一种燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，包括一上模板与一下模板，上模板的顶端处设有一高压流体入口，上模板的底端处设有一工字形的第一凹槽，下模板的顶端处设有一工字形的第二凹槽，上模板与下模板固定连接，第一凹槽与第二凹槽之间吹胀有一金属双极板。该燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具具有结构合理，简化工艺，降低成本，提高精度等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具


[0001]本技术涉及燃料电池
，特别是一种燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将化学能转换为电能的发电装置，具有能量转换效率高、污染小、噪音低等优点。其中质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)作为第五代燃料电池，因其具高功率密度、高能量转换效率、低工作温度等优点正受到越来越多的研究。PEMFC主要由双极板、质子交换膜、催化剂等组成。双极板是PEMFC的核心部件之一，其质量占电堆总质量的70％以上，体积占总体积的50％左右，成本为电池成本的30～50％。双极板有均匀分配燃料气体和氧化剂、收集并传导电流、排出反应产物及热量、分隔并串联单电池等四个作用。
[0003]双极板由极板和其表面的流场组成，极板的材料分为石墨、金属和复合材料三大类。石墨作为传统的双极板材料，具有良好的耐蚀性和导电性，但是其体积大、脆性高、加工困难、在车载状况下易出现裂纹或碎裂，已不能满足现在PEMFC的要求。复合材料双极板虽然弥补了石墨双极板的缺点，但是其导电性能下降，且加工过程复杂，制造成本居高不下。然而金属双极板因其导电导热性好、成本低、机械强度高、可制备成薄片型、易实现量产化，被视为最具有商业前景的双极板材料。
[0004]为此我们研发了一种燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，用以解决以上问题。

技术实现思路

[0005]本技术目的是为了克服现有技术的不足而提供一种燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，具有结构合理，简化工艺，降低成本，提高精度等优点。
[0006]为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，包括一正四棱柱结构的上模板与一正四棱柱结构的下模板，所述上模板的顶端处设有一高压流体入口，所述上模板的底端处设有一工字形的第一凹槽，所述下模板的顶端处设有一工字形的第二凹槽，所述上模板与所述下模板固定连接，所述第一凹槽与所述第二凹槽之间吹胀有一金属双极板。
[0007]优选的，所述第一凹槽的一对角处分别设有一第一燃料槽与一第二燃料槽，所述第一燃料槽与所述第二燃料槽通过第一S型槽连通。
[0008]优选的，所述第一凹槽的另一对角处分别设有一第一进气槽与一第二进气槽，所述第一进气槽与所述第一燃料槽设置在所述第一凹槽长度方向的一侧处。
[0009]优选的，所述第一燃料槽与所述第一进气槽之间设有一排第一冷却液槽，所述第二燃料槽与所述第二进气槽之间设有一排第二冷却液槽，所述第一冷却液槽与所述第二冷却液槽通过所述第一S型槽连通，所述第一冷却液槽与所述高压流体入口连通。
[0010]优选的，所述第二凹槽长度方向的一侧处依次设有一第三燃料槽、一第三冷却液槽与一第三进气槽。
[0011]优选的，所述第二凹槽长度方向的另一侧处依次设有一第四进气槽、一第四冷却液槽与一第四燃料槽，所述第二凹槽中心位置处设有一第二S型槽，所述第三进气槽与所述第四进气槽通过所述第二S型槽连通。
[0012]优选的，所述第四冷却液槽长度方向的一侧处设有一排第一直槽，所述第三冷却液槽长度方向的一侧处设有一排第二直槽，所述第一直槽与所述第二直槽通过所述第二S型槽连通。
[0013]优选的，所述上模板的一对角处各设有一上定位孔，所述下模板的一对角处各设有一下定位孔，所述上定位孔与所述下定位孔固定连接。
[0014]由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：
[0015]本技术所述燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，结构合理；采用焊接后高压流体吹胀成型制造燃料电池金属双极板工艺简单、生产成本低；流场通道精度高。
附图说明
[0016]附图1为本技术所述燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具的结构示意图；
[0017]附图2为本技术所述上模板的结构示意图；
[0018]附图3为本技术附图2中A处放大图；
[0019]附图4为本技术附图1中B处放大图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步的详细说明。
[0021]附图1至附图4中，一种燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，包括一正四棱柱结构的上模板10与一正四棱柱结构的下模板20，上模板10与下模板20固定连接。
[0022]上模板10的顶端处设有一高压流体入口19，上模板10的底端处设有一工字形的第一凹槽101，下模板20的顶端处设有一工字形的第二凹槽201，第一凹槽101与第二凹槽201之间吹胀有一金属双极板90。上模板10的一对角处各设有一上定位孔18，下模板20的一对角处各设有一下定位孔28。上定位孔18与下定位孔28固定连接。
[0023]第一凹槽101的一对角处分别设有一第一燃料槽13与一第二燃料槽15，第一凹槽101的另一对角处分别设有一第一进气槽14与一第二进气槽16。第一燃料槽13与第二燃料槽15通过第一S型槽17连通。第一进气槽14与第一燃料槽13设置在第一凹槽10长度方向的一侧处。
[0024]第一燃料槽13与第一进气槽14之间设有一排第一冷却液槽12，第二燃料槽15与第二进气槽16之间设有一排第二冷却液槽11。第一冷却液槽12与第二冷却液槽11通过第一S型槽17连通，第一冷却液槽12与高压流体入口19连通。
[0025]第二凹槽201长度方向的一侧处依次设有一第三燃料槽23、一第三冷却液槽22与一第三进气槽24，第二凹槽201长度方向的另一侧处依次设有一第四进气槽26、一第四冷却液槽21与一第四燃料槽25。第二凹槽201中心位置处设有一第二S型槽27，第三进气槽24与第四进气槽26通过第二S型槽27连通。
[0026]第一进气槽14与第三进气槽24之间形成进气流道94，第二进气槽16与第四进气槽26之间形成出气流道96。第一燃料槽13与第三燃料槽23之间形成燃料进口流道93，第二燃料槽15与第四燃料槽25之间形成燃料出口流道95。第一S型槽17与第二S型槽27之间形成S型流道。
[0027]第四冷却液槽21长度方向的一侧处设有一排第一直槽211，第三冷却液槽22长度方向的一侧处设有一排第二直槽221，第一直槽211与第二直槽221通过第二S型槽27连通。第二直槽221与第一冷却液槽12形成冷却液进口92，第二直槽221与第四冷却液槽21形成冷却液出口91。
[0028]焊接后，吹胀前双极板先放入下模板20仿型位；再将上模板10通过定位孔和下模板20精准匹配后预锁紧；之后通过油压机或其他定制设备压紧上下模板；最后将高压流体通过上模板10的高压流体入口19注入，高压流体将通过焊接后的双极板预留的未焊接的流道入口进入到上下极板之间，通过流体的高压使极板发生塑性形变，最终双极板流道与吹胀模具上下模板的仿型流道一致。
[0029]主要工艺流程：
[0030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焊接吹胀成型模具，其特征在于：包括一正四棱柱结构的上模板与一正四棱柱结构的下模板，所述上模板的顶端处设有一高压流体入口，所述上模板的底端处设有一工字形的第一凹槽，所述下模板的顶端处设有一工字形的第二凹槽，所述上模板与所述下模板固定连接，所述第一凹槽与所述第二凹槽之间吹胀有一金属双极板。2.根据权利要求1所述燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，其特征在于，所述第一凹槽的一对角处分别设有一第一燃料槽与一第二燃料槽，所述第一燃料槽与所述第二燃料槽通过第一S型槽连通。3.根据权利要求2所述燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，其特征在于，所述第一凹槽的另一对角处分别设有一第一进气槽与一第二进气槽，所述第一进气槽与所述第一燃料槽设置在所述第一凹槽长度方向的一侧处。4.根据权利要求3所述燃料电池金属双极板焊接吹胀成型模具，其特征在于，所述第一燃料槽与所述第一进气槽之间设有一排第一冷却液槽，所述第二燃料槽与所述第二进气槽之间设有一排第二冷却液槽，所述第一冷却液槽与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国伟，樊鹏飞，黄鹏，王皓，
申请(专利权)人：苏州方林科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：