[发明专利]用于连接双极板的板状构件的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于连接双极板的板状构件的方法，包括以下步骤：将第一板状构件放置在夹紧表面上，将第二板状构件放置在第一板状构件上，将多个压紧装置施加在第二板状构件的外表面上，该外表面背离第一板状构件和夹紧表面，其中，在压紧装置之间保持所设置的缝延伸部露出，通过所有压紧装置将板状构件压在一起，其中，为此将朝夹紧表面方向作用的磁力施加到所述压紧装置中的至少一个压紧装置上，和沿着缝延伸部以不中断的工作过程焊接板状构件。

技术领域

本发明涉及一种用于连接双极板的板状构件的方法和系统。

背景技术

燃料电池系统通常具有多个燃料电池的堆叠，在这些燃料电池中，在氧气和氢气之间的电化学过程在提供电功率的情况下运行。在此，单个燃料电池基本上由被双极板包围的隔膜电极组件构成。这样的隔膜电极组件例如在彼此相对的表面上具有精细的流动通道(所谓的“流动场”)，用于供应反应物(Edukten)和排出反应产物。双极板可以由阳极板材和阴极板材构成，所述阳极板材和阴极板材相互焊接并且能够实现在内部引导冷却介质通过。通常由钢制成的板材的材料厚度可以为十分之一毫米或更小。

焊接可以通过激光束焊接进行。为了实现小的错位，用于焊接方法的过程参数如此选择，使得实现尽可能小的能量输入。这导致非常窄的焊缝，该焊缝的焊缝宽度在小的熔池体积的情况下，通常也只有十分之一毫米或更小。总体上，这与由此所需的高过程速度结合地导致间隙跨接性不良，使得板材之间的30-50μm的间隙已经会导致缺陷和从而导致在双极板中的泄漏。

因为焊接过程关于构件间隙的存在是非常敏感的，所以使用压紧装置用于在接合部位的区域中产生技术上的零间隙。由于阳极板材和阴极板材的公差，因此需要在待产生的焊缝两侧压紧板材。在双极板的情况下，产生闭合的焊接轨迹用于确保闭合的密封轮廓。为此，在多个步骤中将焊接面罩相继地放置在待连接的板材上并且分别压紧轮廓的一部分。因此，焊接轨迹包括多个具有起点和终点以及它们的重叠部的单个焊缝，这最终导致闭合的焊缝。与恒定的运行过程相比，这可能导致过程不稳定和增加的易出错性。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于连接双极板的板状构件的方法和/或系统，其防止上述缺点并且尤其能够实现完全闭合的焊接轨迹。

关于所述方法的任务通过独立权利要求1的特征来解决。有利的实施方式和扩展方案由从属权利要求和下面的说明得到。

提出一种用于连接双极板的板状构件的方法，包括以下步骤：将第一板状构件放置在夹紧表面上，将第二板状构件放置在第一板状构件上，将多个压紧装置在背离第一板状构件和夹紧表面的一侧上施加在第二板状构件上，其中，在压紧装置之间保持所设置的缝延伸部露出，通过所有压紧装置将板状构件压在一起，其中，为此将朝夹紧表面方向作用的磁力施加到所述压紧装置中的至少一个压紧装置上，和沿着缝延伸部以不中断的工作过程焊接板状构件。

如上所述地，两个板状构件可以包括阳极板材和阴极板材。所述阳极板材和阴极板材优选实施为钢板并且具有优选明显低于一毫米，约十分之一毫米或更小的材料厚度。将第一板状构件(例如可以是阳极板材或阴极板材)首先放置到夹紧表面上。在第一板状构件上形成的流动场在此已经压制并且指向夹紧表面。随后将第二板状构件放置到第一板状构件上，其中，在此，第二板状构件的流动场与夹紧表面背离。设置，两个板状构件在该布置中相互连接。