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為什么電堆會出現(xiàn)塌腰現(xiàn)象

燃料電池電堆塌腰是指電堆在受到外部壓力或內(nèi)部壓力變化時，其結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，導致密封性能下降，特別是中間部分出現(xiàn)凹陷的現(xiàn)象。

電堆塌腰示意簡圖

這種現(xiàn)象通常發(fā)生在以下幾種情況：

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不同封裝形式塌腰風險分析

根據(jù)其不同的封裝結(jié)構(gòu)形式可劃分為螺桿、拉桿、綁帶、殼體一體化四種形式，其中螺桿、拉桿及綁帶封裝形式由于工藝問題均存在塌腰風險，相比之下一體化封裝正成為電堆集成的重要發(fā)展方向。

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一體化封裝形式防塌腰設(shè)計

一體化封裝形式集拉緊、固定于一體，由殼體直接承擔堆芯的壓裝力。堆芯壓裝后，套裝殼體固定堆芯。在省略了螺桿、拉桿、綁帶等配件后，電堆的防塌腰必須采用全新的設(shè)計形式，M車型配合一體化封裝的防塌腰設(shè)計采用了新開發(fā)的基于填充的外部約束結(jié)構(gòu)，即高密度硅膠，用于填充堆芯和殼體之間的間隙。由于這種填充材料具有膨脹特性，可以支撐由于沖擊而引起的單電池的翹曲，并限制單電池之間的偏差。

高密度硅膠

堆芯四角受高密度硅膠約束

均勻分布的高密度硅膠共計24處

縱向安裝，適合一體化封裝的裝配，避免錯位

高密度硅膠通過吸塑成型的塑料薄膜定位

粘接在殼體內(nèi)壁絕緣膜上

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總結(jié)

高密度硅膠是一種適合應(yīng)用于一體化封裝形式電堆的防塌腰設(shè)計，其相比于一代產(chǎn)品防塌腰桿的設(shè)計，電堆的抗沖擊性能提高了1.6倍。同時采用高密度硅膠防塌腰設(shè)計的一體化封裝形式更加符合低成本、輕量化的設(shè)計方向。