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Ⅳ型瓶胎動(dòng)：預(yù)計(jì)2022年中落地？

2020-07-14 10:44

細(xì)數(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展氫能“卡脖子”問(wèn)題，IV型瓶當(dāng)屬其中之一。作為供氫系統(tǒng)成本占比最高的部分，國(guó)際上先進(jìn)的燃料電池汽車攜帶氫氣多采用70兆帕壓力的塑料內(nèi)膽碳纖維纏繞的高壓氣瓶，簡(jiǎn)稱“IV型瓶”，但是我國(guó)目前還不能生產(chǎn)這種高壓氣瓶。

7月6日，4型氫瓶團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿的網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)，受到產(chǎn)業(yè)界廣泛關(guān)注。

IV型瓶到底厲害在哪里？

對(duì)于燃料電池汽車來(lái)說(shuō)，高壓力、低重量、高儲(chǔ)量的儲(chǔ)氫瓶組一直是追求的目標(biāo)，業(yè)內(nèi)習(xí)慣于拿豐田mirai作為標(biāo)桿，稱該車型續(xù)航達(dá)到650KM。很大的原因就在于IV型瓶。這些都是建立在70Mpa的IV型瓶理解之上。

當(dāng)然我們看得見(jiàn)尼古拉動(dòng)輒500－700英里（805－1127KM）的報(bào)道，與國(guó)內(nèi)已經(jīng)披露的氫能重卡運(yùn)距差距甚大，IV型瓶組使用應(yīng)該在其規(guī)劃之內(nèi)。

當(dāng)然，國(guó)內(nèi)的III型瓶也有做到70Mpa的，但是需要去探究的是III型瓶同等體積下增大的重量和儲(chǔ)氫量的問(wèn)題是否合適。

相較于金屬內(nèi)膽的III型瓶，IV型瓶的塑料內(nèi)膽則完全顛覆了原有氣瓶技術(shù)，比如內(nèi)膽的吹塑，其實(shí)最早吹玻璃瓶就是這種技術(shù)的一種應(yīng)用。

行業(yè)普遍認(rèn)為，非金屬內(nèi)膽的IV型瓶擁有優(yōu)異的抗氫脆腐蝕能力，質(zhì)量更輕，壽命更長(zhǎng)，在達(dá)到批量生產(chǎn)情況下，生產(chǎn)成本更低（62L－70Mpa IV型瓶乘用車產(chǎn)品為例，其產(chǎn)品成本僅為III型瓶的 63．43％），可設(shè)計(jì)性更強(qiáng)以及更高的儲(chǔ)氫率（國(guó)內(nèi)企業(yè)采用III型瓶?jī)?chǔ)氫密度為3．9％，而 IV 型瓶的儲(chǔ)氫密度可以達(dá)到 5．5％）更易于打開(kāi)市場(chǎng)空間。這也是這次團(tuán)標(biāo)征求意見(jiàn)稿引起關(guān)注的重要原因。

IV型瓶的結(jié)構(gòu)如下。

如圖，IV型瓶碳纖維增強(qiáng)塑料層壓板（CFRP laminate，保護(hù)層）、熱塑性塑料內(nèi)膽（Thermoplastic liner，內(nèi)膽、氣封）、閥接口（Valve interface）。

以下為III型瓶及IV型瓶一些參數(shù)的比較

車用氣瓶參數(shù)比較

在工藝環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)也有一些信息的披露。

生產(chǎn)工藝：（根據(jù)京城股份公告內(nèi)容整理如下）

IV型瓶：中國(guó)企業(yè)暗暗在使勁

在全球范圍內(nèi)，挪威Hexagon、日本豐田、法國(guó)佛吉亞等公司實(shí)現(xiàn)了IV型瓶的批量生產(chǎn)，并應(yīng)用在各種車型上。中國(guó)雖暫無(wú)這方面的成熟產(chǎn)品，但國(guó)內(nèi)儲(chǔ)運(yùn)端企業(yè)紛紛加入這一行業(yè)的爭(zhēng)奪。在2月底舉辦的日本展會(huì)上，沈陽(yáng)斯林達(dá)展出了一款70Mpa儲(chǔ)氫IV型瓶，中集安瑞科與Hexagon簽訂協(xié)議，意愿引入IV型瓶。上市公司龍?bào)纯萍迹?03906．SH）也出臺(tái)企標(biāo)，其董事長(zhǎng)表示今年產(chǎn)品有望問(wèn)世。

IV型瓶在國(guó)內(nèi)發(fā)展面臨很多困難與挑戰(zhàn)，目前IV型瓶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)在國(guó)內(nèi)是缺失的。我國(guó)已經(jīng)實(shí)施能夠適用于35Mpa和70Mpa的III型高壓儲(chǔ)氫瓶的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)GB／T35544－2017《車用壓縮氫氣鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶的型式和參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)注、包裝運(yùn)輸和存儲(chǔ)等要求，此前包括Hexagon這類企業(yè)以及歐盟地區(qū)對(duì)于IV型瓶制定了一些標(biāo)準(zhǔn)。

量產(chǎn)時(shí)間：預(yù)測(cè)在2022年中

在國(guó)內(nèi)的氫瓶歷史上IV型瓶曾經(jīng)開(kāi)放過(guò)，也曾短暫地經(jīng)歷過(guò)產(chǎn)業(yè)化，但是彼時(shí)高壓氣體的存儲(chǔ)還多停留在30Mpa以下的水平，當(dāng)時(shí)大部分的供應(yīng)商熟悉的產(chǎn)品也僅僅在這個(gè)量級(jí)。后期因?yàn)橐恍┦录砸蛩乇唤型！?/p>

產(chǎn)業(yè)鏈端，其結(jié)構(gòu)決定了內(nèi)膽設(shè)計(jì)、內(nèi)膽材料、封頭結(jié)構(gòu)碳纖維性能等都有比較高的技術(shù)壁壘，僅在材料領(lǐng)域，塑料、環(huán)氧樹(shù)脂、密封材料、碳纖維等等目前普遍都來(lái)自進(jìn)口。IV型瓶生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性、瓶口的密封、壽命等方面都需要更多的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

但十余年以來(lái)，隨著材料技術(shù)及加工工藝能力的提升，同時(shí)燃料電池汽車行業(yè)的發(fā)展，在貨運(yùn)物流大運(yùn)距和乘用車供氫系統(tǒng)小型化的需求越來(lái)越強(qiáng)烈的情況下，必會(huì)推動(dòng)IV型瓶的加速研發(fā)。

團(tuán)標(biāo)征詢意見(jiàn)出臺(tái)，到后期頒布正式文件會(huì)有較長(zhǎng)的時(shí)間窗口期，對(duì)于高壓氣瓶來(lái)說(shuō)，想要到達(dá)量產(chǎn)級(jí)別，穩(wěn)定性、一致性、壽命以及可靠性都是重要的環(huán)節(jié)，在III型瓶?jī)H僅是充裝次數(shù)測(cè)試都需要上萬(wàn)次的充裝測(cè)試漫長(zhǎng)周期。IV型瓶到產(chǎn)品落地，目前有預(yù)測(cè)在2022年中。