在6月8日于上海召開的第六屆國際氫能與燃料電池汽車大會(FCVC 2021)上,氫能觀察記者來到中集安瑞科控股有限公司展位,就中集安瑞科這次參展的新品70MPa復合材料纏繞氣瓶進行了采訪。

Q:此次參展的70MPa復合材料纏繞氣瓶與上一代相比有什么優勢?
A:從氣瓶的材料結構角度來講,氣瓶分為Ⅰ~Ⅳ型,上一代是Ⅲ型。車載氣瓶主要是35MPa,Ⅲ型瓶也以35MPa為主,但也有用Ⅲ型瓶做70MPa的。但因為70MPaⅢ型瓶工作壓力高,氣瓶壁增厚,整體重量就會增加。Ⅲ型瓶是鋁內膽,而現在我們的新產品是碳纖維纏繞塑料內膽。
碳纖維本身是一種新型的高強度復合材料,在儲氫瓶和航空航天領域已經有了大量應用。相較之碳纖維在大型航空器中的應用,碳纖維在氫瓶領域的應用更加基礎。高強度的防彈衣、防彈頭盔都使用了碳纖維。
另外,Ⅳ型瓶在重量方面具有優勢。一只Ⅲ型瓶自重大概在80-90kg以內,如果按一組9只來計算,整組氣瓶重量將達到700公斤以上,假如再加上框架、瓶閥等,一組的總重可能達到1噸。而如果采用新的四型瓶,其重量至少能降低200公斤以上。
Q:那么與競爭對手相比,中集生產的Ⅳ型瓶優勢在哪里?
A:首先,作為合資企業,中集的技術是比較成熟領先的。第二,中集具有規?;膬瀯?。除此之外,中集集團本身除了裝備之外,還有車輛集團、港口物流、空港等業務。因此,中集在氫能終端方面還具有可以拓展的大規模裝備應用的終端場景,并拓展儲氫瓶的不同領域應用,自己就能進行氫能示范應用,這一點是十分有優勢的。
Q:現在Ⅳ型瓶的技術難點都有什么?
A:這涉及到幾個方面。第一,塑料內膽的成型,包括塑料內膽與外面金屬瓶頸兩種不同材料之間的連接問題。Ⅳ型瓶需要將之可靠地連接起來,又要保證其密封性,這在技術上非常困難。
第二,碳纖維多個方向的纏繞。如何把纏繞做好,減少碳纖維成本占的比重,這是工藝上的難點。而在結構設計上,內膽和碳纖維纏繞的空間還有很多技術上的細節問題。
Q:此次的新品70MPa Ⅳ型瓶是否已經實現量產?量產后,成本還能夠降低嗎?
A:生產線正在建設中,大概明年中可以實現量產。在規?;纳a線領域,公司建設得算是國內比較早的。因為國內也有一些廠家在推出試驗瓶、樣瓶,而我們這個規模化的生產線達產之后能達到年產10w只的規模。正常情況下,一條生產線要經過試產、調試、取證等過程,達產需要兩到三年。畢竟這個行業剛剛起步,距離成熟市場化還有很長的路要走。但對于企業來說,降本是一個持續的過程,隨著產能不斷擴大、材料技術逐漸成熟、供應鏈渠道陸續開發,成本下降是一個必然的趨勢。
Q:中集似乎和海外一起合作做Ⅳ型瓶,在生產氣瓶方面,中集主要起到什么作用呢?另外,材料這方面,公司是從海外進口還是自產呢?
A:中集在生產氣瓶方面主要是起到一個集成的作用,會在氣瓶做出來之后給車配套,做一個系統的集成。
材料方面,短期內為了保證產品可靠性還是會以進口為主。但是長期來看,在國內碳纖維廠家也越來越多的情況下,材料質量和穩定性也會越來越好。為了降成本,公司后續可能會使用一些有競爭力、技術成熟的國產產品。
Q:最近,氫燃料汽車的安全性問題備受關注。在安全問題方面,讀者們很關注的一個問題是,氫燃料電池汽車能否在地下車庫停放?
A:關于氫氣瓶的安全標準很多,相對來說已經比較成熟。而且,為了保險起見,公司在國外已經做了很多年了,有大量的應用經驗,并經過了實際檢驗。作為一種氣體燃料能源,從易燃易爆的角度來看,日常生活中使用的電器、天然氣、汽油都有危險性。只要零部件產品確認穩定可靠,嚴格按照規劃標準設計使用,不違章不違規,產品經過嚴格設計制造檢驗,是不會有安全問題的。
對于氫燃料電池汽車能否在地下車庫停放的問題,與氫燃料電池汽車使用的介質有關。如果是氣態儲氫就可以在地下車庫停放,而液態儲氫的氫燃料電池汽車在地下車庫停放則存在超溫排放的問題。但實際上并不需要太過擔心這一點,現在國內大部分氫燃料汽車都采用氣態儲氫。
Q:那么最后一個問題,除了碳纖維氣瓶,中集還將在哪些方面發力呢?
A:氣瓶主要是車載的儲氫方式。除了車載方向,儲運加氫領域還有著需要大量氫儲運的場景,中集對于這些包括拖車儲氫瓶在內的大型氫儲運設備都有研究?,F在,大型氫儲運采用的設備主要以Ⅰ型瓶、Ⅱ型瓶為主,將來也可能向Ⅳ型瓶過渡。Ⅳ型瓶會使成本大幅降低,令運輸更加經濟。
此外,中集安瑞科已經與國內一些大的車廠達成合作,與一些組件企業進行溝通,并且還在繼續拓展深化合作。中集安瑞科氣體加注設備研發較早,市場規模較大。因此,中集與國家能源集團達成合作,將為其冬奧會示范項目做70MPa加氫。


Q:此次參展的70MPa復合材料纏繞氣瓶與上一代相比有什么優勢?
A:從氣瓶的材料結構角度來講,氣瓶分為Ⅰ~Ⅳ型,上一代是Ⅲ型。車載氣瓶主要是35MPa,Ⅲ型瓶也以35MPa為主,但也有用Ⅲ型瓶做70MPa的。但因為70MPaⅢ型瓶工作壓力高,氣瓶壁增厚,整體重量就會增加。Ⅲ型瓶是鋁內膽,而現在我們的新產品是碳纖維纏繞塑料內膽。
碳纖維本身是一種新型的高強度復合材料,在儲氫瓶和航空航天領域已經有了大量應用。相較之碳纖維在大型航空器中的應用,碳纖維在氫瓶領域的應用更加基礎。高強度的防彈衣、防彈頭盔都使用了碳纖維。
另外,Ⅳ型瓶在重量方面具有優勢。一只Ⅲ型瓶自重大概在80-90kg以內,如果按一組9只來計算,整組氣瓶重量將達到700公斤以上,假如再加上框架、瓶閥等,一組的總重可能達到1噸。而如果采用新的四型瓶,其重量至少能降低200公斤以上。
Q:那么與競爭對手相比,中集生產的Ⅳ型瓶優勢在哪里?
A:首先,作為合資企業,中集的技術是比較成熟領先的。第二,中集具有規?;膬瀯?。除此之外,中集集團本身除了裝備之外,還有車輛集團、港口物流、空港等業務。因此,中集在氫能終端方面還具有可以拓展的大規模裝備應用的終端場景,并拓展儲氫瓶的不同領域應用,自己就能進行氫能示范應用,這一點是十分有優勢的。
Q:現在Ⅳ型瓶的技術難點都有什么?
A:這涉及到幾個方面。第一,塑料內膽的成型,包括塑料內膽與外面金屬瓶頸兩種不同材料之間的連接問題。Ⅳ型瓶需要將之可靠地連接起來,又要保證其密封性,這在技術上非常困難。
第二,碳纖維多個方向的纏繞。如何把纏繞做好,減少碳纖維成本占的比重,這是工藝上的難點。而在結構設計上,內膽和碳纖維纏繞的空間還有很多技術上的細節問題。
Q:此次的新品70MPa Ⅳ型瓶是否已經實現量產?量產后,成本還能夠降低嗎?
A:生產線正在建設中,大概明年中可以實現量產。在規?;纳a線領域,公司建設得算是國內比較早的。因為國內也有一些廠家在推出試驗瓶、樣瓶,而我們這個規模化的生產線達產之后能達到年產10w只的規模。正常情況下,一條生產線要經過試產、調試、取證等過程,達產需要兩到三年。畢竟這個行業剛剛起步,距離成熟市場化還有很長的路要走。但對于企業來說,降本是一個持續的過程,隨著產能不斷擴大、材料技術逐漸成熟、供應鏈渠道陸續開發,成本下降是一個必然的趨勢。
Q:中集似乎和海外一起合作做Ⅳ型瓶,在生產氣瓶方面,中集主要起到什么作用呢?另外,材料這方面,公司是從海外進口還是自產呢?
A:中集在生產氣瓶方面主要是起到一個集成的作用,會在氣瓶做出來之后給車配套,做一個系統的集成。
材料方面,短期內為了保證產品可靠性還是會以進口為主。但是長期來看,在國內碳纖維廠家也越來越多的情況下,材料質量和穩定性也會越來越好。為了降成本,公司后續可能會使用一些有競爭力、技術成熟的國產產品。
Q:最近,氫燃料汽車的安全性問題備受關注。在安全問題方面,讀者們很關注的一個問題是,氫燃料電池汽車能否在地下車庫停放?
A:關于氫氣瓶的安全標準很多,相對來說已經比較成熟。而且,為了保險起見,公司在國外已經做了很多年了,有大量的應用經驗,并經過了實際檢驗。作為一種氣體燃料能源,從易燃易爆的角度來看,日常生活中使用的電器、天然氣、汽油都有危險性。只要零部件產品確認穩定可靠,嚴格按照規劃標準設計使用,不違章不違規,產品經過嚴格設計制造檢驗,是不會有安全問題的。
對于氫燃料電池汽車能否在地下車庫停放的問題,與氫燃料電池汽車使用的介質有關。如果是氣態儲氫就可以在地下車庫停放,而液態儲氫的氫燃料電池汽車在地下車庫停放則存在超溫排放的問題。但實際上并不需要太過擔心這一點,現在國內大部分氫燃料汽車都采用氣態儲氫。
Q:那么最后一個問題,除了碳纖維氣瓶,中集還將在哪些方面發力呢?
A:氣瓶主要是車載的儲氫方式。除了車載方向,儲運加氫領域還有著需要大量氫儲運的場景,中集對于這些包括拖車儲氫瓶在內的大型氫儲運設備都有研究?,F在,大型氫儲運采用的設備主要以Ⅰ型瓶、Ⅱ型瓶為主,將來也可能向Ⅳ型瓶過渡。Ⅳ型瓶會使成本大幅降低,令運輸更加經濟。
此外,中集安瑞科已經與國內一些大的車廠達成合作,與一些組件企業進行溝通,并且還在繼續拓展深化合作。中集安瑞科氣體加注設備研發較早,市場規模較大。因此,中集與國家能源集團達成合作,將為其冬奧會示范項目做70MPa加氫。