今天來給大家分享關(guān)于氫燃料電池電堆生產(chǎn)工藝中涉及的設(shè)備，以及主要設(shè)備廠商。氫燃料電池電堆的組裝比較簡單，就是把端板、集流板、絕緣板、雙極板、膜電極按特定順序堆疊，難的是堆疊過程中保證一致性、密封性等。
圖源自賽藍(lán)得氫能
氫燃料電池電堆生產(chǎn)工藝流程為：堆疊和預(yù)裝配——壓縮——張緊——泄漏測試——定型裝配——活化和測試——成品。
1.堆疊
- 開始時先將下端板和集流板、絕緣板放到組裝工作臺上定位好。（也有將絕緣板和端板做成一體的結(jié)構(gòu)）
- 需注意MEA、BPP的產(chǎn)品可追溯性，可以引入Barcode系統(tǒng)等。
- 將MEA、BPP（含密封墊片）、MEA、BPP這樣依次循環(huán)堆疊，直到達(dá)到設(shè)計所需求的數(shù)量為止。（當(dāng)然有些廠商有將GDL和密封墊分離于MEA或者BPP，也沒關(guān)系依次堆疊就好）
- 最后，將有介質(zhì)接口的端板以及集流板、絕緣板堆疊在最上層。
- 堆疊過程需要定位治具確保各部件邊緣精確對齊。
電堆堆疊機(jī)，圖源自昆龍卓盈
2.壓緊
- 壓緊是需要借助壓力設(shè)備的。
- 通過施加壓力，各個部件（包含密封墊）被壓緊，以產(chǎn)生密封的效果。
- 壓緊可以降低各部件間的接觸電阻。
- 壓力的合理調(diào)節(jié)和管控既保證被充分壓緊又避免因過載而損壞。
- 均勻壓緊是對電堆功率密度和壽命保證的基本要求。
伺服壓力機(jī)，鑫臺銘
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燃料電池電堆壓裝機(jī)，鑫柏奧
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氫燃料電池電堆壓裝機(jī)，京源中科
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燃料電池電堆組裝加壓氣密一體機(jī)，歐森科技
3.張緊
- 使用張力帶或者拉桿確保電堆被壓緊并永久定型。
- 要在壓力機(jī)裝置內(nèi)完成以上動作。
- 一般采用金屬或者碳纖維的拉力帶，并有序均勻分布拉緊固定。
- 拉帶的連接處有焊接、連接頭、夾具或者異形彎曲結(jié)構(gòu)來固定連接。
- 拉帶也可以和端板面上凹槽進(jìn)行搭配固定，并用螺絲鎖住。
電堆的兩種張緊固定方式
電堆綁帶焊接機(jī)，聯(lián)贏激光
電堆自動綁扎焊接機(jī)，聯(lián)贏激光
4.泄漏測試
- 采用壓降測試或者流量測試來檢測電堆的密封性能。
- 將測試介質(zhì)氣體輸入到電堆和泄漏測試設(shè)備（如圖所示）。
- 采用壓降法：在關(guān)閉介質(zhì)氣體輸入后觀察壓力變化來判斷分析泄漏狀況
- 流量測試法：打開介質(zhì)氣體輸入，觀察終端流量變化分析判斷泄漏狀況。
- 既要確定電堆整體密封性能，也要判斷單體泄漏狀況。
電堆氣密性檢測臺，聯(lián)贏激光
5.其他附件裝配
- CVM主要用來采集各單體電池電壓。
- CVM采集電壓觸點一般用導(dǎo)電樹脂連接到電梯電池上，也有采用焊接或者夾具等方式。
- 電池高壓輸出母線連接到集電器上。
- 將電堆裝入殼體內(nèi)。
- 外殼蓋也是配電盤，也包含所有介質(zhì)輸入和輸出以及傳感器和高壓電纜等連接。
電堆綁帶焊接機(jī)，聯(lián)贏激光
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電堆自動綁扎焊接機(jī)，聯(lián)贏激光
6.電堆活化與測試
- 將組裝好的電堆放置于搭建好的測試臺架上。
- 測試系統(tǒng)需要有符合需求的氫氣以及空氣供給，還有獨立的電子負(fù)載。
- 在活化過程可以采用恒流。恒壓。變載以及不同濕度下進(jìn)行有規(guī)律切換來進(jìn)行（之前有篇單獨談電堆活化的文章，有興趣請去翻閱）。
- 確定并記錄極化曲線，以評價電堆性能。
- 特別說明：某些時候活化后需要再次進(jìn)行泄漏測試。
在這個過程中，涉及到的設(shè)備主要有伺服裝堆機(jī)（電堆壓合機(jī)）、氣密性檢測機(jī)、激光焊接機(jī)、輸送系統(tǒng)等等。下面整理了一波相關(guān)設(shè)備廠商，以供參考。
7、電堆生產(chǎn)整線
2022年7月，先導(dǎo)智能旗下江蘇氫導(dǎo)智能裝備有限公司交付捷氫科技燃料電池電堆整線項目
燃料電池電堆組裝生產(chǎn)線，聯(lián)贏激光
石墨板電堆裝配生產(chǎn)線，綠?？萍?/span>
電堆組堆線，魔方新能源
可以看到，目前涉及氫燃料電堆生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的企業(yè)有先導(dǎo)智能、聯(lián)贏激光、京源中科、綠保科技、昆龍卓盈、魔方新能源、世泓智能、鑫臺銘、鑫柏奧、歐森科技等，另外，氫燃料電池電堆企業(yè)有：捷氫科技、濰柴動力、神力科技、新源動力、氫璞創(chuàng)能、國氫科技、國鴻氫能、雄韜電源、明天氫能、東方電氣等。
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦氫科技網(wǎng)）：1分鐘看懂氫燃料電池電堆生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備
