钢带丝缠绕技术机器人助力45MPa储氢瓶更安全
中国汽车报网| 2022-04-25 12:03:21

自1931年压缩天然气汽车CNGV在意大利诞生以来,已经过去整整九十年了,天然气汽车已经从一种简单的、节省燃料费用的气体燃料车,发展成为一种技术先进、规模可观的一大类清洁燃料汽车:既能承载当代汽车的各种先进技术,又能具有低碳排放,还能减少运营费用。

我国天然气汽车发祥于1966年,推广于1989年。自2015年始,我国连续6年蝉联CNGV保有量的世界之冠,我国目前现有各种压缩天然气汽车约63262万辆,但其中只有少数车辆配备了单一燃料的高性能天然气发动机,大多数车辆都还是在原型车基础上进行改装的产品(双燃料车辆),压缩比没有调整,发动机结构没有改造,仅仅增加了一套燃气供应系统,成为可以燃用两种燃料的车辆。

这样的双燃料车存在着车辆性能差、污染物排放高、续驶里程低、乘坐舒适性和操纵稳定性差、燃料充装效率低等弊端。如果短时间内减排没有突破,性能没有提高,仍处目前水平,就难以摆脱“低水平污染类车辆”的范畴,也只能是在低水平条件下扩张,终将难逃被淘汰的命运;如果燃料储存量没有提高,续驶里程达不到燃油车最低水平(500公里),产品也很难得到推广。

因此,农工民主党北京CNGV课题组组长洪讵认为,必须尽快开发出符合国Ⅵ标准要求的各种类型CNGV车辆新产品;也要对在用的双燃料汽车进行以减排为目标的改造,争取改善其排放性能,达到较为先进、可以接受的水平;短期内应使各类天然气汽车都成为低污染、高性能的清洁能源车辆,成为治理城市大气污染的得力武器。

其中一项重要任务就是尽快开发出低温高压气瓶,供各种中小型车辆充装和储存LNG。洪讵告诉《中国汽车报》记者,近来浙江蓝能、中材科技等厂家相继开发出能够储存45Mpa高压氢气的普通合金钢(35CrMo即4130X)长管高压气瓶。开创了用低成本的普通低合金钢气瓶储存高压氢气、而又能够防止氢脆的先河。

该类型产品已经通过新品鉴定,能用普通钢材,采取特殊工艺,大大降低了氢脆的出现率,是一个重大的突破和贡献,也为40Mpa的天然气高压加气站提供了低成本站用气瓶的蓝本。虽然还需要通过实践的考核和验证才能推广,却已开创了新的思路和途径。

但该类产品(整体结构的Ⅰ型高压钢瓶)目前的主要问题是:仍然有发生突然爆裂的可能性。因为气瓶的表面没有缠绕层缓冲,一旦失效,仍然是大事故。因此洪讵建议,在该气瓶的表面增加钢丝缠绕层,形成具有缓冲功能的钢丝缠绕三型气瓶,就能够比较彻底地解决储氢气瓶的了安全性的问题。

洪讵进一步指出,开发出钢丝缠绕结构的三型钢瓶关键在于需要投入一个能够完成高压气瓶钢丝环向缠绕和纵向缠绕的AI智能机器人。目前市场上已有成熟的钢带缠绕的智能机器人,只要稍加变动,就能实现高压气瓶的钢丝缠绕。一台机器人配上一个类似立式车床的转盘,就可以完成高压气瓶的钢丝的环向缠绕和纵向缠绕工序,该专机约需投资100万元。洪讵建议业界企业能够注意这个信息和动向,开展相关研发工作。

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