燃料电池金属双极板内高压微细成形与连接的复合制造方法及实验研究

双极板昂贵制造成本是制约燃料电池推广应用的瓶颈之一。传统的铣削和刻蚀加工效率低、成本高，而基于冲压成形的金属双极板，冲压成形后仍需焊接装配，不仅引入定位误差，而且焊接变形难于控制，阻碍着金属双极板制造技术的应用。.本项目研究基于微细内高压成形和冷压焊接复合的燃料电池金属双极板高效制造工艺理论。首先针对极板流道微细特征引起的尺度效应问题，建立微细薄板本构模型和摩擦模型，提出了微细内高压成形和冷压焊接过程仿真建模方法；然后，借助于内高压成形与冷压焊接的耦合分析模型，研究内高压成形和冷压焊接工艺间的相互作用机理，揭示工艺参数和微细尺度特征对薄板内高压成形性能和冷压焊接质量的影响规律，建立复合成形工艺的优化设计的方法；最后，建立燃料电池金属双极板复合成形制造原型实验台，在微细成形和冷焊技术上取得创新。形成金属双极板内高压微细成形与冷压焊接复合制造工艺设计理论，为燃料电池大规模、低成本生产奠定基础。