自我修复型储气罐系统及新能源载具的制作方法

本申请涉及高压设备技术领域，具体涉及一种自我修复型储气罐系统及新能源载具。

背景技术：

随着氢能源等新能源车辆载具的发展，其内的储气罐系统也面临着不断升高的技术要求。比如，用于储存氢气的储气罐系统需要较高的耐高压性与安全性等。

相关技术中，储气罐多是通过在金属或塑料内胆外设置加固材料层制成。往储气罐中填充氢等高压气体时，储气罐会膨胀，当气体消耗而释放气体，储气罐就会收缩。但是，在长期重复填充与释放气体的过程中，储气罐无法保持初始的耐高压强度，降低了储气罐的使用寿命，在高压充气时，甚至会发生罐体破裂的危险。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种自我修复型储气罐系统及新能源载具，以解决现有技术对储气罐的使用过程中存在的耐高压强度降低、使用寿命缩短的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种自我修复型储气罐系统，包括：

罐体，其包括内胆、加固层以及间隙填充单元，所述加固层包覆于所述内胆的外周壁面，所述间隙填充单元填充于所述加固层内；

激活装置，作用于所述加固层，用于激活所述间隙填充单元。

优选地，所述间隙填充单元分布于所述加固层靠近所述内胆的一侧。

优选地，所述间隙填充单元包括若干第一微胶囊以及若干第二微胶囊，若干所述第一微胶囊以及若干所述第二微胶囊分布于所述加固层内，所述第一微胶囊具有第一保护膜，所述第二微胶囊具有第二保护膜，所述第一保护膜与所述第二保护膜内都包裹有粘合剂，且所述第一保护膜的耐热性低于所述第二保护膜的耐热性。

优选地，所述间隙填充单元包括若干第一微胶囊以及若干第二微胶囊，若干所述第一微胶囊以及若干所述第二微胶囊分布于所述加固层内，所述第一微胶囊具有第一保护膜，所述第二微胶囊具有第二保护膜，所述第一保护膜与所述第二保护膜内都包裹有粘合剂，且所述第一保护膜的厚度小于所述第二保护膜的厚度。

优选地，所述间隙填充单元还包括第三微胶囊及第三以上的微胶囊。

优选地，若干所述第一微胶囊以及若干所述第二微胶囊相互间隔分布于所述加固层内。

优选地，所述粘合剂为液态粘合剂或者热熔型粘合剂。

优选地，相邻的两个所述间隙填充单元之间设有连接带，通过所述连接带使得若干所述间隙填充单元相互连接并形成于一体。

优选地，所述加固层内设有若干导流孔，每个所述导流孔的一端靠近所述间隙填充单元，且另一端靠近所述内胆。

优选地，所述激活装置为电流释放装置，所述电流释放装置与所述加固层电性连接。

优选地，所述加固层至少包括碳纳米管纤维。

优选地，所述激活装置为光照射机构，所述光照射机构的发射端正对所述罐体。

优选地，所述光照射机构所提供的照射光包括激光、可见光、紫外光、红外光、中子射线或电子射线。

优选地，所述自我修复型储气罐系统还包括控制单元，所述控制单元与所述激活装置电性连接，且能够控制所述激活装置的工作状态。

优选地，所述自我修复型储气罐系统还包括气体填充站，所述气体填充站与所述罐体之间通过管路连接，且所述气体填充站与所述控制单元连接，使得所述控制单元能够获取所述气体填充站为所述罐体添加的气体量信息。

优选地，所述气体填充站具有气体流量计，所述气体流量计设于所述气体填充站与所述罐体管路之间，用于测量所述气体填充站为所述罐体输送的气体量。

本申请还提供一种新能源载具，包括如上所述自我修复型储气罐系统。

本申请提供的自我修复型储气罐系统的有益效果在于：通过将间隙填充单元填充于加固层内，激活装置可以通过激活加固层内的间隙填充单元，使得若干间隙填充单元自动将内胆与加固层之间的间隙进行填充，实现再次对内胆进行加固，保持罐体的强度，以防高压时罐体破裂的危险，提高罐体的使用寿命；本申请实施例提供的新能源载具的有益效果在于：提升了新能源载具的使用寿命和使安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的自我修复型储气罐系统的结构示意图；

图2为图1中的a区域的放大图；

图3为本申请另一个实施例提供的自我修复型储气罐系统的结构示意图；

图4为图3中的b区域的放大图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

传统的储气罐包括高压钢金属或塑料内胆和加固材料层，由于高压钢金属或塑料内胆的膨胀率和加固材料层的膨胀率不同，在长期重复填充与释放气体的过程中，内胆与加固材料层之间会产生间隙，储气罐的耐高压强度将会下降，使用寿命也会下降。

请一并参阅图1至图4，为了解决上述问题，本申请提供一种自我修复型储气罐系统100，包括：罐体10以及激活装置20，激活装置20用于激活罐体10的自我修复功能。

罐体10包括内胆11、加固层12以及间隙填充单元13，加固层12包覆于内胆11的外周壁面，间隙填充单元13填充于加固层12内，激活装置20作用于罐体10的加固层12，且用于激活加固层12内的间隙填充单元13。

必须说明的是，在长期重复填充与释放气体的过程中，内胆11与加固层12之间会产生间隙，通过工作人员手动控制激活装置20，或者通过检测设备检测到间隙后自动控制激活装置20，激活装置20作用于罐体10的加固层12，并且激活加固层12内的间隙填充单元13；间隙填充单元13可以是液体或固体的填充材料，并且优选为具有具有流动性的填充材料，以致被激活后的间隙填充单元13将内胆11与加固层12之间的间隙进行填充后，可以将内胆11与加固层12再次粘结，使得加固层12对罐体10保持加固效果，实现罐体10的自我修复功能。

本申请提供的自我修复型储气罐系统100，与现有技术相比，通过将间隙填充单元13填充于加固层12内，激活装置20可以通过激活加固层12内的间隙填充单元13，使得若干间隙填充单元13自动将内胆11与加固层12之间的间隙进行填充，实现再次对内胆11进行加固，保持罐体10的强度，以防高压时罐体10破裂的危险，提高罐体10的使用寿命。

请一并参阅图1至图4，间隙填充单元13分布于加固层12靠近内胆11的一侧。可以理解的是，当间隙填充单元13被激活后，间隙填充单元13既能够尽快进入内胆11与加固层12之间的间隙，又可避免激活后的间隙填充单元13流至加固层12的外表面。

在一个实施例中，请一并参阅图2，间隙填充单元13包括若干第一微胶囊131以及若干第二微胶囊132，若干第一微胶囊131以及若干第二微胶囊132分布于加固层12内，第一微胶囊131具有第一保护膜1311，第二微胶囊132具有第二保护膜1321，第一保护膜1311与第二保护膜1321内都包裹有粘合剂133，且第一保护膜1311的耐热性低于第二保护膜1321的耐热性。

必须说明的是，在常温下，第一微胶囊131与第二微胶囊132能很好的保持其物理机械性能的性质，对粘合剂133进行存储，例如第一保护膜1311采用聚乙烯保护膜，聚乙烯保护膜化学稳定性高，且在105至115摄氏度时会开始融化；例如第二保护膜1321采用聚丙烯保护膜，聚丙烯保护膜在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀，且能在165℃时开始融化；当然，第一保护膜1311与第二保护膜1321也可以是其它材料制成的，旨在确保第一保护膜1311与第二保护膜1321的耐热性具有一定的差异。

当内胆11与加固层12之间会产生间隙时，可以通过激活装置20对加固层12进行加热，由于第一保护膜1311的耐热性低于第二保护膜1321，导致第一保护膜1311会优先破裂，第一保护膜1311内的粘合剂133会流入内胆11与加固层12之间的间隙，若内胆11与加固层12之间的间隙较小，则可以停止加热，待粘合剂133固化后即可将罐体10与加固层12再次粘结，第二微胶囊132中的粘合剂133可以留着待再次出现间隙的时候加热使用；若内胆11与加固层12之间的间隙较大，则可以继续加热并升温，直至加固层12内的第二微胶囊132也发生破裂，使得第一微胶囊131与第二微胶囊132内的粘合剂133全部流入内胆11与加固层12之间的间隙，一次性将间隙填充完，保证粘合剂133固化后一次性将罐体10与加固层12完全粘结，确保罐体10的强度，以防高压时发生罐体10破裂的危险。

请一并参阅图4，在另一个实施例中，间隙填充单元13包括若干第一微胶囊131以及若干第二微胶囊132，若干第一微胶囊131以及若干第二微胶囊132分布于加固层12内，第一微胶囊131具有第一保护膜1311，第二微胶囊132具有第二保护膜1321，第一保护膜1311与第二保护膜1321内都包裹有粘合剂133，且第一保护膜1311的厚度小于第二保护膜1321的厚度。

必须说明的是，在常温下，第一微胶囊131与第二微胶囊132能很好的保持其物理机械性能的性质，对粘合剂133进行存储。但是在达到一定温度时，第一保护膜1311与第二保护膜1321都会开始发生熔化，由于第一保护膜1311的厚度小于第二保护膜1321的厚度，例如第一保护膜1311的厚度为0.15mm，第二保护膜1321的厚度为0.25mm，导致第一保护膜1311会优先破裂，第一保护膜1311内的粘合剂133会流入内胆11与加固层12之间的间隙，若内胆11与加固层12之间的间隙较小，则可以停止加热，待粘合剂133固化后即可将罐体10与加固层12再次粘结，第二微胶囊132中的粘合剂133可以留着待再次出现间隙的时候使用；若内胆11与加固层12之间的间隙较大，则可以继续加热并升温，直至加固层12内的第二微胶囊132也发生破裂，使得第一微胶囊131与第二微胶囊132内的粘合剂133全部流入内胆11与加固层12之间的间隙，一次性将间隙填充完，保证粘合剂133固化后一次性将罐体10与加固层12完全粘结，确保罐体10的强度，以防高压时罐体10破裂的危险。

值得补充说明的是，在本实施例中，只列举了第一微胶囊131以及第二微胶囊132，当然，在其它实施例中，间隙填充单元13还可以包括第三微胶囊及第三以上的微胶囊，甚至只采用单独一种结构的微胶囊，旨在实现可以修复内胆11与加固层12之间的间隙，提高罐体10的使用寿命。

请一并参阅图2和图4，若干第一微胶囊131以及若干第二微胶囊132相互间隔分布于加固层12内。使得若干第一微胶囊131以及若干第二微胶囊132的分布更加均匀，在自我修复过程中，可以使得粘合剂133均匀的流入内胆11与加固层12之间的间隙，保证修复质量。

在一个实施例中，请参见图4，相邻的两个间隙填充单元13之间设有连接带134，通过连接带134使得若干间隙填充单元13相互连接并形成于一体。值得说明的是，由于加固层12通常是缠绕至内胆11上形成的，通过连接带134将若干间隙填充单元13相互连接并形成于一体，使得若干间隙填充单元13的位置保持相对稳定，进而在缠绕加固层12时使得若干间隙填充单元13更好的设置在加固层内12，有利于降低生产加工罐体10时的难度与成本。

在一个实施例中，请参见图4，加固层12内设有若干导流孔121，每个导流孔121的一端靠近间隙填充单元13，且另一端靠近内胆11。第一保护膜1311或者第二保护膜1321发生破裂，粘合剂133可以顺利流进导流孔121，并顺着导流孔121的导向进入内胆11与加固层12之间的间隙，既可以充分利用粘合剂133，又可以避免粘合剂133渗透过加固层12流出至加固层12的外表面。另外，值得值得说明的是，为保持导流孔121的形态以及降低加工难度，导流孔121可以由一根中空的细管来支撑形成，该细管的材料可以由耐热性能好的材料制成，例如铝、陶瓷等。

在一个实施例中，请一并参阅图2和图4，粘合剂133为液态粘合剂或者热熔型粘合剂。例如，液态粘合剂可以为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶等，热熔型粘合剂可以为虫胶、丁基橡胶等，但是热熔型粘合剂的熔点要低于第一保护膜1311与第一保护膜1321的熔点，旨在保证第一保护膜1311或第一保护膜1321破裂后，确保粘合剂133能够具有充足的流动性，能够顺利流入内胆11与加固层12之间的间隙。

在一个实施例中，请一并参阅图1和图3，激活装置20为电流释放装置，电流释放装置与加固层12电性连接。电流释放装置可以为可调节输出电压的直流电源，当内胆11与加固层12之间会产生间隙时，电流释放装置可以为加固层12通电，电流经过加固层12，由于第一微胶囊131以及第二微胶囊132具有一定的阻值，使得电流经过第一微胶囊131以及第二微胶囊132持续发热并升温，实现依次激活第一微胶囊131以及第二微胶囊132的作用。

在一个实施例中，所述加固层12至少包括碳纳米管纤维。可以理解的是，由于碳纳米管纤维具有较佳地强度，且相较于其他纤维材料具有良好的轻量化性能。加固层12也可以是碳纳米管纤维与碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维三者中的任意一种的复合纤维。另外，所述加固层12不仅能够很好的为内胆11加固，同时还能起到导电作用。当电流经过加固层12时，由于加固层12具有导电性，电流容易通过，而电流相对难以通过第一微胶囊131以及第二微胶囊132，以致发热量集中于第一微胶囊131以及第二微胶囊132上，使得第一微胶囊131以及第二微胶囊132更容易破裂。

在另一个实施例中，请一并参阅图1和图3，激活装置20为光照射机构，光照射机构的发射端正对罐体10。当内胆11与加固层12之间会产生间隙时，光照射机构发出照射光至罐体10的加固层12上，在照射光辐射下，第一微胶囊131以及第二微胶囊132持续发热并升温，实现依次激活第一微胶囊131以及第二微胶囊132的作用。

具体地，所述光照射机构所提供的照射光包括激光、可见光、紫外光、红外光、中子射线或电子射线。其中，由于激光的光源能量高而容易控制，能够瞬间使得第一微胶囊131以及第二微胶囊132持续发热并升温，并依次激活第一微胶囊131以及第二微胶囊132。

请一并参阅图1和图3，自我修复型储气罐系统100还包括控制单元30，控制单元30与激活装置20电性连接，且能够控制激活装置20的工作状态。值得说明的是，控制单元30可以工业计算机等控制设备，工作人员通过控制单元30可以开启或关闭激活装置20，当然，工作人员还可以控制激活装置20的工作强度，例如输出电流大小或者辐射强度。

请一并参阅图1和图3，自我修复型储气罐系统100还包括气体填充站40，气体填充站40与罐体10之间通过管路连接，且气体填充站40与控制单元30连接，使得控制单元30能够获取气体填充站40为罐体10添加的气体量信息。值得说明的是，气体填充站40与控制单元30之间也可以是无线连接，例如通信电缆或蓝牙。气体填充站40用于为罐体10添加气体，且可以将为罐体10添加的气体量等信息反馈至控制单元30，控制单元30根据添加的气体量得出内胆11和加固层12的膨胀率或者收缩率。而内胆11和加固层12的膨胀率或者收缩率相差越大，内胆11与加固层12之间的间隙也会越大，控制单元30可以自动控制激活装置20的激活时间长一点，确保内胆11与加固层12之间的间隙能充分修复；而内胆11和加固层12膨胀率或者收缩率相差越小，内胆11与加固层12之间的间隙也会越小，控制单元30可以自动控制激活装置20的激活时间短一点，避免间隙填充单元13填充过多导致对罐体10施加应力。

在一个实施例中，请一并参阅图1和图3，气体填充站40具有气体流量计41，气体流量计41设于气体填充站40与罐体10管路之间，用于测量气体填充站40为罐体10输送的气体量。气体流量计41优选为电子气体流量计，例如型号为ks-lwq或jdhlv的电子气体流量计，可以精准测量气体量，并及时将气体量信息输送至气体填充站40。

另一方面，本申请还提供一种新能源载具，所述新能源载具采用上述任一实施例的自我修复型储气罐系统100。

本申请实施例提供的新能源载具，由于包括如上述任一实施例所述的自我修复型储气罐系统100，而上述的自我修复型储气罐系统100可以实现再次对内胆11进行加固，保持罐体10的强度，以防高压时罐体10破裂的危险，提高罐体10的使用寿命，如此便也提升了新能源载具的使用寿命和使安全性能。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。