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為什么電堆會出現塌腰現象

燃料電池電堆塌腰是指電堆在受到外部壓力或內部壓力變化時，其結構發生變形，導致密封性能下降，特別是中間部分出現凹陷的現象。

電堆塌腰示意簡圖

這種現象通常發生在以下幾種情況：

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不同封裝形式塌腰風險分析

根據其不同的封裝結構形式可劃分為螺桿、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展方向。

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一體化封裝形式防塌腰設計

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計形式，M車型配合一體化封裝的防塌腰設計采用了新開發的基于填充的外部約束結構，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

粘接在殼體內壁絕緣膜上

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總結

高密度硅膠是一種適合應用于一體化封裝形式電堆的防塌腰設計，其相比于一代產品防塌腰桿的設計，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計的一體化封裝形式更加符合低成本、輕量化的設計方向。