万能材料试验机在燃料电池电堆压紧加工中的应用分析!

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。

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

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

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

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，直至完全释放，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2–10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！

审核编辑 黄宇