近期，蘇州有限70MPa塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞儲(chǔ)氫氣瓶（簡(jiǎn)稱：IV型儲(chǔ)氫氣瓶）研發(fā)制造取得重大突破：一次性通過(guò)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局核準(zhǔn)的特種設(shè)備型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)全套型式試驗(yàn)，成功取得IV型儲(chǔ)氫氣瓶特種設(shè)備生產(chǎn)許可（B3級(jí) 非金屬內(nèi)膽纏繞氣瓶），同步完成了柔性自動(dòng)化產(chǎn)線建設(shè)，成為國(guó)內(nèi)首家既掌握70MPa-IV型儲(chǔ)氫氣瓶關(guān)鍵核心技術(shù)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又同時(shí)具備自動(dòng)化批量生產(chǎn)能力的企業(yè)。
前 言
氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一。作為氫能應(yīng)用最具規(guī)模化、商業(yè)化潛力的細(xì)分領(lǐng)域之一，氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新與儲(chǔ)運(yùn)部件升級(jí)備受關(guān)注。
根據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》規(guī)劃，氫能儲(chǔ)運(yùn)將加快向“高壓力、高儲(chǔ)氫密度、高安全性、低成本”方向發(fā)展，IV型儲(chǔ)氫氣瓶因其高儲(chǔ)氫效率、低制造成本、優(yōu)異的耐腐蝕和耐疲勞性能，已成為氣態(tài)氫能存儲(chǔ)的主流方向，在國(guó)外得到較為廣泛的應(yīng)用。與之相比，我國(guó)在這一領(lǐng)域仍然存在較大差距，制約了氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。高效儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的快速突破，也成為了擺在國(guó)內(nèi)氫能裝備制造企業(yè)面前的一道必答題。
前瞻布局：打下堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)
蘇州有限始終以“發(fā)展替代能源材料技術(shù)，促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展”為使命，緊跟國(guó)內(nèi)氫能發(fā)展態(tài)勢(shì)及市場(chǎng)需求動(dòng)向，提前進(jìn)行前瞻性產(chǎn)品布局和技術(shù)升級(jí)。
早在2008年，蘇州有限即承擔(dān)了國(guó)家節(jié)能與新能源汽車“863”重大項(xiàng)目“燃料電池車用高壓供氫瓶及組合閥研究”，將燃料電池儲(chǔ)氫氣瓶作為公司前瞻性儲(chǔ)備產(chǎn)品。2016年起，國(guó)家密集出臺(tái)政策大力支持燃料電池汽車發(fā)展，蘇州有限第一時(shí)間面向市場(chǎng)推出高壓儲(chǔ)氫氣瓶，迅速占領(lǐng)行業(yè)先機(jī)。
2019年，蘇州有限啟動(dòng)70MPa-IV型儲(chǔ)氫氣瓶產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)，從材料國(guó)產(chǎn)化、產(chǎn)品優(yōu)異化和產(chǎn)線智能化等方面進(jìn)行全方位布局。2022年，完成了內(nèi)膽與氫氣相容性、耐久性、氫氣使用性能等全套摸底試驗(yàn)驗(yàn)證。2023年，通過(guò)了國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局“新材料、新工藝、新技術(shù)”三新技術(shù)評(píng)審，一次性通過(guò)全套型式試驗(yàn)，完成了自動(dòng)化產(chǎn)線建設(shè)，取得生產(chǎn)許可證，蘇州有限成為全面自主掌握70MPa-IV型儲(chǔ)氫氣瓶關(guān)鍵核心技術(shù)并具備量產(chǎn)能力的企業(yè)。
自主創(chuàng)新：突破IV型儲(chǔ)氫氣瓶技術(shù)壁壘
蘇州有限始終秉持”科技創(chuàng)新，止于至善“的研發(fā)理念，堅(jiān)持全面自主創(chuàng)新，打造自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，提升核心競(jìng)爭(zhēng)能力。
01 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难邪l(fā)理念
蘇州有限科研團(tuán)隊(duì)以嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度，從原材料選型、塑料內(nèi)膽成型路線、密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，到纏繞成型工藝、安全性能評(píng)價(jià)，均對(duì)標(biāo)國(guó)際一流企業(yè)，潛心研究，全面攻克了全鏈條技術(shù)壁壘；基于IV型儲(chǔ)氫氣瓶的氫環(huán)境測(cè)試局限性，與國(guó)內(nèi)外多家實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)機(jī)構(gòu)合作，開展全方位系列測(cè)試評(píng)價(jià)，積累了詳實(shí)的技術(shù)數(shù)據(jù)，為國(guó)內(nèi)IV型儲(chǔ)氫氣瓶工藝技術(shù)進(jìn)步及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了重要支撐。
02 精細(xì)的生產(chǎn)工藝
70MPa-IV型儲(chǔ)氫氣瓶作為復(fù)合材料壓力容器領(lǐng)域技術(shù)難度最高的產(chǎn)品之一，控制點(diǎn)復(fù)雜、技術(shù)要求極高，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)以精益求精的態(tài)度不斷打造高端精細(xì)化生產(chǎn)工藝。針對(duì)IV型儲(chǔ)氫氣瓶塑料材料成型特性，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出設(shè)備自主設(shè)計(jì)、聯(lián)合開發(fā)的思路，歷經(jīng)一年的深入鉆研、反復(fù)試驗(yàn)，開發(fā)出首臺(tái)套塑料內(nèi)膽焊接設(shè)備、加熱模具及定位裝置，研究出一套關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)控制指標(biāo)，得出“注塑+焊接”工藝的最優(yōu)解。
在塑料焊接內(nèi)膽尚未形成成熟的無(wú)損檢測(cè)規(guī)范的情況下，研發(fā)團(tuán)隊(duì)積極同國(guó)內(nèi)外知名高校合作，共同開發(fā)出可視化超聲在線檢測(cè)系統(tǒng)，建立了塑料內(nèi)膽焊接無(wú)損檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度、高效率、高精準(zhǔn)度的可視化焊接缺陷探測(cè)。
03 核心材料的國(guó)產(chǎn)化
產(chǎn)品成本是制約儲(chǔ)氫氣瓶產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，而碳纖維復(fù)合材料占成本比達(dá)到70%以上。蘇州有限將碳纖維國(guó)產(chǎn)化作為攻關(guān)重點(diǎn)，從復(fù)絲強(qiáng)度測(cè)試，到樹脂配方調(diào)控、過(guò)紗路徑優(yōu)化，再到鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)大量測(cè)試驗(yàn)證，成功攻關(guān)解決了國(guó)產(chǎn)碳纖維和樹脂的匹配性、強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率等關(guān)鍵問(wèn)題，成為國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)T700、T800級(jí)國(guó)產(chǎn)碳纖維在儲(chǔ)氫氣瓶上應(yīng)用的企業(yè)。
產(chǎn)線建設(shè)：提升制造硬實(shí)力
在IV型儲(chǔ)氫氣瓶領(lǐng)域，蘇州有限堅(jiān)持產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)布局一體化推進(jìn)的思路，在掌握產(chǎn)品關(guān)鍵核心技術(shù)的同時(shí)，公司年產(chǎn)3萬(wàn)只IV型儲(chǔ)氫氣瓶柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，滿足市場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用需求。
01 先進(jìn)性制造裝備，讓產(chǎn)品更優(yōu)質(zhì)
蘇州有限以智能制造為產(chǎn)線建設(shè)主攻方向，該產(chǎn)線從設(shè)計(jì)伊始，便融入了自動(dòng)化、柔性化、智能化的設(shè)計(jì)理念。
自動(dòng)化：采用機(jī)器人設(shè)備，實(shí)現(xiàn)物料抓取、部件加工、物流轉(zhuǎn)運(yùn)全線自動(dòng)化，大幅提升生產(chǎn)效率。
柔性化：全線設(shè)備均具備柔性設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)多規(guī)格、多壓力的IV型儲(chǔ)氫氣瓶定制化生產(chǎn)，滿足客戶的多樣化需求。
智能化：數(shù)字化管理平臺(tái)和模塊化生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能與工藝參數(shù)的高度匹配，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性與一致性。
02 系統(tǒng)性安全檢測(cè)，讓使用更安心
用氫安全無(wú)小事，儲(chǔ)氫產(chǎn)品的安全性和高品質(zhì)，是蘇州有限發(fā)展氫能儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)的不懈追求。
全面自主檢測(cè)：在保證工藝控制精度的基礎(chǔ)上，健全產(chǎn)品檢測(cè)手段，設(shè)置原材料、內(nèi)膽氣密、焊縫無(wú)損檢測(cè)、氣瓶水壓、成品氣密等多個(gè)100%檢測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程核心環(huán)節(jié)質(zhì)量檢測(cè)、全加工周期高品質(zhì)保障。
使用工況檢測(cè)：定制高低溫環(huán)境裝備、振動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)、不同介質(zhì)疲勞裝備、超高壓爆破裝備等檢測(cè)設(shè)備，對(duì)產(chǎn)品使用環(huán)境進(jìn)行模擬測(cè)試，以保證產(chǎn)品在極端溫度、特殊工況、復(fù)雜狀態(tài)條件下仍保持安全穩(wěn)定的應(yīng)用表現(xiàn)。
權(quán)威三方檢測(cè)：通過(guò)與國(guó)內(nèi)外權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)合作，開展各類材料長(zhǎng)壽命周期臨氫環(huán)境驗(yàn)證、氫氣循環(huán)驗(yàn)證、火燒、槍擊等測(cè)試，均以優(yōu)異表現(xiàn)一次性通過(guò)。
央企擔(dān)當(dāng)：為雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)力量
5月23日，蘇州有限參與編制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》和《高壓氫氣瓶塑料內(nèi)膽和氫氣相容性試驗(yàn)方法》正式發(fā)布，IV型儲(chǔ)氫氣瓶政策土壤已然具備。
IV型儲(chǔ)氫氣瓶作為有著更高儲(chǔ)氫效率、輕量化、低成本的新一代產(chǎn)品，擁有更為廣闊的應(yīng)用前景。蘇州有限在70MPa-IV型儲(chǔ)氫氣瓶領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化突破，有效推動(dòng)了我國(guó)氫能儲(chǔ)運(yùn)裝備水平再邁新臺(tái)階，為解決氫能儲(chǔ)運(yùn)短板貢獻(xiàn)了積極力量。
發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，是保障國(guó)家能源安全的重要舉措，是構(gòu)建未來(lái)國(guó)家能源體系的重要方向，是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，對(duì)于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提升我國(guó)能源自保能力、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，具有十分重要的意義。蘇州有限將積極履行社會(huì)責(zé)任、踐行央企擔(dān)當(dāng)，繼續(xù)加大對(duì)制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題的攻堅(jiān)力度，全面提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，助力我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
