燃料电池批量化产线分析工具与优化
机械工程资助企业:
上海氢晨新能源科技有限公司
企业导师: 李红涛

指导教师: 彭林法

项目成员: 林文海、刘恺、李骁翰

项目概述
上海氢晨科技有限公司生产系统,随着产品的日益成熟、生产过程中各类工艺的不断完善,以及设备的不断调试和改进,或者新的技术要求和质量要求的加入,致使产线投产一段时间后,出现不同工位之间物流动线的变动,导致物流杂乱,不具备精益性。本项目为了解决燃料电池批量化制造生产效率提高的问题,从电堆部件选择、极板形状误差、电堆批量制造产线方向入手,实现减少燃料电池制造成本和装配误差,提高燃料电池产线生产效率和资源利用率的目的。
项目目标
1. 针对现有重卡类型,建立电堆关键部件计算、选型方法,形成选型标准;建立重卡电堆经济性计算模型,针对不同重卡设计最优方案。
2. 采集极板制造误差数据,讨论极板测量点的位置和数量,由形状误差数据计算接触电阻。
3. 对燃料电池生产线进行建模,形成对装备布局、生产节拍的优化方案,并结合模型预测可能的失效模式,提出解决方案。
项目成果
1. 实验测绘燃料电池电堆的极化曲线,建立电堆单位功率的制造成本模型,和燃料电池重卡汽车行驶的氢耗成本模型,使用全局优化算法求燃料电池电堆部件最优解。
2. 采集不同批次单极板的形状误差数据,建立误差数据库。使用Abaqus仿真软件进行单极板接触电阻的计算,发现接触电阻和形状误差数据之间存在一定的联系。
3. 建立了燃料电池生产线的仿真模型,通过对生产设备参数的调整,得到最佳的产线平衡率和总工时,从而对装备布局和生产节拍实现优化;同时在模型中设置了几种可能的失效模式,给出了相应的解决方案。