燃料电池的装配方法、装配装置及装配设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种燃料电池的装配方法、装配装置及装配设备，属于燃料电池制备技术领域，所述装配方法包括：根据燃料电池以及燃料电池的零部件的关联装配参数，构建燃料电池装配体数字孪生模型；利用燃料电池装配体数字孪生模型进行仿真实验，获取不同零部件尺寸误差下的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数的映射关系；获取目标燃料电池的零部件尺寸误差，利用映射关系确定目标燃料电池的最优装配参数；根据目标燃料电池的最优装配参数，控制装配平台对目标燃料电池进行装配。本发明专利技术通过建立燃料电池装配体数字孪生模型，可在装配前确定最优装配参数，在装配过程中还可实时动态模拟实际装配过程并对装配平台进行优化调整。台进行优化调整。台进行优化调整。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的装配方法、装配装置及装配设备


[0001]本专利技术涉及燃料电池制备
，尤其涉及一种燃料电池的装配方法、装配装置及装配设备。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池作为氢能利用的有效装置，通过氢气和氧气的电化学反应实现能源转换而获得电能。因为其具有能量转换效率快、比功率和比能量高、环境友好等突出优点越来越受到关注。目前常见的质子交换膜燃料电池主要采用板框式结构，燃料电池单电池由阳极极板、膜电极组件、阴极极板组成，多个单池依次堆叠构成燃料电池电堆。根据质子交换膜燃料电池的结构特点，零部件的加工误差、形位误差、燃料电池装配压力等因素都会对燃料电池的最终性能造成影响。
[0003]目前的燃料电池生产过程中，质子交换膜燃料电池的装配方式主要是通过机械设备进行自动化装配，利用机械装置在燃料电池组装平台上，依次将燃料电池中的相关组件以定位装置为基准进行堆叠，堆叠完成之后，在燃料电池两端施加一次或多次一定的压力，再通过螺栓螺母或绑带等连接机构进行固定以完成装配。现有技术中，燃料电池的装配压力通常是依据经验值进行设置，灵活性差、不能反应燃料电池的特定装配力需求；零部件相关数据、装配环节采集的数据等无法充分利用；并且装配过程中电池零部件以及电堆相关状态无法实时动态高保真的展示。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种燃料电池的装配方法、装配装置及装配设备，用于解决目前燃料电池的装配参数制定不灵活、不能反映不同燃料电池的特定装配力需求，装配相关数据无法充分利用，无法反映实际装配过程的问题。
[0005]为解决上述技术问题，第一方面，本专利技术提供一种燃料电池的装配方法，包括：
[0006]根据燃料电池以及所述燃料电池的零部件的关联装配参数，构建燃料电池装配体数字孪生模型；
[0007]利用所述燃料电池装配体数字孪生模型进行仿真实验，获取不同零部件尺寸误差下的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系；
[0008]获取目标燃料电池的零部件尺寸误差，利用所述映射关系确定所述目标燃料电池的最优装配参数；
[0009]根据所述目标燃料电池的最优装配参数，控制装配平台对所述目标燃料电池进行装配。
[0010]可选的，所述根据燃料电池以及所述燃料电池的零部件的关联装配参数，构建燃料电池装配体数字孪生模型，包括：
[0011]根据燃料电池以及所述燃料电池的零部件的关联装配参数，构建多个燃料电池装配体数字孪生子模型；
[0012]对所述多个燃料电池装配体数字孪生子模型进行整合，构建统一的燃料电池装配体数字孪生模型；
[0013]其中，所述关联装配参数包括几何参数、材料参数、装配工况参数中的至少一者，所述多个燃料电池装配体数字孪生子模型包括燃料电池变形预测子模型、零部件变形预测子模型以及燃料电池性能预测子模型。
[0014]可选的，所述利用所述燃料电池装配体数字孪生模型进行仿真实验，获取不同零部件尺寸误差下的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系包括：
[0015]在燃料电池的零部件的尺寸误差范围内选取若干组零部件尺寸误差，制定每一组零部件尺寸误差下的初始装配参数；
[0016]利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述初始装配参数进行仿真实验，获取每一组零部件尺寸误差下的最优装配参数；
[0017]根据所述若干组零部件尺寸误差和对应的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系。
[0018]可选的，所述利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述初始装配参数进行仿真实验，获取每一组零部件尺寸误差下的最优装配参数包括：
[0019]利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述初始装配参数进行仿真实验，得到仿真结果；
[0020]根据所述仿真结果，求解不同零部件尺寸误差下的最优装配参数。
[0021]可选的，所述根据所述若干组零部件尺寸误差和对应的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系包括：
[0022]利用神经网络对所述若干组零部件尺寸误差和对应的最优装配参数进行拟合，得到燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系。
[0023]可选的，所述装配方法还包括：
[0024]采集所述目标燃料电池的实际装配参数，利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述目标燃料电池的实际装配过程进行仿真，得到所述目标燃料电池的仿真结果；
[0025]根据所述目标燃料电池的仿真结果，对所述装配平台进行优化调整。
[0026]第二方面，本专利技术还提供一种燃料电池的装配装置，包括：
[0027]模型构建模块，用于根据燃料电池以及所述燃料电池的零部件的关联装配参数，构建燃料电池装配体数字孪生模型；
[0028]映射关系模块，用于利用所述燃料电池装配体数字孪生模型进行仿真实验，获取不同零部件尺寸误差下的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系；
[0029]参数确定模块，用于获取目标燃料电池的零部件尺寸误差，利用所述映射关系确定所述目标燃料电池的最优装配参数；
[0030]装配控制模块，用于根据所述目标燃料电池的最优装配参数，控制装配平台对所述目标燃料电池进行装配。
[0031]可选的，所述模型构建模块包括：
[0032]构建单元，用于根据燃料电池以及所述燃料电池的零部件的关联装配参数，构建
多个燃料电池装配体数字孪生子模型；
[0033]整合单元，用于对所述多个燃料电池装配体数字孪生子模型进行整合，构建统一的燃料电池装配体数字孪生模型；
[0034]其中，所述关联装配参数包括几何参数、材料参数、装配工况参数中的至少一者，所述多个燃料电池装配体数字孪生子模型包括燃料电池变形预测子模型、零部件变形预测子模型以及燃料电池性能预测子模型。
[0035]可选的，所述映射关系模块包括：
[0036]初始制定单元，用于在燃料电池的零部件的尺寸误差范围内选取若干组零部件尺寸误差，制定每一组零部件尺寸误差下的初始装配参数；
[0037]仿真单元，用于利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述初始装配参数进行仿真实验，获取每一组零部件尺寸误差下的最优装配参数；
[0038]映射关系单元，用于根据所述若干组零部件尺寸误差和对应的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系。
[0039]可选的，所述仿真单元包括：
[0040]仿真子单元，用于利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述初始装配参数进行仿真实验，得到仿真结果；
[0041]求解子单元，用于根据所述仿真结果，求解不同零部件尺寸误差下的最优装配参数。
[0042]可选的，所述映射关系单元包括：
[0043]映射关系子单元，用于利用神经网络对所述若干组零本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的装配方法，其特征在于，包括：根据燃料电池以及所述燃料电池的零部件的关联装配参数，构建燃料电池装配体数字孪生模型；利用所述燃料电池装配体数字孪生模型进行仿真实验，获取不同零部件尺寸误差下的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系；获取目标燃料电池的零部件尺寸误差，利用所述映射关系确定所述目标燃料电池的最优装配参数；根据所述目标燃料电池的最优装配参数，控制装配平台对所述目标燃料电池进行装配。2.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述根据燃料电池以及所述燃料电池的零部件的关联装配参数，构建燃料电池装配体数字孪生模型，包括：根据燃料电池以及所述燃料电池的零部件的关联装配参数，构建多个燃料电池装配体数字孪生子模型；对所述多个燃料电池装配体数字孪生子模型进行整合，构建统一的燃料电池装配体数字孪生模型；其中，所述关联装配参数包括几何参数、材料参数、装配工况参数中的至少一者，所述多个燃料电池装配体数字孪生子模型包括燃料电池变形预测子模型、零部件变形预测子模型以及燃料电池性能预测子模型。3.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述利用所述燃料电池装配体数字孪生模型进行仿真实验，获取不同零部件尺寸误差下的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系包括：在燃料电池的零部件的尺寸误差范围内选取若干组零部件尺寸误差，制定每一组零部件尺寸误差下的初始装配参数；利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述初始装配参数进行仿真实验，获取每一组零部件尺寸误差下的最优装配参数；根据所述若干组零部件尺寸误差和对应的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数之间的映射关系。4.根据权利要求3所述的装配方法，其特征在于，所述利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述初始装配参数进行仿真实验，获取每一组零部件尺寸误差下的最优装配参数包括：利用所述燃料电池装配体数字孪生模型对所述初始装配参数进行仿真实验，得到仿真结果；根据所述仿真结果，求解不同零部件尺寸误差下的最优装配参数。5.根据权利要求3所述的装配方法，其特征在于，所述根据所述若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱殿凯，俞建军，廖书信，许寒旭，来新民，任骋，
申请(专利权)人：上海交通大学中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：