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燃料电池电堆的组装--万能材料试验机对电堆的压紧加工!

 更新时间:2023-04-04 点击量:573

燃料电池是一种高效、清洁的能源转换技术,已经被广泛应用于交通运输、住宅供暖、移动电源等领域。而燃料电池电堆则是燃料电池的核心部件,由端板、绝缘板、集流板、单电池(包含双极板和MEA)组成,通过压紧力被组装到一起。电堆的组装质量直接影响着燃料电池的性能和寿命,因此对于电堆的组装过程需要非常关注。在这篇文章中,科准测控小编将会介绍一下电堆是如何组装、组装过程中需要关注什么、以及有哪些电堆组装设计。

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一、测试原理

燃料电池电堆的组装过程,是将电堆内部的各个零部件(端板、绝缘板、集流板、单电池)按照一定的顺序、方式组合在一起,使其形成一个整体,达到电堆的功能要求。组装的基本原理是通过施加一定的压紧力,使各个零部件之间形成紧密的接触,以达到良好的气体、液体、电子的传输,从而确保电堆的高效稳定运行。

二、电堆组装流程

1、试样的制备

1)试样的准备

需要将电堆中的各个零部件(包括端板、绝缘板、集流板、单电池等)按照规定的顺序和方式装配在一起。同时,要对每个零部件进行检查,确保其质量符合要求。

2)堆叠和预组装

燃料电池电堆的堆叠和预组装是燃料电池生产过程中的重要环节。下面是燃料电池电堆的堆叠和预组装流程:

a、堆叠:将预组装好的电堆按照一定的顺序和方式堆叠起来,形成整个燃料电池电堆的结构。在堆叠过程中,需要注意保证各个零部件之间的紧密贴合和对齐,以免影响电堆的工作性能。

b、预组装:在电堆堆叠完成后,进行预组装,即在电堆的外壳(通常是金属盒子)中放置电堆,并安装连接器和管路等。预组装的目的是为了方便电堆的后续加工和使用,并在此过程中对电堆进行初步检测和调试。

2、测试仪器

1)万能材料试验机

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是向电堆施加夹紧力。可以完成拉伸、压缩、弯曲、剪切等常规实验,还能进行荷载或变形循环、蠕变、松弛、应变疲劳等一系列静态和动态力学性能实验,具有测量精度高,加载控制简单,实验范围宽等特点。

2) 压头

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3) 方便装配的校准杆、方便均匀施加夹紧力的压缩块、底座

3、测试流程

燃料电池电堆的压紧加工流程是电堆组装中非常重要的一环。其目的是通过施加一定的压力,使电堆内部的各个部件之间紧密贴合,确保气体、液体和电子的畅通传输,以保证电堆的高效稳定运行。

万能材料试验机是一种广泛应用于材料力学性能测试的设备,也可以用于燃料电池电堆的压紧加工流程。下面是燃料电池电堆通过万能材料试验机压紧的一般流程:

1将电堆的各个零部件(包括端板、绝缘板、集流板、单电池等)按照一定顺序、方式装配在一起,并在电堆上下两端安装压板。

2将电堆放置在万能材料试验机的夹具上,并根据电堆的尺寸和形状进行调整,以确保电堆位于夹具的正中央。

3根据设计要求,设置万能材料试验机的压力、压实时间和稳定压力等参数,并开始压紧过程。

4初压阶段:在设置的初压力下,万能材料试验机开始对电堆进行压实,直至各个零部件之间紧密贴合。

5稳压阶段:在初压完成后,将万能材料试验机的压力调整到设定的稳定压力,并保持一定时间,使电堆内部的各个零部件继续紧密贴合,并保持一定的稳定状态。

6释放阶段:在经过一定时间的稳压后,逐渐降低压力,直至释放,以取出压板和电堆。

三、注意事项

燃料电池电堆通过万能材料试验机进行压紧加工时,需要根据电堆的特性、工作条件等要素,选择合适的压力、压实时间和稳定压力等参数,以保证电堆的组装质量和性能。同时,在压紧加工过程中,需要注意防止过度压实和过热等问题,以免对电堆造成损害。

1、堆叠过程参数控制:

a.燃料电池数量:每千瓦210个单电池。目前常见的是每千瓦3~5片。

b.堆叠速度:每个组件<2.3秒。

c.组件定位精度:0.1 mm/100µm

2、工作条件因素

无尘室工作环境、组件厚度精度:<10µm

3、品质特征

每个单体电池厚度约1~2mm(和性能相关,仅供参考)、组装定位的精准、无损坏。

以上就是小编对燃料电池电堆的组装办法的介绍了,希望可以给您带来帮助!如果您还想了解更多关于燃料电池电堆组装设备、工艺、产线厂家、工作原理和组装流程等问题,欢迎您关注我们,也可以给我们私信和留言,科准测控技术团队为您免费解答!