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氢燃料电池双极板激光焊接解决方案

2020-11-27 14:13
来源: 联赢激光

氢燃料汽车是我国新能源汽车发展的主要技术路径之一。它在一定程度上,避免了纯电车的充电短板,成为与锂电池汽车互补的产业方向,更因其续航力强、噪音低、零排放等优势,被认为是新能源汽车发展的“终极目标”。

氢燃料汽车主要由燃料电池系统(包含燃料电池反应堆、空气压缩机等)、辅助动力电池、储氢装置、驱动电机、动力控制单元构成。其中,燃料电池是氢燃料汽车的主要动力源,是影响燃料汽车整车性能的关键因素。

燃料电池作为一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置,主要由端板、绝缘板、集流板、单电池(包含双极板和MEA)组成。零部件之间由螺钉和端板组合施加的压紧力组合成了一个短电堆,在燃料电池中起到支撑、收集电流、为冷却液提供通道、分隔氧化剂和还原剂等作用。

氢能源燃料电池双极板分类

常见的氢能源燃料电池双极板有石墨双极板、金属双极板和复合双极板三类,各自拥有不同优势。

石墨双极板

主要采用石墨板机械加工的制备方法,在电化学环境中具有良好的化学稳定性,同时具有很高的导电率和很好的导热性,目前在质子交换膜燃料电池研究和应用中最为广泛。

金属双极板

由不锈钢、钛合金、铝合金等冲压成形,具有电导率高、价格低廉、工艺制法多样、高机械强度等优点。从性能和成本来讲,金属双极板更适合于大规模量产。

复合双极板

复合双极板可分为多层复合型和复合材料型,具有导电及力学性能较好、耐腐蚀性强,质量轻等优势。

氢能源汽车燃料电池双极板焊接方式

双极板焊接分流道区域焊接和密封区域焊接,对应的材料大部分是金属和复合板,单片材料的厚度分布在0.05mm~0.3mm之间进行焊接。激光焊接双极板按照激光输出、激光器、焊接头等不同,可进行多种分类。
激光焊接双极板按照激光输出方式一般可分为脉冲焊接和连续焊接两种。

激光焊接双极板按照激光器分类一般可分为QCW焊接、Mopa焊接和单模焊接。

激光焊接双极板按照焊接头分类一般可分为出射头焊接和振镜焊接。

氢能源燃料电池焊接案例

双极板焊接需要考虑密封性、牢固性、一致性、耐久性、平整度等多种因素,对焊接要求极其严格。联赢激光一直在激光焊接领域坚持技术创新,凭借自主知识产权且技术水平领先的激光焊接领域核心技术,为氢能源燃料电池焊接解决方案提供有力保障,并拥有众多优质的

氢能源燃料电池焊接案例。

电堆绑带焊接机

该设备由伺服加压机构、PLC控制系统、激光器、焊接工作台、冷水机、烟雾净化器等组成。

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设备工艺流程:

绑带上料→电堆上料→电堆定位→启动按钮→压紧电堆→折弯钢带→焊接钢带→电堆下料

设备优势及特点:

1. 人工上下料,工件移动定位绑带自动成型;

2. 采用自动对焦、定位精准、焊接速度快、一致性好、焊缝美观、性能稳定;

3. 全程压力监控;

4. 单机化模块化设计,灵活、柔性强,亦可配合自动化产线使用。

5. 设备占地面积小、耗材少,维护成本低,程序操作简单。

电堆自动绑扎焊接机

该设备由伺服加压机构、PLC控制系统、激光焊接机、绑带输送机构、电堆输送车、冷水机、烟雾净化器等组成。

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设备工艺流程:

绑带上料→电堆上料→启动按钮→夹具固定→压紧电堆→钢带折弯→焊接钢带→松开夹具→电堆下料

设备优势及特点:

1. 采用UW自主研发的绑带输送机构、电堆输送车、电堆工装治具等智能机构提高了设备的自动化和稳定性;

2. 单机化模块化设计,灵活、柔性强、亦可配合自动化产线使用;

3. 配置了工业监控系统,可对焊接过程实时监控;

4. 操作简单,维护方便。

双极板双工位焊接机

该设备由伺服加压机构、PLC控制系统、激光器、焊接工作台、冷水机、烟雾净化器等组成。

image.png

设备工艺流程

极板上料→夹具固定→启动按钮→视觉定位→焊接极板→松开夹具→极板下料

设备优势及特点

1. 采用双工位焊接,生产效率高同时占地面积小;

2. 单机化模块化设计,灵活、柔性强,亦可配合自动化产线使用;

3. 配置了工业监控系统,可对焊接过程实时监控;

4. 高可靠性工装夹紧设计,保证焊接一致性;

电堆组装生产线

该设备主要由电堆压合机、激光焊接机、电堆输送车、冷水机、烟雾净化器、电堆气密性检测机、翻转下料机、AJV流转车等组成。

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设备工艺流程

双极板上料→扫码→堆叠压合→电堆钢带自动绑扎→电堆钢带自动焊接→电堆气密性检查→电堆输出

设备优势及特点

1. 全自动上下料;

2. 高效率,耗材少,维护成本低,程序操作简单;

3. 配置了工业监控系统,可对焊接过程实时监控;

4. 自动焊后检测;

5. 信息参数追溯功能;

6. 专用治具,保证焊接高品质。

近年来,在国家产业政策的支持下,燃料电池产业不断发展,联赢激光在燃料电池产业提前布局,与行业众多知企业广东国鸿、氢源动力、氢璞创能、潍柴动力等公司建立了合作,在未来,联赢激光将凭借多年新能源行业激光焊接自动化成套设备的生产及服务经验,携手更多客户继续研发可助力客户实现其目标的产品,为新能源行业持续创造价值。

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