项目编号A05-2024-J033
项目名称氢燃料电池汽车高压储氢系统研制与应用
候选单位中国特种设备检测研究院
北京天海工业有限公司
北京福田欧辉新能源汽车有限公司
北京科泰克科技有限责任公司
中材科技(苏州)有限公司
江苏国富氢能技术装备股份有限公司
未势能源科技有限公司
宇通客车股份有限公司
深蓝汽车科技有限公司
候选人李翔 李军 黄强华 岳增柱 刘继红 公歆汝 薄柯 古纯霖 袁卓伟 王朝 郭淑芬 何春辉 张增营 李江川 陈金锐
项目简介    氢燃料电池汽车是实现绿色出行和车辆零排放的重要方案。目前,高压气态储氢技术是氢燃料电池汽车的首选储氢方式,我国氢能汽车产业面临创新能力弱、产业链不成熟、车载储氢系统部分材料及部件仍然依赖进口等问题。该项目针对现有车载储氢系统的车载储氢气瓶自重较大、储氢量低、续航较短,70MPa车载Ⅲ型和Ⅳ型储氢气瓶、瓶口组合阀等关键部件还没有成熟产品,关键部件型式试验缺少评价依据等问题,研制低漏率、轻量化、高集成的氢燃料电池汽车高压储氢系统,建立适合我国国情的车载高压储氢系统关键部件性能指标及评价方法,实现我国车载储氢系统及关键部件设计制造、测试评价技术突破,保障氢能汽车的安全运行,项目主要创新成果如下: (1)提出了复合材料气瓶分析设计方法,优化了气瓶应力分布,解决了高压大容积铝内胆碳纤维全缠绕气瓶(Ⅲ型瓶)耐疲劳性能差的难题,研制了我国首个70Mpa、134L车用Ⅲ型储氢气瓶。该产品应用于2022年北京冬奥会氢燃料电池客车上,正在全国推广应用。 (2)提出了基于遗传优化算法的Ⅳ型储氢气瓶轻量化设计技术,研制了容积为57L、质量储氢密度6.1%以及工艺离散系数低于5% 的70MPa Ⅳ型储氢瓶,Ⅳ型储氢瓶技术指标达到国际领先水平。突破了低功耗组合式瓶阀设计、高精度大减压比设计和阀件低漏率密封等技术,实现了整体阀件泄漏率≤0.6Nml/h,解决了高压瓶口组合阀密封可靠性技术难题。所研制的Ⅳ型储氢瓶及瓶阀产品正在推广应用,部分产品销往海外。 (3)提出了70MPa复合材料储氢气瓶及瓶口组合阀门产品的性能指标体系,研发了复合材料储氢气瓶瓶火烧试验装置、瓶阀氢循环试验装置等装置,建立了适合我国国情的车用复合材料储氢气瓶及瓶口组合阀门性能指标与评价方法,形成了相应国家标准。研制了低漏率、轻量化、高集成的车载储氢系统,系统泄漏率均远低于国际标准要求,系统重量减少20%以上。所研制的储氢系统已成功应用在氢燃料电池汽车上,正在全国推广应用。 获得发明专利32项,发表论文45篇,成果已被1部特种设备安全技术规范、4项国家标准和5项企业标准引用。该成果总体达到国际领先水平。 该项目成果目前已在北京天海工业有限公司、北京福田欧辉新能源汽车有限公司等数家单位得到推广应用,指导车载储氢系统及关键部件的设计制造,在北京冬奥会氢燃料电池客车和氢能火炬上得到大规模应用,近3年创造了超27.4亿的直接经济效益,若考虑到氢燃料电池汽车的持续推广应用,可产生上千亿经济效益。

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