CN117957395A - 具有优化的外部复合结构的压力容器 - Google Patents

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格特·诺文
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Abstract

本发明涉及一种压力容器(4、4’)，其包括内部流体储存室(3)和外部复合结构(20)，所述外部复合结构(20)具有包括增强纤维的螺旋层(20a)和环箍层(20b)两者的厚度(T)，其中所有螺旋层(20a)的总厚度的至少20％位于所述外部复合结构(20)最内侧的25％厚度(T)内。内部流体储存室(3)由衬里(6)限定，所述衬里(6)包括具有第一中间部分(13)的第一圆顶形纵向端部(12)。所述压力容器(4、4’)还包括第一圆顶加强壳体(16)，其形状与所述第一圆顶形纵向端部(12)及其第一中间部分(13)的形状互补，所述第一圆顶加强壳体(16)仅安装在衬里(6)的所述第一圆顶形纵向端部(12)及其第一中间部分(13)上。

Description

具有优化的外部复合结构的压力容器
技术领域
本发明涉及用于车辆的压力容器。更确切地说，本发明涉及一种压力容器和包括这种压力容器的车辆。
背景技术
用于车辆的高压容器通常包括中空容器(也称为衬里)，其具有圆柱形的整体形状并带有两个圆顶形的纵向端部，由塑料材料制成，选择这种材料是因为它重量轻且生产成本低廉，或者由诸如金属(例如铝)的其他材料制成。该容器用于储存压力下的气体，例如二氢，以供配备有压力容器的车辆使用，以实现各种功能，例如动力源。压力下的气体会对容器的内表面施加巨大的应力，这可能损害容器的完整性并造成危险的泄漏，特别是对于二氢这样的可燃气体。
为了改善容器的机械性能，已知将由增强纤维(例如碳纤维)制成的长丝缠绕在容器的整个外表面上。长丝嵌入树脂中以便于缠绕并确保容器外表面的每一块都被覆盖。
例如从公开的专利文献US2020/116304 A1、US2012/048862 A1和US2017/241591A1中所公开的，已知在容器的外表面上将增强纤维缠绕成螺旋层和环箍层，以形成外部复合结构。当压力容器中容纳有高压气体时，为了避免外部复合结构的最内层中在容器的整体圆柱形形状与圆顶形纵向端部之间的边界处产生过大的机械应力，已知可以增加螺旋层的厚度。但该技术方案并不理想，因为它会增加压力容器的重量。
对于容器的圆顶形纵向端部，已知制造圆顶加强部件或圆顶加强壳体，其包括其独立于所述容器的长丝卷绕，然后在随后的步骤中将所述圆顶加强壳体装配在所述容器上。文献DE 10 201 7 208 492A1提供了这种圆顶加强壳体的示例。但是即使是使用这种圆顶加强壳体，当压力容器中容纳有高压气体时，在容器的整体圆柱形形状与圆顶形纵向端部之间的边界处的外部复合结构的最内层也会承受过大的机械应力。
鉴于上述情况，压力容器仍有待优化，在保持良好的机械性能的同时，减少增强纤维的用量。
发明内容
本发明提供了一种压力容器，其包括内部流体储存室和包围或包裹内部流体储存室的外部复合结构，外部复合结构具有包括增强纤维的螺旋层和环箍层二者的厚度，其中所有螺旋层的总厚度的至少20％位于外部复合结构最内侧的25％厚度内，优选地，所有螺旋层的总厚度的至少30％位于外部复合结构最内侧的20％厚度内。
得益于本发明，优化了螺旋层在外部复合结构厚度中的分布。实际上，与现有技术相比，通过将所有螺旋层的总厚度的至少20％布置在外部复合结构最内侧的25％厚度内，在压力容器中容纳有高压气体时，就不再需要增加外部复合结构的厚度，特别是所有螺旋层的总厚度，以降低外部复合结构的最内层中的机械应力。当所有螺旋层的总厚度的至少30％布置在外部复合结构最内侧的20％厚度内时，本发明的益处就更加明显。这使得可以使用较少的纤维来制造外部复合结构，同时保持良好的机械性能。这样可以减轻得到的压力容器的重量。此外，由于缩短了将外部复合结构缠绕在衬里上的时间，因此可以缩短制造时间。
术语“增强纤维的螺旋层”是指沿螺旋方向布置成增强件的连续纤维长丝，即布置为与压力容器的纵向轴线呈5°和85°之间的角度。
术语“增强纤维的环箍层(hoop layer)”是指在环向方向上布置成增强件的连续纤维长丝，即布置为与压力容器的纵向轴线呈85°和90°之间的角度。
术语“所有螺旋层的总厚度”是指外部复合结构的所有螺旋层堆叠形成的层叠的厚度。
术语“外部复合结构最内侧的厚度”是指最靠近内部流体储存室的外部复合结构的厚度。
根据本发明，内部流体储存室由衬里限定，该衬里包括：
-大致呈圆柱形的中心部分，所述中心部分在第一纵向端处具有第一外径D1，
-具有基部和第一中间部分的第一圆顶形纵向端部，该第一中间部分位于该大致呈圆柱形的中心部分与该第一圆顶形纵向端部之间并用于将该大致呈圆柱形的中心部分的第一纵向端连接到该第一圆顶形纵向端部的基部，
并且该压力容器还包括第一圆顶加强壳体，其形状与该第一圆顶形纵向端部及其第一中间部分的形状互补，所述第一圆顶加强壳体仅安装在衬里的第一圆顶形纵向端部及其第一中间部分上。
术语“大致呈圆柱形的中心部分”是指中心部分在从其外表面观察时看起来是圆柱形的，并且在空间中大致扫过(sweep out)圆柱形形状。
得益于第一圆顶加强壳体的互补形状，可以通过加强第一圆顶形纵向端部及其第一中间部分来改善压力容器的机械特性。特别地，在外部复合结构内部，特别是在外部复合结构的最内侧厚度内部，机械应力有所减小。这使得可以使用较少的纤维来制造外部复合结构，同时保持良好的机械性能。这样可以减轻得到的压力容器的重量。此外，由于缩短了将外部复合结构缠绕在衬里和第一圆顶加强壳体上的时间，因而可以缩短制造时间，。
优选地，该基部具有第二外径D2，第二外径D2小于第一外径D1。因此，由于第一外径D1和第二外径D2之间的直径差异，在第一中间部分中形成插入区域，使得第一圆顶加强壳体与衬里齐平或不过度突出，从而避免了在第一圆顶加强壳体突出的点处在外部复合结构内部施加过大的机械应力。在优选实施例中，第一外径D1和第二外径D2使得第一圆顶加强壳体与衬里齐平。因此，压力容器的外表面特别光滑。这改善了外部复合结构的实施并降低了压力容器内的机械应力水平。
在优选实施例中，第一圆顶加强壳体与衬里齐平，更优选地与衬里的大致呈圆柱形的中心部分齐平。这样可以避免在第一圆顶加强壳体与衬里齐平的点处在外部复合结构内部施加过大的机械应力。因此，压力容器的外表面特别光滑。这改善了外部复合结构的实施并降低了压力容器内的机械应力水平。
术语“第一圆顶加强壳体与衬里齐平”是指衬里的外表面与第一圆顶加强壳体的外表面在几何上浑然一体(blended)。
优选地，第一圆顶加强壳体的外表面与衬里的大致呈圆柱形的中心部分的外表面齐平。因此，第一圆顶加强壳体不突出于衬里的大致呈圆柱形的中心部分的第一外径D1，因为第一圆顶加强壳体的外表面与衬里的大致呈圆柱形的中心部分的外表面在几何上浑然一体。因此，压力容器的外表面特别光滑。这改善了外部复合结构的实施并降低了压力容器内的机械应力水平。
在优选实施例中，衬里是由热塑性材料制成的塑料衬里。这允许制造IV型压力容器。
在优选实施例中，衬里的第一圆顶形纵向端部具有圆顶轮廓部分，该圆顶轮廓部分朝向内部流体储存室的凹入程度小于具有测地圆顶轮廓部分的圆顶形纵向端部。
测地圆顶是指基于半球表面处的大圆网络来设计圆顶结构。测地线相交以形成三角形元件，该三角形元件具有局部三角形刚度并且能够将应力分散在整个结构上。测地线圆顶轮廓可以通过Stuart M.Lee所著的“Handbook of Composite Reinforcements”(ISBN：0-471-18861-1)的第244-245页中描述的技术来生成。测地线圆顶轮廓提供了长丝的等张度(isotensoid)加载。
术语“等张度”是指完全缠绕的压力容器的特性，在这种压力容器中，包裹衬里和第一圆顶加强壳体的外部复合结构的每根长丝在其路径中的所有点处经受恒定的压力。在这种构造中，压缩的内部流体施加在容器上的几乎全部应力都由外部复合结构的长丝来承担，而由衬里承担的应力非常小。
优选地，第一圆顶形纵向端部的圆顶轮廓部分与具有测地圆顶轮廓部分的圆顶形纵向端部的圆顶轮廓部分之间的最大距离取值在第一外径的0.1％和5％之间，优选地在第一外径的0.5％和2.5％之间。这些数值适合于第一圆顶形纵向端部，易于在衬里的制造中实施，并且允许更好地减小包围或包裹衬里和第一圆顶加强壳体的外部复合结构中的应力衬里。应力的这种减小允许减少复合结构的用量(即减少材料)。
由于第一圆顶加强壳体的形状与衬里的第一圆顶形纵向端部的形状互补，因此第一圆顶加强壳体也具有圆顶轮廓部分，该圆顶轮廓部分朝向内部流体储存室的凹入程度小于具有测地圆顶轮廓部分的圆顶加强壳体。
在优选实施例中，衬里的第一中间部分具有选自圆柱形、截头圆锥形、弯曲形及其组合的外周表面。因此，包括第一圆顶加强壳体的衬里的外表面特别光滑。这改善了外部复合结构的实施并降低了压力容器内的应力水平。
优选地，第一中间部分的外周表面是第一截头圆锥形表面和第一圆柱形表面的组合。因此，衬里可以被视为阶梯式衬里，其包括在大致呈圆柱形的中心部分和第一圆顶形纵向端部之间的第一锥形外肩部。
在优选实施例中，第一圆顶加强壳体使用选自由卷绕、包裹、编织和铺带技术组成的组中的至少一种技术制造。有利地，铺带技术是激光辅助铺带(称为LATP)技术。
在一个特别优选的实施例中，第一圆顶加强壳体由使用卷绕技术制造的纤维加强复合材料层的卷绕件组成。
在优选的实施方案中，纤维增强复合材料的基质选自热固性树脂和热塑性聚合物。优选地，纤维增强复合材料的基质是热固性树脂。
热固性树脂通过混合形成反应性热固性前体的两种或更多种反应性组分来形成，所述反应性热固性前体在暴露于固化条件(例如热、UV或其他辐射，或简单地通过使它们彼此接触)时发生反应以形成热固性树脂。热固性树脂必须完全固化才能产生高性能复合材料。一旦固化，热固性树脂就是固体，无法进一步加工或再成形，因为树脂无法再流动。热固性树脂的例子包括不饱和聚酯、环氧树脂、乙烯基酯、聚脲、异氰脲酸酯和聚氨酯树脂。可以生产由浸渍有反应性树脂的纤维制成的热固性预浸料，所述反应性树脂仅被部分固化以使其具有粘性，但仍然柔软。可以储存预浸料，并且随后在压力下通过加热或将树脂暴露于UV而进一步加工，以完成预浸料的固化和固结。
热塑性聚合物可以通过分别升高和降低温度而从固态(或不可流动状态)转变为液态(或可流动状态)或反转。在半结晶聚合物的情况下，降低热塑性塑料的温度会促使晶体的形成和热塑性塑料的凝固。反之，将半结晶聚合物加热到其熔融温度以上则会使晶体熔融，并且热塑性塑料可以流动。半结晶热塑性塑料的例子包括聚醚酮如PEEK、PEKK、PEKKEK，聚酰胺如PA6、PA66、PA10、PA11、PA12，聚烯烃如PE、PP等。无定形热塑性塑料不形成晶体并且不具有熔融温度。无定形热塑性塑料是凝固还是变得可流动，取决于材料温度是低于还是高于其玻璃化转变温度。无定形热塑性塑料的例子包括PEI、PSU、PES、PC、PS、TPU等。因此，半结晶和无定形热塑性塑料都可以通过将它们加热到高于它们的熔化温度或玻璃化转变温度而重新成形，并通过相应地降低温度而凝结成它们的新形状。尽管从物理角度来看不是严格正确的，但为了简单起见，液态的半结晶和无定形热塑性塑料在本文中被称为“热塑性熔体”。
在优选的实施方案中，纤维增强复合材料的纤维选自碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维。这允许纤维增强复合材料在重量减轻和机械强度之间达到良好折衷。更优选地，纤维增强复合材料的纤维是碳纤维。
在优选实施例中，用于制造第一圆顶加强壳体的纤维增强复合材料的纤维是具有高模量(例如250GPa)的连续纤维。这进一步提高了纤维增强复合材料的机械强度。
在优选实施例中，衬里还包括：
-在大致呈圆柱形的中心部分的与第一纵向端轴向相对的第二纵向端处的第三外径，
-具有基部的第二圆顶形纵向端部和位于所述大致呈圆柱形的中心部和所述基部之间的第二中间部分，所述基部优选地具有第四外径且第四外径小于第三外径，该第二中间部分用于将该大致呈圆柱形的中心部的第二纵向端连接到该第二圆顶形纵向端部的基部，
并且该压力容器还包括第二圆顶加强壳体，其形状与该第二圆顶形纵向端部及其第二中间部分的形状互补，所述第二圆顶加强壳体仅安装在该衬里的第二圆顶形纵向端部及其第二中间部分上。
通过这种布置，衬里的大致呈圆柱形的中心部分的每个纵向端部具有圆顶形纵向端部，其具有本发明的有利的机械特性。
在优选实施例中，第二圆顶加强壳体与衬里齐平，更优选地与衬里的大致呈圆柱形的中心部分齐平。
优选地，第二圆顶加强壳体的外表面与衬里的大致呈圆柱形的中心部分的外表面齐平。
在优选实施例中，衬里的第二圆顶形纵向端部具有圆顶轮廓部分，该圆顶轮廓部分朝向内部流体储存室的凹入程度小于具有测地圆顶轮廓部分的圆顶形纵向端部。
优选地，第二圆顶形纵向端部的圆顶轮廓部分与具有测地圆顶轮廓部分的第二圆顶形纵向端部的圆顶轮廓部分之间的最大距离取值可以是第三外径的0.1％和5％之间，优选地在第三外径的0.5％和2.5％之间。这些数值适合于第二圆顶形纵向端部，易于在衬里的制造中实施，并且允许更好地减小包围或包裹衬里和第二圆顶加强壳体的外部复合结构中的应力。应力的这种减小允许减少复合结构的用量。
由于第二圆顶加强壳体的形状与衬里的第二圆顶形纵向端部的形状互补，因此第二圆顶加强壳体也具有圆顶轮廓部分，该圆顶轮廓部分朝向内部流体储存室的凹入程度小于具有测地圆顶轮廓部分的圆顶加强壳体。
有利地，第三外径近似等于第一外径D1。
优选地，第四外径近似等于第二外径D2。
有利地，衬里的第二中间部分具有选自圆柱形、截头圆锥形、弯曲形及其组合的外周表面。因此，包括第二增强壳体的衬里的外表面特别光滑。这改善了外部复合结构的实施并降低了压力容器内的应力水平。
优选地，第二中间部分的外周表面是第二截头圆锥形表面和第二圆柱形表面的组合。因此，衬里可以被视为阶梯式衬里，其包括在大致呈圆柱形的中心部分和第二圆顶形纵向端部之间的第二锥形外肩部。
在优选实施例中，第二圆顶加强壳体使用选自由卷绕、包裹、编织和铺带技术组成的组中的至少一种技术来制造。有利地，铺带技术是激光辅助铺带(LATP)技术。
在一个特别优选的实施例中，第二圆顶加强件由使用卷绕技术制造的纤维增强复合材料层的卷绕件组成。
在优选实施例中，可以在外部复合结构上设置玻璃纤维层，以保护增强纤维的螺旋层和环箍层的增强纤维。
优选地，增强纤维是碳纤维。
本发明还涉及一种包括根据本发明的压力容器的车辆。
附图说明
图1是根据本发明的车辆的总体视图；
图2是根据本发明的第一实施例的压力容器的横截面；
图3是图2中由F指示的部分的详细视图；
图4是模拟图，比较了在外部复合结构的最内侧厚度内的螺旋层布置不同的情况下，外部复合结构的第一螺旋层中的机械应力；
图5是本发明的第二实施例的局部剖视图。
具体实施方式
下面将参考特定实施例并参照某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而是仅由权利要求限定。所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可能被夸大并且未按比例绘制。尺寸和相对尺寸与本发明实践的实际缩小并不一致。
应当注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为仅限于其后列出的装置；它并不排除其他元件或步骤。因此，它应被解释为指定了所述特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件或其组合的存在或添加。因此，表述“包括装置A和B的设备”的范围不应限于仅由装置A和B组成的设备。这意味着关于本发明，与设备相关的组件仅有A和B。
图1所示的车辆2包括压力容器4、4'，其被构造成用于容纳高压气体。例如，压力容器4、4'可以容纳用于为车辆的燃料电池提供动力的二氢。属于“压力容器”是指旨在储存高压气体的容器，其能够承受高达700巴的内部压力。例如，压力容器可以符合联合国发布的“关于采用轮式车辆、可以安装于和/或用于轮式车辆的设备和部件的统一技术规定以及基于这些规定所授予的批准的互认条件的协议”的增编133-第134号条例。
图2示出了根据本发明的第一实施例的压力容器4的一半。压力容器4包括由衬里6限定的内部流体储存室3。衬里6具有沿纵向轴线10延伸的大致呈圆柱形的中心部分8和两个相似的圆顶形纵向端部：即第一圆顶形纵向端部12和第二圆顶形纵向端部，图2中仅示出了第一圆顶形纵向端部12。衬里6具有对称平面，该对称平面垂直于纵向轴线10并且穿过衬里6的体积中心。在其他实施例中，衬里6可以仅具有一个圆顶形纵向端部12。
在下文中，将仅描述每对元件中的第一元件，因为第二元件可以通过相对于对称平面的对称性而推导出来。
大致呈圆柱形的中心部分8在衬里6的第一纵向端8a处具有第一外径D1。第一圆顶形纵向端部12具有与纵向轴线10同轴的中心轴线和具有第二外径D2的基部12a，D2小于D1。衬里6，更确切地说是第一圆顶形纵向端部12，还包括位于大致呈圆柱形的中心部分8和基部12a之间的第一中间部分13。第一中间部分13将大致呈圆柱形的中心部分8的第一纵向端8a连接到第一圆顶形纵向端部12的基部12a。
压力容器4包括外部复合结构20，其将衬里6和第一圆顶加强壳体16两者都包围或包裹起来。外部复合结构20包括具有基部21a的圆顶形部分21。第一圆顶加强壳体16的形状与第一圆顶形纵向端部12及其第一中间部13的形状互补。第一圆顶加强壳体16仅在第一圆顶形纵向端部12及其第一中间部分13上安装在衬里6上。实际上，第一外径D1和第二外径D2之间的直径差使得在第一中间部分13中形成呈第一锥形外肩部形式的插入区域，使得第一圆顶加强壳体16与衬里6齐平。在后一位置，第一锥形外肩部容纳第一圆顶加强壳体16的末端27。因此，第一圆顶加强壳体16与衬里6齐平，更优选地与衬里6的大致呈圆柱形的中心部分8齐平。更确切地说，第一圆顶加强壳体16的外表面与衬里6的大致呈圆柱形的中心部分8的外表面齐平。
有利地，衬里6的第一圆顶形纵向端部12具有圆顶轮廓部分12b，该圆顶轮廓部分12b朝向内部流体储存室3凹入的程度小于具有测地圆顶轮廓部分的圆顶形纵向端部。
优选地，第一圆顶形纵向端部12的圆顶轮廓部分12b与具有测地圆顶轮廓部分的圆顶形纵向端部的圆顶轮廓部分之间的最大距离取值在第一外径D1的0.1％和5％之间，优选地在第一外径D1的0.5％和2.5％之间。
由于第一圆顶加强壳体16的形状与衬里6的第一圆顶形纵向端部12的形状互补，因此第一圆顶加强壳体16也具有圆顶轮廓部分，该圆顶轮廓部分朝向内部流体储存室3凹入的程度小于具有测地圆顶轮廓部分的圆顶加强壳体。
在本实施例中，衬里6的第一中间部分13的外周表面由第一截头圆锥形表面9和第一圆柱形表面11的组合构成。
压力容器4包括用于将流体充入和排出衬里6的凸台14。凸台14装配在位于衬里6的第一圆顶形纵向端部12的孔中，孔与基部12a轴向相对。
第一圆顶加强壳体16由多层纤维加强复合材料卷绕构成。纤维增强复合材料可以在铺设之后预浸渍和固化，也可以不预浸渍，而是通过例如树脂熔渗工艺或树脂传递模塑工艺(通常称为RTM工艺)进行浸渍。在这样的过程中，复合材料的固化发生在复合材料仍在树脂熔渗工具或树脂转移模具内时。应当注意，RTM工艺可以使第一圆顶加强壳体16的外表面格外光滑，且降低其内应力。第一圆顶加强壳体16具有圆顶形部分22，圆顶形部分22具有基部22a，且中心轴线与衬里6的纵向轴线10同轴。纤维增强复合材料的纤维选自碳纤维、芳族聚酰胺纤维和玻璃纤维的组。优选地，纤维增强复合材料的纤维是碳纤维。
此外，可以在外部复合结构20上设置玻璃纤维层，以便保护增强纤维的螺旋层20a和环箍层20b的增强纤维。
图3示出了图2中F所示部分的详细视图。根据本发明的压力容器的外部复合结构20具有厚度T，其包括增强纤维的螺旋层20a和环箍层20b两者，其中，所有螺旋层20a的总厚度的至少20％位于外部复合结构20最内侧的25％厚度T内。在本实施例中，增强纤维是碳纤维。优选地，所有螺旋层20A的总厚度的至少30％位于外部复合结构20最内侧的20％厚度T内。在本实施例中，外部复合结构20包括十五层：九个螺旋层20a和六个环箍层20b。
图4示出了用ABAQUS2017软件结合ABAQUS2017的缠绕复合材料建模器(WoundComposite Modeler，简称为WCM)进行的模拟结果，其比较了包围或包裹衬里6和圆顶加强壳体16两者的外部复合结构20中的不同应力。在外部复合结构20的九个螺旋层20a中的第一螺旋层中进行应力比较，在与衬里6的体积中心距离零和距离21a'之间的区段中从进行，其中距离零对应于衬里6的体积中心沿着纵向轴线10的轴向位置，而距离21a'则对应于基部21a沿着压力容器的纵向轴线10的轴向位置。
在该图中，实线28示出了当所有九个螺旋层20a的总厚度的小于20％位于外部复合结构20最内侧的25％厚度T内时，外部复合结构20的第一螺旋层在第一中间部分13靠近基部21a的区域中的内应力可以达到3500MPa甚至更高。短虚线29示出了当所有九个螺旋层20a的总厚度的至少20％位于外部复合结构20最内侧的25％厚度T内时，外部复合结构20的第一螺旋层在第一中间部分13靠近基部21a的区域中的内应力低于3500MPa。长虚线30示出了当所有九个螺旋层20a的总厚度的至少30％位于外部复合结构20最内侧的20％厚度T内时，外部复合结构20的第一螺旋层在第一中间部分13靠近基部21a的区域中的内应力低于2500MPa。在该模拟中，外部复合结构20的第一螺旋层中的内应力实际上是外部复合结构20的第一螺旋层在纤维方向上的薄层应力(lamina stress)。
从该图中还可以看出，通过在外部复合结构20的最内侧厚度T内设置更多的螺旋层20a，可以显著降低外部复合结构20的第一螺旋层中的内应力。
图5示出了本发明的变型实施例。在该实施例中，压力容器4'与压力容器4的不同之处在于，衬里6的第一中间部分13具有由弯曲表面构成的外周表面。
本发明的压力容器可以通过本领域已知的装置制造，在此不再进一步详细描述。
附图标记列表
2：车辆
3：内部流体储存室
4、4'：压力容器
6：衬里
8：大致呈圆柱形的中心部分
8a：第一纵向端
9：第一截头圆锥形表面
10：纵向轴线
11：第一圆柱形表面
12：衬里的第一圆顶形纵向端部
12a：第一圆顶形纵向端部的基部
12b：第一圆顶形纵向端部的圆顶轮廓部
13：第一中间部分
14：凸台
16：第一圆顶加强壳体
20：外部复合结构
20a：螺旋层
20b：环箍层
21：外部复合结构的圆顶形部分
21a：外部复合结构的圆顶形部分的基部
21a'：第二轴向位置
22：第一圆顶加强壳体的圆顶形部分
22a：第一圆顶加强壳体的圆顶形部分的基部
27：第一圆顶加强壳体的末端
28：实线
29：短虚线
30：长虚线。

Claims (12)

1.一种压力容器(4、4’)，包括：
-内部流体储存室(3)，以及
-包围或包裹所述内部流体储存室(3)的外部复合结构(20)，
其中，所述外部复合结构(20)具有包括增强纤维的螺旋层(20a)和环箍层(20b)两者的厚度(T)，其中所有螺旋层(20a)的总厚度的至少20％位于所述外部复合结构(20)最内侧的25％厚度(T)内，并且
其中，所述内部流体储存室(3)由衬里(6)限定，所述衬里(6)包括：
-大致呈圆柱形的中心部分(8)，其在第一纵向端(8a)处具有第一外径D1，
-具有基部(12a)和第一中间部分(13)的第一圆顶形纵向端部(12)，所述第一中间部分(13)位于所述大致呈圆柱形的中心部分(8)和所述基部(12a)之间并用于将所述大致呈圆柱形的中心部分(8)的所述第一纵向端(8a)连接到所述第一圆顶形纵向端部(12)的基部(12a)，
其特征在于，所述压力容器还包括第一圆顶加强壳体(16)，其形状与所述第一圆顶形纵向端部(12)及其第一中间部分(13)的形状互补，所述第一圆顶加强壳体(16)仅安装在衬里(6)的所述第一圆顶形纵向端部(12)及其第一中间部分(13)上。
2.根据权利要求1所述的压力容器，其中，所述第一圆顶加强壳体(16)与所述衬里(6)齐平。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的压力容器，其中，所有螺旋层(20a)的总厚度的至少30％位于所述外部复合结构(20)最内侧的20％厚度(T)内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力容器，其中，所述基部(12a)具有第二外径D2，所述第二外径D2小于所述第一外径D1。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压力容器，其中，所述衬里(6)的第一圆顶形纵向端部(12)具有圆顶轮廓部分(12b)，所述圆顶轮廓部分(12b)朝向所述内部流体储存室(3)的凹入程度小于具有测地圆顶轮廓部分的圆顶形纵向端部。
6.根据权利要求5所述的压力容器，其中，所述第一圆顶形纵向端部(12)的圆顶轮廓部分(12b)与具有测地圆顶轮廓部分的圆顶形纵向端部的圆顶轮廓部分之间的最大距离取值在所述第一外径D1的0.1％和5％之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压力容器，其中，所述第一圆顶加强壳体(16)具有圆顶轮廓部分，该圆顶轮廓部分朝向所述内部流体储存室(3)的凹入程度小于具有测地圆顶轮廓部分的圆顶加强壳体。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的压力容器，其中，所述衬里(6)的第一中间部分(13)具有外周表面，所述外周表面选自由圆柱形、截头圆锥形、弯曲形及其组合组成的组。
9.根据权利要求8所述的压力容器，其中，所述第一中间部分(13)的外周表面是第一截头圆锥形表面(9)和第一圆柱形表面(11)的组合。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压力容器，其中，所述第一圆顶加强壳体由纤维加强复合材料层的卷绕件组成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的压力容器，其中，所述衬里(6)还包括：
-在所述大致呈圆柱形的中心部分(8)的与所述第一纵向端(8a)轴向相对的第二纵向端处的第三外径，
-具有基部的第二圆顶形纵向端部和位于所述大致呈圆柱形的中心部分(8)与所述基部之间的第二中间部分，该第二中间部分用于将该大致呈圆柱形的中心部分(8)的第二纵向端连接到该第二圆顶形纵向端部的基部，
所述压力容器还包括第二圆顶加强壳体，其形状与该第二圆顶形纵向端部及其第二中间部分的形状互补，所述第二圆顶加强壳体仅安装在所述衬里(6)的所述第二圆顶形纵向端部及其第二中间部分上。
12.一种车辆(2)，其包括根据权利要求1至11中任一项所述的压力容器(4、4')。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7803241B2 (en) * 2002-04-12 2010-09-28 Microcosm, Inc. Composite pressure tank and process for its manufacture
WO2010116528A1 (ja) * 2009-04-10 2010-10-14 トヨタ自動車株式会社 タンクおよびその製造方法
JP5621631B2 (ja) * 2011-02-02 2014-11-12 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクの製造方法、および、高圧タンク
JP5531040B2 (ja) * 2012-02-27 2014-06-25 トヨタ自動車株式会社 高圧ガスタンクの製造方法
DE102017101627A1 (de) * 2016-02-18 2017-08-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hochdrucktank und Verfahren zum Herstellen eines Hochdrucktanks
KR20180017377A (ko) * 2016-08-09 2018-02-21 현대자동차주식회사 고압 용기
DE102017208492B4 (de) 2017-05-19 2020-07-30 Nproxx B.V. Polkappenverstärkter Druckbehälter
KR102322373B1 (ko) * 2017-05-26 2021-11-05 현대자동차주식회사 후프층 및 헬리컬층이 와인딩된 고압용기
JP7014060B2 (ja) * 2018-06-21 2022-02-01 トヨタ自動車株式会社 高圧タンク、高圧タンク搭載装置、および高圧タンクの製造方法
JP7087907B2 (ja) * 2018-10-16 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクおよび高圧タンクの製造方法
JP7092058B2 (ja) * 2019-01-31 2022-06-28 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクおよびその製造方法

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