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燃料电池电堆是如何制造的？
目前仅有少数 PEM 燃料电池电堆组装制造商采用全自动化装配系统进行生产。手动或半自动化工艺在此领域仍普遍存在。随着燃料电池需求增长，尚未实现自动化生产的制造商面临产品适应自动化的挑战。原先由人工执行的工艺现在需要通过机器人实现。这种 1:1 转换并非总是可行或实用。核心问题在于公差链考量，这在手动燃料电池电堆组装的设计中通常不被重视。尽管机器人操作更精准且可重复，但它无法直观判断燃料电池电堆系统中两个部件的匹配性。在这种情况下，若没有人工干预进行修正，机器人将按既定程序运行，通常会导致生产出不合格品。
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燃料电池电堆需要组装哪些组件？
除用于介质连接和分配的端板外，燃料电池电堆主体主要由多个交替堆叠的膜电极组件（MEA）和双极板（BPP）组合构成。
燃料电池电堆组装工艺包含哪些不同步骤？
各组件通常存放于料仓中。根据生产环节的衔接方式，也可通过输送系统或 WT 直接供料。一个或多个操作单元（通常为 4 轴或 6 轴机器人）抓取相应组件。随后进行几何测量以计算其在电堆中的精确放置位置。组件被放置到电堆上。此过程根据电池数量重复进行。
燃料电池电堆压制工艺中施加的压力范围是多少？
所需压装力主要取决于有效接触面积，并受密封结构设计影响。因此具体要求可能存在显著差异。根据设计不同，我们的伺服压机可施加最高 100kN 的压装力。
燃料电池堆叠的关键性能标准有哪些？
PEM 燃料电池电堆组装工艺的瓶颈明显在于堆叠过程。即使年产量控制在 100,000 个电堆，堆叠速度也必须达到低于 1Hz。传统拾取放置操作在此已接近极限。因此需要新概念突破此限制。同时需要优化燃料电池的设计和组装。最佳情况下，预组装工艺可减少待堆叠组件数量。产品开发人员与自动化工程师需在此领域密切协作。
单台燃料电池电堆组装压机每天可生产多少电堆？
实际压制工艺可根据客户规范进行控制。此处可实现多种方案——从简单的力/位移控制压缩直至达到目标值，到长时间间歇压制。因此难以一概而论。
采取哪些步骤来确保高质量电堆？
必须保持堆叠过程中的定位精度。当然，组件的制造也必须符合尺寸公差。由于电堆中组件数量众多（多达 800 个），尺寸偏差会快速累积，可能导致电池密封失效。
使用金属双极板制造电堆与使用碳基板制造电堆的主要区别是什么？
这两种 PEM 燃料电池电堆组装的最大区别在于双极板的不同特性。金属双极板通常由两片厚度 <100µm 的薄壳构成，经焊接组合。焊接过程中的热量输入易导致部件翘曲，显著增加操作和精确定位难度。此外，未压制电堆中翘曲部件无法实现理想叠放，随着电池数量增加会加大堆叠难度。石墨双极板尺寸稳定性更好，因此更易操作。
内容由 ruhlamat GmbH 提供
Ruhlamat 根据客户需求定制机械解决方案。无论是汽车工业、电子工业和医疗技术的装配系统，还是证件卡片制造及个性化设备，ruhlamat 凭借数十年机械工程经验赢得客户信赖。作为 OEM 制造商，我们专门为客户生产定制设备。我们在全球设有分支机构，以满足不同地区的特定需求。在燃料电池生产中，高效循环时间和绝对精度至关重要。我们的系统覆盖从电堆组装到完整燃料电池系统的全工艺流程。系统模块化、可扩展的设计可灵活适应客户目标产能。
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最后更新：2023 年 1 月 15 日