● 近期，“拉閘限電”席卷國(guó)內(nèi)多個(gè)省市，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)制造和居民生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

● 今年北方夏季異常多雨，尤其是河南，極端暴雨天氣更是導(dǎo)致洪水災(zāi)害。而南方則異常高溫干旱，上海更是平了自1873年有氣象記錄以來(lái)的9月22日單日最高氣溫紀(jì)錄。

看似風(fēng)馬牛不相及的兩個(gè)事件，背后的始作俑者卻是同一個(gè)——溫室效應(yīng)。二氧化碳是加劇環(huán)境惡化的首要因素，而其中41%的碳排放源自發(fā)電行業(yè)。

面對(duì)能源短缺和環(huán)境惡化兩大問題，尋求可持續(xù)清潔能源迫在眉睫。氫燃料作為清潔高效的能源之一有望成為能源革命的有效解決方案。

中國(guó)的新能源汽車發(fā)展一直以純電動(dòng)汽車為主，截至2021年3月在中國(guó)新能源汽車的保有量里純電動(dòng)車占據(jù)著80%左右的份額，但是在近幾年里一種新的新能源汽車正悄然崛起——氫能源汽車。

氫能源汽車使用的燃料電池雖然也叫做電池，但是和鋰電池不同，鋰電池是儲(chǔ)能裝置，而燃料電池是能量轉(zhuǎn)換裝置，通過電化學(xué)反應(yīng)將陽(yáng)極的氫氣和陰極的氧氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。氫能源汽車燃燒產(chǎn)物是水和空氣，更清潔環(huán)保；氫燃料電池續(xù)航能力更長(zhǎng)，可達(dá)500至1000公里；氫燃料加注時(shí)間更短，只需3至5分鐘。

氫燃料汽車主要由燃料電池系統(tǒng)（包含燃料電池反應(yīng)堆、空氣壓縮機(jī)等）、輔助動(dòng)力電池、儲(chǔ)氫裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力控制單元構(gòu)成。電堆設(shè)備是整個(gè)燃料汽車動(dòng)力系統(tǒng)的心臟，燃料電池電堆由多個(gè)單體電池以串聯(lián)方式層疊組合而成。單體電池是由將雙極板與膜電極(MEA-催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙/碳布)組成。

氫燃料電池電堆結(jié)構(gòu)

在氫燃料電池電堆制造過程中，生產(chǎn)設(shè)備的精度和先進(jìn)水平將直接影響到電池的質(zhì)量、發(fā)電效率和使用壽命。光纖激光技術(shù)作為一種先進(jìn)的加工技術(shù)，以其高效精密，可靠穩(wěn)定等特點(diǎn)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)制作工藝。讓我們來(lái)看下IPG在氫燃料電池電堆制造中有哪些應(yīng)用。

氣體滲透膜（碳紙）切割

IPG光纖激光應(yīng)用

氣體滲透膜是氫燃料電池電堆零部件之一。與傳統(tǒng)的刀模切割工藝相比，采用IPG YLPN或者YLPN-SKAM 300W激光器切割碳紙，優(yōu)勢(shì)在于無(wú)耗材，靈活高效，切割速度可達(dá)1200mm/s。

雙極板加工

IPG光纖激光應(yīng)用

常見的氫能源燃料電池雙極板分為石墨雙極板、金屬雙極板和復(fù)合雙極板三類。

石墨雙極板雕刻

傳統(tǒng)的機(jī)械銑削易碎、速度慢，而采用IPG YLPN或者YLPN-SKAM 300W激光器替代機(jī)械加工方式，切割質(zhì)量和速度均大幅提升。

石墨雙極板

金屬雙極板焊接

雙極板焊接需要考慮密封性、牢固性、一致性、耐久性、平整度等多種因素，對(duì)焊接要求極其嚴(yán)格。傳統(tǒng)的CNC加工方案，焊接效率相對(duì)較低。采用IPG YLR系列1000W連續(xù)激光器，焊接熱量小，速度快，熔深可控，可以避免材料擊穿泄露和金屬表面氧化變性，焊縫平整美觀。

金屬/復(fù)合雙極板表面熱處理（改性）

經(jīng)過脈沖激光（包括IPG YLPN系列多種激光器：高斯光 & 平頂光）表面沖擊/加熱后，可實(shí)現(xiàn)金屬表面多種涂層的改性（改變導(dǎo)電性，增加附著強(qiáng)度等）的同時(shí)保持材料不變形。

鈦合金分隔板/雙極板表面涂層改性

根據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，2021-2035年實(shí)現(xiàn)燃料電池車商業(yè)化時(shí)間表是2035年，業(yè)內(nèi)普遍預(yù)期十四五期間，燃料汽車的技術(shù)突破和示范應(yīng)用會(huì)進(jìn)入加速期。“氫”潔能源，未來(lái)可期。

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