今天来给大家分享关于氢燃料电池电堆生产工艺中涉及的设备，以及主要设备厂商。氢燃料电池电堆的组装比较简单，就是把端板、集流板、绝缘板、双极板、膜电极按特定顺序堆叠，难的是堆叠过程中保证一致性、密封性等。

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图源自赛蓝得氢能

氢燃料电池电堆生产工艺流程为：堆叠和预装配——压缩——张紧——泄漏测试——定型装配——活化和测试——成品。

1.堆叠

• 开始时先将下端板和集流板、绝缘板放到组装工作台上定位好。（也有将绝缘板和端板做成一体的结构）
• 需注意MEA、BPP的产品可追溯性，可以引入Barcode系统等。
• 将MEA、BPP（含密封垫片）、MEA、BPP这样依次循环堆叠，直到达到设计所需求的数量为止。（当然有些厂商有将GDL和密封垫分离于MEA或者BPP，也没关系依次堆叠就好）
• 最后，将有介质接口的端板以及集流板、绝缘板堆叠在最上层。
• 堆叠过程需要定位治具确保各部件边缘精确对齐。

电堆堆叠机，图源自昆龙卓盈

2.压紧

• 压紧是需要借助压力设备的。
• 通过施加压力，各个部件（包含密封垫）被压紧，以产生密封的效果。
• 压紧可以降低各部件间的接触电阻。
• 压力的合理调节和管控既保证被充分压紧又避免因过载而损坏。
• 均匀压紧是对电堆功率密度和寿命保证的基本要求。

伺服压力机，鑫台铭

燃料电池电堆压装机，鑫柏奥

氢燃料电池电堆压装机，京源中科

燃料电池电堆组装加压气密一体机，欧森科技

3.张紧

• 使用张力带或者拉杆确保电堆被压紧并永久定型。
• 要在压力机装置内完成以上动作。
• 一般采用金属或者碳纤维的拉力带，并有序均匀分布拉紧固定。
• 拉带的连接处有焊接、连接头、夹具或者异形弯曲结构来固定连接。
• 拉带也可以和端板面上凹槽进行搭配固定，并用螺丝锁住。

电堆的两种张紧固定方式

电堆绑带焊接机，联赢激光

电堆自动绑扎焊接机，联赢激光

4.泄漏测试

• 采用压降测试或者流量测试来检测电堆的密封性能。
• 将测试介质气体输入到电堆和泄漏测试设备（如图所示）。
• 采用压降法：在关闭介质气体输入后观察压力变化来判断分析泄漏状况
• 流量测试法：打开介质气体输入，观察终端流量变化分析判断泄漏状况。
• 既要确定电堆整体密封性能，也要判断单体泄漏状况。

电堆气密性检测台，联赢激光

5.其他附件装配

• CVM主要用来采集各单体电池电压。
• CVM采集电压触点一般用导电树脂连接到电梯电池上，也有采用焊接或者夹具等方式。
• 电池高压输出母线连接到集电器上。
• 将电堆装入壳体内。
• 外壳盖也是配电盘，也包含所有介质输入和输出以及传感器和高压电缆等连接。

电堆绑带焊接机，联赢激光

电堆自动绑扎焊接机，联赢激光

6.电堆活化与测试

• 将组装好的电堆放置于搭建好的测试台架上。
• 测试系统需要有符合需求的氢气以及空气供给，还有独立的电子负载。
• 在活化过程可以采用恒流。恒压。变载以及不同湿度下进行有规律切换来进行（之前有篇单独谈电堆活化的文章，有兴趣请去翻阅）。
• 确定并记录极化曲线，以评价电堆性能。
• 特别说明：某些时候活化后需要再次进行泄漏测试。

在这个过程中，涉及到的设备主要有伺服装堆机（电堆压合机）、气密性检测机、激光焊接机、输送系统等等。下面整理了一波相关设备厂商，以供参考。

7、电堆生产整线

2022年7月，先导智能旗下江苏氢导智能装备有限公司交付捷氢科技燃料电池电堆整线项目

燃料电池电堆组装生产线，联赢激光

石墨板电堆装配生产线，绿保科技

电堆组堆线，魔方新能源

可以看到，目前涉及氢燃料电堆生产相关设备的企业有先导智能、联赢激光、京源中科、绿保科技、昆龙卓盈、魔方新能源、世泓智能、鑫台铭、鑫柏奥、欧森科技等，另外，氢燃料电池电堆企业有：捷氢科技、潍柴动力、神力科技、新源动力、氢璞创能、国氢科技、国鸿氢能、雄韬电源、明天氢能、东方电气等。