一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置及加工方法，该加工装置包括顶座，顶座下方固定有安装座，安装座一侧开有水平的金属板插槽，金属板插槽上方的安装座内具有与金属板插槽连通的空腔，安装座底面上安装有紧固件；安装座下方水平设置有水平支座，水平支座的一侧与第三滑块固接，水平支座上设置有沿x轴方向设置有第四滑轨，第四滑轨上滑动安装有第四滑块，第四滑块上设置有第一衬板，第一衬板上设置有压力传感器，压力传感器上设置有第二衬板，第二衬板上设置有位移传感器，位移传感器上设置有第三衬板，第三衬板上安装有微成型模头。采用该金属流场板的加工装置，可以制得流道深浅均匀的金属流场板。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置及方法
本专利技术涉及质子交换膜燃料电池
，具体涉及一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置及加工方法。
技术介绍
燃料电池是一种可以高效地将燃料和氧化剂通过电极反应直接转化为电能的发电装置。质子交换膜燃料电池(PEMFC，Protonexchangemembranefuelcells)是以固体质子交换膜为电解质，氢气或甲醇为燃料，空气或氧气为氧化剂的燃料电池。PEMFC的核心是膜MEA和双极板，膜MEA是电化学反应的场所，双极板实现气体均匀分配、收集电流以及排水。为了气体分配和收集电流，双极板通常需具有良好的导电性能、导热性能、抗燃料和氧化剂的穿透性和在电化学环境中的抗腐蚀性能等。双极板包括配对的两个流场板，流场板多种多样，常见的有多孔体流场和由各种金属网构造的网状流场板，点状、部分蛇型流场板、交指状流场等。流场板的材料通常采用石墨或者金属。石墨材料的脆性和机加工性能较差，并且重量占整个燃料电池的总重量的比重过高，成本也过高，从而限制了其工业化生产。相对而言，金属材料的导电、导热性能较好，强度高，较容易实现批量化生产。金属材料的流场板的加工通常采用冲压成形、辊压等塑性变形的手段，或者利用基于微机电系统（MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem）的微加工技术，如电化学蚀刻、光刻等。此外，还有采用微成型进行加工成形的。但现有的微成型加工方法在实际应用过程中容易出现流道深浅不均匀的问题，从而影响了制得的质子交换膜燃料电池的性能。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提供一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置，以解决现有的微成型加工中流道深浅不均匀的问题。第一方面，提供一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置，包括顶座，所述顶座下方固定有安装座，所述安装座一侧开有水平的金属板插槽，所述金属板插槽上方的安装座内具有与所述金属板插槽连通的空腔，所述安装座底面上安装有紧固件；所述顶座下方、安装座的一侧沿y轴方向固定有第一滑轨，第一滑块与所述第一滑轨滑动安装，所述第一滑块下方垂直安装有立柱，所述立柱底部与第二滑块固接，所述第二滑块与沿y轴方向设置的第二滑轨滑动安装，所述立柱上沿z轴方向固定有第三滑轨，所述第三滑轨上滑动安装有第三滑块；所述安装座下方水平设置有水平支座，所述水平支座的一侧与所述第三滑块固接，所述水平支座上设置有沿x轴方向设置有第四滑轨，所述第四滑轨上滑动安装有第四滑块，所述第四滑块上设置有第一衬板，所述第一衬板上设置有压力传感器，所述压力传感器上设置有第二衬板，所述第二衬板上设置有位移传感器，所述位移传感器上设置有第三衬板，所述第三衬板上垂直安装有微成型模头。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，在所述第三衬板上微成型模头的两侧对称设有两个调节座，两个所述调节座上分别旋转安装有两个倒L型压板，并且所述倒L型压板的顶面水平，所述安装座内的空腔内填充有柔性模。结合第一方面的第一种实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述调节座与所述第三衬板通过螺旋升降组件连接。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述微成形模头通过模头座安装在所述第三衬板上，所述模头座内开有梯形槽，所述微成型模头包括突起部和挤压头，所述突起部适配安装与所述梯形槽内，所述挤压头通过可升降连接件与所述突起部连接。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，该加工装置还包括控制单元，所述控制单元分别与所述压力传感器和位移传感器连接，用于接收所述压力传感器检测到的压力值和所述位移传感器检测到的位移值，以及根据微成型模头的预设顶压量、所述压力值和所述位移值调整所述微成型模头的实际顶压量。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述控制单元还用于根据所述微成型模头的预设运动轨迹调整所述倒L型压板的旋转角度，以使两个所述倒L型压板的内侧一端的连线与所述微成型模头的运动方向垂直。第二方面，提供一种利用前述第一方面的任一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置加工金属流场板的方法，包括以下步骤：将金属板插入质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置的金属板插槽内，拧紧所述安装座底面上的紧固件以固定所述金属板；根据所述微成型模头的预设运动轨迹驱动所述第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块，以使所述金属板上形成流道，得到金属流场板。结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，还包括：根据微成型模头的预设顶压量和所述位移值调整所述微成型模头的实际顶压量。结合第二方面的第一种实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，还包括：如果所述压力传感器所检测到的压力值超过预设压力值，则停止驱动所述第一滑块、第二滑块和第四滑块，并驱动所述第三滑块向下移动。结合第二方面及上述可能的实现方式，在第二方面第三种可能的实现方式中，将金属板插入质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置的金属板插槽内的步骤之前，还包括：清理所述金属板，并在所述金属板的表面以及所述微成型模头表面涂刷润滑剂。采用本申请的金属流场板加工装置，首先通过第一滑轨和第二滑轨，使微成型模头能够沿y轴方向移动，通过第三滑轨使微成型模头能够沿z轴方向移动，通过第四滑轨使微成型模头能够沿x轴方向移动，四者共同使得微成型模头可以在三个维度自由地移动，便于随时调整微成型模头的运动轨迹。其次将安装座安装在顶座下方，通过在安装座内开设水平的金属板插槽来放置金属板，然后通过安装座底面两边的紧固件将金属板固定在金属板插槽内，从而将金属板稳固地固定在微成型模头的上方。再通过在第四滑块上依次设置有第一衬板、压力传感器、第二衬板、位移传感器、第三衬板和微成型模头，从而将压力传感器和位移传感器固定在为微成型模头的下方，检测微成型模头在垂直方向上受到的压力以及在垂直方向上的位移值。上述的金属流场板加工装置在使用时，由于金属板的两侧被固定住，而中间没有支撑点，因此其中间部分受到其自身的重力而与周边部分产生细微的高度差。当下方的微成型模头向上顶压时，金属板中间部分受到的顶压力的两相对较金属板周边部分略多一些。又由于金属板周边被固定住，其周边部分的材料在加工时流动性相对较差，不容易发生回弹；而中间部分的流动性相对较好，回弹的力略微比周边部分多一些。通过金属板不同位置的自身重力作用，以及加工后金属板不同位置的回弹作用，二者协同，使得最终加工出的流道的深度更加均匀一致，进而改善了流场板的导流、气体分配和排水性能。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置的其中一个具体实施方式的结构示意图；图2为图1的质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置中安装座的仰视结构示意图；图3为图1的质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置中A的局部放大示意图；图4为图1的本申请质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置的另一个具体实施方式的局部结构示意图。附图标记说明：顶座1；安装座11；金属板插本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置，其特征在于，包括顶座（1），所述顶座（1）下方固定有安装座（11），所述安装座（11）一侧开有水平的金属板插槽（111），所述金属板插槽（111）上方的安装座（11）内具有与所述金属板插槽（111）连通的空腔（112），所述安装座（11）底面上安装有紧固件（12）；所述顶座（1）下方、安装座（11）的一侧沿y轴方向固定有第一滑轨（21），第一滑块（22）与所述第一滑轨（21）滑动安装，所述第一滑块（22）下方垂直安装有立柱（23），所述立柱（23）底部与第二滑块（25）固接，所述第二滑块（25）与沿y轴方向设置的第二滑轨（24）滑动安装，所述立柱（23）上沿z轴方向固定有第三滑轨（26），所述第三滑轨（26）上滑动安装有第三滑块（27）；所述安装座（11）下方水平设置有水平支座（28），所述水平支座（28）的一侧与所述第三滑块（27）固接，所述水平支座（28）上设置有沿x轴方向设置有第四滑轨（31），所述第四滑轨（31）上滑动安装有第四滑块（32），所述第四滑块（32）上设置有第一衬板（33），所述第一衬板（33）上设置有压力传感器（34），所述压力传感器（34）上设置有第二衬板（35），所述第二衬板（35）上设置有位移传感器（36），所述位移传感器（36）上设置有第三衬板（37），所述第三衬板（37）上垂直安装有微成型模头（39）。...

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池金属流场板的加工装置，其特征在于，包括顶座（1），所述顶座（1）下方固定有安装座（11），所述安装座（11）一侧开有水平的金属板插槽（111），所述金属板插槽（111）上方的安装座（11）内具有与所述金属板插槽（111）连通的空腔（112），所述安装座（11）底面上安装有紧固件（12）；所述顶座（1）下方、安装座（11）的一侧沿y轴方向固定有第一滑轨（21），第一滑块（22）与所述第一滑轨（21）滑动安装，所述第一滑块（22）下方垂直安装有立柱（23），所述立柱（23）底部与第二滑块（25）固接，所述第二滑块（25）与沿y轴方向设置的第二滑轨（24）滑动安装，所述立柱（23）上沿z轴方向固定有第三滑轨（26），所述第三滑轨（26）上滑动安装有第三滑块（27）；所述安装座（11）下方水平设置有水平支座（28），所述水平支座（28）的一侧与所述第三滑块（27）固接，所述水平支座（28）上设置有沿x轴方向设置有第四滑轨（31），所述第四滑轨（31）上滑动安装有第四滑块（32），所述第四滑块（32）上设置有第一衬板（33），所述第一衬板（33）上设置有压力传感器（34），所述压力传感器（34）上设置有第二衬板（35），所述第二衬板（35）上设置有位移传感器（36），所述位移传感器（36）上设置有第三衬板（37），所述第三衬板（37）上垂直安装有微成型模头（39）。2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，在所述第三衬板（37）上微成型模头（39）的两侧对称设有两个调节座（372），两个所述调节座（372）上各自旋转安装有一个倒L型压板（371），并且所述倒L型压板（371）的顶面水平，所述安装座（11）内的空腔（112）内填充有柔性模（113）。3.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于，所述调节座与所述第三衬板（37）通过螺旋升降组件（373）连接。4.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述微成形模头（39）通过模头座（391）安...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣旭，
申请(专利权)人：李荣旭，
类型：发明
国别省市：北京,11