CN114843541A - 双极板加工方法、控制方法、双极板、燃料电池以及车辆 - Google Patents

双极板加工方法、控制方法、双极板、燃料电池以及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种双极板加工方法、控制方法、双极板、燃料电池以及车辆，所述加工方法包括在金属基板上冲压出若干工艺切口，并冲切出若干导向孔；进行冲切加工；进行第一次定位校准；冲压出形变拉延筋；进行第二次定位校准；冲压出双极板流场；进行第三次定位校准；冲切出异形口；冲切落料；本发明通过本申请的双极板的加工方法切割合理的工艺切口，可以在冲压过程中阻止导针孔处的金属基板变形，从而保证后续冲压工序的精度；金属基板持续送料，双极板生产不间断连续进行，可实现大批量生产；多工序冲压，避免了单冲压成型中材料内应力集中问题，生产成本低，工艺流程简单。

Description

双极板加工方法、控制方法、双极板、燃料电池以及车辆
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种双极板加工方法、控制方法、双极板、燃料电池以及车辆。
背景技术
当前氢燃料电池技术发展迅速，车用燃料电池堆也进入商业化阶段，对燃料电池的量产能力需求也逐渐提高。双极板作为燃料电池堆内部的关键零部件之一，在研发后的量产阶段中，使用合理且高效的加工方法对燃料电池双极板的批量精度和一致性具有重要意义。金属双极板是目前主流的双极板类型之一，得益于金属材料的可塑性，一直以来都被认为是实现极板大量生产的主要方向。
因此，需要提出一套高效率的燃料电池金属双极板生产技术方案，能够满足双极板的精度需求，并能实现大批量生产。
当前燃料电池的冲压加工工艺中，大致可分为两大类：单次冲压成型(CN109560305)和多次冲压成型(CN 110238256)。相同点是都使用冲压机加上模具进行冲压，不同的是加工工序的数量和生产能力。相对来说，单次冲压成型更简单，但是生产精度低；多次冲压成型工序复杂，精度高。
但是金属双极板流场和外形结构复杂，单次冲压成型过程中，金属基板易发生应力集中现象，如果出现冲压产品不满足要求时，且难以进行二次整形，制造精度较低。
现有的多次冲压成型技术中，冲压工序主要集中与加工和整形，没有考虑到各个工序之间由于冲压形变而出现的步距变化问题，且工序较少，难以满足双极板现在复杂的流道结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于级进冲压机，在满足双极板高精度需求的前提下，引入大批量生产能力的双极板加工方法、控制方法、双极板、燃料电池以及车辆。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：
一种双极板加工方法，包括
S11、在金属基板上冲压出若干工艺切口，并冲切出若干导向孔；
S12、在金属基板进行冲切加工；
S13、对金属基板进行第一次定位校准；
S14、在金属基板上冲压出形变拉延筋；
S15、对金属基板进行第二次定位校准；
S16、在金属基板上冲压出双极板流场；
S17、对金属基板进行第三次定位校准；
S18、在金属基板上冲切出异形口；
S19、冲切落料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第二种技术方案为：
一种双极板加工控制方法，包括
S21、在金属基板上冲压出若干工艺切口，并冲切出若干导向孔；
S22、在金属基板进行冲切加工；
S23、对金属基板进行第一次定位校准，确认导向孔是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S24、在金属基板上冲压出形变拉延筋；
S25、对金属基板进行第二次定位校准，确认导向孔是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S26、在金属基板上冲压出双极板流场；
S27、对金属基板进行第三次定位校准，确认导向孔是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S28、在金属基板上冲切出异形口；
S29、冲切落料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第三种技术方案为：
一种双极板，通过上述的加工方法获得。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第四种技术方案为：
一种燃料电池，包括上述的双极板。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第五种技术方案为：
一种车辆，包括上述的燃料电池。
本发明的有益效果在于：通过本申请的双极板的加工方法切割合理的工艺切口，可以在冲压过程中阻止导针孔处的金属基板变形，从而保证后续冲压工序的精度；得益于级进冲压的工艺特性，本发明提供的技术方案针对燃料电池金属双极板在九个工序完成生产；金属基板持续送料，双极板生产不间断连续进行，可实现大批量生产。激光校准和导向孔双重定位，降低因为工序之间步距错位而导致的低精度制造；多工序冲压，避免了单冲压成型中材料内应力集中，工件开裂等隐患，生产成本低，工艺流程简单，具有很高的实用价值。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种双极板加工方法的原理示意图；
图2为本发明具体实施方式的一种双极板加工控制方法的流程图；
标号说明：1、金属基板；2、工艺切口；3、导向孔；4、形变拉延筋；5、流场雏形；6、流场整形；7、异形口。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
一种双极板加工方法，包括
S11、在金属基板1上冲压出若干工艺切口2，并冲切出若干导向孔3；
S12、在金属基板1进行冲切加工；
S13、对金属基板1进行第一次定位校准；
S14、在金属基板1上冲压出形变拉延筋4；
S15、对金属基板1进行第二次定位校准；
S16、在金属基板1上冲压出双极板流场；
S17、对金属基板1进行第三次定位校准；
S18、在金属基板1上冲切出异形口7；
S19、冲切落料。
从上述描述可知，通过本申请的双极板的加工方法切割合理的工艺切口2，可以在冲压过程中阻止导针孔处的金属基板1变形，从而保证后续冲压工序的精度；得益于级进冲压的工艺特性，本发明提供的技术方案针对燃料电池金属双极板在九个工序完成生产；金属基板1持续送料，双极板生产不间断连续进行，可实现大批量生产。激光校准和导向孔3双重定位，降低因为工序之间步距错位而导致的低精度制造；多工序冲压，避免了单冲压成型中材料内应力集中，工件开裂等隐患，生产成本低，工艺流程简单，具有很高的实用价值。
进一步的，在金属板上冲压出双极板流场时先在金属板上冲压出双极板流场雏形5，再冲压出双极板流场整形6。
进一步的，所述第一次定位校准、第一次定位校准以及第一次定位校准均采用激光定位校准。
从上述描述可知，通过采用激光定位校准，能够保证准确性。
进一步的，所述工艺切口2有四个。
进一步的，所述导向孔3有多个。
从上述描述可知，通过多个的导向孔3，能够提升定位的准确性。
一种双极板加工控制方法，包括
S21、在金属基板1上冲压出若干工艺切口2，并冲切出若干导向孔3；
S22、在金属基板1进行冲切加工；
S23、对金属基板1进行第一次定位校准，确认导向孔3是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S24、在金属基板1上冲压出形变拉延筋4；
S25、对金属基板1进行第二次定位校准，确认导向孔3是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S26、在金属基板1上冲压出双极板流场；
S27、对金属基板1进行第三次定位校准，确认导向孔3是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S28、在金属基板1上冲切出异形口7；
S29、冲切落料。
进一步的，在金属板上冲压出双极板流场时先在金属板上冲压出双极板流场雏形5，再冲压出双极板流场整形6。
实施例一
参照图1，一种双极板加工方法，包括
S31、在金属基板1上冲压出四个工艺切口2，并冲切出两个导向孔3，所述导向孔为导向销孔；
S32、在金属基板1进行冲切加工；
S33、对金属基板1进行第一次定位校准；
S34、在金属基板1上冲压出形变拉延筋4；
S35、对金属基板1进行第二次定位校准；
S36、在金属基板1上冲压出双极板流场雏形5；
S37、在金属基板1上冲压出双极板流场整形6；
S38、对金属基板1进行第三次定位校准；
S39、在金属基板1上冲切出用于双极板冷却和紧固的异形口7；
S40、冲切落料。
在金属板上冲压出双极板流场时先在金属板上冲压出双极板流场雏形5，再冲压出双极板流场整形6。
所述第一次定位校准、第一次定位校准以及第一次定位校准均采用激光定位校准。
所述步骤S31-S40在同一金属基板1上依次进行，形成流水线加工的方式进行加工。
实施例二
参照图2，一种双极板加工控制方法，包括
S41、在金属基板1上冲压出若干工艺切口2，并冲切出若干导向孔3；
S42、在金属基板1进行冲切加工；
S43、对金属基板1进行第一次定位校准，确认导向孔3是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S44、在金属基板1上冲压出形变拉延筋4；
S45、对金属基板1进行第二次定位校准，确认导向孔3是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S46、在金属基板1上冲压出双极板流场雏形5；
S47、在金属基板1上冲压出双极板流场整形6(整体形状)；
S48、对金属基板1进行第三次定位校准，确认导向孔3是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S49、在金属基板1上冲切出用于双极板冷却和紧固的异形口7；
S50、冲切落料。
实施例三
一种双极板，通过实施例一所述的加工方法获得。
实施例四
一种燃料电池，包括实施例三所述的双极板。
实施例五
一种车辆，包括实施例四所述的燃料电池。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双极板加工方法，其特征在于，包括
S11、在金属基板上冲压出若干工艺切口，并冲切出若干导向孔；
S12、在金属基板进行冲切加工；
S13、对金属基板进行第一次定位校准；
S14、在金属基板上冲压出形变拉延筋；
S15、对金属基板进行第二次定位校准；
S16、在金属基板上冲压出双极板流场；
S17、对金属基板进行第三次定位校准；
S18、在金属基板上冲切出异形口；
S19、冲切落料。
2.根据权利要求1所述的双极板加工方法，其特征在于，在金属板上冲压出双极板流场时先在金属板上冲压出双极板流场雏形，再冲压出双极板流场整形。
3.根据权利要求1所述的双极板加工方法，其特征在于，所述第一次定位校准、第一次定位校准以及第一次定位校准均采用激光定位校准。
4.根据权利要求1所述的双极板加工方法，其特征在于，所述工艺切口有四个。
5.根据权利要求1所述的双极板加工方法，其特征在于，所述导向孔有多个。
6.一种双极板加工控制方法，其特征在于，包括
S21、在金属基板上冲压出若干工艺切口，并冲切出若干导向孔；
S22、在金属基板进行冲切加工；
S23、对金属基板进行第一次定位校准，确认导向孔是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S24、在金属基板上冲压出形变拉延筋；
S25、对金属基板进行第二次定位校准，确认导向孔是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S26、在金属基板上冲压出双极板流场；
S27、对金属基板进行第三次定位校准，确认导向孔是否偏移，若是，则停止冲压，否则不动作；
S28、在金属基板上冲切出异形口；
S29、冲切落料。
7.根据权利要求1所述的双极板加工控制方法，其特征在于，在金属板上冲压出双极板流场时先在金属板上冲压出双极板流场雏形，再冲压出双极板流场整形。
8.一种双极板，其特征在于，通过权利要求1-5任意一项所述的加工方法获得。
9.一种燃料电池，其特征在于，包括权利要求8所述的双极板。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的燃料电池。
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