上海治臻蓝树槐：金属双极板全工艺链集成及大批量制造

燃料电池电堆是燃料电池汽车的动力来源，每辆汽车需要300-400片双极板，成本约占电堆的30%。双极板具有特征尺寸小、相对面积大、结构复杂、加工难度高等特点。如何做好双极板精密加工及低成本智能制造是业界十分关心的话题。

7月3-4日，由高工氢电、高工产研主办，以“风口上起舞，刀口上前行”为主题的“2019高工氢电产业高峰论坛”在上海浦东嘉里大酒店3楼浦东厅盛大举办，来自车企、电堆及系统、核心材料、关键零部件、设备及氢气制储运等产业链各个环节的超500位企业高层将共聚一堂，围绕产品技术、行业发展趋势及企业应对策略展开深度探讨交流。

在7月4日会议现场，上海治臻新能源装备有限公司（下称“上海治臻”）总经理蓝树槐博士发表了“燃料电池金属极板发展趋势与产业化挑战”的主题演讲。

上海治臻新能源装备有限公司总经理蓝树槐博士

上海治臻成立于2016年3月，由上海交通大学技术团队发起，上汽创投等单位参与设立，是国内第一家专业的金属极板研发与制造企业。上海治臻技术团队十余年来专注于燃料电池金属极板的开发，在极板构型设计、超薄板精密成形和高速激光焊接、高性能复合纳米涂层和一体化密封等方面拥有完全自主知识产权的关键核心技术，拥有20余项发明专利，形成了系统的金属极板设计与制造能力。

上海治臻基于自主技术建设了国内首条金属双极板生产线，目前已获得主机厂超过5千台的量产车配套订单，并通过了IATF16949和ISO9001体系认证。公司致力于中国燃料电池的产业化，以自主研发的核心技术助力推动中国氢能行业发展。

蓝树槐表示，车用燃料电池对双极板有“低成本、体积小、重量轻，使用寿命长、稳定性好，良好的机械性能，抗冲击、抗震动性能好”等要求。基于“冲压+焊接+涂层工艺”的金属双极板及其电堆，成为国际各大汽车公司的核心技术。

总体来看，金属双极板制造思路可以用三个关键词来概括：1、精密——成形误差控制，焊接变形控制；2、耐久——多层纳米涂层；3、稳健——质量检测与工艺控制。

由于行业仍然处于发展初级阶段，技术与工艺并不成熟，目前金属双极板制造面临的挑战主要有：1、燃料电池汽车定制需求多样化：全球共有整车制造商约500家，汽车的多用途、多型号对燃料电池电堆及其核心零部件提出多样化、定制化的柔性制造要求；

2、车用燃料电池制造工艺要求高：燃料电池电堆由数百片极板和膜电极串联装配而成，其制造偏差和残次品等引入层叠式结构极易引起电堆失效。因此，电堆高比功率、高可靠性等对燃料电池双极板制造水平提出更高的要求；

3、超薄金属极板高质量大批量制造难度高：如何加工精密金属极板流道，如何制备耐久金属极板涂层，如何实现低成本智能制造等都还有待探索和提高。

面对诸多挑战，上海治臻开发了“全工艺链集成”关键自主核心技术，包括基于多物理场耦合优化的极板设计方法、基于机理分析指导的精密制造工艺及基于“原子尺度”构建的功能性涂层工艺等。同时，公司提出面向大规模量产的智能制造稳健工艺开发，包括双极板制造工艺稳健设计方法，提高参数敏感性分析和稳健优化，显著降低质量对工艺波动的敏感性等。

蓝树槐透露，上海治臻通过自主设计完成了金属双极板大规模批量制造生产线的建设，实现金属极板由板型设计到全工艺链加工的交付能力，设计年产能达到50万片，形成千辆车级别配套能力。

事实上，上海治臻金属极板已实现跨行业多领域应用。公司累计开发6代具有自主知识产权的金属双极板，主要应用于燃料电池汽车、船舶动力和无人机等新能源装备领域，支持了上汽等国内多家汽车主机厂和新源动力等燃料电池电堆企业的燃料电池金属板电堆技术发展。