燃料電池電堆是燃料電池汽車的動力來源，每輛汽車需要300-400片雙極板，成本約占電堆的30%。雙極板具有特征尺寸小、相對面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度高等特點。如何做好雙極板精密加工及低成本智能制造是業(yè)界十分關(guān)心的話題。

7月3-4日，由高工氫電、高工產(chǎn)研主辦，以“風(fēng)口上起舞，刀口上前行”為主題的“2019高工氫電產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在上海浦東嘉里大酒店3樓浦東廳盛大舉辦，來自車企、電堆及系統(tǒng)、核心材料、關(guān)鍵零部件、設(shè)備及氫氣制儲運(yùn)等產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的超500位企業(yè)高層將共聚一堂，圍繞產(chǎn)品技術(shù)、行業(yè)發(fā)展趨勢及企業(yè)應(yīng)對策略展開深度探討交流。

在7月4日會議現(xiàn)場，上海治臻新能源裝備有限公司（下稱“上海治臻”）總經(jīng)理藍(lán)樹槐博士發(fā)表了“燃料電池金屬極板發(fā)展趨勢與產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)”的主題演講。

上海治臻新能源裝備有限公司總經(jīng)理藍(lán)樹槐博士

上海治臻成立于2016年3月，由上海交通大學(xué)技術(shù)團(tuán)隊發(fā)起，上汽創(chuàng)投等單位參與設(shè)立，是國內(nèi)第一家專業(yè)的金屬極板研發(fā)與制造企業(yè)。上海治臻技術(shù)團(tuán)隊十余年來專注于燃料電池金屬極板的開發(fā)，在極板構(gòu)型設(shè)計、超薄板精密成形和高速激光焊接、高性能復(fù)合納米涂層和一體化密封等方面擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵核心技術(shù)，擁有20余項發(fā)明專利，形成了系統(tǒng)的金屬極板設(shè)計與制造能力。

上海治臻基于自主技術(shù)建設(shè)了國內(nèi)首條金屬雙極板生產(chǎn)線，目前已獲得主機(jī)廠超過5千臺的量產(chǎn)車配套訂單，并通過了IATF16949和ISO9001體系認(rèn)證。公司致力于中國燃料電池的產(chǎn)業(yè)化，以自主研發(fā)的核心技術(shù)助力推動中國氫能行業(yè)發(fā)展。

藍(lán)樹槐表示，車用燃料電池對雙極板有“低成本、體積小、重量輕，使用壽命長、穩(wěn)定性好，良好的機(jī)械性能，抗沖擊、抗震動性能好”等要求?；凇皼_壓+焊接+涂層工藝”的金屬雙極板及其電堆，成為國際各大汽車公司的核心技術(shù)。

總體來看，金屬雙極板制造思路可以用三個關(guān)鍵詞來概括：1、精密——成形誤差控制，焊接變形控制；2、耐久——多層納米涂層；3、穩(wěn)健——質(zhì)量檢測與工藝控制。

由于行業(yè)仍然處于發(fā)展初級階段，技術(shù)與工藝并不成熟，目前金屬雙極板制造面臨的挑戰(zhàn)主要有：1、燃料電池汽車定制需求多樣化：全球共有整車制造商約500家，汽車的多用途、多型號對燃料電池電堆及其核心零部件提出多樣化、定制化的柔性制造要求；

2、車用燃料電池制造工藝要求高：燃料電池電堆由數(shù)百片極板和膜電極串聯(lián)裝配而成，其制造偏差和殘次品等引入層疊式結(jié)構(gòu)極易引起電堆失效。因此，電堆高比功率、高可靠性等對燃料電池雙極板制造水平提出更高的要求；

3、超薄金屬極板高質(zhì)量大批量制造難度高：如何加工精密金屬極板流道，如何制備耐久金屬極板涂層，如何實現(xiàn)低成本智能制造等都還有待探索和提高。

面對諸多挑戰(zhàn)，上海治臻開發(fā)了“全工藝鏈集成”關(guān)鍵自主核心技術(shù)，包括基于多物理場耦合優(yōu)化的極板設(shè)計方法、基于機(jī)理分析指導(dǎo)的精密制造工藝及基于“原子尺度”構(gòu)建的功能性涂層工藝等。同時，公司提出面向大規(guī)模量產(chǎn)的智能制造穩(wěn)健工藝開發(fā)，包括雙極板制造工藝穩(wěn)健設(shè)計方法，提高參數(shù)敏感性分析和穩(wěn)健優(yōu)化，顯著降低質(zhì)量對工藝波動的敏感性等。

藍(lán)樹槐透露，上海治臻通過自主設(shè)計完成了金屬雙極板大規(guī)模批量制造生產(chǎn)線的建設(shè)，實現(xiàn)金屬極板由板型設(shè)計到全工藝鏈加工的交付能力，設(shè)計年產(chǎn)能達(dá)到50萬片，形成千輛車級別配套能力。

事實上，上海治臻金屬極板已實現(xiàn)跨行業(yè)多領(lǐng)域應(yīng)用。公司累計開發(fā)6代具有自主知識產(chǎn)權(quán)的金屬雙極板，主要應(yīng)用于燃料電池汽車、船舶動力和無人機(jī)等新能源裝備領(lǐng)域，支持了上汽等國內(nèi)多家汽車主機(jī)廠和新源動力等燃料電池電堆企業(yè)的燃料電池金屬板電堆技術(shù)發(fā)展。