随着全球能源结构的转型和环保需求的提升,燃料电池汽车(FCV)作为一种清洁能源汽车,正逐步受到广泛关注。燃料电池汽车的核心在于其高效的能量转换效率和零尾气排放,然而,其普及的关键之一在于高压储氢系统的技术突破和成本控制。
本文所描述的新型燃料电池汽车高压储氢系统的研制,主要目的是为了进一步推广燃料电池汽车的使用。通过改进储氢系统的性能并降低成本,该系统有望为FCV的普及铺平道路。
系统由多个不同尺寸的储氢罐构成,这些储氢罐经过精心设计,以储存必要量的氢气,同时不牺牲车内的空间。这种设计采用了高强度的碳纤维材料,与碳纤维制造商共同开发,并通过优化分层结构设计,大幅减少了碳纤维的用量,从而达到了世界顶级的体积效率。
接着,为了增加可利用的氢气量,更长的高压储氢罐被安装在车辆地板下方,与之前的模型不同。这一设计变革是通过两方面实现的:一是对储氢罐的个别设计和制造措施进行了优化,其中包括对罐体内部形状进行优化以适应极低温度下的快速加注,以及改进成型条件以优化生产流程,避免成型缺陷。二是将高压储存系统作为集成系统进行优化,尽管采用了不同尺寸的多个储氢罐,但通过优化温度传感器和氢气喷射角度的布局,确保了与前代系统相同的高填充效率。此外,还采取了多项成本降低措施,如使用新型材料加速CFRP(碳纤维增强塑料)高压储氢罐的树脂固化过程,以及采用新的加工方法加工储氢罐阀门和调节器,这些都显著降低了新高压储氢系统的制造成本。
进一步的改进还包括了提高燃料电池系统自身的燃料效率和氢气容量。新研发的高压氢气罐的形状进行了优化,使其能够安装在车辆地板下的中央通道空间内,而这一空间在之前是难以被有效利用的。
综合以上内容,可以看出,燃料电池汽车高压储氢系统的研发涉及到材料科学、制造工艺、系统集成、成本控制等多个领域。通过使用高强度的碳纤维材料,优化设计和制造工艺,以及系统集成和制造成本的控制,研究人员成功开发出了更高效、成本更低的高压储氢系统,这对于促进燃料电池汽车的商业化和规模化具有重要意义。随着技术的不断进步和成本的进一步下降,未来我们可以预见,燃料电池汽车将在全球汽车市场占据越来越重要的位置。