燃料电池金属双极板液压成形技术开题报告

全文总字数：3086字

1. 研究目的与意义（文献综述）

目前以化石为主的全球能源系统造成了严重的能源安全和环境问题，要求采取果断和严厉的控制措施。能源作为人类现代文明的支柱产业之一，越来越受到人们的高度重视，与此同时，能源消耗所产生的各种废气的排放导致的温室效应而引起的环境问题，已成为全球最为关注的热点之一，也是日益深刻的社会问题。环境污染不仅给人类及生物生存空间带来了严重威胁，而且会给子孙后代留下无穷的隐患。全世界的科学家与有识之士纷纷呼吁各国政府与产业部门在大力研究开发新能源，加快解决能源危机的同时，保护地球环境，保护人类生存的空间。鉴于这一迫切的问题，从八十年代开始，西方发达国家率先开发清洁,高效的燃料电池。

燃料电池(fc)已被确定为最有前途的清洁能源转换系统之一，在目前可用的fc技术中，聚合物电解质膜燃料电池（pemfc）因其在运输和其他移动应用方面的潜力而受到特别关注。它还提供了一些理想的特性，如低温运行，允许快速启动，高功率密度等。然而，fc距离实现能源市场的普遍商业化和渗透还有很长的路要走，它的成本相对与传统化石能源还较高。燃料电池堆是fc系统成本的主要驱动因素之一，而双极板(bps)是燃料电池堆成本的主要驱动因素之一，因此，bps实现显著的成本降低对燃料电池的推广应用有着积极的影响。传统上，商用bps是由石墨制成的，因为它具有优异的耐腐蚀性和高的电导和热导率。然而，由于其多孔性和脆性，石墨bps在它的厚度小于1.5毫米情况下不能安全生产。而金属bps具有机械强度高、不透气性好、制造方便、成本低等优点，此外还具有高电导和热导率，以及能够形成非常薄的薄片(厚度0.1毫米或以下)。几乎各大汽车公司都采用金属双极板技术，如本田公司、丰田公司、通用公司等。因此，研制开发高性能金属双极板是目前的重要发展方向。在金属bp的生产方法中，冲压和液压成形被认为是最有前途的大批量生产方法，并得到了越来越多的研发关注。

相比于传统的冲压方法，液压成型具有较好的表面光洁度，较高的拉伸比，较少的回弹，以及形成复杂零件的能力，特别适合于形状复杂、成形难度大、精度要求较高的薄板零件的拉深成形。另外经过论证，液压成形工艺对不锈钢薄板微通道成形具有很强的适应性、重复性和可控性。正因如此，燃料电池金属双极板液压成型成为近年来科学家研究的热点。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1)学习有限元模拟软件与三维CAD模具设计软件；

2)燃料电池金属双极板的液压成形工艺方案设计，建立其成形过程有限元模型；

3)计算液压成形过程中多物理场与金属流动规律，获取优选的工艺方案；

4)建立其模具结构。

2.2研究目标

1)完成燃料电池金属双极板的液压成形工艺方案设计；

2)以燃料电池金属双极板的液压成形工艺方案为依托，建立其成形过程有限元模型，获得成形过程中多物理场与金属流动规律；

3)获得优选的工艺方案与模具结构；

4)总结国内外相关研究概况和发展趋势，总结选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，分析实验数据，撰写毕业论文，字数不少于1.2万字。

2.3拟采用的技术方案及措施

技术方案流程图如下图所示。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需软件。燃料电池金属双极板的液压成形工艺方案设计，并完成开题报告。

第4－7周：建立燃料电池金属双极板成形过程有限元模型；获得液压成形过程中多物理场与金属流动规律；

第8－11周：获得优选的工艺方案与模具结构；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]吴道建. 复杂薄板液压成形工艺研究及有限元分析[d]. 广东工业大学, 2004.