摘要:先进的质量保障体系是产品赢得市场的关键因素之一,通过分析国内氢燃料电池电动汽车专用高压储氢气瓶的技术标准和监察规程现状,并与先进国际质量标准进行对比、研究。从产品研发,标准化文件编制和未来发展方向三个方面进行论述,在此基础上,提出了在标准和规程中增加产品安装、维护、质量承诺和生产一致性检查等内容,建议气瓶制造企业引入独立检查员岗位,对影响到产品质量的各个阶段进行检查,完善车用高压储氢气瓶的质量保障体系,以期促进我国燃料电池电动汽车产业链的发展,提高我国燃料电池电动汽车的全球竞争力。
0 引言
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工信部发布的《2020年新能源汽车标准化工作要点》指出,未来将重点在燃料电池电动汽车(FCEV)、充电设施及加氢系统等领域的标准化制定方面展开部署。工信部的规划将有力促进氢燃料电池电动汽车专用高压储氢气瓶技术的创新发展,提振市场和行业对氢能源汽车迅速发展的信心。2018年我国的氢气产能已达到2100万吨,虽然制氢问题得到解决,但是高压储氢气瓶技术还未取得突破性进展。储氢气瓶发展已有50多年的历史,日本的相关技术已经走到了全球前列,并且日本政府计划在2025年实现氢燃料电池汽车的普及化应用,而我国在商用车用气瓶领域已初步实现规模化装备制造,在乘用车专用气瓶方面尚未实现成熟产品的产业化。
随着氢燃料电池汽车技术的发展,此类汽车的市场保有量将持续增长,但氢气瓶的安全问题至关重要,在气瓶的使用寿命内,不允许有可能导致失效的缺陷。对于当前技术而言,惟有对气瓶的制造过程进行全流程把控才能保证产品品质和制造的先进性。为此,本文将对车用高压储氢气瓶的质量保障体系现状从以下几个方面进行分析,并简单介绍改进建议。
1 国内车用高压储氢气瓶研发相对滞后
车用气瓶共分为四种类型:全金属气瓶(Ⅰ型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(Ⅱ型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅲ型)、非金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型)。在高性能气瓶的研发制造上有如下问题:其一,国内Ⅳ型瓶研发滞后,国外乘用车已经开始使用质量更轻、成本更低、储氢密度更高的Ⅳ型瓶,而我国Ⅳ型瓶还处于研发阶段。其二,储氢气瓶的最大允许充装压力较低,目前成熟产品只能达到35MPa,而70MPa的Ⅲ型瓶还处在试运营阶段。其三,国产Ⅲ型气瓶的缠绕层主要原材料为碳纤维,由于研发起步晚、原材料性能差等原因,国产碳纤维还不能满足车用储氢瓶的要求,主要依赖进口。