车载复合材料高压储氢气瓶快速充装温升控制数值模拟研究

针对碳纤维增强复合材料气瓶的快速充氢过程,建立了70 MPa储氢气瓶快速充装数值模型,研究了不同充装参数对瓶内氢气温升的影响规律,探讨了温升的控制策略,提出了温升的控制方法.结果表明:气瓶快充温升主要由充装时间、气瓶初始压力以及初始温度决定,初始充装压力增大对降低温升有显著影响;初始充装压力和初始温度与温升近似呈线性关...     

固定式燃料电池储氢气瓶的研制

以固定式燃料电池储氢气瓶的广泛应用为背景,对12L碳纤维全缠绕储氢气瓶的开发进行了研究。本文对CYD-128树脂浇铸体的拉伸性能进行了测试,同时开展了T700-12K/CYD-128复合材料NOL环的层间剪切试验。在此基础上,利用商业CADWIND软件,根据气瓶的技术指标对其进行了碳纤维的缠绕铺层设计,并利用ANSYS有限元应力分析,以对复合材料气瓶的缠绕工艺方案进行验证。根据设计的线型完成35 MPa高压储氢气瓶的缠绕,各项指标均满足使用要求。     

加氢站高压储氢容器安全性分析

氢能作为“能源互联网”的纽带,不仅来源广泛、低碳环保、灵活高效、应用场景多,还便于储备和运输。氢气储运是氢能发展中的重要环节,而高压储氢容器的安全性是长期困扰氢气储运的问题。以加氢站固定式高压储氢容器为研究对象,针对不同结构的加氢站系统,总结了其中储氢容器的特点。对近3年储氢系统中高压储氢容器发生的事故进行汇总,从设计、配件、设备、人才方面存在的安全问题进行分析,并提出安全性相关的建议,对未来高压储氢容器的发展方向进行了展望。     

储氢方法

介绍了三种储氢方法；金属氢化物储存，有机物储存以及吸附储存，并对各种方法进行评述，指出：把碳纳米材料和储氢合金两者的优势结合起来。制备出新型的复合储氢材料将是一个十分有理论意义和实际意义的重要研究课题。     

Ⅳ型高压储氢气瓶用碳纤维复合材料界面表征与分析

Ⅳ型高压储氢气瓶的结构载荷主要由外层碳纤维复合材料(CFRP)承载。良好的碳纤维(CF)与环氧树脂(EP)界面性能有助于载荷传递,使CF强度发挥至最大化,提高压力容器的安全性能,另外可以减少CFRP用量,降低成本,从而打破高昂价格带来的应用局限。通过扫描电镜、原子力显微镜、X射线电子能谱仪、动态接触角、微脱黏测试仪及万能试验机对CFRP界面进行了系统的表征与分析。通过分析CF的表面形态、化学成分、润湿性、表面能及界面结合力,揭示了CFRP力学性能与界面性能的相关性。研究表明,CF表面利于形成机械互锁的表面粗糙度、利于化学键结合的含氧活性官能团、利于润湿的极性组分表面能等因素可以增强其与EP的界面结合,最大程度发挥CF的力学性能,使高压容器承载复合材料具有稳定的力学性能。     

复合材料高压氮气气瓶的结构设计与试验分析

本文阐述了复合材料高压氮气瓶的结构设计过程，并对试验结果进行了分析和讨论。     

船用新型复合高压气瓶设计与试验研究

利用10mm碳纤维增强复合材料环缠加强现役钢质气瓶,实现了船用新型复合高压气瓶的研制,并参照相关标准开展了水压、爆破、气密、疲劳等试验研究。结果表明,复合材料较好地分担了气瓶环向应力,爆破压力达到125MPa,经0~40MPa、12000次填充疲劳试验不发生破坏。试验表明复合气瓶设计合理,安全可靠性高,是实现船用新型高压气瓶研制的较好技术途径。     

氢能发展的意义及储氢技术现状

本文对氢能发展的意义进行了介绍,阐述了我国近几年在氢能源发展和氢燃料电池车方面的相关支持性文件。并针对氢能储运环节,分别介绍了国内高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢和有机液态储氢四种方式的发展现状以及标准研究现状。     

碳纤维缠绕复合材料储氢气瓶的研制与应用进展

氢能是21世纪最有潜力的新型能源,具有高能、环保、可再生等优点,但氢气的储运技术滞后严重限制了其大规模应用。碳纤维缠绕复合材料氢气瓶因具有质量轻、韧性强、耐疲劳性好等优点,在储氢领域具有广阔的应用前景。本文综述国内外高压气态储氢技术研究现状,并结合国产碳纤维复合材料应用现实,论述了碳纤维缠绕储氢气瓶制备的技术要点、标准规范以及成型设备等方面的最新进展,展望了碳纤维缠绕储氢气瓶的产业前景。     

轻质高压储氢容器

氢的储运是氢能发展的关键技术之一。轻质高压储氢是一种切实可行的氢能储运方法。结合纤维缠绕气瓶和高压储氢容器的国内外最新研究进展,介绍了轻质高压储氢容器的结构、设计方法和有待深入研究的若干问题。     

4L复合材料高压气瓶的研制与验证

本文研究的4L复合材料高压气瓶具有大长径比(5.68),需进行10 000次压力循环的疲劳试验,疲劳试验之后不得有肉眼可见的损伤、变形和渗漏的缺陷。依据气瓶的性能要求设计铝合金内衬和复合材料铺层,确定内衬的结构尺寸和缠绕工装形式,选择合理的复合材料铺层,通过爆破试验和疲劳爆破试验对设计的方案进行验证,结果表明:方案科学合理。     

储氢技术研究进展

介绍了高压压缩储氢、深冷液化储氢、金属氢化物储氢、碳纳米管吸附储氢及有机液体氢化物储氢等几种储氢技术的发展现状,并指出储氢技术未来的发展方向.     

不同水容积的车载储氢气瓶快充温升研究

高压气态储氢是氢能汽车的主流技术解决方案,氢能汽车加氢操作时间应与燃油车加油操作时间相近.但快充过程伴有较高温升,这将诱发环氧树脂剥离、碳纤维失效及气瓶欠充装等问题,故应准确预测温升并给定可靠的加注策略.因此需要关注不同水容积的储氢气瓶,揭示氢气、复合层压板的温升演化,并给定高精度、宽适用范围的温升预测公式.     

复合材料高压储氢气瓶快速充放氢过程中的温度效应研究

氢能的利用离不开氢的储运这个关键环节,高压储运是目前氢气储运的主要方式。高压快速充放氢会发生温度快速升高和降低问题,从而影响储运设备的使用寿命。主要研究了车载复合材料高压气瓶在快速充放氢过程中的温度效应,并对温升后的充氢量进行了计算。为了确保复合材料气瓶的温升在100℃以下,经过大量试验确定了温升不超过复合材料气瓶允许温度的快速充氢方式。     

高压气瓶快速放气的动态特性研究

高压气瓶的快速放气过程广泛存在于能源、化工、航天等领域。放气过程的动态特性是相关系统设计的重要基础。针对高压气瓶的快速放气过程进行了分析,基于实际物理过程并进行部分简化后,建立了理论模型,推导了高压气瓶和低压容器腔内压力随时间变化函数。同时,开展了高压气瓶快速放气的验证试验,对放气过程中的动态参数（包括温度、压力等）进行了测量。理论模型的计算结果与试验结果较为吻合,验证了模型的准确性。最后,基于理论模型,对低压容腔的压力变化、系统放气速率等参数进行了分析。     

碳纤维复合材料高压储氢容器研究与结构设计

氢能的储运技术是氢能利用的关键环节之一。对车用燃料氢气的储存技术进行了综述和比较,提出高压储氢是氢气储存的主要方向之一。阐述了碳纤维复合材料高压容器的技术原理和结构特点,通过改进压力容器的结构形式,达到防止氢气渗漏、延长容器使用寿命、提高系统储氢量等综合性能。     

带安全阀气瓶的气密性试验

对目前带安全阀气瓶在气密性试验中存在的问题进行分析,提出解决问题的思路和方法,以供业内人士参考。     

复合材料高压气瓶用玻璃纤维开发研究

简要介绍了复合材料高压气瓶的发展状况、分类、特点以及相关标准。详细总结了复合材料高压气瓶用玻璃纤维的质量要求,研究开发了一种性能优异、适合于缠绕复合材料高压容器的玻璃纤维产品,并介绍了这种玻璃纤维产品的主要性能指标。     

高压储氢容器失稳分析与研制

借助有限元方法对高压储氢容器进行分析计算,采用ANSYS软件对碳纤维复合材料高压储氢容器内衬的各阶模态失稳进行研究,结合设定的预应力和安全余量,采用了4mm厚的内衬厚度。通过70MPa高压储氢容器快速充放氢系统进行氢环境的疲劳试验,同时进行耐压试验、耐冲击试验和爆破试验,且都得到了安全验证。     

一种大容积钢质内胆碳纤维全缠绕高压气瓶的研制

大容积钢质内胆碳纤维全缠绕高压气瓶研制的关键技术包括钢质内胆的旋压成形、内胆热处理、碳纤维全缠绕固化工艺技术。以上技术决定高压气瓶的质量性能和制造成本。本文阐述了以上工艺技术的研发过程、形成的工艺评定及可行性的试验验证。