[实用新型]氢储能装置

说明书

提供一种氢储能装置，包括瓶体和阀门；瓶体从内至外包括内胆层、加强层和防护层；内胆层为高强度铝合金内胆；加强层为连续碳纤维缠绕铺层；防护层为玻璃纤维强化树脂防护层；内胆层和加强层之间，以及加强层和防护层之间的连接界面均设有气凝胶涂层，并通过气凝胶涂层过渡连为一体。本实用新型设计了一种采用气凝胶涂层作为复合材料界面过渡的氢储能装置；突破了传统气瓶重量大和安全性低、耐压低的核心问题，提高了汽车动力系统安全性能；减轻现有氢燃料气瓶重量10～15％以上；提高氢燃料汽车的续航里程15％以上；并进一步实现了氢储能装置绝缘、轻质、高强、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳综合特性的提升。

技术领域

本实用新型属机械工程用于盛装压缩气体的压力容器技术领域，具体涉及一种氢储能装置。

背景技术

氢燃料是一种新型的汽车用动力燃料，通过燃烧释放能量进行发电，为电动机提供驱动能量，以满足整车的动力要求，属于真正的绿色能源。目前国内外汽车工业都在这一领域进行不断地探索。采用氢燃料的汽车，氢储能装置是氢燃料汽车动力系统的核心结构部件。因此，氢燃料汽车动力系统对储氢装置的安全性、轻量化要求、绝缘性、防爆性均提出较高要求。为满足上述指标需求，现提出如下技术方案。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种氢储能装置，解决氢燃料在汽车上高质量比、轻量化、绝缘性、高强度、安全防爆、耐腐蚀、抗疲劳的储存技术问题。

本实用新型采用的技术方案：氢储能装置，包括瓶体和阀门；所述瓶体从内至外包括内胆层、加强层和防护层；其特征在于：所述内胆层为高强度铝合金内胆；所述加强层为连续碳纤维缠绕铺层；所述防护层为玻璃纤维强化树脂防护层；所述内胆层和加强层之间，以及加强层和防护层之间的连接界面均设有气凝胶涂层，并通过气凝胶涂层过渡连为一体。

上述技术方案中，为进一步提高氢储能装置的安全性和防爆性：所述内胆层具有一体成型的瓶体内胆和瓶口；所述瓶口处密封安装阀门；所述阀门伸进瓶口内的一侧安装温度传感器；所述阀门伸出瓶体外的一侧设有泄压装置。

上述技术方案中，为满足内胆的高强度使用需求，优选地：所述内胆层采用2XXX或7XXX系铝合金。

上述技术方案中，在控制成本基础上，为采用最佳涂层厚度达到装置的隔温、绝缘、防爆使用特性：优选地：所述气凝胶涂层的厚度小于等于2mm。

上述技术方案中，基于连续缠绕工艺，为采用最佳的厚度范围发挥碳纤维铺层的高比疲劳强度以及比模量特性，保证氢储能装置最佳的质轻以及防爆特性：优选地：所述连续碳纤维缠绕铺层厚度0.7mm～1mm。

上述技术方案中，为加速生产成型，实现批量化生产，进一步地：所述玻璃纤维强化树脂防护层的树脂为环氧树脂；且玻璃纤维环氧树脂通过热压固化工艺成型；且玻璃纤维环氧树脂内加入胺类固化剂加速成型。

本实用新型与现有技术相比可实现如下效果：

1、本方案采用气凝胶涂层实现界面过渡；一方面利用气凝胶，薄而轻的优良隔热特性，从而提升储氢装置的耐寒耐高温、防火防冻安全特性；另一方面利用气凝胶从胶态至固态的吸附式胶着固化特性提高储能装置界面过渡层的粘连阻尼，一方面气瓶装置成型结构性优良，有利提升储氢装置的生产效率，实现批量化生产；另一方面可实现气瓶装置优良的绝缘以及防爆特性；因此，采用气凝胶作为界面过渡层制得的氢储能装置，协同高强度铝合金内胆层、连续碳纤维缠绕铺层、玻璃纤维强化树脂层共同作用；使储氢瓶的绝缘、轻质、高强、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳综合特性显著提升，能广泛地在35MPa、70MPa新能源汽车方面应用；

2、本方案突破了传统气瓶重量大和安全性低、耐压低的核心问题；提高了汽车动力系统安全性能，符合汽车工业生产节拍的批量化生产需求；减轻现有氢燃料气瓶重量10-15％以上；提高氢燃料汽车的续航里程15％以上；同时有利提高复合材料的生产效率，相对地降低生产成本；