IV型瓶“进击战”

时间: 2024-03-24 12:24:42 |   作者: 聚酯PET

技术参数

  高工氢电调研发现，国内不少气瓶企业已确定进入了车型定制研发阶段，搭载IV型储氢瓶的燃料电池汽车样车有望在今年内或明年问世，这在某种程度上预示着国内在IV型瓶领域有了新的进展。

  收获进展的同时，来自材料、技术、市场、验证体系等方面的压力依然很大，成为气瓶企业推进IV型瓶研发生产的掣肘。他们对IV型瓶产品的发展普遍保持着严谨而务实的态度，相信行稳方能致远。

  今年以来，燃料电池汽车市场迅速增加，上半年燃料电池汽车产销量已经双双超过去年全年的八成。储氢瓶作为燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一，正在释放出巨大的市场需求。

  相较目前普遍采用的Ⅲ型储氢瓶，IV型储氢瓶有着轻量化、高压力、高储氢质量比和长寿命等优点，发展前途被广泛看好。以佛吉亚斯林达首款IV型瓶为例，与相同尺寸70MPa车用Ⅲ型储氢瓶对比（下图），IV型瓶的优势明显。

  国内燃料电池有望最先实现商业化的细分市场—氢能重卡有着高续航能力、低成本及轻量化的发展需求，与IV型瓶的特点相契合。以IV型瓶为代表的轻量化技术应用，对重卡发展意义甚远：一方面可使车辆的运载力更强劲，提升车辆的经济效应；另一方面也能够减少氢气的用量，节约使用成本。同样的加氢量，轻量化技术能使车辆的续航能力更远。

  再看乘用车，其对储氢瓶的重量及储氢效率敏感度相比来说较高，Ⅳ型瓶成为燃料电池乘用车的首选储能装备，在国际上被主流燃料电池乘用车批量使用。今年以长安、海马、一汽等为代表的中国品牌乘用车企业均加速了对燃料电池乘用车的研发和布局。随着车企的入局推进，Ⅳ型瓶的配套需求将逐步释放。

  市场正在招手，这也让国内的气瓶企业看到了Ⅳ型瓶发展的机遇，以中集安瑞科、佛吉亚斯林达、国富氢能、天海工业、中材科技、亚普股份、奥扬科技等为代表的各大企业已经切入Ⅳ型瓶布局，以期抢占先机，大致上可以分为技术引进和自主研发两种方式来进行 IV 型瓶量产准备。

  据高工氢电调研发现，目前国内主流气瓶企业的IV型瓶业务均感受到了来自下游市场的需求催动，开始由实验研发进入与终端应用协同的产品研究开发阶段。大部分在接下来两年将联合合作企业推进IV型瓶产品的应用，到2025年前后国内Ⅳ型瓶发展有望迈入正轨。

  “我们已经接到了相关订单，目前进入到定制研发的阶段，今年有可能开始装样车，预计到2025年会投入批量生产。随着规模的上升，IV型瓶成本还有很大的降幅空间。”某气瓶企业高层透露。

  在迎来进展的同时，也需要看到研发生产IV型瓶的挑战依然很大。现阶段国内企业均面临着材料紧缺、技术缺失、验证缺位等共性问题。

  一是已经引发广泛关注的碳纤维等材料的紧缺问题，当前中复神鹰、光威复材、中国建材、上海石化等国内碳纤维企业的产能已经扩张，但碳纤维紧缺的情况并未得到明显改善，仍然处于供不应求的状态。

  “从性能来看，目前国内生产的碳纤维材料在性能上能够达到IV型瓶使用要求，但在稳定性方面还有待提升，我们在设计上考虑留多安全余量来保证IV型瓶的安全性，但这样随之而来的是成本的提高。”一位气瓶企业负责人指出。

  此外，IV型瓶内胆材料的研发生产也需要引发重视。储氢瓶内胆材料是氢气阻隔安全性保障的关键，不同生产商选用的材质也各不相同，目前国内主要选用PA、PE等材质，但材料来源基本依靠进口，由于市场尚未放量，国内塑料厂商鲜有针对IV型瓶内胆材料来研发生产的。

  “短期内因为产品没有量产，碳纤维、内胆等材料缺失等问题影响不会显现，但IV型瓶要走上国产化降本的道路，来自材料的底层支持需要到位。”一位资深业内人士认为。

  二是关键生产的基本工艺和技术尚待打磨和验证，因IV型瓶的开发技术难度高，存在几个关键技术难点，比如金属瓶口与塑料内胆两种不一样的属性材料的密封及密封材料的选择；塑料内胆材料与氢是否相容，材料如何明智的选择与评价；内胆成形过程中，无损害地进行检测手段及评价；碳纤维缠绕过程中如何保证内胆不变形等。如何高精准地检测到氢气的微小泄露也是目前IV型瓶面临的巨大挑战。

  如金属瓶口与塑料内胆两种不一样的属性材料的密封技术掌握在欧美日韩企业手中，中国企业如何寻求技术突破或规避专利是个问题。

  三是市场验证缺位的问题。国内氢燃料电池汽车拥有量较少，且IV型储氢瓶成本上目前只能做到与Ⅲ型瓶持平，因此市场存量替换需求不旺盛，国内尚未实现在汽车上的实际应用。前述的材料和技术等影响因素也因为实际应用的缺失，没办法得到反馈和改进。

  整体看来，相较日本、韩国、美国、挪威等国家已经很成熟量产的IV型瓶应用，国内IV型瓶产业处于研发阶段，影响IV型瓶发展的问题是需要一一被解锁。

  值得一提的是，国内一众气瓶企业针对IV型瓶业务的发展态度普遍是理性而务实的，预计国产IV型瓶将持续稳健向前发展。

  一家气瓶企业负责这个的人说：“在前期阶段，需要的就是大家扎实地耐心做产品，在实践中推进各项技术和验证体系的发展。“

  “安全性关乎整个行业的发展，作为生产厂商，我们无论是从材料的选取还是研发生产、验证、监管等都是谨慎为上。下一步的计划也是将紧跟市场需求，推进IV型瓶产品的落地，在实践中打磨产品。” 佛吉亚斯林达技术经理杨树军表示。

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