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《车用高压储氢气瓶气压循环试验方法》标准化发展报告

StandardizationDevelopmentReportonPressureCycleTestMethodsforHigh-PressureHydrogenStorageCylindersinVehicles

摘要

随着全球能源结构向低碳化转型，氢能作为清洁能源的重要载体，在交通领域的应用日益广泛。车用高压储氢气瓶作为氢燃料电池汽车的核心部件，其安全性和可靠性直接影响整车性能。本报告围绕《车用高压储氢气瓶气压循环试验方法》的标准化需求，系统分析了该标准的立项背景、技术内容及行业意义。

报告指出，我国已成为全球第一大产氢国（2021年产量达3300万吨），氢燃料电池汽车商业化进程加速，但储氢气瓶在交变载荷下的抗疲劳性能和氢渗问题亟待规范。本标准通过规定氢气循环试验方法（涵盖35MPa及70MPa气瓶的常/极限温度测试），填补了国内技术空白，为气瓶设计、制造和认证提供统一依据。

关键词：高压储氢气瓶；气压循环试验；氢能；标准化；疲劳性能；渗透试验

Keywords:High-pressurehydrogenstoragecylinder;Pressurecycletest;Hydrogenenergy;Standardization;Fatigueperformance;Permeationtest

正文

1.立项背景与目的意义

氢能因其零碳排放特性，被列为我国能源战略的重要组成部分。据中国煤炭工业协会统计，2021年我国氢气产能达4000万吨/年，其中工业级氢气约1200万吨，为氢能交通应用奠定了资源基础。氢燃料电池汽车作为终端应用的核心场景，其储氢系统需承受频繁的压力-温度交变载荷，尤其是碳纤维缠绕气瓶（Ⅲ型/Ⅳ型）的疲劳失效和塑料内胆氢渗问题，直接威胁车辆安全。

现行国家标准（如GB/T35544-2017《车用压缩氢气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶》）虽规定了气瓶基本性能要求，但缺乏针对氢气介质循环试验的专项方法。本标准的制定将：

1.提升安全性：通过模拟实际工况下的气压循环，量化气瓶疲劳寿命；

2.统一技术规范：解决不同厂商测试条件不一致导致的评价偏差；

3.支撑产业升级：为70MPa高压气瓶商业化应用提供技术保障。

2.范围与主要技术内容

本标准适用于公称工作压力≤35MPa气瓶的常温循环/渗透试验，以及≤70MPa气瓶的极限温度循环/渗透试验，技术要点包括：

-试验装置要求：需具备精确的压力控制（±1%满量程）和温度监测能力（-40℃~85℃）；

-循环参数：明确充放气速率、保压时间及循环次数（参考UNGTRNo.13国际技术法规）；

-失效判定：以泄漏率≥10NmL/h或肉眼可见变形为终止条件；

-渗透试验：针对Ⅳ型瓶，要求氢渗透量≤0.15NmL/h/L（35MPa）和≤0.25NmL/h/L（70MPa）。

排除范围：吸附储氢气瓶因技术原理差异不适用本标准，但站用气瓶可参照执行。

参与修订的主要单位介绍

中国特种设备检测研究院（CSEI）作为本标准的主导起草单位，是国家市场监督管理总局直属的权威技术机构，长期承担承压类特种设备的安全评价与标准化工作。其在氢能领域的主要贡献包括：

-牵头制定GB/T34542《氢燃料电池车辆用储氢气瓶定期检验与评定》；

-建成国内首个70MPa气瓶疲劳测试平台，累计完成超10万次循环试验；

-参与ISO/TC197（国际氢能技术委员会）标准转化，推动国内外技术接轨。

结论与展望

《车用高压储氢气瓶气压循环试验方法》的制定，标志着我国氢能装备标准化体系进一步完善。未来需重点关注：

1.技术迭代：随着IV型瓶国产化加速，需动态更新渗透试验方法；

2.国际协同：对接ISO19881等国际标准，助力中国气瓶出口；

3.扩展应用：探索液氢储罐、固态储氢等新技术的试验方法标准化。

本标准的实施将为氢燃料电池汽车规模化推广提供关键支撑，助推“双碳”目标实现。

参考文献

[1]GB/T35544-2017,车用压缩氢气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶[S].

[2]UNGTRNo.13,GlobalTechnicalRegulationonHydrogenandFuelCellVehicles[Z].2020.

[3]中国氢能联盟.中国氢能产业发展报告2022[R].北京,2022.