[发明专利]一种燃料电池金属双极板成形误差检测装置

说明书

本发明涉及一种燃料电池金属双极板成形误差检测装置，包括固定架(1)、激光线扫描仪(2)、三维轮廓检测仪(3)、轮廓扫描仪导轨(4)、同步伺服电机(5)、线扫描仪导轨(6)、可移动定位销(7)、定位销导轨(8)、多孔定位板(9)，通过激光线扫描仪(2)获取金属双极板流道截面特征信息，通过三维轮廓检测仪(3)获取金属双极板在自由状态下的整体翘曲形貌和固定状态下的平面度信息，通过可移动定位销(7)和多孔定位板(9)对不同尺寸金属双极板的固定和定位。与现有技术相比，本发明通过一次检测即可完整获取双极板的误差信息，显著提升测试效率，易于调节、适用性强。

技术领域

本发明涉及燃料电池金属双极板，尤其是涉及一种燃料电池金属双极板成形误差检测装置。

背景技术

金属双极板是燃料电池的关键部件之一，被称之为燃料电池的骨架，其作用是收集并传导电流、分隔反应气体、提供冷却水通道、支撑电池等。出于对燃料电池能量转化效率和生产经济性的双重考量，现有金属双极板多通过0.1mm左右厚度的超薄金属板冲压制备。由于超薄板材加工的困难和冲压过程难以避免的回弹现象，成形后的双极板会存在一定的成形误差。同时，由于金属双极板特征结构多在亚微米尺度，对成形精度要求较高，因而如何快速且全面地获得双极板成形误差信息，对于模具设计和实际加工过程具有重要的指导意义。

金属双极板成形误差的来源主要包含两个方面。首先，是在自由状态下双极板的整体翘曲和固定状态下双极板表面的平面度误差，这两部分误差体现在双极板的厚度方向，尺度在毫米和亚毫米范围内。在后续装配过程中，上述误差的存在会导致双极板之间压力分布的不均匀，进而产生局部过热等不利影响。其次，是双极板微细沟槽结构的成形误差，沟槽结构作为反应气体和冷却水的传输通道，其成形精度可直接影响燃料电池的整体性能。该部分的尺度在微米数量级。

可以发现，对于双极板成形误差的测量，涉及到两种数量级不同的误差来源。因此，如何在一套测量设备中，针对双极板全面准确地测量各部分的成形误差，是需要解决的主要问题，但该方面的研究仍未见报道。

经现有文献检索发现，中国专利公开号为：CN202452968U，名称为：三维表面形貌的测量台架，包含测量仪、测量平台、XYZ三轴移动装置，测量仪安装在对应的移动装置上。该技术的缺点是：仅包含单一Z轴方向测量仪，难以满足金属双极板多种误差的测量；同时，未对测量误差、精度和速率做出说明，无法直接应用于金属双极板误差测量。

又经文献检索发现，中国专利公开号为：CN209147920U，名称为：一种表面全场微观三维形貌自动检测仪，包含步进电机滑台、底座、X/Y向步进电机导轨、接触式电感传感器、激光移位传感器、传感器连接件、CCD相机等，所述的CCD摄像头能进行检测前的路径规划及检测过程中的路径纠偏。该技术的缺点是：该装置探头主要为获取微米级别的表面微观结构信息，针对金属双极板毫米级的整体翘曲和平面度误差进行测量较为困难；同时其测量范围有限，测量速度低，难以满足双极板大面积测量需求。

再经文献检索发现，中国专利公开号为：CN209857855U，名称为：一种大视场表面形貌测量仪，其包含载物台，载物台包括正方体状的载物台本体，载物台本体内设有空腔，载物台本体的前后侧面上均设有两个连通空腔的通孔；载物台本体的前后两侧处均设有用于对载物台本体上的待测工件进行夹持的夹持板，空腔内对应夹持板且沿前后方向可滑动。该技术的缺点是：该测量仪主要测量物体表面的微纳结构信息，难以对双极板的整体翘曲误差进行测量，且其加持方案无法满足金属双极板的定位需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用性强，误差测量全面的燃料电池金属双极板成形误差检测装置，可满足不同尺寸金属双极板整体形貌误差和流道微结构成形误差同时测量的测量要求。