[发明专利]一种新型车载多层内胆高密度储氢瓶

说明书

本发明涉及新型车载多层内胆高密度储氢瓶，包括从内到外依次设置的防氢脆层(4)、承压隔热层(6)、膨胀珍珠岩隔热板(7)、憎水气凝胶真空隔热板(8)和高分子层(10)；所述承压隔热层(6)外侧粘连膨胀珍珠岩隔热板(7)以及憎水气凝胶真空隔热板(8)所述防氢脆层(4)和承压隔热层(6)之间的隔腔内设有高压压缩空气(5)，所述憎水气凝胶真空隔热板(8)和高分子层(10)之间的隔腔内设有水蒸气含量70％至90％的压缩空气(9)；所述承压隔热层由铝合金制成。本发明可以有效抑制氢脆现象，提供更高的安全系数，加快储氢速度。

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，更具体地说，涉及一种新型车载多层内胆高密度储氢瓶。

背景技术

进入21世纪以来，全球污染问题越来越严重，我国经济快速增长与社会环境的保护之间的冲突日益尖锐。因此，新能源的开发与利用成为重要发展方向，在交通领域，新能源汽车技术逐渐提高，人们对新能源汽车的接受程度也逐步增强。新能源汽车中，氢能源汽车具有明显优势，与充电汽车相比，氢动力加氢效率极高，而续航里程和传统的燃油车大体相当，综合考虑压缩能耗、续驶里程、基础设施建设投资等因素，车载供氢系统比较理想的储存压力为35-70MPa。为利用压力差实现快速充氢，加氢站用储氢容器的压力达到40-75MPa。为提高续驶里程，70MPa高压储氢是国内外氢能储存的发展目标和研究重点。然而，随着储氢压力逐渐提高，储氢瓶现有结构与强度设计无法满足超高压要求，同时会出现耐疲劳性更差、氢脆问题更严重等问题，特别是压力由35到70MPa的过程中，氢脆的现象尤为明显。现有的储氢瓶技术无法很好地在尽可能环保的情况下，应对多次充放气产生过多热量对内胆的损坏，满足储氢瓶的超高压需求，而且防治氢脆问题的效果也不尽如人意。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种新型车载多层内胆高密度储氢瓶，能够解决铝合金内胆氢脆现象严重、充放气时温度过高引起损伤、轻量化程度低、所需温度条件高、储氢密度低、无法承受超高压、不可回收等的一系列问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种新型车载多层内胆高密度储氢瓶，包括从内到外依次设置的防氢脆层、承压隔热层、膨胀珍珠岩隔热板、憎水气凝胶真空隔热板和高分子层；所述承压隔热层外侧粘连膨胀珍珠岩隔热板以及憎水气凝胶真空隔热板

所述防氢脆层和承压隔热层之间的隔腔内设有高压压缩空气，所述憎水气凝胶真空隔热板和高分子层之间的隔腔内设有水蒸气含量70％至90％的压缩空气；所述承压隔热层由铝合金制成。

上述方案中，所述防氢脆层包括内层的储氢金属和外层的铝合金，内层与外层的厚度比为0.23-0.26：1；

储氢金属是20％-25％Mg₂Ni+4％-6％份稀土元素在高温800℃-850℃进行热熔制成；

外层的铝合金在700℃热熔制成。

上述方案中，所述高分子层由三元聚合复合材料进行形成，其制备方法如下：

将3％的聚丙烯酸(PAA)溶液和2％-5％的支化聚乙烯亚胺-聚环氧乙烷(bPEI-PEO)按照体积比1:1比例混合搅拌，配置成溶液用蠕动泵缓慢滴入烧杯中；滴加溶液完毕后继续搅拌，使高分子聚合物充分作用；将高分子聚合物通过离心铸造的方法制作为高分子层，离心铸造机的表面为疏水玻璃，疏水玻璃外围安装加热烘干器。

上述方案中，还包括导气管、输气管和瓶塞，所述瓶塞安装在瓶口内，瓶口处设有金属垫圈。

上述方案中，导气管上设有分流管，分流管上安装冷却器。

上述方案中，缠绕层的材料为氧化石墨烯-玄武岩纤维/聚乳酸复合材料。

实施本发明的新型车载多层内胆高密度储氢瓶，具有以下有益效果：