燃料電池電堆由端板、絕緣板、集流板、單電池（包含雙極板和MEA）組成，他們之間通過鑫臺銘東莞伺服壓力機(jī)施加壓力被組裝到一起。這些零部件之間通過螺釘和端板組合施加的壓力被組合成了一個短電堆。

1、電堆組裝裝置和流程：

用于電堆組裝的設(shè)備基本構(gòu)造簡單，最基本的功能是向電堆施加夾壓力。除此之外，電堆壓力機(jī)還可以方便裝配的校準(zhǔn)桿、方便均勻施加壓力的壓縮塊、底座以及一些氣密性檢測等。目前已經(jīng)有許多電堆自動化組裝設(shè)備面世，常見的有鑫臺銘的東莞伺服壓力機(jī)，但基本組裝原理與流程還是相似的：

1）、將雙極板、膜電極（此處為碳紙-CCM-碳紙）、雙極板按順序依次疊加在已安裝好絕緣板、集流板的下端板上，組裝出第一個單電池；

2）、重復(fù)以上步驟，利用組裝輔助定位裝置把單電池整齊地疊加成電堆；

3）、安裝好最后的單電池后，疊上上端板部分，使用組裝機(jī)施加設(shè)計好的壓力將電堆壓緊；

4）、向電堆的進(jìn)氣歧管安裝好氣密性測試設(shè)備（此處用氮氣測試），按照測試流程進(jìn)行氣密性檢測；

5）、氣密性檢測通過后，在保持壓力的情況下，安裝好螺桿（壓縮力保持裝置）。隨后即可撤除壓力，至此一個電堆就組裝完畢了。

2、組裝方式：

壓裝力可以通過點壓力、線壓力和面壓力來提供。因此衍生出來了許多組裝方式，通過不同的壓裝方式來將電堆組裝起來。目前市面上比較常見的有螺桿壓緊方式和綁帶式壓緊兩種電堆壓緊方式。

螺桿壓緊方式

電堆采用了比較典型的螺桿+端板的均勻壓緊方式。均勻壓縮方式的核心為想方法對電堆內(nèi)各零部件產(chǎn)生盡量均勻的壓縮力。即通過厚重的端板將螺桿產(chǎn)生的點壓力轉(zhuǎn)換成對整個電堆均勻的應(yīng)力。這種方法簡單實用，但是所使用的端板占據(jù)了較大的質(zhì)量和體積。

綁帶式壓緊方式

電堆采用了比較典型的綁帶式壓緊方式。這種方式可以在減少端板厚度和重量的同時，使壓緊力更均勻的力分布。這種緊壓方法的受力面積更大，可以將壓緊的力更均勻地施加在端板上。

3、壓緊力對電堆的影響

壓緊力對于燃料電池電堆來說影響重大，電堆的性能和穩(wěn)定性會受其影響。壓緊力既不能太大也不能太小，它必須在一個合理的范圍內(nèi)。從電堆結(jié)構(gòu)上看，壓緊力會對各個部分都有影響。

MEA:

較小的壓緊力也會導(dǎo)致雙極板與GDL之間的接觸面積與接觸力不夠，導(dǎo)致接觸電阻上升，電堆性能下降。同時壓緊力還會影響GDL層的孔隙率，進(jìn)而影響GDL的通水和通氣性。較大的壓緊力會導(dǎo)致GDL產(chǎn)生塑性形變，改變其特性。高壓力對質(zhì)子交換膜來說也有較大的風(fēng)險，較高的壓力配合質(zhì)子交換膜的膨脹收縮過程，會使質(zhì)子交換膜更容易出現(xiàn)裂紋和針孔。另外，有對質(zhì)子交換膜的研究顯示高壓力會導(dǎo)致氟化物的加速產(chǎn)生，而這是導(dǎo)致質(zhì)子交換膜壽命減少的一個重要原因。

密封結(jié)構(gòu)：

當(dāng)壓緊力太小時，電堆內(nèi)的密封結(jié)構(gòu)無法起到足夠的密封作用，會導(dǎo)致漏氣從而引發(fā)安全問題。如果壓得不夠緊的話，各零部件之間的摩擦力也會相應(yīng)減小。當(dāng)電堆遇到晃動、沖擊等會對電堆產(chǎn)生橫向應(yīng)力的情境時，各零部件之間的摩擦力就不足以保持電堆的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，零部件之間的錯位會導(dǎo)致電堆無法正常工作。

膠墊或者O圈的電堆密封結(jié)構(gòu)經(jīng)常使用硅膠材料制成。有研究顯示，雖然溫度是對其壽命的主要影響因素，但是像電堆中這樣的高應(yīng)力也會一定程度上加速這個老化過程。老化的密封材料主要表現(xiàn)是其厚度會下降，而這個現(xiàn)象會反過來影響壓縮力，因此在有些電堆組裝的設(shè)計中，加入了自適應(yīng)或者可調(diào)節(jié)壓縮力的裝置。

流場結(jié)構(gòu)：

GDL用的可能是碳紙或者無紡布，當(dāng)受到壓縮時，GDL發(fā)生的形變會使流場結(jié)構(gòu)受到改變，從而對電堆性能產(chǎn)生影響，尤其是有較好彈性的無紡布。

壓緊力優(yōu)化

因此需要利用期望函數(shù)等級（desirability funcition）來預(yù)測出其最優(yōu)設(shè)計。關(guān)于壓緊力優(yōu)化的研究有很多，主要的焦點在于在保證壓緊力達(dá)到最小壓緊力的前提下，如何平衡孔隙率和接觸電阻。

4. 主要研究方向：

研究者認(rèn)為，目前電堆組裝技術(shù)主要有以下四個研究方向：

1、最優(yōu)化壓緊力。

2、理解壓緊力對電堆各零部件及對電堆性能的影響。

3、對電堆組裝過程的評估和優(yōu)化手段。

4、針對電堆組裝方案設(shè)計燃料電池電堆各零部件和提升電堆組裝效率。

鑫臺銘東莞伺服壓力機(jī)優(yōu)勢：

一、壓裝精度高：

1、位置定位精度達(dá)到±0.01mm（任意負(fù)載和速度）。

2、重復(fù)定位精度±0.005mm 。

3、壓力精度5‰。

二、品控檢測功能直觀可靠：

1、實時監(jiān)控生產(chǎn)過程中的壓力、位移變化，采樣速度快，1000次/秒,2000次/秒。

2、多種判斷模式，自動判定壓裝產(chǎn)品是否合格，保障有效檢測。