通快：“氢”装前行背后的激光加工助手

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　　近年来，可再生能源的增长导致全球地区平准化度电成本（LCOE）急剧下降。因此，一些地区正在以具有竞争力的价格生产氢能源。与此同时，全球也在齐心协力应对气候挑战，其中包括德国、日本、法国、韩国、澳大利亚、挪威和荷兰都将氢能纳入了国家战略。国际合作是氢气生产和供应的重要因素。因此，全球化供应链对于实现氢经济的突破至关重要。

　　未来德国最重要的能源供给的载体将是大规模的风能和太阳能。然而，包括重型车行业在内的一些经济领域仍无法实现电气化。为实现低碳环保这一目标，氢发挥着关键性作用。德国通过了一项耗资90亿欧元的国家氢能战略，致力为氢经济发展开辟商业新道路。此外，欧盟也将提供高达54亿欧元的资金推动氢能源技术的发展。中国也正式将发展燃料电池纳入国家计划，制定了到2030年实现100万辆燃料电池汽车上路的目标。

　　达成双碳目标，“氢”尽全力

　　长期以来，汽车行业一直致力于电动化，从而满足可持续发展的需要。不过对于卡车和公共汽车来说，如果电池成本依然居高不下，纯电化的长距离行驶几乎不可能实现。因此未来如何达成双碳目标，必须“氢”尽全力。

　　燃料电池是重型车辆绝佳的动力来源。一方面，由于卡车、公共汽车、火车和轮船的重量较大，需要大量能源。相比动力电池而言，氢能源能够进行长距离行驶。另一方面，氢燃料电池因其续航里程长和加氢时间短从而具有更多优势。此外，在环境保护方面，氢燃料电池几乎能实现零碳排放。

　　目前，包括丰田、戴姆勒、现代和沃尔沃在内的老牌汽车制造商以及Nikola Motor等造车新势力正在推动氢能卡车的开发。原材料和零部件制造商已尝试开始小规模试产，在德国和世界上的其他地方，产能更高的工厂正在计划中或已在建设。

　　激光加工突破双极板焊接难点

　　燃料电池的电堆由许多单层的双极板正负极材料组成，它们将氢气和氧气转化为电能，从而驱使马达发电，除了产生水和热不会产生废气。双极板由两块极薄的不锈钢板组成，每块板大小约等于一张A4纸，但厚度堪比人的发丝。

　　双极板焊接是充满挑战的——焊缝是一个肉眼几乎无法辨别的细缝，哪怕是一个最微小的缺陷都会造成严重后果。这是因为氢气是当前世界上体积最小的分子，比天然气甲烷小得多，它可以从每个细小的裂缝中滑过。任何一个细小的裂缝将导致整个燃料电池电堆结构无法正常使用。因此最艰巨的挑战是如何找到一种支持大空间、支持复杂的几何形状精密焊接并且支持绝对气密的高质量极薄焊缝的方法。为了防止焊接板材时金属板翘曲必须将进入工件的热量降至最低。仅以上严苛要求就将几乎所有加工手段排除在外，除了激光。

　　通快激光实现双极板高效焊接

　　“在没有激光加工的情况下，想经济高效地制造出这些超薄金属板是相当困难的。”通快激光全球首席执行官兼通快集团董事会成员Christian Schmitz博士说道。

　　此外，双极板的焊接还需要进行焊缝牢固和气密的测试。通快正在研发集成的传感器解决方案,能够在降低测试时间和成本的同时，确保满足质量标准。目前通快在双极板焊接的速度最快可以达到1m/s，未来预计可以达到3-5m/s。通过在激光器中增加扫描场的视域大小，可以更快实现加工速度。

　　只有当氢能汽车行业开始高效生产燃料电池的核心部件——双极板时，氢燃料时代才能真正的崛起，期待这一天的到来！