 传统的PEM燃料电池使用拉杆、螺母和Belleville垫圈提供轴向压缩力，以确保流体密封和充分的电气连接。但是，假设使用Ballard使用的金属压缩带，如美国专利5993987（图1）所述。将两个2厘米宽的不锈钢带轴向缠绕在电堆周围，并拧紧至预定的电堆压缩载荷，然后将不锈钢带的端部彼此点焊在一起。端板的低导电性允许它们作为绝缘体，以防止电池堆短路。端板中的定制凹槽用于方便地接近带子的下表面，以便进行焊接。双极板的边缘不接触压缩带，因为这会使电堆电短路。  图1 电堆压缩带概念（图由美国专利5,993,987提供） 电堆组装成本基于摊销的工作站成本和执行所需操作的估计时间。分析了两种电堆组装方法：手动和半自动。 在每年1000个系统的最低生产率下，选择手动装配。手动装配由工人用手分别获取和放置电堆的每个元件组成：端板、绝缘体、导电板、双极板、密封MEA、双极板等。整个电堆在单个工作站上组装。工人按顺序（垂直）构建电堆，然后用金属压缩带绑定单电池。已完成的电堆通过传送带从工作站中卸下。 在更高的生产水平上，电堆组装是半自动的，需要更少的时间和劳动力并确保卓越的质量控制。这被称为“半自动”，因为终端组件（端板、导电板和初始电池）是手动组装的，但约380个单元电池重复单元是通过自动夹具组装的。图2详细说明了装配工作站的布局，图3和图4列出了其他加工参数。  图2 半自动化电堆组装工作流程图 组装后，每个电堆都被运送到泄漏检查站，在那里三组流体通道（氢气、空气和冷却剂）分别用气体加压并监测泄漏情况。该测试非常简短，仅用于验证气体和液体密封。电堆的完整性能测试将在电堆活化期间进行。 如图5所示，电堆组装相当便宜，从最高1.00美元/kWnet到仅0.47美元/kWnet不等。唯一的材料成本是压缩金属带的成本。  图3 电堆组装工艺参数  图4 电堆组装过程的机器速率参数  图5 电堆组装的成本明细 |
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