金屬板電堆擁有體積小、重量輕、功率密度高等優勢，被認為在未來燃料電池汽車上的應用潛力大，但囿于當前國內技術不夠成熟，在市場上的實際應用較少。如何攻克高密度金屬板電堆的技術挑戰，是擺在國內企業面前的一道難題。

7月3日，由高工氫電、高工產業研究院主辦，以“風口上起舞，刀口上前行”為主題的2019高工氫電產業峰會在上海浦東嘉里大酒店3樓浦東廳盛大開幕，來自車企、電堆及系統、核心材料、關鍵零部件及設備、氫氣制儲運等全產業鏈各個環節的超500位企業高層共聚一堂，圍繞產品技術及行業發展趨勢展開深度探討交流。

在會議上，上海氫晨新能源科技有限公司(下稱“上海氫晨”)總經理易培云博士發表了“高密度燃料電池電堆數字化設計與智能制造”的主題演講。

眾所周知，燃料電池電堆由數百片雙極板、膜電極等關鍵部件裝配而成，是燃料電池汽車的發動機，直接影響著整車性能表現。從成本角度來看，電堆約占燃料電池系統成本的60%，占整車成本的30%，其能否實現規?；悄苌a，也直接關系到整車成本的大幅降低。

易培云表示，金屬板電堆具有功率密度高、冷啟動快、抗振性能好、適合于大批量制造等優勢，是未來車用燃料電池的發展趨勢。不過，當前金屬板電堆要實現高功率密度、超長壽命、超低成本，仍然面臨著較大的技術挑戰。

“電堆性能是設計出來的，電堆壽命與裝備工藝密切相關，同時能否實現新的制造模式直接關乎成本的降低?！币着嘣普f，企業需思考的是，該如何構建比功率電堆構型，如何提升電堆裝配一致性與魯棒性，以及如何實現電堆與核心部件的智能制造。

針對這些問題，易培云在會議現場給出了很多建議。他認為，實現高密度電堆數字化設計與智能制造需要把握幾大關鍵技術：一是電堆涉及多學科，比如機械工程固體力學、工程熱物理流體力學、電化學分子動力學等，要做好“跨尺度”聯合仿真技術；

二是層疊式裝配界面匹配與容差分配技術：研究極板與膜電極組件間的微觀接觸行為，建立電-力耦合模型與密封接觸模型，通過多目標優化實現金屬極板與膜電極的有效匹配；

三是層疊式裝配界面匹配與容差分配技術：建立電堆層疊式裝配模型，分析部件制造誤差、裝配誤差、定位誤差對接觸壓力影響規律，揭示邊緣效應產生機理，形成層疊式裝配容差分配方法；

四是電堆智能檢測與快速診斷技術：引入高速攝像在線檢測電堆水氣傳輸特性，引入智能傳感等實時監測電堆裝配和使用過程的接觸壓力均勻性、電流分布均勻性等狀態；開發大功率電堆氣體流量分布測試系統，診斷電堆密封狀態；采集電堆使用過程的溫度、濕度信息，實現電堆全壽命周期健康狀態監測。

五是高密度電堆智能制造技術：基于5G技術、RFID、傳感器和服務架構，依托物料唯一身份編碼與存儲數據庫，實現燃料電池部件和電堆的自動識別、配送、匹配、裝配、監控。

資料顯示，上海氫晨核心技術源于上海交通大學10余年的研究成果，主要聚焦于高比功率燃料電池電堆研發與生產。公司研發團隊不局限于電堆技術，而是對電堆的核心材料、核心部件乃至燃料電池系統都有全面深入的理解，擁有很強的正向設計能力。

目前上海氫晨的核心產品有H-Rise05型電堆——峰值55kW，功率密度2.5kW/L，適合30kW車用動力系統；H-Rise06型電堆——峰值103kW，功率密度3.3kW/L，適合60-80kW車用動力系統；空冷無人機電堆——峰值1.6kW，系統重量功率500W/kg，續航4小時等。