氢燃料电池金属极板智能制造产线制造技术

本发明专利技术公开了一种氢燃料电池金属极板智能制造产线，包括凸模的下端面包括下凸的弧面A以及在弧面A弧长方向两端的水平部A；凹模的上端面包括上凸的弧面B以及在弧面B弧长方向两端的水平部B；合模时，在合模驱动力的作用下，弧面A、弧面B自中心向两侧逐渐产生相互作用力并在合模终态时形成与成型板材表面匹配的相对平面。弧面A弧面B为中心凸起的型面设计，可以实现逐渐加载冲压成形，减少平面接触时力损耗，成形载荷的利用率更高，大面积金属极板微结构的一致性更好。极板微结构的一致性更好。

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池金属极板智能制造产线


[0001]本专利技术涉及氢燃料电池金属极板冲压成形
，具体涉及一种氢燃料电池金属极板智能制造产线。

技术介绍

[0002]氢能具有清洁、零排放、可再生等突出优势，已经被我国列入能源战略。金属极板是氢燃料电池的“骨架”和“血管”，起到分配燃料气体、收集电流、排水、散热以及机械支撑等多种作用，占成本的24%、体积的60%、重量的60
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80%。为了减小氢燃料电池的体积和重量，提高体积/质量功率密度，采用金属薄板冲压成形，壁厚从100μm减小到75μm甚至更薄；微流道特征尺寸小于1.0mm，精度3
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5μm；金属极板面积大，外轮廓尺寸大于500mm*220mm。
[0003]金属极板的上述结构特点，给金属极板冲压成形制造带来极大困难，成形质量不高，对氢燃料电池性能产生显著影响。
[0004]1）受冲压模具凸模和凹模型面弯曲变形、摩擦、压边约束等影响，微流道尺寸极其不均匀，中间低、两侧高，为了保证不均匀微流道与质子交换膜组的可靠接触，在燃料电池堆装配时需要额外增加预紧力，但是会影响燃料气体在质子交换膜组内的扩散速度，从而降低燃料电池性能。
[0005]2）微流道尺寸精度较差，如脊顶部平整度不高、宽度误差较大，增加了极板与质子交换膜组的接触电阻，也会明显降低燃料电池性能。因此，仅依靠增加冲压成形力等传统方法，难以解决上述瓶颈问题。
[0006]为此，本专利技术提出氢燃料电池金属极板智能制造产线。

技术实现思路
r/>[0007]本专利技术提出的一种氢燃料电池金属极板智能制造产线，依据薄板冲压成形模具型面弯曲变形的特点，将通常采用平面的型面设计改为弯曲的型面设计，弯曲、中心高的模具型面与薄板接触是逐渐建立的，中心区域局部加载的力可以保证极板中心位置微流道首先成形，从而提高极板微流道脊宽尺寸精度、尺寸一致性。不仅拟补了模具型面弯曲变形对金属极板成形精度的影响，而且利用非平面型面形成的局部、逐渐加载，成形的微流道精度更高、尺寸一致性更好。
[0008]本专利技术公开的技术方案如下：氢燃料电池金属极板智能制造产线，包括：凸模，凸模的下端面包括下凸的弧面A以及在弧面A弧长方向两端的水平部A；凹模，凹模的上端面包括上凸的弧面B以及在弧面B弧长方向两端的水平部B；其中，合模时，在合模驱动力的作用下，弧面A、弧面B自中心向两侧渐次相互顶压并在合模终态时形成与成型板材表面匹配的相对平面。
[0009]在上述方案的基础上，作为优选，凸模上端面通过凸模支撑固定连接上模座，上模座固定连接驱动单元，驱动单元为普通液压机、机械压力机或伺服压力机。
[0010]在上述方案的基础上，作为优选，还包括环绕所述凸模的用于将板材强约束固定
水平部B上的固定装置。
[0011]在上述方案的基础上，作为优选，固定装置包括设置在上模座上的导向孔、导向件、压边圈、弹性件，导向件一端固定在环绕凸模的压边圈上，另一端伸入所述的导向孔内，压边圈与凸模间隙配合，每个所述的导向件对应一个弹性件，弹性件一端固定连接凸模，另一端固定连接上模座。
[0012]在上述方案的基础上，作为优选，导向件为导向螺栓，弹性件为弹簧，弹簧套设在导向螺栓上。
[0013]在上述方案的基础上，作为优选，凹模的下端面通过凹槽支撑固定连接下模座，下模座固定连接工作台面。
[0014]在上述方案的基础上，作为优选，凹模支撑和下模座之间通过固定螺栓固定连接。
[0015]在上述方案的基础上，作为优选，上模座下端面固定安装有导柱，下模座上具有导向孔A，导柱插入所述的导向孔A内。
[0016]在上述方案的基础上，作为优选，弧面A上具有若干个上凸起部以及位于相邻两个上凸起部之间的上凹部，弧面B上设有若干个下凸起部以及位于相邻两个下凸起部之间的下凹部，上凸起部与下凹部配合，下凸起部与上凹部配合。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、凸模下表面、凹模上表面设计成凸起结构，凸起结构可以拟补凸模和凹模型面弹性变形引起的金属极板冲压成形误差；2、弧面A、弧面B为中心凸起的型面设计，可以实现逐渐加载冲压成形，减少平面接触时力损耗，成形载荷的利用率更高，大面积金属极板微结构的一致性更好，具体的说，成形首先从中心处开始，形成局部载荷利用提高超薄板微结构成形精度，然后，在弹性变形作用下从中心逐渐加载成形，微结构减少了平面接触时的力损耗，能够更好的保证金属极板微结构几何尺寸的一致性。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术合模后的状态图；图3是凸模、凹模接触时的状态图；图4是凸模、凹模合模后的状态图。
具体实施方式
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0020]如图1
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4所示，氢燃料电池金属极板智能制造产线，包括凸模1，凸模的下端面包括下凸的弧面A2以及在弧面A弧长方向两端的水平部A3；凹模4，凹模的上端面包括上凸的弧面B5以及在弧面B弧长方向两端的水平部B6；其中，合模时，在合模驱动力的作用下，弧面A、弧面B自中心向两侧渐次相互顶压并在合模终态时形成与成型板材表面匹配的相对平面。
[0021]凸模上端面通过凸模支撑7固定连接上模座8，上模座固定连接驱动单元，驱动单元为普通液压机、机械压力机或伺服压力机。
[0022]还包括环绕所述凸模的用于将板材强约束固定水平部B上的固定装置。固定装置包括设置在上模座上的导向孔9、导向件10、压边圈11、弹性件12，导向件一端固定在环绕凸模的压边圈上，另一端伸入所述的导向孔内，压边圈与凸模间隙配合，每个所述的导向件对应一个弹性件，弹性件一端固定连接凸模，另一端固定连接上模座。
[0023]导向件为导向螺栓，弹性件为弹簧，弹簧套设在导向螺栓上。
[0024]凹模的下端面通过凹槽支撑13固定连接下模座14，下模座固定连接工作台面。
[0025]凹模支撑和下模座之间通过固定螺栓15固定连接。
[0026]上模座下端面固定安装有导柱16，下模座上具有导向孔A17，导柱插入所述的导向孔A内。
[0027]弧面A上具有若干个上凸起部以及位于相邻两个上凸起部之间的上凹部，弧面B上设有若干个下凸起部以及位于相邻两个下凸起部之间的下凹部，上凸起部与下凹部配合，下凸起部与上凹部配合。
[0028]更具体的，氢燃料电池金属极板智能制造产线主要由上模座、凸模支撑、压边圈、弹簧、导向螺栓、导柱、凹模、凹模支撑、下模座以及固定螺栓等构成。
[0029]凸模下表面分布有微结构18，凹模上表面也带有微结构，与凸模下表面的微结构配合，以冲压成形金属极板。
[0030]凸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氢燃料电池金属极板智能制造产线，其特征在于，包括：凸模，凸模的下端面包括下凸的弧面A以及在弧面A弧长方向两端的水平部A；凹模，凹模的上端面包括上凸的弧面B以及在弧面B弧长方向两端的水平部B；其中，合模时，在合模驱动力的作用下，弧面A、弧面B自中心向两侧渐次相互顶压并在合模终态时形成与成型板材表面匹配的相对平面。2.如权利要求1所述的氢燃料电池金属极板智能制造产线，其特征在于，凸模上端面通过凸模支撑固定连接上模座，上模座固定连接驱动单元，驱动单元为普通液压机、机械压力机或伺服压力机。3.如权利要求2所述的氢燃料电池金属极板智能制造产线，其特征在于，还包括环绕所述凸模的用于将板材强约束固定水平部B上的固定装置。4.如权利要求3所述的氢燃料电池金属极板智能制造产线，其特征在于，固定装置包括设置在上模座上的导向孔、导向件、压边圈、弹性件，导向件一端固定在环绕凸模的压边圈上，另一端伸入所述的导向孔内，压边圈与凸模间隙配合，每个所述的导向件对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春举，
申请(专利权)人：昆山洁氢新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：