萬能材料試驗機(jī)在燃料電池電堆壓緊加工中的應(yīng)用分析!

燃料電池是一種高效、清潔的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于交通運輸、住宅供暖、移動電源等領(lǐng)域。而燃料電池電堆則是燃料電池的核心部件，由端板、絕緣板、集流板、單電池（包含雙極板和MEA）組成，通過壓緊力被組裝到一起。電堆的組裝質(zhì)量直接影響著燃料電池的性能和壽命，因此對于電堆的組裝過程需要非常關(guān)注。在這篇文章中，科準(zhǔn)測控小編將會介紹一下電堆是如何組裝、組裝過程中需要關(guān)注什么、以及有哪些電堆組裝設(shè)計。

一、測試原理

燃料電池電堆的組裝過程，是將電堆內(nèi)部的各個零部件（端板、絕緣板、集流板、單電池）按照一定的順序、方式組合在一起，使其形成一個整體，達(dá)到電堆的功能要求。組裝的基本原理是通過施加一定的壓緊力，使各個零部件之間形成緊密的接觸，以達(dá)到良好的氣體、液體、電子的傳輸，從而確保電堆的高效穩(wěn)定運行。

二、電堆組裝流程

1、試樣的制備

需要將電堆中的各個零部件（包括端板、絕緣板、集流板、單電池等）按照規(guī)定的順序和方式裝配在一起。同時，要對每個零部件進(jìn)行檢查，確保其質(zhì)量符合要求。

2）堆疊和預(yù)組裝

燃料電池電堆的堆疊和預(yù)組裝是燃料電池生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。下面是燃料電池電堆的堆疊和預(yù)組裝流程：

a、堆疊：將預(yù)組裝好的電堆按照一定的順序和方式堆疊起來，形成整個燃料電池電堆的結(jié)構(gòu)。在堆疊過程中，需要注意保證各個零部件之間的緊密貼合和對齊，以免影響電堆的工作性能。

b、預(yù)組裝：在電堆堆疊完成后，進(jìn)行預(yù)組裝，即在電堆的外殼（通常是金屬盒子）中放置電堆，并安裝連接器和管路等。預(yù)組裝的目的是為了方便電堆的后續(xù)加工和使用，并在此過程中對電堆進(jìn)行初步檢測和調(diào)試。

2、測試儀器

1)萬能材料試驗機(jī)

是向電堆施加夾緊力?？梢酝瓿衫?、壓縮、彎曲、剪切等常規(guī)實驗，還能進(jìn)行荷載或變形循環(huán)、蠕變、松弛、應(yīng)變疲勞等一系列靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)性能實驗，具有測量精度高，加載控制簡單，實驗范圍寬等特點。

2. 壓頭

3. 方便裝配的校準(zhǔn)桿、方便均勻施加夾緊力的壓縮塊、底座。

3、測試流程

燃料電池電堆的壓緊加工流程是電堆組裝中非常重要的一環(huán)。其目的是通過施加一定的壓力，使電堆內(nèi)部的各個部件之間緊密貼合，確保氣體、液體和電子的暢通傳輸，以保證電堆的高效穩(wěn)定運行。

萬能材料試驗機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于材料力學(xué)性能測試的設(shè)備，也可以用于燃料電池電堆的壓緊加工流程。下面是燃料電池電堆通過萬能材料試驗機(jī)壓緊的一般流程：

1、將電堆的各個零部件（包括端板、絕緣板、集流板、單電池等）按照一定順序、方式裝配在一起，并在電堆上下兩端安裝壓板。

2、將電堆放置在萬能材料試驗機(jī)的夾具上，并根據(jù)電堆的尺寸和形狀進(jìn)行調(diào)整，以確保電堆位于夾具的正中央。

3、根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)置萬能材料試驗機(jī)的壓力、壓實時間和穩(wěn)定壓力等參數(shù)，并開始壓緊過程。

4、初壓階段：在設(shè)置的初壓力下，萬能材料試驗機(jī)開始對電堆進(jìn)行壓實，直至各個零部件之間緊密貼合。

5、穩(wěn)壓階段：在初壓完成后，將萬能材料試驗機(jī)的壓力調(diào)整到設(shè)定的穩(wěn)定壓力，并保持一定時間，使電堆內(nèi)部的各個零部件繼續(xù)緊密貼合，并保持一定的穩(wěn)定狀態(tài)。

6、釋放階段：在經(jīng)過一定時間的穩(wěn)壓后，逐漸降低壓力，直至完全釋放，以取出壓板和電堆。

三、注意事項

燃料電池電堆通過萬能材料試驗機(jī)進(jìn)行壓緊加工時，需要根據(jù)電堆的特性、工作條件等要素，選擇合適的壓力、壓實時間和穩(wěn)定壓力等參數(shù)，以保證電堆的組裝質(zhì)量和性能。同時，在壓緊加工過程中，需要注意防止過度壓實和過熱等問題，以免對電堆造成損害。

1、堆疊過程參數(shù)控制：

a.燃料電池數(shù)量：每千瓦2–10個單電池。目前常見的是每千瓦3~5片。

b.堆疊速度：每個組件<2.3秒。

c.組件定位精度：0.1 mm/100μm。

2、工作條件因素

無塵室工作環(huán)境、組件厚度精度：<10μm。

3、品質(zhì)特征

每個單體電池厚度約1~2mm（和性能相關(guān)，僅供參考）、組裝定位的精準(zhǔn)、無損壞。

以上就是小編對燃料電池電堆的組裝辦法的介紹了，希望可以給您帶來幫助！如果您還想了解更多關(guān)于燃料電池電堆組裝設(shè)備、工藝、產(chǎn)線廠家、工作原理和組裝流程等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準(zhǔn)測控技術(shù)團(tuán)隊為您免費解答！

審核編輯 黃宇