4 观点呈现 高压气态储氢

　　（二）

　　氢瓶是高压气态储氢的储存装置。储氢瓶的设计，材料采用铝合金内胆碳纤维缠绕的高压储氢瓶，重量轻，单位储氢密度高，具有优良的韧性和抗撞击性能；采用整体式设计，整个框架通过3根横梁和2根纵梁将氢气集成到一个框架总成中，保证在碰撞时，高压储氢罐的动态位移不会太大，避免断裂；氢系统管路中大多采用316不锈钢材质的管路，其在氢气中的拉伸性能、疲劳性和裂纹扩展性能出众，具有较好的防氢脆性能；燃气管排出氢气的方向是顺延车底部的前后方向，可以保证车舱内不被火焰殃及；成本占储氢系统的1/3左右，未来向高压化、轻量化、低成本的方向发展。典型应用丰田Mirai高压储氢罐采用三层结构，内层是密封氢气的树脂衬里，中层是确保耐压强度的碳纤维强化树脂(CFRP)层，表层是保护表面的玻璃纤维强化树脂层。

　　目前，车载储氢罐技术主要掌握在日本和美国企业手中，目前我国在70Mpa车用高压缠绕氢气瓶方面也取得了突破。金属内衬纤维缠绕储氢瓶主要有35兆帕和70兆帕储氢瓶。其中，35兆帕瓶已经广泛应用于车载系统，70兆帕瓶也已经研发成功。但国内70兆帕储氢瓶相关标准尚未出台，目前国内还没有实际应用，但国外已经应用于轿车、客车等车型。

　　5 观点呈现 高压气态储氢

　　（三）

　　2014年12月15日，丰田汽车在日本发布全球第一款量产氢燃料电池汽车Mirai，其以氢气为动力源，产生电能通过电动机来驱动车辆。Mirai的售价为723.6万日元（约44万人民币），经政府补贴后，实际的售价在520万日元左右（约31万人民币），极大地降低了燃料电池汽车的价格。丰田自1992年开始研究氢燃料电池汽车，共造出五代FCHV车型。经过了20年的技术积累，丰田终于在2013年东京车展上推出了最大续驶里程约550km的FCV概念车。储氢罐中的氢气与车头吸入的氧气在燃料电池内发生反应，产生的电能驱动电机从而带动车辆；反应产生的剩余电能存入动力电池内。Mirai的输出功率以及最高时速和百公里加速与当前市售的家用轿车相差无几。由于没有内燃机，Mirai在行驶过程中只有胎噪，相比传统汽车更为安静，且排放物只有水，无污染。

　　6 观点呈现 高压气态储氢

　　（四）

　　丰田Mirai高压储氢罐采用三层结构，内层是密封氢气的树脂衬里，中层是确保耐压强度的碳纤维强化树脂层，表层是保护表面的玻璃纤维强化树脂层。氢气是易燃的危险品，丰田Mirai燃料电池汽车储存在车底的两个储氢瓶内氢气的最大压力高达700个大气压，岂不是相当于携带着两个定时炸弹？针对这一疑问，Mirai采用碳纤维+凯夫拉复合材质，抗撞击能力强；车身设计充分考虑了在碰撞时对燃料电池电堆及储气罐的保护，并在氢罐周围布置加强件，避免侧碰对氢罐的挤压。氢罐上装有止逆阀式易熔塞泄压阀，车辆着火的时候，易熔塞会受热熔化，并强制性地排出氢气。且Mirai的易熔阀是止逆阀式，火不会进到气罐里。氢气会向汽车的右斜后方排出，大约2分钟即可全部排出。氢罐上配备氢气传感器，一旦发生氢气泄漏，阀门就会关闭。氢气基本处于密封在罐内的状态。

　　针对安全性问题，目前氢燃料电池车从设计研发到量产运行，已经形成了一个较为完备安全的科学体系。从氢气的特性来看，氢气易扩散，扩散速度是空气的3.8倍，氢气泄露时，迅速挥发散布在大气中，局部范围之内浓度难以达到爆炸极限要求。