CN114309277A - 一种燃料电池金属双极板冲压成型模具 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其包括分配区冲压模块和流场区冲压模块；所述分配区冲压模块紧密包围所述流场区冲压模块的侧面，使得所述分配区冲压模块与所述流场区冲压模块组合形成冲压成型模具。以此，将金属双极板的冲压成型模具分离设计，利于模具进行快速切换，使得分配区和流场区可以自由组合，以保证不同使用环境以及功率需求的金属双极板的高效率冲压，还能减少设计周期，同时防止冲压成型模具出现局部损坏导致整个模具停用甚至报废，降低模具成本。

Description

一种燃料电池金属双极板冲压成型模具

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池金属双极板冲压成型模具。

背景技术

燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，其内部组成包括金属双极板、质子交换膜等部件，其中金属双极板起到支撑、提供反应场所、电子传导等重要作用，因此金属双极板的结构设计对电池性能的影响较大，其结构设计的好坏直接影响电池的使用寿命以及效率。

目前金属极板的成形大多采用模具进行冲压而成，由于金属极板对冲压模具的精度要求高，而且模具的加工周期长，导致冲压模具的制备成本较高，同时需要定期养护，对于大批量生产具有一定影响。传统的金属极板冲压模具采用一体式设计，即进气、分配以及流场区特征都放在一个模具中同步加工，该种模具适用性较差，只能冲压一种板形，对于新设计的极板需要重新设计模具，导致设计、验证周期变长；对于模具的养护则需要换下整套模具，因此会影响生产效率，同时导致需要增备备用模具，导致生产成本增加。

发明内容

为解决上述背景技术中阐述的技术问题，本申请的目的在于提出一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，本申请将金属双极板的冲压成型模具分离设计，利于模具进行快速切换，使得分配区和流场区可以自由组合，以保证不同使用环境以及功率需求的金属双极板的高效率冲压，还能减少设计周期，同时防止冲压成型模具出现局部损坏导致整个模具停用甚至报废，降低模具成本。

为了达到上述目的，本申请提出一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其包括分配区冲压模块和流场区冲压模块；所述分配区冲压模块紧密包围所述流场区冲压模块的侧面，使得所述分配区冲压模块与所述流场区冲压模块组合形成冲压成型模具。

以此，将金属双极板的冲压成型模具分离设计，对分配区冲压模块和流场区冲压模块进行分离精密加工，然后进行组合使用，利于模具进行快速切换，使得不同的分配区结构和流场区结构可以自由组合，以保证不同使用环境以及功率需求的金属双极板的高效率冲压，还能减少设计周期，同时防止冲压成型模具出现局部损坏导致整个模具停用甚至报废，降低模具成本。

对分配区冲压模块和流场区冲压模块进行精雕加工以满足两者连接处的紧致接触，使得冲压面接触紧密，保证金属双极板在冲压成型过程中不会出现裂纹、折皱等质量问题，并达到模具设计要求的尺寸精度。

另外，将分配区冲压模块和流场区冲压模块进行分离设计、加工的优势还在于易于维修和保养、加工便捷、降低对加工设备的要求等。

可选地，所述分配区冲压模块设有第一工作面和第一连接面，所述流场区冲压模块设有第二工作面和第二连接面，所述第一工作面与所述第一连接面位置对应，所述第二工作面与所述第二连接面位置对应；所述第一连接面与所述第二连接面连接使得所述第一工作面与所述第二工作面拼接组合形成冲压成型模具的冲压面。以此，对第一连接面和第二连接面进行设计加工，使得第一连接面与第二连接面能够连接，进而使得第一工作面与第二工作面拼接组合形成冲压成型模具的冲压面，保证分配区冲压模块和流场区冲压模块工作面的精密度，不影响燃料电池金属双极板的成型，保证产品质量。

可选地，包括连接杆，所述连接杆同时与所述分配区冲压模块的所述第一连接面和所述流场区冲压模块的所述第二连接面连接，使得所述第一连接面与所述第二连接面连接。

可选地，所述连接杆包括但不限于一字形、X字形或者井字形。

可选地，所述分配区冲压模块设有凸台结构，所述流场区冲压模块设有凹槽结构，或者，所述分配区冲压模块设有凹槽结构，所述流场区冲压模块设有凸台结构；所述凸台结构插入所述凹槽结构使得所述分配区冲压模块与所述流场区冲压模块组合形成冲压成型模具。

可选地，所述流场区冲压模块的两个相对的侧面设有所述凹槽结构，所述分配区冲压模块包括第一分配区冲压模具和第二分配区冲压模具，所述第一分配区冲压模具和所述第二分配区冲压模具的内侧面设有所述凸台结构；或者，所述流场区冲压模块的两个相对的侧面设有所述凸台结构，所述分配区冲压模块包括第一分配区冲压模具和第二分配区冲压模具，所述第一分配区冲压模具和所述第二分配区冲压模具的内侧面设有所述凹槽结构；所述凸台结构插入所述凹槽结构使得所述分配区冲压模块的内侧面紧密连接所述流场区冲压模块的侧面。以此，通过简单的结构设计即可保证分配区冲压模块和流场区冲压模块工作面的精密度，不影响燃料电池金属双极板的成型，保证产品质量。

可选地，所述分配区冲压模块由至少一个分配区冲压模具组成。以此，分配区冲压模块可以为组合结构，由多个分配区冲压模具组成，以此可以在一个模具中设置多种尺寸、类型的分配区冲压模具，在一个冲压成型模具中进行多种分配区结构的实验设计，然后可以根据实际需求使用具有对应的分配区结构的流场区冲压模具，降低开制模具的成本。

可选地，所述流场区冲压模块由至少一个流场区冲压模具组成。以此，流场区冲压模块也可以为组合结构，由多个流场区冲压模具组成，以此可以在一个模具中设置多种尺寸、类型的流场区冲压模具，在一个冲压成型模具中进行多种流场区结构的实验设计，然后可以根据实际需求使用具有对应的流场区结构的流场区冲压模具，降低开制模具的成本。

可选地，所述分配区冲压模块和所述流场区冲压模块的材料包括但不限于钢、铝青铜或锌基合金等。

可选地，所述分配区冲压模块和所述流场区冲压模块的加工过程包括但不限于粗铣和精雕结合的方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种实施例的组合后的燃料电池金属双极板冲压成型模具的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的组合后的燃料电池金属双极板冲压成型模具另一个角度的结构示意图；

图3为本发明一种实施例的燃料电池金属双极板冲压成型模具的分解图；

图4为本发明另一种实施例的燃料电池金属双极板冲压成型模具的分解图；

图5为本发明另一种实施例的燃料电池金属双极板冲压成型模具的分解图。

图中标记说明：

1.燃料电池金属双极板冲压成型模具；

2.分配区冲压模块；21.第一工作面；22.第一连接面；23.凹槽结构；24.第一分配区冲压模具；25.第二分配区冲压模具；

3.流场区冲压模块；31.第二工作面；32.第二连接面；33.凸台结构；34.流场区冲压模具；

4.连接杆；

5.连接板。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

参照图1-5，本申请提出一种燃料电池金属双极板冲压成型模具1，其包括分配区冲压模块2和流场区冲压模块3；分配区冲压模块2紧密包围流场区冲压模块3的侧面，使得分配区冲压模块2与流场区冲压模块3组合形成冲压成型模具1。

以此，将金属双极板的冲压成型模具1分离设计，对分配区冲压模块2和流场区冲压模块3进行分离精密加工，然后进行组合使用，利于模具进行快速切换，使得不同的分配区结构和流场区结构可以自由组合，以保证不同使用环境以及功率需求的金属双极板的高效率冲压，还能减少设计周期，同时防止冲压成型模具1出现局部损坏导致整个模具停用甚至报废，降低模具成本。

对分配区冲压模块2和流场区冲压模块3进行精雕加工以满足两者连接处的紧致接触，使得冲压面接触紧密，保证金属双极板在冲压成型过程中不会出现裂纹、折皱等质量问题，并达到模具设计要求的尺寸精度。

另外，将分配区冲压模块2和流场区冲压模块3进行分离设计、加工的优势还在于易于维修和保养、加工便捷、降低对加工设备的要求等。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，分配区冲压模块2设有第一工作面21和第一连接面22，流场区冲压模块3设有第二工作面31和第二连接面32，第一工作面21与第一连接面22位置对应，第二工作面31与第二连接面32位置对应；第一连接面22与第二连接面32连接使得第一工作面21与第二工作面31拼接组合形成冲压成型模具1的冲压面。以此，对第一连接面22和第二连接面32进行设计加工，使得第一连接面22与第二连接面32能够连接，进而使得第一工作面21与第二工作面31拼接组合形成冲压成型模具1的冲压面，保证分配区冲压模块2和流场区冲压模块3工作面的精密度，不影响燃料电池金属双极板的成型，保证产品质量。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，冲压成型模具1还包括连接杆4，连接杆4同时与分配区冲压模块2的第一连接面22和流场区冲压模块3的第二连接面32连接，使得第一连接面22与第二连接面32连接。参照图2和图3，分配区冲压模块2和流场区冲压模块3使用连接杆4进行装配连接，具体地，在第一连接面22上加工凹槽和螺栓安装孔，在第二连接面32上也加工凹槽和螺栓安装孔，在连接杆4上加工螺栓通孔并采用沉头设计，装配时，首先将流场区冲压模块3放入分配区冲压模块2中，将连接杆4放入第一连接面22和第二连接面32的凹槽中，并用连接螺栓穿过连接杆4上的螺栓通孔并旋入第一连接面22和第二连接面32上对应的螺栓安装孔，进行紧固连接，实现分配区冲压模块2和流场区冲压模块3的连接，保证分配区冲压模块2和流场区冲压模块3工作面的精密度，不影响燃料电池金属双极板的成型，保证产品质量。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，连接杆4包括但不限于一字形、X字形或者井字形。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，分配区冲压模块2设有凸台结构，流场区冲压模块3设有凹槽结构，或者，分配区冲压模块2设有凹槽结构23，流场区冲压模块3设有凸台结构33；凸台结构33插入凹槽结构23使得分配区冲压模块2与流场区冲压模块3组合形成冲压成型模具1。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，流场区冲压模块3的两个相对的侧面设有凹槽结构，分配区冲压模块2包括第一分配区冲压模具24和第二分配区冲压模具25，第一分配区冲压模具24和第二分配区冲压模具25的内侧面设有凸台结构；或者，流场区冲压模块3的两个相对的侧面设有凸台结构33，分配区冲压模块2包括第一分配区冲压模具24和第二分配区冲压模具25，第一分配区冲压模具24和第二分配区冲压模具25的内侧面设有凹槽结构23；凸台结构33插入凹槽结构23使得分配区冲压模块2的内侧面紧密连接流场区冲压模块3的侧面。

参照图4，流场区冲压模块3的两个相对的侧面设有凸台结构33，分配区冲压模块2包括第一分配区冲压模具24和第二分配区冲压模具25，第一分配区冲压模具24和第二分配区冲压模具25的内侧面设有凹槽结构23，装配时，首先将第一分配区冲压模具24放置在工作台上，将流场区冲压模块3侧面的凸台结构33与第一分配区冲压模具24的凹槽结构23进行精确定位，完成定位后，将流场区冲压模块3侧面的凸台结构33插入第一分配区冲压模具24的凹槽结构23中，完成插入后，将第二分配区冲压模具25的凹槽结构23与流场区冲压模块3侧面的凸台结构33进行再次精确定位，再次定位完成后，对第一分配区冲压模具24的凹槽结构23与流场区冲压模块3侧面的凸台结构33进行装配，以此，使得分配区冲压模块2的内侧面紧密连接流场区冲压模块3的侧面。

具体地，分配区冲压模块2的外侧面还可以加工出凹槽和螺栓安装孔，当第一分配区冲压模具24和第二分配区冲压模具25将流场区冲压模块3包围后，将连接板5置入分配区冲压模块2的外侧面加工出的凹槽中，然后进行螺栓紧固连接，完成第一分配区冲压模具24、第二分配区冲压模具25和流场区冲压模块3的紧固连接，保证三者紧密接触，不影响燃料电池金属双极板的成型，保证产品质量。

在可实现的实施例中，凸台结构33与凹槽结构23的形状包括但不限于方形、半圆形、三角形或梯形；凸台结构33与凹槽结构23数量包括但不限于单个、两个或多个；凸台结构33与凹槽结构23布置形式包括但不限于对称布置或非对称布置。

在可实现的实施例中，分配区冲压模块2和流场区冲压模块3还可以分别与模座连接，形成组合，由此，分配区冲压模块2和流场区冲压模块3可以通过模座实现更精准的定位装配，以此还能够进一步提高模具拆卸、更换的效率，进而提高燃料电池金属双极板的生产效率，分配区冲压模块2和流场区冲压模块3与模座的连接包括但不限于螺杆连接、插销连接或嵌入配合连接。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，分配区冲压模块2由至少一个分配区冲压模具组成。参照图4，分配区冲压模块2可以为组合结构，由多个分配区冲压模具组成，以此可以在一个模具中设置多种尺寸、类型的分配区冲压模具，在一个冲压成型模具1中进行多种分配区结构的实验设计，然后可以根据实际需求使用具有对应的分配区结构的流场区冲压模具34，降低开制模具的成本。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，流场区冲压模块3由至少一个流场区冲压模具34组成。参照图5，流场区冲压模块3也可以为组合结构，由多个流场区冲压模具34组成，以此可以在一个模具中设置多种尺寸、类型的流场区冲压模具34，在一个冲压成型模具1中进行多种流场区结构的实验设计，然后可以根据实际需求使用具有对应的流场区结构的流场区冲压模具34，降低开制模具的成本。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，分配区冲压模块2和流场区冲压模块3的材料包括但不限于钢、铝青铜或锌基合金等。

在燃料电池金属双极板冲压成型模具1可实现的实施例中，分配区冲压模块2和流场区冲压模块3的加工过程包括但不限于粗铣和精雕结合的方式。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，包括

分配区冲压模块和流场区冲压模块；所述分配区冲压模块紧密包围所述流场区冲压模块的侧面，使得所述分配区冲压模块与所述流场区冲压模块组合形成冲压成型模具。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，所述分配区冲压模块设有第一工作面和第一连接面，所述流场区冲压模块设有第二工作面和第二连接面，所述第一工作面与所述第一连接面位置对应，所述第二工作面与所述第二连接面位置对应；所述第一连接面与所述第二连接面连接使得所述第一工作面与所述第二工作面拼接组合形成冲压成型模具的冲压面。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，包括连接杆，所述连接杆同时与所述分配区冲压模块的所述第一连接面和所述流场区冲压模块的所述第二连接面连接，使得所述第一连接面与所述第二连接面连接。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，所述连接杆包括但不限于一字形、X字形或者井字形。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，所述分配区冲压模块设有凸台结构，所述流场区冲压模块设有凹槽结构，或者，所述分配区冲压模块设有凹槽结构，所述流场区冲压模块设有凸台结构；

所述凸台结构插入所述凹槽结构使得所述分配区冲压模块与所述流场区冲压模块组合形成冲压成型模具。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，所述流场区冲压模块的两个相对的侧面设有所述凹槽结构，所述分配区冲压模块包括第一分配区冲压模具和第二分配区冲压模具，所述第一分配区冲压模具和所述第二分配区冲压模具的内侧面设有所述凸台结构；或者，所述流场区冲压模块的两个相对的侧面设有所述凸台结构，所述分配区冲压模块包括第一分配区冲压模具和第二分配区冲压模具，所述第一分配区冲压模具和所述第二分配区冲压模具的内侧面设有所述凹槽结构；

所述凸台结构插入所述凹槽结构使得所述分配区冲压模块的内侧面紧密连接所述流场区冲压模块的侧面。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，所述分配区冲压模块由至少一个分配区冲压模具组成。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，所述流场区冲压模块由至少一个流场区冲压模具组成。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，所述分配区冲压模块和所述流场区冲压模块的材料包括但不限于钢、铝青铜或锌基合金。

10.根据权利要求1所述的一种燃料电池金属双极板冲压成型模具，其特征在于，所述分配区冲压模块和所述流场区冲压模块的加工过程包括但不限于粗铣和精雕结合的方式。

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