降低氫動力汽車高壓儲氫罐的重量和成本的新方案
來源：PT現代塑料 2019-11-04
由氫燃料驅動的燃料電池電動汽車（簡稱“FCEV”），從多個維度勝于電池驅動的汽車：首先，加滿燃料只需幾分鐘；其次，運行里程更長；第三，具有電動動力系統的所有性能優勢。
雖然如此，由于這項技術還是一項新興技術，因而面臨的挑戰還有很多。
從復合材料的角度看，儲氫罐所需的大量纖維就是一項特殊挑戰，而這正是位于慕尼黑的纖維補片鋪放（簡稱“FPP”）技術的專業公司Cevotec的工程師們所要解決的問題。
他們設計了一種制造復合材料高壓罐的解決方案，可以將生產節拍縮短20%，并降低20%的材料消耗和成本。
Cevotec公司的CEO Thorsten Groene表示：“汽車行業已在燃料電池電動汽車上投資了數十億美元，但上路運行的只是少數，一個較大的挑戰是，在車內高效安全地儲存氫氣。”
通常，儲氫罐的壓力高達700 bar，這意味著儲存1 kg 的氫氣，需要大約10 kg的碳纖維，這個比率很高。
因此，制造商們對減少昂貴纖維的應用以降低儲氫罐的重量和成本非常感興趣。
Cevotec公司的執行副總裁 Neven Majic博士說：“圍繞內襯纏繞連續纖維最適合于生產圓柱形的部件，但在圓頂處纏繞的纖維，對于圓柱形部件而言往往意味著使用了多余的材料，這就會轉化為增加最終部件的重量和成本。因此，需要在纖維纏繞中，利用設計的補片來精確覆蓋易出問題的地方。”
Cevotec公司的解決方案是，使用相同的材料，只以補片的形式在圓頂區域應用碳纖維補片。
首先，將補片增強材料應用在內襯圓頂上，然后對獲得補強的內襯進行纖維纏繞，這樣，對圓頂區域的纏繞只需使用少量的材料和時間。
采用Cevotec的SAMBA系列生產系統，即可完成對圓頂的補強。
Majic接著說：“纖維補片鋪放技術是從纖維材料上切下補片，然后把它們分別鋪放到由CAE軟件Artist Studio計算出來的位置上。”
Groene補充說：“對這種補強技術的投資，從生產的第一天起就能得到回報。”
一個FPP系統，可以與多臺纏繞機結合使用來完成對儲氫罐的增強，這樣，制造商至少可以節省20%的材料，縮短20%的節拍時間。
因此，可以應用FPP技術來應對當今復合材料制造所面臨的挑戰，Cevotec將為復合材料技術的進步提供支持，以推進綠色移動革命向前發展。
FPP的應用領域還包括航空及新的城市空間移動車輛所需的許多部件，所有這些部件目前都由人工制造。
為匹配面向不同應用的生產工藝，目前，Cevotec公司已對一系列的生產單元配置進行了概念化。
對于從人工鋪層轉向采用FPP技術的制造商們而言，可以獲得的最大好處是，提高材料的利用率，降低20%～60%的成本。
