（德國(guó)迪琴根，2023年2月9日）由全球領(lǐng)先的機(jī)床和激光技術(shù)方案提供商德國(guó)通快集團(tuán)（TRUMPF）舉辦的汽車(chē)行業(yè)激光技術(shù)開(kāi)放日（Automotive Photonics）在通快集團(tuán)總部盛大召開(kāi)。通快激光全球CEO兼集團(tuán)董事會(huì)成員 Christian Schmitz博士在會(huì)上分享了“設(shè)備制造商如何助力汽車(chē)行業(yè)’氫’裝前行”的話題。

長(zhǎng)期以來(lái)，汽車(chē)行業(yè)一直致力于電動(dòng)化,從而滿足可持續(xù)發(fā)展的需要。不過(guò)對(duì)于卡車(chē)和公共汽車(chē)來(lái)說(shuō)，如果電池成本依然高企不下，純電化的長(zhǎng)距離行駛幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。因此未來(lái)如何達(dá)成雙碳目標(biāo)，我們必須“氫”盡全力。

然而，只有當(dāng)氫能汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始高效生產(chǎn)燃料電池的核心部件 —— 雙極板時(shí)，氫燃料時(shí)代才能真正的崛起。“在沒(méi)有激光加工的情況下，想經(jīng)濟(jì)高效地制造出這些超薄金屬板是相當(dāng)困難的。我很榮幸地宣布，通快作為激光技術(shù)領(lǐng)域的專家和制造廠商，現(xiàn)在具備氫能汽車(chē)制造商所需的高科技實(shí)力。” Christian Schmitz博士表示。

圖一：通快激光實(shí)現(xiàn)雙極板高效焊接

激光技術(shù)助力燃料電池制造提質(zhì)降本

汽車(chē)制造商要在推進(jìn)氫燃料技術(shù)中脫穎而出離不開(kāi)先進(jìn)的制造工藝。其中一項(xiàng)挑戰(zhàn)就是制造燃料電池的成本非常昂貴。燃料電池的電堆由許多單層的雙極板正負(fù)極材料組成，它們將氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化為電能，從而驅(qū)使馬達(dá)發(fā)電，除了產(chǎn)生水和熱不會(huì)產(chǎn)生廢氣。如沒(méi)有高度靈活精密的工業(yè)制造技術(shù)和激光焊接技術(shù)，就無(wú)法經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)這些超薄的金屬板。

圖二：TruLaser Cell 3000加工雙極板

制造燃料電池仍具有挑戰(zhàn)性

雙極板由兩塊極薄的不銹鋼板組成，每塊板大小約等于一張A4紙，但厚度堪比人的發(fā)絲。雙極板焊接是充滿挑戰(zhàn)的 ——焊縫是一個(gè)肉眼幾乎無(wú)法辨別的細(xì)縫，哪怕是一個(gè)最微小的缺陷都會(huì)造成嚴(yán)重后果。這是因?yàn)闅錃馐钱?dāng)前世界上體積最小的分子，比天然氣甲烷小得多，它可以從每個(gè)細(xì)小的裂縫中滑過(guò)。任何一個(gè)細(xì)小的裂縫將導(dǎo)致整個(gè)燃料電池電堆結(jié)構(gòu)無(wú)法正常使用。因此最艱巨的挑戰(zhàn)是如何找到一種支持大空間、支持復(fù)雜的幾何形狀精密焊接并且支持絕對(duì)氣密的高質(zhì)量極薄焊縫的方法。為了防止焊接板材時(shí)金屬板翹曲必須將進(jìn)入工件的熱量降至最低。僅以上嚴(yán)苛要求就將幾乎所有加工手段排除在外，除了激光。此外，雙極板的焊接還需要進(jìn)行焊縫牢固和氣密的測(cè)試。通快正在研發(fā)集成的傳感器解決方案,能夠在降低測(cè)試時(shí)間和成本的同時(shí),確保滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在這一領(lǐng)域，通快擁有豐富的專業(yè)知識(shí)并且與全球所有涉及燃料電池領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)公司均建立了合作。此外，通快正在不遺余力地推動(dòng)更多的激光技術(shù)的前沿發(fā)展，并且希望在不久將來(lái)能使燃料電池的制造過(guò)程更加高效、更加經(jīng)濟(jì)。