一种燃料电池金属双极板的成型模具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池金属双极板的成型模具，燃料电池制造技术领域。该成型模具包括上模机构、下模机构及密封组件。所述上模机构包括上模本体、上模镶块及第一弹性件；所述下模机构包括下模本体、下模镶块及第二弹性件；所述密封组件包括密封件，所述密封件沿周圈设置于两张所述板料之间，所述成型模具闭合时，所述密封组件将两张所述板料周圈密封。所述成型模具在闭合时，能够在预成型位置通过高压气体的压力使金属板料塑性变形成预成型极板，继续闭合使预成型极板的大圆角被压变形成小圆角，完成具有极小圆角的金属极板的成型。该成型模具能够实现具有极小圆角的金属极板的成型以及能够使用具有预涂层的金属板料。料。料。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池金属双极板的成型模具


[0001]本技术涉及燃料电池制造
，尤其涉及一种燃料电池金属双极板的成型模具。

技术介绍

[0002]如今，随着新能源产业的飞速发展，新能源汽车发展的主要趋势是汽车能源的多元化和汽车动力的电动化。而燃料电池的高效率与无污染排放，是新能源汽车的首要选择。
[0003]金属双极板是燃料电池的核心零部件，目前多用于冲压方式进行制作，需要多套模具才能够完成金属极板的制备。然而在冲压过程中模具小圆角在与金属板接触时容易产生应力集中，在成型过程中导致开裂，故冲压工艺无法制备出具有极小圆角的金属极板，且金属极板厚度分布均匀性差，导致金属极板的强度不均匀，过薄处容易开裂。而且利用冲压工艺对金属板料进行成型时，暂不能使用具有预涂层的金属板料，否则在冲压过程易将表面涂层磨损掉，因此通常使用后涂层，导致生产成本较高。
[0004]针对上述问题，需要开发一种燃料电池金属双极板的成型模具，以解决传统冲压模具无法制成具有极小圆角的金属极板以及无法使用具有预涂层的金属板料导致成本较高的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提出一种燃料电池金属双极板的成型模具，能够实现具有极小圆角的金属极板的成型以及能够使用具有预涂层的金属板料。
[0006]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种燃料电池金属双极板的成型模具，用于将两张板料制成双极板，包括：
[0008]上模机构，所述上模机构包括上模本体、上模镶块及第一弹性件，所述上模镶块沿竖直方向滑动设置于所述上模本体内，所述上模本体包括第一底座及第一成型部，所述第一弹性件的两端分别与所述第一底座及所述上模镶块抵接，所述第一成型部能够穿过所述上模镶块并在所述成型模具闭合时与所述上模镶块的表面形成第一成型面；
[0009]下模机构，所述下模机构包括下模本体、下模镶块及第二弹性件，所述下模镶块沿竖直方向滑动设置于所述下模本体内，所述下模本体包括第二底座及第二成型部，所述第二弹性件的两端分别与所述第二底座及所述下模镶块抵接，所述第二成型部能够穿过所述下模镶块并在所述成型模具闭合时与所述下模镶块的表面形成第二成型面；
[0010]密封组件，所述密封组件包括密封件，所述密封件沿周圈设置于两张所述板料之间，所述成型模具闭合时，所述密封组件将两张所述板料周圈密封，在两张所述板料之间形成充气空间，所述密封组件上设置有进气口用于充入高压气体。
[0011]优选地，所述密封组件还包括：
[0012]第一密封块及第三弹性件，所述第一密封块沿竖直方向滑动设置于所述上模本体上，所述第三弹性件的两端分别抵接于所述第一密封块及所述上模本体上；
[0013]第二密封块及第四弹性件，所述第二密封块沿竖直方向滑动设置于所述下模本体上，所述第四弹性件的两端分别抵接于所述第二密封块及所述下模本体上；
[0014]所述第一密封块、所述第二密封块及所述密封件能够在所述成型模具闭合过程中夹紧两张所述板料。
[0015]优选地，所述密封件的上下两侧均设置凸筋或凹筋，所述第一密封块及所述第二密封块对应设置有凹筋或凸筋。
[0016]优选地，所述第一弹性件有多个，多个所述第一弹性件均匀分布于所述上模本体及所述上模镶块之间；所述第二弹性件有多个，多个所述第二弹性件均匀分布于所述下模本体及所述下模镶块之间。
[0017]优选地，所述第一成型部与所述上模镶块的分界线位于上方的极板凸型的圆角处，所述第二成型部与所述下模镶块的分界线位于下方的极板凸型的圆角处。
[0018]优选地，所述高压气体的升压速率为10kPa/s～100kPa/s。
[0019]优选地，所述高压气体的压强范围为10MPa～80MPa。
[0020]优选地，所述密封件上设置有泄压阀。
[0021]优选地，所述高压气体为惰性气体。
[0022]优选地，所述下模本体上设置有刚性限位块，所述上模本体设置有限位部，所述成型模具闭合时所述限位部与所述刚性限位块抵接。
[0023]本技术的有益效果：
[0024]本技术提供了一种燃料电池金属双极板的成型模具。该成型模具中，在上模机构与下模机构闭合的过程中，密封组件首先将两张板料周圈密封，形成封闭的充气空间，然后上模镶块及下模镶块接触到两张板料，此时通过密封件的进气口向充气空间内充入高压气体，使两张板料刚好不会在上模镶块及下模镶块的压力下变形。当上模机构继续下降到一定位置时，通过进气孔继续充气提高充气空间的气体压强，两张板料在气体压强的作用下开始逐渐贴合第一成型面及第二成型面，由于金属双极板的小圆角需要较大的力才能够成型，而气体的流动性使得无法在成型空间内的圆角处积聚。此时继续控制上模机构下压，则第一成型部会挤压已经成型为大圆角的凸型平面，而凸型立壁几乎不会变形，凸型平面受到挤压后，使得圆角变小，实现极小圆角的成型。相应的下方的板料在第二成型部的作用下使得小圆角成型。
[0025]该成型模具相比于传统的冲压模具，能够实现极小圆角的成型，且不会开裂，同时双极板的各个部位受力均匀，厚度一致。且该成型模具一次成型出两片金属极板，模具成本低，生产效率高，降低了金属极板的生产成本。该成型模具由于主要使用气胀成形，可以使用预涂层金属板料，成形过程不会出现板料表面涂层大量脱落的问题。
附图说明
[0026]图1是本技术提供的燃料电池金属双极板的成型模具的结构示意图；
[0027]图2是本技术提供的燃料电池金属双极板的成型模具位于预成型位置时的结构示意图；
[0028]图3是本技术提供的燃料电池金属双极板的成型模具位于成型位置时的结构示意图。
[0029]图中：
[0030]100、金属板料；
[0031]1、上模机构；2、下模机构；3、密封组件；
[0032]11、上模本体；12、上模镶块；13、第一弹性件；21、下模本体；22、下模镶块；23、第二弹性件；31、密封件；32、第一密封块；33、第三弹性件；34、第二密封块；35、第四弹性件；
[0033]111、第一底座；112、第一成型部；211、第二底座；212、第二成型部；311、进气口。
具体实施方式
[0034]下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0035]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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技术和简化描述，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技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池金属双极板的成型模具，用于将两张板料制成双极板，其特征在于，包括：上模机构(1)，所述上模机构(1)包括上模本体(11)、上模镶块(12)及第一弹性件(13)，所述上模镶块(12)沿竖直方向滑动设置于所述上模本体(11)内，所述上模本体(11)包括第一底座(111)及第一成型部(112)，所述第一弹性件(13)的两端分别与所述第一底座(111)及所述上模镶块(12)抵接，所述第一成型部(112)能够穿过所述上模镶块(12)并在所述成型模具闭合时与所述上模镶块(12)的表面形成第一成型面；下模机构(2)，所述下模机构(2)包括下模本体(21)、下模镶块(22)及第二弹性件(23)，所述下模镶块(22)沿竖直方向滑动设置于所述下模本体(21)内，所述下模本体(21)包括第二底座(211)及第二成型部(212)，所述第二弹性件(23)的两端分别与所述第二底座(211)及所述下模镶块(22)抵接，所述第二成型部(212)能够穿过所述下模镶块(22)并在所述成型模具闭合时与所述下模镶块(22)的表面形成第二成型面；密封组件(3)，所述密封组件(3)包括密封件(31)，所述密封件(31)沿周圈设置于两张所述板料之间，所述成型模具闭合时，所述密封组件(3)将两张所述板料周圈密封，在两张所述板料之间形成充气空间，所述密封组件(3)上设置有进气口(311)用于充入高压气体。2.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板的成型模具，其特征在于，所述密封组件(3)还包括：第一密封块(32)及第三弹性件(33)，所述第一密封块(32)沿竖直方向滑动设置于所述上模本体(11)上，所述第三弹性件(33)的两端分别抵接于所述第一密封块(32)及所述上模本体(11)上；第二密封块(34)及第四弹性件(35)，所述第二密封块(34)沿竖直方向滑动设置于所述下模本体(21)上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金守一，赵洪辉，盛夏，丁磊，潘兴龙，许德超，刘颖，韩令海，汝春宇，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：