本發(fā)明涉及氫燃料電池，具體涉及一種金屬極板成形裝置和金屬極板成形方法。

背景技術(shù)：

1、金屬極板作為氫燃料電池的核心部件之一，具備分隔反應(yīng)氣體、收集并傳導(dǎo)電流、支撐膜電極、實現(xiàn)整個燃料電池系統(tǒng)快速散熱和排水等功能。目前，金屬極板常采用鈦材和不銹鋼為基材，并通過冷沖壓的方式進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。由于極板流道的深寬比較大，沖壓過程中往往會導(dǎo)致極板流道的圓角處發(fā)生破裂。此外，由于極板局部特征復(fù)雜，則在沖壓過程中發(fā)生不均勻的變形，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)力在極板中不均勻分布，使得極板沖壓成形后存在嚴(yán)重的翹曲變形和局部起皺等問題，嚴(yán)重降低了極板的成形精度和質(zhì)量，影響電堆的整體性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的實施例提出一種金屬極板成形裝置和金屬極板成形方法。

2、本發(fā)明實施例的金屬極板成形裝置，包括預(yù)熱器和成形模具，所述預(yù)熱器用于對極板進(jìn)行加熱，所述成形模具合模后可對極板進(jìn)行沖壓成形，所述成形模具上設(shè)有加熱部和制冷部，所述加熱部可用于加熱所述成形模具內(nèi)的極板，所述制冷部可用于冷卻所述成形模具內(nèi)的極板。

3、因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬極板成形裝置具有便于提高極板的成形精度和一致性的優(yōu)點。

4、在一些實施例中，所述成形模具的上模和下模中的至少一者上設(shè)有所述加熱部；

5、所述成形模具的上模和下模中的至少一者上設(shè)有所述制冷部。

6、在一些實施例中，所述成形模具的上模板和下模板上均設(shè)有加熱腔和制冷腔，所述加熱腔內(nèi)設(shè)有加熱器，所述制冷腔具有第一進(jìn)口和第一出口，所述第一進(jìn)口用于向所述制冷腔內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，所述第一出口用于冷卻介質(zhì)流出所述制冷腔。

7、在一些實施例中，所述加熱腔和所述制冷腔均為沿第一方向延伸的腔體，所述成形模具的上模板和下模板上均設(shè)有多個所述加熱腔和多個所述制冷腔，多個所述加熱腔和多個所述制冷腔沿第二方向依次交替設(shè)在所述成形模具的上模板上，多個所述加熱腔和多個所述制冷腔沿第二方向依次交替設(shè)在所述成形模具的下模板上，上下方向、所述第一方向和所述第二方向中的任兩者相垂直；

8、所述預(yù)熱器具有預(yù)熱腔和傳送部，所述預(yù)熱腔在所述第二方向遠(yuǎn)離所述成形模具的一側(cè)設(shè)有預(yù)熱進(jìn)口，所述預(yù)熱腔在所述第二方向鄰近所述成形模具的一側(cè)設(shè)有預(yù)熱出口，所述傳送部通過所述預(yù)熱進(jìn)口和所述預(yù)熱出口穿設(shè)于所述預(yù)熱腔內(nèi)，所述傳送部用于傳送極板，所述預(yù)熱腔內(nèi)具有環(huán)設(shè)在所述傳送部周側(cè)的加熱單元。

9、在一些實施例中，所述加熱器為電阻加熱棒或者電磁加熱棒；

10、所述的冷卻介質(zhì)為冷卻水或者冷卻氣體；

11、所述加熱單元為電阻加熱單元或電磁感應(yīng)加熱單元；

12、所述預(yù)熱器設(shè)在安裝架上，所述預(yù)熱器和所述安裝架之間設(shè)有隔熱板；

13、所述傳送部包括多個傳送軸輥；

14、所述預(yù)熱器和所述成形模具均為多個，每個所述成形模具均有一個與其配合的預(yù)熱器，多個所述成形模具可依次為極板進(jìn)行沖壓成形。

15、在一些實施例中，所述金屬極板成形裝置包括送料裝置和下料模具，所述送料裝置可將帶材輸送至所述下料模具內(nèi)，所述下料模具用于將帶材切割為極板坯料；

16、所述下料裝置和所述預(yù)熱器之間設(shè)有用于轉(zhuǎn)移極板的機(jī)械手，所述預(yù)熱器和所述成形模具之間設(shè)有用于轉(zhuǎn)移極板的機(jī)械手。

17、本發(fā)明還提出了一種利用上述的金屬極板成形裝置的金屬極板成形方法，包括以下步驟：

18、s1、將極板坯料送入預(yù)熱器中進(jìn)行加熱至第一預(yù)設(shè)溫度；

19、s2、將加熱至第一預(yù)設(shè)溫度的極板坯料轉(zhuǎn)移至成形模具內(nèi)，所述成形模具合模以便將極板坯料沖壓成形為成形極板，在所述成形模具合模后的第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述成形模具內(nèi)的加熱部對成形極板進(jìn)行加熱；

20、s3、在所述成形模具合模后的第二預(yù)設(shè)時間后，所述成形模具內(nèi)的所述加熱部停止對成形極板進(jìn)行加熱，所述成形模具的制冷部對成形極板冷卻第三預(yù)設(shè)時間后開模，以便取出成形極板。

21、在一些實施例中，在所述步驟s1中，所述第一預(yù)設(shè)溫度大于等于極板坯料的再結(jié)晶溫度；

22、在所述步驟s2中，所述第二預(yù)設(shè)時間大于等于0.5秒且小于等于1秒；

23、在所述步驟s3中，所述第三預(yù)設(shè)時間大于等于1秒且小于等于3秒。

24、在一些實施例中，在所述步驟s1中，利用送料裝置將帶材輸送至下料模具中，所述下料模具合模切割出極板坯料后，利用機(jī)械手將極板坯料轉(zhuǎn)移至所述預(yù)熱器內(nèi)進(jìn)行加熱；

25、在所述步驟s2中，在所述成形模具內(nèi)的加熱部開啟以便對所述成形模具的模板進(jìn)行加熱后，將加熱至第一預(yù)設(shè)溫度的極板坯料轉(zhuǎn)移至所述成形模具內(nèi)，所述成形模具內(nèi)的加熱部將成形極板的溫度加熱至200℃以上；

26、在所述步驟s3中，在所述成形模具內(nèi)的成形極板取出后，將所述成形模具內(nèi)的加熱部開啟。

27、在一些實施例中，所述預(yù)熱器和所述成形模具為多個；

28、在一個所述成形模具內(nèi)依次實施所述步驟s2和所述步驟s3后，將成形極板送入所述預(yù)熱器中進(jìn)行加熱至所述第一預(yù)設(shè)溫度后，將加熱至所述第一預(yù)設(shè)溫度的成形極板轉(zhuǎn)移至下一個所述成形模具內(nèi)并依次實施所述步驟s2和所述步驟s3，直至完成對成形極板的沖壓成形。

技術(shù)特征：

1.一種金屬極板成形裝置，其特征在于，包括預(yù)熱器和成形模具，所述預(yù)熱器用于對極板進(jìn)行加熱，所述成形模具合模后可對極板進(jìn)行沖壓成形，所述成形模具上設(shè)有加熱部和制冷部，所述加熱部可用于加熱所述成形模具內(nèi)的極板，所述制冷部可用于冷卻所述成形模具內(nèi)的極板。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬極板成形裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬極板成形裝置，其特征在于，所述成形模具的上模板和下模板上均設(shè)有加熱腔和制冷腔，所述加熱腔內(nèi)設(shè)有加熱器，所述制冷腔具有第一進(jìn)口和第一出口，所述第一進(jìn)口用于向所述制冷腔內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，所述第一出口用于冷卻介質(zhì)流出所述制冷腔。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬極板成形裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬極板成形裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的金屬極板成形裝置，其特征在于，

7.一種利用權(quán)利要求1-6任一項所述的金屬極板成形裝置的金屬極板成形方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬極板成形方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬極板成形方法，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬極板成形方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種金屬極板成形裝置和金屬極板成形方法。本發(fā)明的金屬極板成形裝置，包括預(yù)熱器和成形模具，所述預(yù)熱器用于對極板進(jìn)行加熱，所述成形模具合模后可對極板進(jìn)行沖壓成形，所述成形模具上設(shè)有加熱部和制冷部，所述加熱部可用于加熱所述成形模具內(nèi)的極板，所述制冷部可用于冷卻所述成形模具內(nèi)的極板。因此，根據(jù)本發(fā)明的金屬極板成形裝置具有便于提高極板的成形精度和一致性的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：杜瑜賓,楊培勇,柯文正,鄭楒禹,趙青云,武飛宇,陸維,盧華興
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6