前沿 2019-09-24 11:09

德国Cevotec公司开发可节省储氢装置用材和生产时间的技术

陈济桁 摘自 复合材料世界网站

【据复合材料世界网站2019年9月20日报道】德国Cevotec公司展示了其自动纤维片铺放系统,这套解决方案可用于制造燃料电池电动汽车(FCEV)基于复合材料的高压储氢装置,同时可节省用材和成本,降低20%的制造时间。

根据Cevotec公司透露,与传统锂电池驱动的汽车相比,氢燃料电池电动汽车具有可快速蓄能和续航里程长的特点,同时保留了电动动力系统的性能优势。不过,Cevotec表示,这项技术面临的挑战主要包括制造储氢装置所需要的大丝束纤维以及使用低成本纤维的需求。Cevotec公司给出的解决方案是使用其SAMBA系列生产系统,该系统曾于2018年获得了JEC创新奖。

Cevotec公司执行副总裁Neven Majic博士表示,将长纤维包裹在衬里内是对筒型件来说的最佳选择。但是,在圆顶端结构处缠绕细丝意味着在筒型件产生了过多的材料,这意味着将其转化为最终产品时会出现超重和成本超支。

Cevotec的解决方案是使用相同的材料以织物贴片的形式,在圆顶端区域应用碳纤维贴片。设计这些贴片的目的是精确地覆盖造成过去由细丝缠绕产生问题的区域。Majic表示,第一步,在圆顶结构衬里内使用贴片增强件,经过贴片增强的衬里将略过细丝缠绕的过程,因此只需要需要更少的材料和更短处理圆顶区域的时间。

圆顶区域的结构加强是通过Cevotec公司的SAMBA系列生产系统完成的。Majic表示,自动纤维片铺放(FPP)技术可从纤维织物材料中切下一小块贴片,并将其单独铺放在通过CAE软件ARTIST STUDIO计算得到的准确位置上。据说一套FPP系统可以代替多台自动绕丝实现对特殊结构的增强。Cevotec公司表示,制造商可以节省至少20%的材料,显著降低制造周期。

FPP的还可在航空航天结构、城市空运系统中的许多结构部件中应用,不过截至目前所有这些部件都是通过人力手工生产的。该公司还设计了一系列生产单元配置的概念,目的是使得制造过程可以适应不同应用领域。

Cevotec公司首席执行官Thorsten Groene表示,汽车工业已经在使用燃料电池的电动汽车上投资了数十亿美元,但道路上仍然只有很少量的电动汽车。目前最大的挑战之一是如何有效,安全地将氢能储存在车辆中。储氢装置中的工作压力高达70Mpa,相当于储氢1千克,大约需要使用10千克碳纤维增强复合材料结构,这个比率非常高。

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