特嗨氢能检测科普一体化封装电堆防塌腰设计

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为什么电堆会出现塌腰现象

燃料电池电堆塌腰是指电堆在受到外部压力或内部压力变化时，其结构发生变形，导致密封性能下降，特别是中间部分出现凹陷的现象。

电堆塌腰示意简图

这种现象通常发生在以下几种情况：

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不同封装形式塌腰风险分析

根据其不同的封装结构形式可划分为螺杆、拉杆、绑带、壳体一体化四种形式，其中螺杆、拉杆及绑带封装形式由于工艺问题均存在塌腰风险，相比之下一体化封装正成为电堆集成的重要发展方向。

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一体化封装形式防塌腰设计

一体化封装形式集拉紧、固定于一体，由壳体直接承担堆芯的压装力。堆芯压装后，套装壳体固定堆芯。在省略了螺杆、拉杆、绑带等配件后，电堆的防塌腰必须采用全新的设计形式，M车型配合一体化封装的防塌腰设计采用了新开发的基于填充的外部约束结构，即高密度硅胶，用于填充堆芯和壳体之间的间隙。由于这种填充材料具有膨胀特性，可以支撑由于冲击而引起的单电池的翘曲，并限制单电池之间的偏差。

高密度硅胶

堆芯四角受高密度硅胶约束

均匀分布的高密度硅胶共计24处

纵向安装，适合一体化封装的装配，避免错位

高密度硅胶通过吸塑成型的塑料薄膜定位

粘接在壳体内壁绝缘膜上

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总结

高密度硅胶是一种适合应用于一体化封装形式电堆的防塌腰设计，其相比于一代产品防塌腰杆的设计，电堆的抗冲击性能提高了1.6倍。同时采用高密度硅胶防塌腰设计的一体化封装形式更加符合低成本、轻量化的设计方向。