项目编号 | A05-2024-J023 |
项目名称 | 大容积车用液化天然气气瓶设计与试验检验关键技术研究及应用 |
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 北京市特种设备检验检测研究院 北京福田欧辉新能源汽车有限公司 北京明晖天海气体储运装备销售有限公司 北京福田戴姆勒汽车有限公司 北京公共交通控股(集团)有限公司 张家港富瑞新能源科技有限公司 |
候选人 | 朱鸣 姚欣 李兆亭 刘晗 韩文超 王旭东 郝存根 吕蓉蓉 张有波 孙鹏 张继恒 张保国 陈祖志 何晓冬 张贺军 |
项目简介 | 车用LNG气瓶是重型卡车、公交车和物流车等交通运输工具的燃料载体。气瓶设计中的大容积化、抗振设计方法、绝热真空长寿命维持、气瓶防过充试验方法和高效快速检测等设计和试验检验关键技术急需突破以保障气瓶安全运行。项目围绕上述关键技术开展研究,形成以下成果:
1.开创了我国1000升以上大容积车用LNG气瓶应用先河。解决了大容积车用LNG气瓶结构强度及绝热真空设计关键技术,突破了国外标准DOT-4L(HSE) Welded Insulated Cylinders对车用LNG气瓶容积小于500升的限制,研制了我国独有的1000升以上自增压型和带泵高压直喷型大容积车用LNG气瓶,攻克了长续航技术难题。
2.构建了基于振动疲劳失效模式的大容积车用LNG气瓶抗振设计方法。探明了气瓶随车振动疲劳失效机理并建立了吻合实际道路工况的5g振动载荷谱,解决了表征气瓶振动疲劳性能的试验技术难题,验证了基于抗振设计方法的气瓶整体结构在多维随机振动下的高耐久性。
3.突破了复杂车载工况下大容积车用LNG气瓶高真空长寿命维持技术。探明了真空环境下绝热材料和不锈钢材料的气体释放规律及其组分,研发了表征真空夹层内吸气剂变压吸附过程的动态吸附实验装置,首次在常温下将大容积车用LNG气瓶夹层真空度维持在0.001Pa级,真空寿命超过5年。
4.首次建立了大容积车用LNG气瓶防过充试验方法。发明了防过充试验装置,首次采用充装过程中瓶内压力变化拐点作为液体饱和状态的判据,构建了大容积车用LNG气瓶充满率计算模型,实现了大容积车用LNG气瓶防过充性能试验验证。
5.攻克了大容积车用LNG气瓶绝热性能高效检测与安全阀在线校验技术。提出了基于无损升压速率的气瓶绝热性能检测方法,研发了气瓶安全阀在线校验装置,有效解决了气瓶及安全附件拆检导致的气瓶损伤、检验效率低、天然气有害排放等技术难题。
项目成果被TSG23-2021《气瓶安全技术规程》采纳,制定国家标准2项,授权发明专利28项,论文29篇(SCI/EI 15篇),软著2项,专著2部。项目成果为大容积车用LNG气瓶设计制造和检验提供了技术支撑。项目成果在北京天海、明晖天海、富瑞等企业成功应用,批量制造的气瓶在北汽福田等车企实现了规模化装车;气瓶绝热性能高效检测与安全阀在线校验技术在北京特检院、广东特检院等多个气瓶定期检验机构应用,三年取得经济效益50多亿元,形成的法规标准、技术方法为LNG产业发展提供了支撑,为大容积车用LNG气瓶设计制造及检验提供了解决方案。
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