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汽車用LNG氣瓶是作為一種低溫絕熱壓力容器，設計有雙層（真空）結構。內膽用來儲存低溫液態的液化天然氣，在其外壁纏有多層絕熱材料，具有超強的隔熱性能，同時夾套（兩層容器之間的空間）被抽成高真空，共同形成良好的絕熱系統。外殼和支撐系統的設計能夠承受車輛在行駛時所產生的相關外力。

內膽設計有兩級安全閥在超壓時起到保護作用。在超壓情況下首先打開的是主安全閥（開啟壓力為1.6MPa左右），其作用放散由于絕熱層和支撐正常的漏熱損失導致的壓力上升、或真空遭破壞后以及在失火條件下的加速漏熱導致的壓力上升。副安全閥（開啟壓力一般為2.4MPa以上）的壓力設定點較主安全閥高，在主安全閥失效或發生堵塞時，副安全閥啟動。

外殼在內部超壓條件下的保護是通過一個環形的抽空塞來實現的。如果內膽發生泄漏（導致夾套壓力超高），當壓力達到0.1～0.2 MPa抽空塞將打開泄壓。萬一抽空塞發生泄漏將導致真空破壞，這時可以發現外殼出現"冒汗"（大面積結水珠）甚或結霜現象。當然，在與氣瓶連接的管道末端出現的結霜或凝水現象是正常的。所有的管路、閥件都設置在氣瓶的一端，并用護環或保護罩進行防護。