CN116833263B - 燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺及精度调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃料电池极板生产技术领域，具体涉及燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺及精度调控方法，尤其涉及一种针对超薄双极板在成形过程的辊压阶段与冲压整形阶段通过参数的调节进而实现精度调控的方法和工艺。本发明的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法包括辊压成形过程的精度调控方法和冲压整形过程的精度调控方法，辊压成形过程的精度调控方法主要利用三维仿真得出输入参数与输出参数的关系；冲压整形过程的精度调控方法主要通过对比选择出最有利的冲压圆角类型。本发明解决了超薄金属双极板辊冲复合成形工艺中工艺参数难以确定，成形精度难以调控的问题，可为超薄金属双极板多工步成形工艺提供参考。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池极板生产技术领域，具体涉及燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺及精度调控方法，尤其涉及一种针对超薄双极板在成形过程的辊压阶段与冲压整形阶段通过参数的调节进而实现精度调控的方法和工艺。
背景技术
燃料电池金属双极板是燃料电池的重要组成部分，其导电性、耐腐蚀性、流道设计以及流场对燃料电池堆的性能影响较大。辊压工艺具有成形质量好、减薄率低、生产效率高的优点，但辊压工序易产生翘曲变形、起皱、左右侧壁不对称等问题，翘曲、回弹难以调控，平整度也难以保证，在装堆时易产生较大的误差；冲压工艺具有一致性好、精度高的优点，但冲压工序存在厚度减薄严重、流道圆角区易破裂、成形流道深度浅、无法实现连续性生产等技术问题。
针对上述技术问题，采用多工步辊冲复合成形工艺，既能实现金属双极板高精度批量生产,又能增大流道深度,减少成形后金属极板厚度的变化以及加工回弹的影响。鉴于目前研究的超薄双极板的厚度已达到≤0.1mm，成形高深宽比流道时，即使微小的偏差也会对双极板的性能产生很大的影响，因此在成形过程需重点解决精度调控的问题。
然而，现有的辊压、冲压工艺应用于超薄双极板的成形过程中后，发现难以满足燃料电池金属双极板的精度要求，工艺参数、模具参数不合理容易使成形出的流道发生起皱、破裂、变形等问题，因此，需对超薄双极板在成形过程中的精度调控进行研究，以此来提供一种适用于超薄双极板的辊冲复合成形工艺。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，旨在克服现有辊冲压工艺无法满足超薄双极板成形精度要求的缺陷。
本发明的另一目的在于，提供一种燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺，旨在根据上述精度调控方法获取的成形工艺参数应用于超薄双极板的辊压成形和冲压整形中，实现超薄双极板的精度要求。
为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，适用于≤0.1mm的超薄双极板成形工艺，该精度调控方法包括辊压成形过程的精度调控方法和冲压整形过程的精度调控方法。
本发明涉及的辊压成形过程的精度调控方法具体包括：
S11.根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计辊压成形模具相应的尺寸参数，所述辊压成形模具包括上辊凸模、下辊凸模以及上辊凹模、下辊凹模。
S12.构建如公式（1）所示的辊压成形模具尺寸参数与辊压重合度的关系，并调控辊压重合度的取值范围为2-3，再次优化辊压成形模具上下辊半径参数；
，
式中：为上辊凸模顶圆半径，/>为上辊凸模底圆半径，/>为上下辊中心距，T为流道的周期。
S13. 设定辊压过程输入参数的选取范围并根据此输入参数，运用控制变量法建立多组三维辊压模型后进行有限元仿真，并对仿真形成的辊压成形双极板流道的左上、左下、右上、右下四个圆角区的圆角厚度、流道拔模角及流道深度进行数据分析的同时利用Box-Behnken设计方法设计试验组别，并采用多元二次回归模型进行拟合后，获得如下多组输出参数与输入参数之间的函数关系，
；
；
；
；
；
式中，、/>为辊压成形双极板流道圆角厚度，/>、/>为辊压成形双极板流道拔模角，/>为辊压成形双极板流道深度；
通过对所述多组输出参数的数值比较，选取出满足流道整体精度要求的辊压过程输出参数为辊压成形双极板流道圆角厚度，辊压成形双极板流道拔模角/>和辊压成形双极板流道深度/>；其中，作为输入参数的辊压速度v、上下辊凹凸模圆角半径/>以及上下辊凹凸模侧边间隙/>的选取范围为：
，
，
。
S14.将设定的各项辊压输入参数应用至辊压模具中，进行预辊压成形，若辊压成形双极板满足辊压精度要求，则辊压成形精度调控结束；若辊压成形双极板不满足辊压精度要求，则返回S13中重新选择，直至选择出满足辊压精度要求的输入参数范围；其中，辊压成形双极板满足的辊压精度要求为：辊压成形双极板的最小壁厚大于目标双极板壁厚的0.8倍，辊压成形双极板的最小流道深度大于目标双极板流道深度的0.7倍，辊压成形双极板的拔模角误差控制在20°内。
本发明涉及的冲压整形过程的精度调控方法具体包括：
S21.根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计冲压整形模具相应的尺寸参数。
S22.利用获取的冲压整形模具尺寸参数建立不同冲压圆角类型的仿真模型，通过对比选择出最优的冲压圆角类型。
S23.构建冲压凹凸模圆角半径与冲压凹凸模侧边间隙/>的关系，即。
S24.将已获取的各项冲压参数及冲压圆角类型应用至冲压整形模具中，进行预冲压整形，若冲压整形双极板满足冲压精度要求，则冲压整形精度调控结束；若冲压整形双极板不满足冲压精度要求，则返回S23中重新选择，直至选择出满足冲压精度要求的冲压凹凸模圆角半径与冲压模具侧边间隙，其中，冲压整形双极板满足的冲压精度要求为：冲压整形双极板的最小壁厚大于目标双极板壁厚的0.75倍，冲压整形双极板的最小流道深度大于目标双极板流道深度的0.85倍，冲压整形双极板的拔模角误差控制在10°内。
进一步的，所述步骤S11中根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计辊压成形模具相应的尺寸参数，具体包括：
基于目标双极板的加工需求，确定出目标双极板流道轮廓参数；
根据获取的目标双极板流道轮廓参数，按照公式（2）设计辊压成形模具相应的尺寸参数；
，
式中，w为目标双极板的流道宽度，w1为上辊凸模宽度，w2为下辊凸模宽度，s为目标双极板的流道脊背宽度，s1为上辊凹模宽度，s2为下辊凹模宽度，T为流道的周期，t为目标双极板的极板厚度，为目标双极板的流道拔模角，/>为周期对应角度，/>为上辊凸模底圆半径，h为目标双极板的流道深度，h1为上辊凸模高度，h2为下辊凸模高度，k为常数，r1为上下辊凹凸模圆角半径，r为目标双极板的流道圆角半径，e1为上下辊凹凸模侧边间隙。
更进一步的，所述步骤S13中，根据辊压过程输入参数的选取范围，利用选取的输出参数与输入参数之间的函数关系确定出输出参数的范围如下：
0.07mm≤≤0.1mm，
90°≤≤100°，
1.9mm≤≤2mm。
再进一步的，所述步骤S14中预辊压成形过程中设置摩擦系数为0.05～0.15。
进一步的，所述步骤S21中根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计冲压整形模具相应的尺寸参数，具体包括：
基于目标双极板的加工需求，确定出目标双极板流道轮廓参数；
根据获取的目标双极板流道轮廓参数，按照公式（3）设计冲压整形模具相应的尺寸参数；
，
式中，w为目标双极板的流道宽度，w3为上冲压凸模宽度，w4为下冲压凸模宽度，s为目标双极板的流道脊背宽度，s3为上冲压凹模宽度，s4为下冲压凹模宽度，T为流道的周期，h为目标双极板的流道深度，h3为上冲压凸模高度，h4为下冲压凸模高度，k为常数，r2为冲压凹凸模圆角半径，r为目标双极板的流道圆角半径，e2为冲压凹凸模侧边间隙。
更进一步的，所述步骤S22中，利用获取的冲压整形模具尺寸参数建立不同冲压圆角类型的仿真模型，通过对比选择出最优的冲压圆角类型，具体包括以下步骤：
第一，选择出三种不同的冲压圆角类型并结合已获取的冲压整形模具尺寸参数构建出三种不同的仿真模型；其中，三种不同的冲压圆角类型分别为：圆弧圆角、抛物线圆角和锥形圆角；
第二，对三种不同的仿真模型进行冲压仿真，对比三种不同的冲压圆角类型下成形流道的应力应变值，选取出对冲压成形最有利的圆角类型。
再进一步的，所述步骤S24中预冲压整形过程中设置摩擦系数为0.05~0.15。
此外，本发明还提供了一种燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺，该工艺采用了上述涉及的精度调控方法，具体包括以下过程：
将满足辊压精度要求的辊压工艺参数应用至辊压成形工艺中进行辊压成形，获得辊压成形双极板的第一阶段；和
将满足冲压精度要求的冲压工艺参数应用至冲压整形工艺中对辊压成形双极板进行冲压整形，获得所需的冲压整形双极板的第二阶段。
优选地，在所述第一阶段中，通过调节上下辊中心距来减小辊压模具磨损量对辊压成形的影响。
更优地，在所述第二阶段中，根据冲压整形双极板流道深度设置不同的保压时间。
本发明的有益效果：
本发明根据目标双极板的流道轮廓参数设计辊压成形模具相应的尺寸参数，加之控制辊压重合度的范围，同时调节辊压速度、上下辊凹凸模圆角半径和上下辊凹凸模侧边间隙等输入参数的范围使辊压成形双极板的厚度、拔模角、辊压流道深度等输出参数达到辊压精度要求，从而完成辊压成形过程的精度调控；此外，本发明根据目标双极板的流道轮廓参数设计冲压整形模具相应的尺寸参数，然后对比三种冲压模具圆角类型下成形流道的应力应变值，选出对冲压整形最有利的冲压圆角类型，提升材料的流动性能，辅以合适的摩擦系数和冲压速度使成形极板达到最佳效果。本发明解决了超薄金属双极板辊冲复合成形工艺中工艺参数难以确定，成形精度难以调控的问题，因此，本发明的提出可为超薄金属双极板多工步成形工艺提供参考。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中涉及的目标双极板流道轮廓参数示意图；
图2为本发明中涉及的辊压成形模具中设计参数示意图；
图3为本发明中涉及的辊压过程中凹凸模咬合示意图；
图4为本发明中涉及的辊压成形双极板流道圆角区位置示意图；
图5为本发明中涉及的冲压整形模具中设计参数示意图；
图6为本发明在涉及的不同圆角类型及仿真应力应变图；
图7为本发明中涉及的精度调控方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
鉴于现有的辊冲复合成形工艺直接应用于超薄双极板之后，发现燃料电池金属双极板的精度要求难以保证。于是，本发明提出一种适用于超薄双极板的辊冲复合成形工艺以及精度调控方法。
本发明中的超薄双极板具体指的是厚度为≤0.1mm的燃料电池金属双极板。
本发明提出的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，具体包括：辊压成形过程的精度调控方法和冲压整形过程的精度调控方法。如图7所示。
其中，辊压成形过程的精度调控方法具体分为：
S11.根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计辊压成形模具相应的尺寸参数，所述辊压成形模具包括上辊凸模、下辊凸模以及上辊凹模、下辊凹模。
在上述步骤中，首先根据目标双极板的加工需求，确定出目标双极板流道轮廓参数。如图1所示，图1所示的目标双极板流道为高深宽比流道。本发明的目的也是为了最终成形该高深宽比流道。
然后基于获取的目标双极板流道轮廓参数，按照公式（2）设计辊压成形模具相应的尺寸参数，如图2所示；
，
式中，w为目标双极板的流道宽度，w1为上辊凸模宽度，w2为下辊凸模宽度，s为目标双极板的流道脊背宽度，s1为上辊凹模宽度，s2为下辊凹模宽度，T为流道的周期，t为目标双极板的极板厚度，为目标双极板的流道拔模角，/>为周期对应角度，/>为上辊凸模底圆半径，h为目标双极板的流道深度，h1为上辊凸模高度，h2为下辊凸模高度，k为常数，r1为上下辊凹凸模圆角半径，r为目标双极板的流道圆角半径，e1为上下辊凹凸模侧边间隙。
S12.构建如公式（1）所示的辊压成形模具尺寸参数与辊压重合度的关系，并调控辊压重合度的取值范围为2-3，再次优化辊压成形模具上下辊半径参数；
，
式中：为上辊凸模顶圆半径，/>为上辊凸模底圆半径，/>为上下辊中心距，T为流道的周期。
另外，上下辊中心距还可以用以下公式（4）进行表示，如图3所示；
，
式中，为压下间隙且/>，/>为双极板的原始壁厚。
因此，可以看出：辊压重合度主要与上下凸模底圆半径、流道的周期以及上下辊凸模高度有关。
基于上述的分析结论，将上下凸模底圆半径、流道的周期及上下辊凸模高度用控制变量法带入公式（1）计算得到辊压重合度的数据，进而在Design-Expert软件中利用Box-Behnken设计方法设计试验组别，并采用多元二次回归模型进行拟合后，获得辊压重合度与上下凸模底圆半径、流道的周期以及上下辊凸模高度之间的函数关系，如下式：
，
其中，作为输入参数的上辊凸模底圆半径、流道的周期/>以及上辊凸模高度/>的选取范围为：
，
，
。
经计算，上下凸模底圆半径和流道的周期对重合度影响较大，上下辊凸模高度对重合度影响较小，相对于上下凸模底圆半径和流道的周期可忽略不计。重合度过小会影响辊压成形流道的翘曲、回弹，重合度过大会影响辊压成形时材料的流动，造成减薄过大，所以重合度控制在2～3之间为宜，且流道的周期偏小时，上下凸模底圆半径相应取偏小值；流道的周期偏大时，上下凸模底圆半径相应取偏大值。
S13.设定辊压过程输入参数的选取范围并根据此输入参数，运用控制变量法建立多组三维辊压模型后进行abaqus有限元仿真，并对仿真形成的辊压成形双极板流道的各个圆角区圆角厚度、流道拔模角及流道深度进行数据分析，在此步骤中，具体对仿真形成的辊压成形双极板流道的左上A1、左下A2、右上B1、右下B2四个圆角区的圆角厚度、流道拔模角及流道深度进行数值分析，如图4所示，接着利用Box-Behnken设计方法设计试验组别，并采用多元二次回归模型进行拟合后，获得如下多组输出参数与输入参数之间的函数关系，
；
；
；
；
；
式中，、/>为辊压成形双极板流道圆角厚度，/>、/>为辊压成形双极板流道拔模角，/>为辊压成形双极板流道深度。
通过对上述多组输出参数的数值比较，获知右上B1、右下B2圆角处减薄更严重，厚度更小，即厚度略小于/>；同时比较得知，/>略大于/>且辊压成形双极板流道深度/>无明显差异，因此，结合双极板流道的整体精度要求，只要/>和/>达到精度要求，流道其余部分皆可达到精度要求。
所以，选取出满足流道整体精度要求的辊压过程输出参数为辊压成形双极板流道圆角厚度，辊压成形双极板流道拔模角/>和辊压成形双极板流道深度/>。
在上述步骤中，具体构建三维辊压模型的过程为：首先设定辊压过程输入参数中辊压速度、上下辊凹凸模圆角半径和上下辊凹凸模侧边间隙的范围，然后运用控制变量法建立多组三维辊压模型后进行有限元仿真，其中运用控制变量法时是分别将辊压速度v、上下辊凹凸模圆角半径和上下辊凹凸模侧边间隙/>设置为唯一变量，其余两项取值不变，从而建立多组三维辊压模型。三维仿真的具体过程为：将三维模型导入abaqus软件，再将上下辊凸凹模具定义为离散刚体，并在上下辊凸凹模中心分别设一参考点，对双极板板材赋予材料属性，然后设置分析步和场输出变量，接着施加输出载荷和边界条件，采用面与面接触的相互作用方法，选上下成形辊表面作为主面，双极板板材上下表面作为从面，对上成形辊和下成形辊参考点施加转速相同、转动方向相反的角速度，上、下成形辊除了轴线方向的旋转运动外，其余方向自由度均为0；同时再给上下辊凸凹模和双极板板材分别划分网格，为使结果更精确，可在三维的网格模块里选用按边布种的选项将板材沿厚度方向划分为多层，最后提交作业进行仿真，得到输出参数的数据。
其中，作为输入参数的辊压速度v、上下辊凹凸模圆角半径以及上下辊凹凸模侧边间隙/>的选取范围为：
，
，
。
那么，作为输出参数的辊压成形双极板流道圆角厚度，辊压成形双极板流道拔模角/>和辊压成形双极板流道深度/>的取值范围如下：
0.07mm≤≤0.1mm，
90°≤≤100°，
1.9mm≤≤2mm。
S14.将设定的各项辊压输入参数应用至辊压模具中，进行预辊压成形，预辊压成形过程中设置摩擦系数为0.05～0.15；若辊压成形双极板满足辊压精度要求，则辊压成形精度调控结束；若辊压成形双极板不满足辊压精度要求，则返回S13中重新选择，直至选择出满足辊压精度要求的输入参数范围。
其中，辊压成形双极板满足的辊压精度要求为：辊压成形双极板的最小壁厚大于目标双极板壁厚的0.8倍，辊压成形双极板的最小流道深度大于目标双极板流道深度的0.7倍，辊压成形双极板的拔模角误差控制在20°内。
至此，辊压成形过程的精度调控方法结束，接下来介绍的是冲压整形过程的精度调控方法。
本发明冲压整形过程的精度调控方法，具体包括：
S21.根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计冲压整形模具相应的尺寸参数。
第一．基于目标双极板的加工需求，确定出目标双极板流道轮廓参数。如图1所示，图1所示的目标双极板流道为高深宽比流道。本发明的目的也是为了最终成形该高深宽比流道。
第二．根据获取的目标双极板流道轮廓参数，按照公式（3）设计冲压整形模具相应的尺寸参数，如图5所示；
，
式中，w为目标双极板的流道宽度，w3为上冲压凸模宽度，w4为下冲压凸模宽度，s为目标双极板的流道脊背宽度，s3为上冲压凹模宽度，s4为下冲压凹模宽度，T为流道的周期，h为目标双极板的流道深度，h3为上冲压凸模高度，h4为下冲压凸模高度，k为常数，r2为冲压凹凸模圆角半径，r为目标双极板的流道圆角半径，e2为冲压凹凸模侧边间隙。
S22.利用获取的冲压整形模具尺寸参数建立不同冲压圆角类型的仿真模型，通过对比选择出最优的冲压圆角类型。
上述步骤具体分为：首先，选择出三种不同的冲压圆角类型并结合已获取的冲压整形模具尺寸参数构建出三种不同的仿真模型；其中，三种不同的冲压圆角类型分别为：圆弧圆角、抛物线圆角和锥形圆角；然后，对三种不同的仿真模型进行冲压仿真，对比三种不同的冲压圆角类型下成形流道的应力应变值，选取出对冲压成形最有利的圆角类型，如图6所示。
这里所述的圆弧圆角Ⅰ具体为：以0.2mm为半径的90°圆弧；抛物线圆角Ⅱ为具体为：抛物线X轴上方的一半；锥形圆角Ⅲ具体为：在圆角Ⅰ上取40.54°的部分作为此锥形圆角。
参见图6，从应力角度看，使用圆角Ⅰ冲压成形的流道相比其它圆角类型最大应力值较小；使用圆角Ⅱ冲压成形的流道相比其它圆角类型，较大的应力集中区域较小，但最大应力值较大；使用圆角Ⅲ冲压成形的流道除在台阶中部处以外，其他各特征处应力集中均较为严重；这是由于圆角Ⅲ体现在模具上有尖点且尖点所处位置在成形时与板材一直接触，造成局部应力集中且变形很大。
从应变角度看，使用圆角Ⅰ与圆角Ⅱ成形的流道最大应变值最小，这表明所成形的流道在最大应变区的局部相对变形较小，而使用圆角Ⅲ所成形的流道应变较大。综合应力应变来看，圆角Ⅰ对于台阶微流道的成形最有利。
S23.构建冲压凹凸模圆角半径与冲压凹凸模侧边间隙/>的关系，即。
S24.将已获取的各项冲压参数及冲压圆角类型应用至冲压整形模具中，进行预冲压整形，预冲压整形过程中设置摩擦系数为0.05~0.15；冲压整形双极板满足冲压精度要求，则冲压整形精度调控结束；若冲压整形双极板不满足冲压精度要求，则返回S23中重新选择，直至选择出满足冲压精度要求的冲压凹凸模圆角半径与冲压模具侧边间隙。
其中，冲压整形双极板满足的冲压精度要求为：冲压整形双极板的最小壁厚大于目标双极板壁厚的0.75倍，冲压整形双极板的最小流道深度大于目标双极板流道深度的0.85倍，冲压整形双极板的拔模角误差控制在10°内。
此外，本发明还提供了一种燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺，该工艺采用了上述涉及的精度调控方法，具体包括以下过程：
将满足辊压精度要求的辊压工艺参数应用至辊压成形工艺中进行辊压成形，获得辊压成形双极板的第一阶段；和
将满足冲压精度要求的冲压工艺参数应用至冲压整形工艺中对辊压成形双极板进行冲压整形，获得所需的冲压整形双极板的第二阶段。
优选地，在所述第一阶段中，将金属双极板送到辊压凹凸模具啮合的成形区入口，沿成形方向缓慢移动，金属双极板通过辊压凹凸模具带动进入成形区，金属双极板在成形区辊压成形，并自动输出，获得第一步辊压成形双极板。
此外，考虑多次辊压后模具磨损对辊压成形的影响，通过调节上下辊中心距来减小磨损量对成形的影响，保证辊压成形的精度要求，参见公式（5）：
。
更优地，在所述第二阶段中，将获取的辊压成形双极板固定后调整冲压凹模的位置，使其与冲压凸模配合，保证冲压凸模的每个脊都压入冲压凹模相应的槽内，然后调节冲压整形压边力范围为500～3000N以及冲压模具速度的范围为50～150mm/s进行冲压整形，最后获得所需的冲压整形双极板。
此外，在所述第二阶段中，还可以根据冲压整形双极板的流道深度设置相应的保压时间，参见公式（6）：
。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，适用于≤0.1mm的超薄双极板成形工艺，该精度调控方法包括辊压成形过程的精度调控方法和冲压整形过程的精度调控方法，其特征在于，
S1.辊压成形过程的精度调控方法具体包括：
S11.根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计辊压成形模具相应的尺寸参数，所述辊压成形模具包括上辊凸模、下辊凸模以及上辊凹模、下辊凹模；
S12.构建如公式（1）所示的辊压成形模具尺寸参数与辊压重合度的关系，并调控辊压重合度的取值范围为2-3，再次优化辊压成形模具上下辊半径参数；
，
式中：为上辊凸模顶圆半径，/>为上辊凸模底圆半径，/>为上下辊中心距，T为流道的周期，/>为下辊凸模顶圆半径，/>为下辊凸模底圆半径；
S13.设定辊压过程输入参数的选取范围并根据此输入参数，运用控制变量法建立多组三维辊压模型后进行有限元仿真，并对仿真形成的辊压成形双极板流道的左上、左下、右上、右下四个圆角区的圆角厚度、流道拔模角及流道深度进行数据分析的同时利用Box-Behnken设计方法设计试验组别，并采用多元二次回归模型进行拟合后，获得如下多组输出参数与输入参数之间的函数关系，
；
；
；
；
；
式中，、/>为辊压成形双极板流道圆角厚度，/>、/>为辊压成形双极板流道拔模角，/>为辊压成形双极板流道深度；
通过对所述多组输出参数的数值比较，选取出满足流道整体精度要求的辊压过程输出参数为辊压成形双极板流道圆角厚度 ，辊压成形双极板流道拔模角 /> 和辊压成形双极板流道深度 /> ；其中，作为输入参数的辊压速度v、上下辊凹凸模圆角半径/>以及上下辊凹凸模侧边间隙/>的选取范围为：
；
；
；
S14.将设定的各项辊压输入参数的选取范围应用至辊压模具中，进行预辊压成形，若辊压成形双极板满足辊压精度要求，则辊压成形精度调控结束；若辊压成形双极板不满足辊压精度要求，则返回S13中重新选择，直至选择出满足辊压精度要求的输入参数范围；其中，辊压成形双极板满足的辊压精度要求为：辊压成形双极板的最小壁厚大于目标双极板壁厚的0.8倍，辊压成形双极板的最小流道深度大于目标双极板流道深度的0.7倍，辊压成形双极板的拔模角误差控制在20°内；
S2.冲压整形过程的精度调控方法具体包括：
S21.根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计冲压整形模具相应的尺寸参数；
S22.利用获取的冲压整形模具尺寸参数建立不同冲压圆角类型的仿真模型，通过对比选择出最优的冲压圆角类型；
S23.构建冲压凹凸模圆角半径与冲压凹凸模侧边间隙/>的关系，即；
S24.将已获取的各项冲压参数及冲压圆角类型应用至冲压整形模具中，进行预冲压整形，若冲压整形双极板满足冲压精度要求，则冲压整形精度调控结束；若冲压整形双极板不满足冲压精度要求，则返回S23中重新选择，直至选择出满足冲压精度要求的冲压凹凸模圆角半径与冲压凹凸模侧边间隙，其中，冲压整形双极板满足的冲压精度要求为：冲压整形双极板的最小壁厚大于目标双极板壁厚的0.75倍，冲压整形双极板的最小流道深度大于目标双极板流道深度的0.85倍，冲压整形双极板的拔模角误差控制在10°内。
2.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，其特征在于，所述步骤S11中根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计辊压成形模具相应的尺寸参数，具体包括：
基于目标双极板的加工需求，确定出目标双极板流道轮廓参数；
根据获取的目标双极板流道轮廓参数，按照公式（2）设计辊压成形模具相应的尺寸参数；
，
式中，w为目标双极板的流道宽度，w1为上辊凸模宽度，w2为下辊凸模宽度，s为目标双极板的流道脊背宽度，s1为上辊凹模宽度，s2为下辊凹模宽度，T为流道的周期，t为目标双极板的极板厚度，为目标双极板的流道拔模角，/>为周期对应角度，/>为上辊凸模底圆半径，h为目标双极板的流道深度，h1为上辊凸模高度，h2为下辊凸模高度，k为常数，r1为上下辊凹凸模圆角半径，r为目标双极板的流道圆角半径，e1为上下辊凹凸模侧边间隙。
3.根据权利要求2所述的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，其特征在于，所述步骤S13中，根据辊压过程输入参数的选取范围，利用选取的输出参数与输入参数之间的函数关系确定出输出参数的范围如下：
0.07mm≤≤0.1mm
90°≤≤100°
1.9mm≤≤2mm。
4.根据权利要求3所述的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，其特征在于，所述步骤S14中预辊压成形过程中设置摩擦系数为0.05～0.15。
5.根据权利要求4所述的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，其特征在于，所述步骤S21中根据获取的目标双极板流道轮廓参数，设计冲压整形模具相应的尺寸参数，具体包括：
基于目标双极板的加工需求，确定出目标双极板流道轮廓参数；
根据获取的目标双极板流道轮廓参数，按照公式（3）设计冲压整形模具相应的尺寸参数；
，
式中，w为目标双极板的流道宽度，w3为上冲压凸模宽度，w4为下冲压凸模宽度，s为目标双极板的流道脊背宽度，s3为上冲压凹模宽度，s4为下冲压凹模宽度，T为流道的周期，h为目标双极板的流道深度，h3为上冲压凸模高度，h4为下冲压凸模高度，k为常数，r2为冲压凹凸模圆角半径，r为目标双极板的流道圆角半径，e2为冲压凹凸模侧边间隙。
6.根据权利要求5所述的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，其特征在于，所述步骤S22中，利用获取的冲压整形模具尺寸参数建立不同冲压圆角类型的仿真模型，通过对比选择出最优的冲压圆角类型，具体包括以下步骤：
第一，选择出三种不同的冲压圆角类型并结合已获取的冲压整形模具尺寸参数构建出三种不同的仿真模型；其中，三种不同的冲压圆角类型分别为：圆弧圆角、抛物线圆角和锥形圆角；
第二，对三种不同的仿真模型进行冲压仿真，对比三种不同的冲压圆角类型下成形流道的应力应变值，选取出对冲压成形最有利的圆角类型。
7.根据权利要求6所述的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺的精度调控方法，其特征在于，所述步骤S24中预冲压整形过程中设置摩擦系数为0.05~0.15。
8.燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺，采用了权利要求1-7任意一项所述的精度调控方法，其特征在于，包括以下过程：
第一阶段：将满足辊压精度要求的辊压工艺参数应用至辊压成形工艺中进行辊压成形，以获得辊压成形双极板；和
第二阶段：将满足冲压精度要求的冲压工艺参数应用至冲压整形工艺中对辊压成形双极板进行冲压整形，以获得所需的冲压整形双极板。
9.根据权利要求8所述的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺，其特征在于，在所述第一阶段中，通过调节上下辊中心距来减小辊压模具磨损量对辊压成形的影响。
10.根据权利要求9所述的燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺，其特征在于，在所述第二阶段中，根据冲压整形双极板流道深度设置不同的保压时间。
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