现行标准框架下车载储氢单瓶容积上限尺寸450L已经实现商用破局,并有望很快迎来普及应用。
长时间以来,当前国内批量应用的车载储氢储氢容积是385L,450L似乎是停留在实验室的产品。实际上,自去年以来这种状况已在改观——国内多家企业集中亮相450L大容积车载储氢瓶,有的企业更已斩获批量订单、实现了商用落地,成功填补了国内在这一领域的应用空白。
这标志我国在大容积储氢瓶上取得重大突破,更意味着氢能重卡在“续航提升、补能优化”方面有了极具价值的全新的解决方案。伴随氢能重卡快速放量,有业内人士认为450L车载储氢瓶的普及应用应该不远了。本文对这一行业新态势展开介绍。

450L车载储氢瓶商用“破局”
在氢能重卡商用趋势下,大容量、轻量化、低成本的车载储氢系统成为产业链聚力推进的一大方向。其中,储氢瓶作为车载供氢系统的核心部件,它的发展进程,直接牵动供氢系统乃至整个氢能重卡的商业化进程。
在储氢瓶大容积方面,目前相应标准单瓶容积上限尺寸是450L,业内普遍认为少有企业去开发以及国内还没有出现应用。事实并非如此。自去年以来,从市场端消息看,国内已经有越来越多企业将单瓶容积提升至450L,并且已经出现商业化应用案例。
中集氢能在去年10月国内推出首个450L III型超大容积车载储氢瓶,在当时填补了国内超大容积车载瓶市场空白,为氢能重卡的广泛应用奠定了坚实基础。该产品采用先进的高强度纤维复合材料及领先的缠绕工艺制造,具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优点,能够大幅提升氢燃料电池汽车的续航里程和运输效率。
也是在去年,天海氢能推出450L-35MPa IV型瓶,单瓶储氢量较行业主流产品提升20%,重量降低15%。今年6月,天海氢能450L-35MPa Ⅳ型瓶实现重大突破,成为国内首个通过国标认证,并与上海兀流汽车签订了首个8×450升Ⅳ型储氢瓶供氢系统百台级批量订单。
今年FCVC2025展会上,中材科技(苏州)展示了450L-70MPa Ⅳ型车载储氢气瓶,其单瓶储氢量达18.9kg,达到国标的容积上限。也是在这次展会上,科泰克展出了450L-35MPa IV型储氢气瓶。
在近日举办的佛山氢能展上,澳盛氢能携450L-35MPa车载III型储氢瓶亮相。该450大容积氢气瓶单瓶具有更大更高储氢密度,可显著简化系统结构并降低集成难度,为燃料电池汽车提供更长续航里程,特别适用于重卡、大巴等对载氢量要求高的商用车领域。
在应用方面,10月18日,顺丰速运首批商用氢能重卡投入使用。该批氢能重卡由上海兀流汽车研发制造,搭载的就是天海氢能与上海兀流汽车签署的8×450升Ⅳ型储氢瓶供氢系统。这批储氢瓶单瓶容积提升至450L的车,系统总储氢量达到86公斤,续航里程突破1000公里大关,相比传统Ⅲ型瓶方案整体减重达600公斤。
从技术路线来看,目前国内整个车载储氢瓶是以III型为主,具有更优重量储氢密度和抗疲劳性能的IV型瓶还处于刚刚产业化起步。而在450L储氢瓶上,从上述企业看,有的采用的III型瓶,有的采用的IV型瓶。结合450L应用场景的逻辑,这意味着,氢能重卡对储氢瓶的容积与轻量化(IV型瓶轻量化优势明显,详情见下图)的需求较为迫切。
III型瓶和IV型气瓶主要参数对比
从压力等级来看,当前企业推出的450L储氢瓶,以35MPa为主,70MPa高压版本或受到加氢站配套不足的影响还相对要少。如果后续70MPa加氢站试点建设加快,高压450L瓶应该会得到加速推广。
450L车载储氢瓶的挑战
450L车载储氢瓶实现技术和应用的重大突破,有几大驱动因素。其一是下游用户有降本需求。天海氢能以“物流企业降本”为核心诉求所开发的8-450L轻量化氢系统,较传统方案减重800kg,等效提升货物载重0.8吨。按年运营15万公里测算,可帮助客户年增收益超4万元。据悉,凭此,天海氢能已经进入多家头部企业供应链。
其二,产业链协同为这一突破提供了支撑。占车载储氢瓶总原材料60%以上的碳纤维,国产化程度在走高,价格下降明显且供应稳定,这为企业开发450L储氢瓶在一定程度提供了先决条件。
此外,上述有此产品的企业都在聚力推广这一产品。这几大因素的加持下,伴随氢能重卡快速放量,有业内人士预测450L储氢瓶的利用率应该会快速上升。
不过,就当下阶段而言,450L车载储氢瓶要实现规模化发展,还仍面临一些挑战。首先,它的技术要求并不低,远非容积的直接扩大,它涉及到材料、结构、工艺各方面的一个技术要求。比如大容积气瓶对于内胆成型的工艺、材料均一性要求都更高;另外,瓶身长度直径的增加,对于其结构的应力分布(涉及到瓶体设计)要求也不同;还有对于工况下面临的震动、冲击等都设计对于瓶身以及供气系统结构设计有更高的要求,同时还要兼顾轻量化、降本等需求。另外对大尺寸气瓶进行缠绕时,需要更精密的张力控制和铺层设计,以确保纤维受力均匀,避免出现薄弱点,保证批量化产品性能的高度一致性和稳定性。
其次在成本方面,原材料碳纤维虽然国产化率提升、价格有明显下降,但450L大容积瓶需要更多的碳纤维,这就使成本相比小容积的储氢瓶是上升的。如何优化450L大容积瓶的性价比使用户认可接受,这直接影响其商业化进程。
450L车载储氢瓶技术及应用是一个复杂的系统工程问题,它高度依赖于高性能低成本材料的突破、精密制造工艺的提升,还需要有严格全面的安全测试能力等等。在当前阶段,谁能率先在这些方面做到最佳,谁有望在新赛道的竞速中突围占据发展制高点。
整体上,国内450L车载储氢瓶正处在从“技术达标”到“商业可行”的关键过渡期。短期内,385L车载储氢瓶仍将是批量应用的“主力军”,但450L大容积储氢瓶的登场已箭在弦上。天海氢能450L车载储氢瓶的商用破局正是一个信号,是新趋势的启明星。很快,更多450L车载储氢瓶应用的“星星”会在氢能交通的上空“闪耀”。
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