2026-04-11 17:28:50
4253
雖然這塊長40厘米、寬10limidejinshubopianbiaomianzaoxingpoweifuza,danzaiwaixingrenkanlai,yexubingmeiyouduoshaotebiezhichu。erzaiquanqiuxinnengyuanqicheranliaodianchideyanfazheyanzhong,zhekuaimingweijinshushuangjibandechanpinqueshitamenziziyiqiudegongguanmubiao。
“在汽車零部件中拆下任何一個衝壓件,都找不到表麵特性有這麼複雜的。”shangqijituanxinnengyuanhejishuguanliburanliaodianchixitongbuzongjianchenxuesongjieshaoshuo,youduokuaijinshushuangjibanzuheerchengdediandui,jiangchengweiweilairanliaodianchiqichededongliyinqing。
目前,這塊凝結著上海汽車集團、上海交通大學以及大連新源動力產學研三方合作的金屬雙極板,已完成第二批樣品的製造。按照上汽集團的規劃,到2015年,搭載著金屬雙極板的燃料電池汽車將達到千輛級的產量規模。
研發金屬雙極板為國際趨勢
在催化劑的作用下,氫氣和氧氣發生化學反應,並將能量轉化為電能,燃料電池就是由此原理驅動汽車前行。由於效率高、零排放,燃料電池汽車被認為是新能源汽車領域最為環保的技術路線。
陳(chen)雪(xue)鬆(song)表(biao)示(shi),燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中(zhong)最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)部(bu)件(jian)當(dang)屬(shu)電(dian)堆(dui),而(er)雙(shuang)極(ji)板(ban)則(ze)是(shi)其(qi)核(he)心(xin)部(bu)件(jian)之(zhi)一(yi)。目(mu)前(qian)雙(shuang)極(ji)板(ban)較(jiao)多(duo)采(cai)用(yong)的(de)材(cai)料(liao)是(shi)石(shi)墨(mo),但(dan)由(you)於(yu)其(qi)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)、製造成本等方麵存在先天劣勢,研發純金屬材料的雙極板已經成為國際燃料汽車領域的新趨勢。
chenxuesongjieshaoshuo,zhizaojinshushuangjibandejishunandianzaiyuchongyajinshubobandeguochengzhong,ruhebaozhengchengxingjingduheyizhixing,tongshihaixuyaojiejueqihanjiebianxinghebiaomianfangfudewenti。weici,shangqijituanweiranliaodianchishelidesandaguanjianlingbujianyanjiuzhuanxiangzhong,jinshushuangjibanjiuweilieqizhong。
上(shang)汽(qi)集(ji)團(tuan)新(xin)能(neng)源(yuan)和(he)技(ji)術(shu)管(guan)理(li)部(bu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)開(kai)發(fa)工(gong)程(cheng)師(shi)方(fang)亮(liang)介(jie)紹(shao),由(you)於(yu)金(jin)屬(shu)雙(shuang)極(ji)板(ban)使(shi)用(yong)的(de)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)相(xiang)較(jiao)傳(chuan)統(tong)的(de)石(shi)墨(mo)更(geng)為(wei)便(bian)宜(yi),加(jia)之(zhi)采(cai)用(yong)衝(chong)壓(ya)這(zhe)一(yi)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi),成(cheng)本(ben)相(xiang)較(jiao)石(shi)墨(mo)材(cai)料(liao)能(neng)降(jiang)低(di)三(san)分(fen)之(zhi)一(yi)到(dao)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi)。
根據上汽集團的規劃,2015年將形成千輛級別的燃料電池汽車產量,這也意味著金屬雙極板的產量需達到十萬片的量級。
產學研結合已是交大傳統
shanghaijiaotongdaxuejixieyudongligongchengxueyuanfuzabobanjiegoushuzihuazhizaoshiyanshinei,zhanshizhebutongshiqiyanfadejinshushuangjibanyangpianheyazhimoju。zuoweijinshushuangjibanxiangmudehezuofang,gaishiyanshichengdanzheshuangjibandezhimo、壓製、焊接等關鍵工序,實驗室有5名教師和10多名博士、碩士生。
“從1996至今,林忠欽教授帶領團隊和上汽保持密切合作,產學研結合是有傳統的。”shanghaijiaotongdaxuejixieyudongligongchengxueyuanjiaoshoulaixinminshuo。zaicicijinshushuangjibanxiangmuhezuozhiqian,shanghaijiaodaheshangqijituanzaiqichezhizaolingyuzaoyouchanxueyanhezuoxianli。
陳雪鬆表示,上汽作為整車企業,能獨立開發的零部件畢竟有限,而上海交大在金屬薄板微細衝壓成形這一領域處於國內領先水平。“同(tong)樣(yang)是(shi)正(zheng)在(zai)研(yan)發(fa)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)國(guo)外(wai)公(gong)司(si),其(qi)團(tuan)隊(dui)的(de)人(ren)力(li)和(he)研(yan)究(jiu)經(jing)費(fei)相(xiang)比(bi)我(wo)們(men)多(duo),在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)進(jin)行(xing)雙(shuang)極(ji)板(ban)的(de)自(zi)主(zhu)開(kai)發(fa),就(jiu)必(bi)須(xu)借(jie)用(yong)外(wai)部(bu)資(zi)源(yuan)。”陳雪鬆告訴記者。
2005年前後,複雜薄板結構數字化製造實驗室已經將研究重點轉向極板成形,並進行了多項基礎研究工作。“此後正好趕上上汽集團的新能源項目,產學研合作也就水到渠成了。”來新民表示。
2011年1月,車用金屬雙極板研發立項,由上汽集團、上海交大和新源動力三方合作,並共享研究成果。就具體分工而言,上汽集團提出雙極板的厚度、平整度、防腐性等技術要求,新源動力負責金屬板設計和表麵處理,上海交大則承擔衝壓、焊接。
學生因參與項目贏得“挑戰杯”
在40厘米長、10厘米寬,厚度僅為0.1毫米的金屬薄片原材料上,壓製出1毫米左右的致密複雜流場,分別供氧氣、氫氣和冷卻水的流通,流道成形精度甚至要達到微米級別,製造這樣一塊合格的金屬雙極板,其難度可想而知。
反複雕琢的磨具製作過程是此番產學研緊密合作的縮影。“在開磨具之前,三方反複修改設計,數不清有多少個來回。”參與該項目的上海交大彭林法博士說。而信息的順暢溝通也必不可少。“我們每周召開項目電話會議,每個月有報告和回顧,每季度進行領導審核會。”負責項目管理的上汽集團新能源和技術管理部項目經理高雷介紹說。
在上汽集團新能源和技術管理部的辦公室內,方亮展示了第一代金屬雙極板的第二批次產品:“目前的產品厚度已達到國際先進水平,部分性能也符合美國能源部要求的實際應用水平,我們正將其組合成電堆實驗。”而改進設計及工藝後的第三批次產品也在緊鑼密鼓地研製中。
“產學研的方式實現了雙贏,縮小了和國外金屬雙極板製造水平的差距。”陳雪鬆如此看待此次三方的合作。而在來新民看來,產學研結合也為學術研究提供了源頭活水。“zaiweixizhizaolingyu,womenciqianzuolehenduojichuyanjiu,biruruhebimianchengxingquexian,kongzhichengxingjingdu。zaijiangjichuyanjiuyingyongdaolechanpinkaifadeguochengzhong,yehuiyouxuduoxinwentimaochulaixuyaowomenzaijiejue。”上海交大的兩位碩士生邱殿凱和鄧宇君在參與項目時受到啟發,琢磨出新的金屬雙極板工藝方法,贏取了去年“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽的特等獎。