创新的 3D 测量技术和激光切割光学技术实现燃料电池的精确生产
电动汽车的能源要么来自电池，要么来自燃料电池。燃料电池由堆栈组成，即层层叠加。单个元件包括双极板、垫片、气体扩散层 (GDL) 和膜电极组件 (MEA)。
无论使用的是金属双极板还是石墨双极板，对我们的 3D 测量技术的要求都是相似的。这涉及到几何参数的精确测量，如通道深度和通道间距、通道网的位置、通道的粗糙度或塑料层或金属层厚度的测定。特别是在确定层厚度时，我们可以依靠不同的技术来分析透明层和非透明层。
金属双极板是厚度约为 50 - 75 μm 的极片，通常采用冲压工艺。不过，金属板上的小孔是用激光切割的，这里使用的是我们的激光切割光学仪器。此外，单个双极板还可以焊接在一起。因此，根据双极板的大小和数量，一个燃料电池可包含约 500 米的激光焊缝。因此，对焊缝及其质量进行监控是大规模生产燃料电池的关键步骤。
燃料电池生产步骤的解决方案
双极板是燃料电池的重要组成部分，它将电极和电解液分开，同时在电极之间传导电流。因此，两块厚度在50到100微米之间的板必须以气密的方式焊接在一起，形成稳定的导电结构。它们通常是由金属制成的，比如不锈钢。
在连接薄板的接触面时，焊缝通常非常窄且深，从而导致焊缝的强度和导电性很高。激光焊接可以有多种形式，如点(断续式或者连续式)或线(密封缝)。
每块双极板大约需要1米的焊缝。一个堆栈由大约400个双极板组成，因此需要400米的焊缝，且都必须符合最高质量标准。焊接必须紧密。为了实现高循环次数，焊接也必须进行得非常快，大约是600 - 800mm /s，即刚好低于所谓的驼峰限制。在焊接过程中，需要对生产过程进行仔细的监测和控制。我们的传感器可以检测到可能导致密封接缝泄漏的最小焊接缺陷。此外，监控系统还考虑到了密封焊缝的高速焊接或接触焊缝的短时间焊接。我们的采样率高达250kHz。
这方面的挑战是如何精确测量双极板上金属（金或钛）镀膜的厚度。这些镀膜的厚度必须准确无误，以避免腐蚀并确保高导电性。
Precitec Enovasense 公司的激光光热技术是测量燃料电池双极板镀膜的理想解决方案，该技术能够以极高的精度测量整个表面。该技术可对金属镀膜厚度进行非接触、非破坏性、非侵入性、非辐射性测量，重复性极佳，测量过程快速且经济高效。该设备结构紧凑、重量轻，易于集成到生产流程中，可通过在线或离线测量提高流程质量。如果将传感器嵌入到全自动三轴控制站 HKL2 中，则可在数秒内通过预编程循环覆盖多个测量点。
