全線精密製造

挑戰

雙極板是每塊燃料電池的核心部件：承擔連接、分配、傳導與冷卻功能。雙極板由兩片超薄金屬板焊接而成。表面佈滿微細流道（即流場），用於後續氫氧氣體流通。兩板之間迴圈流動著冷卻劑。唯有達到絕對的氣密連接，才能確保燃料電池化學反應安全可靠地進行。「只要存在一道焊縫不密封，整個電堆就會報廢」，EKPO 工業工程焊接負責人 Arno Bayer 表示。對於每個電堆上多達 400 片的極板而言，每道焊縫都至關重要——這也是因為缺陷無法事後修復。 

解決方案

EKPO 需要尋找兼具精密、快速與加工安全性的雷射焊接方案。「我們深諳：我們需要一款不僅精度很高，而且還能在工業條件下可靠工作的雷射器——而 TruFiber 正具備這種能力」，Bayer 表示。尤其讓 EKPO 信服的一點是，其兼備了卓越的雷射光束品質與高度的加工安全性。「雙極板集眾多技術訣竅於一身。與此同時，它們又是標準化的大批量產品，因為每個燃料電池需要多達 400 片雙極板。每片板的焊縫總長可達三公尺。」EKPO 年產量約 10,000 組電堆。這意味著德廷根工廠的光纖雷射機每年要完成約 12,000 公里的焊縫——相當於漢堡至紐約的往返海運里程。 

落實

在 EKPO 自動化產線中，雷射束將雙極板兩側焊接成氣密的整體單元，焊縫寬度不超過 0.2 毫米。在 EKPO 的生產中，焊接速度接近所謂的「駝峰焊道」速度極限，在該速度下，由於物理原因，在焊縫中會出現珠狀的不良凸起。但對光纖雷射機而言毫無壓力。它能持續輸出高品質焊縫，廢品率始終明顯低於百分之一。焊接過程完成後還需透過嚴苛的導電率檢查和 2 bar 壓力密封性檢查。透過焊縫考驗的雙極板才能裝配入堆。 

展望

 「我們注意到市場需要高功率的燃料電池，同時要求具備更高效率和更長使用壽命」，Bayer 指出。「船舶與鐵路應用、公路重型卡車及工程機械領域正迎來強勁增長。」EKPO 公司推出的新型 NM20 電堆正契合這一趨勢。該電堆實現了高達 400 千瓦的電功率，使燃料電池技術在更廣泛領域具備競爭力。 

版本日期：2025.09.08