CN110496890A - 金属双极板成型装置 - Google Patents

金属双极板成型装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110496890A
CN110496890A CN201910749890.9A CN201910749890A CN110496890A CN 110496890 A CN110496890 A CN 110496890A CN 201910749890 A CN201910749890 A CN 201910749890A CN 110496890 A CN110496890 A CN 110496890A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure fluid
forming
lid
polar plates
forming cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910749890.9A
Other languages
English (en)
Inventor
沈润
王海峰
袁蕴超
冯翌
祝传贺
王利生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fengyuan New Technology (beijing) Co Ltd
Zhejiang Fengyuan Hydrogen Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Fengyuan New Technology (beijing) Co Ltd
Zhejiang Fengyuan Hydrogen Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fengyuan New Technology (beijing) Co Ltd, Zhejiang Fengyuan Hydrogen Energy Technology Co Ltd filed Critical Fengyuan New Technology (beijing) Co Ltd
Priority to CN201910749890.9A priority Critical patent/CN110496890A/zh
Publication of CN110496890A publication Critical patent/CN110496890A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B21D26/031—Mould construction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供一种金属双极板成型装置。所述金属双极板成型装置，包括成型模，所述成型模上构造有成型腔，所述成型腔的腔壁与待冲压成型的金属双极板的预定冲压成型形状相匹配，还包括盖体，所述盖体遮盖于所述成型腔的开口处，所述盖体上构造有压力流体进入通道，以使压力流体进入所述成型腔内。根据本发明的一种金属双极板成型装置，通过压力流体冲击实现金属双极板的成型，仅需一个成型模具，降低了金属双极板的生产成本。

Description

金属双极板成型装置
技术领域
本发明属于燃料电池制造技术领域，具体涉及一种金属双极板成型装置。
背景技术
燃料电池是一项非常有前景的能源技术，与现有的传统能量转化技术相比，燃料电池具有更高的能量转化效率、污染物零排放、无运动部件工作安静等优势。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是燃料电池中的一种，双极板是其核心部件之一，其在整个燃料电池电堆重量和成本中占了相当大的比重，发挥的主要作用如下：为电堆起结构支撑作用；为参与反应的氢气、空气及冷却电堆的冷却液三种介质提供流通通道，同时又将三种介质隔离开；导电作用，将各个单电池串联成一个整堆。
常见的质子交换膜燃料电池的双极板材料有石墨双极板和金属双极板，对于金属双极板，通常采用板料厚度0.1mm左右的不锈钢板或钛板采用压力机结合模具冲压(压力机冲压成型)的方式来生产。压力机冲压成型的方式具有加工效率高的优点，但却存在需要模具数量多、成型精度受板料回弹等因素的影响精度较差的不足。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种金属双极板成型装置，通过压力流体冲击实现金属双极板的成型，仅需一个成型模具，降低了金属双极板的生产成本。
为了解决上述问题，本发明提供一种金属双极板成型装置，包括成型模，所述成型模上构造有成型腔，所述成型腔的腔壁与待冲压成型的金属双极板的预定冲压成型形状相匹配，还包括盖体，所述盖体遮盖于所述成型腔的开口处，所述盖体上构造有压力流体进入通道，以使压力流体进入所述成型腔内。
优选地，所述盖体与所述成型腔对应的区域构造有凹陷部，所述凹陷部背离所述成型模的一侧延伸。
优选地，所述成型模具有处于所述凹陷部外周的第一配合面，所述盖体具有处于所述成型腔外周的第二配合面，当对所述金属双极板冲压成型时，所述第一配合面与所述第二配合面夹紧所述金属双极板的边缘。
优选地，所述第一配合面上设有密封垫，和/或，所述第二配合面上设有密封垫，所述密封垫环绕所述成型腔设置。
优选地，所述压力流体包括液压油或水。
优选地，所述金属双极板成型装置还包括压力流体产生装置，所述压力流体产生装置与所述压力流体进入通道贯通连接。
优选地，所述金属双极板成型装置还包括压力调整装置，所述压力调整装置串联于所述压力流体产生装置与所述压力流体进入通道之间的管路中。
优选地，所述预定冲压成型形状为几字形。
本发明提供的一种金属双极板成型装置，采用压力流体对待冲压成型的金属双极板进行冲压成型，仅需要一个成型模即可以实现，而无需如现有技术中那样采用上下两个相互匹配的模具冲压实现，这能够有效降低金属双极板的生产成本，当然其降低了模具的加工成本、缩短了制造周期；进一步讲，本发明的技术方案采用压力流体对所述金属双极板实现柔性冲击，所述压力流体能够与所述金属双极板的冲压面完全接触贴合，进而保证所述金属双极板与所述成型腔的腔壁完全接触贴合，这能够提高所述金属双极板的成型精度。
附图说明
图1为本发明实施例的金属双极板成型装置的结构示意图。
附图标记表示为：
1、成型模；11、成型腔；12、第二配合面；2、盖体；21、压力流体进入通道；22、凹陷部；23、第一配合面；3、密封垫；4、压力流体产生装置；5、压力调整装置；100、金属双极板。
具体实施方式
参见图1所示，根据本发明的实施例，提供一种金属双极板成型装置，包括成型模1，所述成型模1上构造有成型腔11，所述成型腔11的腔壁与待冲压成型的金属双极板100的预定冲压成型形状相匹配，还包括盖体2，所述盖体2遮盖于所述成型腔11的开口处，所述盖体2上构造有压力流体进入通道21，以使压力流体进入所述成型腔11内。具体的，当需要对所述金属双极板100进行冲压成型时，通过所述压力流体进入通道21将外部的压力流体引入所述成型腔11，可以理解的，此时所述金属双极板100被夹持于所述成型模1与所述盖体2之间，且所述金属双极板100的冲压区域处于所述成型腔11的开口位置，此时，外部引入所述压力流体对所述金属双极板100形成冲击，在所述压力流体的冲击作用下，金属双极板100发生变形(塑性变形)，并最终被压迫至与所述成型腔11的腔壁接触，而由于所述成型腔11的腔壁形状与待冲压成型的金属双极板100的预定冲压成型形状相匹配，由此最终实现对所述金属双极板100的冲压成型。该技术方案中，采用压力流体对待冲压成型的金属双极板100进行冲压成型，仅需要一个成型模即可以实现，而无需如现有技术中那样采用上下两个相互匹配的模具冲压实现，这能够有效降低金属双极板100的生产成本，当然其降低了模具的加工成本、缩短了制造周期；进一步讲，本发明的技术方案采用压力流体对所述金属双极板100实现柔性冲击，所述压力流体能够与所述金属双极板100的冲压面完全接触贴合，进而保证所述金属双极板100与所述成型腔11的腔壁完全接触贴合，这能够提高所述金属双极板100的成型精度。前述的预定冲压成型形状可以是多样的，而针对于金属双极板而言，优选设计为几字形，由此能够实现对所述金属双极板100上的管道的形成。
前述的压力流体可以是高压的各种流体，具体的例如液压油或水，而可以理解的是，此处的液压油或者水在进入所述成型腔11中后的压力应大于所述金属双极板100的塑性变形所对应的相应压力，以保证其冲击变形的产生，也即所述高压的具体值与待冲压成型的金属双极板的具体材料直接相关。
优选地，所述盖体2与所述成型腔11对应的区域构造有凹陷部22，所述凹陷部22背离所述成型模1的一侧延伸。
优选地，所述成型模1具有处于所述凹陷部22外周的第一配合面23，所述盖体2具有处于所述成型腔11外周的第二配合面12，当对所述金属双极板100冲压成型时，所述第一配合面23与所述第二配合面12夹紧所述金属双极板100的边缘。更进一步的，所述第一配合面23上设有密封垫3，和/或，所述第二配合面12上设有密封垫3，所述密封垫3环绕所述成型腔11设置，所述密封垫3的设置能够保证所述成型腔11的密封性，防止压力流体的渗出。
所述金属双极板成型装置还包括压力流体产生装置4，所述压力流体产生装置4与所述压力流体进入通道21贯通连接，以独立地对所述成型腔11提供压力流体，所述压力流体产生装置4例如可以是一种成套的液压泵站机组。进一步地，所述金属双极板成型装置还包括压力调整装置5，所述压力调整装置5串联于所述压力流体产生装置4与所述压力流体进入通道21之间的管路中，所述压力调整装置5能够对所述压力流体产生装置4的输出压力流体的压力进行调整，例如根据具体的待冲压成型的金属双极板100的大小规格、具体材质调整压力流体的压力；此时可以在一次成型过程中实现反复冲注、变压冲注、保压冲注等多种柔性控制，可以实现金属双极板完美的成型，回弹微小。所述压力调整装置5例如可以采用惯常的调压阀或者类似功能的部件。
需要指出的是，图1中示出了本发明技术方案的一种具体实施方式，图中的第一配合面23与第二配合面12与所述金属双极板100皆未接触而存在一定的间距，而这是为了能够更好的示出金属双极板成型装置的结构而人为预留的，在实际应用过程中并不存在前述间距。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种金属双极板成型装置，其特征在于，包括成型模(1)，所述成型模(1)上构造有成型腔(11)，所述成型腔(11)的腔壁与待冲压成型的金属双极板(100)的预定冲压成型形状相匹配，还包括盖体(2)，所述盖体(2)遮盖于所述成型腔(11)的开口处，所述盖体(2)上构造有压力流体进入通道(21)，以使压力流体进入所述成型腔(11)内。
2.根据权利要求1所述的成型装置，其特征在于，所述盖体(2)与所述成型腔(11)对应的区域构造有凹陷部(22)，所述凹陷部(22)背离所述成型模(1)的一侧延伸。
3.根据权利要求2所述的成型装置，其特征在于，所述成型模(1)具有处于所述凹陷部(22)外周的第一配合面(23)，所述盖体(2)具有处于所述成型腔(11)外周的第二配合面(12)，当对所述金属双极板(100)冲压成型时，所述第一配合面(23)与所述第二配合面(12)夹紧所述金属双极板(100)的边缘。
4.根据权利要求3所述的成型装置，其特征在于，所述第一配合面(23)上设有密封垫(3)，和/或，所述第二配合面(12)上设有密封垫(3)，所述密封垫(3)环绕所述成型腔(11)设置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的成型装置，其特征在于，所述压力流体包括液压油或水。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的成型装置，其特征在于，还包括压力流体产生装置(4)，所述压力流体产生装置(4)与所述压力流体进入通道(21)贯通连接。
7.根据权利要求6所述的成型装置，其特征在于，还包括压力调整装置(5)，所述压力调整装置(5)串联于所述压力流体产生装置(4)与所述压力流体进入通道(21)之间的管路中。
8.根据权利要求1所述的成型装置，其特征在于，所述预定冲压成型形状为几字形。
CN201910749890.9A 2019-08-14 2019-08-14 金属双极板成型装置 Withdrawn CN110496890A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910749890.9A CN110496890A (zh) 2019-08-14 2019-08-14 金属双极板成型装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910749890.9A CN110496890A (zh) 2019-08-14 2019-08-14 金属双极板成型装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110496890A true CN110496890A (zh) 2019-11-26

Family

ID=68587465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910749890.9A Withdrawn CN110496890A (zh) 2019-08-14 2019-08-14 金属双极板成型装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110496890A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112588931A (zh) * 2020-11-26 2021-04-02 大连理工大学 一种复杂形状曲面件超低温介质压力成形方法
CN112993301A (zh) * 2021-02-20 2021-06-18 济南大学 一种质子交换膜燃料电池金属双极板的制备方法
CN114130883A (zh) * 2021-11-16 2022-03-04 武汉理工大学 脉动加载辅助氢燃料电池不锈钢金属双极板液压成形方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005007446A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Araco Corp 液圧成形装置、液圧成形方法および液圧成形方法により成形される燃料電池用メタルセパレータ
CN1711658A (zh) * 2002-11-15 2005-12-21 科鲁斯技术有限公司 燃料电池的隔板的制造方法及隔板
JP2006114443A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Nissan Motor Co Ltd セパレータの製造方法及びセパレータ製造装置
CN102773325A (zh) * 2011-12-22 2012-11-14 黄启瑞 金属板材的成型系统及其成型方法
CN109647961A (zh) * 2019-01-22 2019-04-19 吉林大学 一种高速动车组铝型材覆盖件的成形模具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1711658A (zh) * 2002-11-15 2005-12-21 科鲁斯技术有限公司 燃料电池的隔板的制造方法及隔板
JP2005007446A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Araco Corp 液圧成形装置、液圧成形方法および液圧成形方法により成形される燃料電池用メタルセパレータ
JP2006114443A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Nissan Motor Co Ltd セパレータの製造方法及びセパレータ製造装置
CN102773325A (zh) * 2011-12-22 2012-11-14 黄启瑞 金属板材的成型系统及其成型方法
CN109647961A (zh) * 2019-01-22 2019-04-19 吉林大学 一种高速动车组铝型材覆盖件的成形模具

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112588931A (zh) * 2020-11-26 2021-04-02 大连理工大学 一种复杂形状曲面件超低温介质压力成形方法
CN112588931B (zh) * 2020-11-26 2021-12-21 大连理工大学 一种复杂形状曲面件超低温介质压力成形方法
CN112993301A (zh) * 2021-02-20 2021-06-18 济南大学 一种质子交换膜燃料电池金属双极板的制备方法
CN114130883A (zh) * 2021-11-16 2022-03-04 武汉理工大学 脉动加载辅助氢燃料电池不锈钢金属双极板液压成形方法
CN114130883B (zh) * 2021-11-16 2024-01-09 武汉理工大学 脉动加载辅助氢燃料电池不锈钢金属双极板液压成形方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110496890A (zh) 金属双极板成型装置
CN100466351C (zh) 基于薄板冲压成形的质子交换膜燃料电池双极板
CN104795574A (zh) 燃料电池的金属双极板、燃料电池
CN101905268B (zh) 小型氢燃料电池金属双极板成形模具
US6709781B2 (en) Separators for solid polymer fuel cells and method for producing same, and solid polymer fuel cells
EP1187243A3 (de) Brennstoffzelleneinheit, Brennstoffzellenblockverbund und Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenblockverbunds
CN205810958U (zh) 一种燃料电池膜电极热压模具
CN202013919U (zh) 金属双极板燃料电池电堆
CN107145658A (zh) 质子交换膜燃料电池双极板流场参数设计的数值模拟方法
CN104733744B (zh) 燃料电池的金属极板、燃料电池的金属双极板、燃料电池
CN110391436A (zh) 一种质子交换膜燃料电池金属双极板
CN107408712A (zh) 燃料电池用隔板及其制造方法
CN109802153B (zh) 一种用于制作燃料电池金属双极板的工艺及成型装置
CN103182573A (zh) 采用平板电极电解转印加工金属双极板表面微流道的方法及其平板电极
CN114639839A (zh) 一种金属双极板密封及冷却剂通道结构
CN109465336B (zh) 质子交换膜燃料电池的金属流场板的冲压组合式模具
CN110534765B (zh) 一种燃料电池所需的高精度金属双极板的成型方法
CN106607503B (zh) 高深宽比金属薄板微细结构的加工装置及方法
CN100388540C (zh) 一种冲压金属双极板结构及其制备方法
JP2006221905A (ja) 燃料電池用セパレータ及び燃料電池用セパレータの製造方法
CN101233638A (zh) 包括密封肋的燃料电池用的双极板
CN204189878U (zh) 一种固体氧化物燃料电池阴极气体流场板
CN207463949U (zh) 质子交换膜燃料电池的金属流场板的冲压组合式模具
CN114309277A (zh) 一种燃料电池金属双极板冲压成型模具
CN112968189A (zh) 一种空冷型燃料电池阳极板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20191126