精密制造解决方案
所有不同类型的燃料电池(如直接甲醇燃料电池、固体氧化物燃料电池)中,多堆栈单元排列的质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于其出色的性能已经成功地商业化。PEMFC以其能量转化效率高、低排放、能量和功率密度高等优点被认为是适应未来能源和环境要求的理想动力源之一。在PEMFC系统中的所有部件中,由数百片双极板以及膜电极装配而成的电堆,占到电池系统60%的成本以及整车30%的成本。双极板是PEMFC电堆中两个关键结构部件之一,它被称为燃料电池电堆的“骨架”,它在很大程度上决定着重量、体积和成本等电池核心指标。金属双极板具有强度更高,成形性好、抗冲击性强、功率密度高、厚度薄、热熔低、成本低、渗气性低、导电导热性能优异、机械加工性好、致密性高、强度高、阻气性好等优势,可以为乘用车提供良好的动力密度、低温(-40℃)启动保障,并且适合大批量低成本生产。
通过应用团队掌握的辊冲成形技术可以避免此两种工艺成形零件的常见问题,如辊压成形的冗余变形多,无法成形变截面(受限于轧辊只有一个固定自由度),和冲压成形的载荷大,模具磨损严重,材料易开裂等,从而极大的提高PEMFC的性能。
除金属双极板外,当前锂电池能量密度基本上已经达到了行业的极限水平,这就对电池包结构件的轻量化提出了更高的要求。实现电池包结构件的轻量化主要通过应用高强度轻量化材料,采用轻量化结构设计和先进的制造工艺。目前市面上厂商制作电池包的工艺如压铸存在拉延深度,电池包振动、冲击强度不足,以及会有许多产品缺陷如裂纹,回弹等问题。团队正在应用辊冲成型技术进行锂电池电池包的设计与制造,可以有效避免工艺成形零件的几种常见问题,比 如开裂,翼板褶皱等,从而极大的提高电池包的性能。
氢燃料电池系统的PEMFC电池堆
辊压工艺双极板成型