燃料电池将是继水力、火力、核能之后的第四代发电装置和替代内燃机的动力装置。燃料电池由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成,是一种将氢或者富氢燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的装置。质子交换膜燃料电池PEMFC作为燃料电池的一种,是以固体质子交换膜作为电解质,以其低温快速启动、零排放等特点,被认为是电动车、潜艇和各种可移动电源的最佳候选者。双极板是PFMFC的核心部件之一,占电池组质量和成本的很大部分,具有隔离并均匀分配反应气体、收集并导出电流、机械支撑、水热管理、串联各个单电池等功能。双极板流道的设计与加工对PEMFC性能、效率以及成本影响很大。　　 现有加工方法的成本居高不下,不适合批量生产。另外,随着微型燃料电池外形尺度的微型化,双极板的尺寸也相应减小,会产生尺寸效应,其成形工艺不能沿用原有的冲压工艺,必须进行微成形理论及方法的研究。　　 本文提出了针对燃料电池金属双极板的累积成形方法,我们运用Dynaform软件和ABAQUS软件对双极板流道的整个成形过程进行了仿真模拟,而且在自行研制的微累积成形装置上研究了成形机理,对工艺参数进行了优化。本文我们主要完成的研究工作和结果如下:　　 1、比较了各种燃料电池的特性,重点介绍了PEMFC的组成,分析了双极板的材料选择、流场分布和成形方法。　　 2、在介绍板料累积成形技术的基础上,分析了累积成形的成形机理,指出了成形轨迹的设计原则,对累积成形的特点进行了归纳总结,同时指出了累积成形过程中常见的缺陷。另外对微塑性成形中的尺寸效应进行了研究,根据表面层模型建立了第I类尺寸效应的理论模型,并在此基础上建立了考虑第I类尺寸效应的微塑性成形本构关系。　　 3、运用Dynaform软件模拟了流道成形的第一个阶段冲压过程,确定了冲压速度以及不同直径成形工具下不同厚度板料的最大冲压深度,然后使用ABAQUS软件建立了双极板流道成形的实体模型,解决了材料参数的的选取,接触处理,载荷与约束条件处理以及网格划分、单元类型选取等关键问题,对蛇形流道累积成形过程进行了研究,揭示了工艺参数对板料厚度减薄和流道成形深度回弹的影响。　　 4、考虑模拟分析的结果,并借鉴宏观的模具设计理论,设计并加工出了流道成形工具、夹具以及支撑装置,并对铝合金3003薄板的流道成形工艺进行了研究。本实验主要研究了下压量以及不同热处理板料对成形力、成形深度的影响,实验与模拟结果比较吻合。　　 5、获得微累积成形规律:随着摩擦系数的增大,板料的最大等效应力、板料厚度的减薄呈增大趋势,流道的成形深度也随着摩擦系数的增大而增大;压边力增大,等效应力、板料厚度的减薄增大,而流道深度减小;成形工具头直径过小会产生局部应力集中现象,尤其在流道的起始点和后半段较严重,随着成形工具头直径的增大,成形工具头与板料的接触区域增大,应力集中减小,成形性能有所提高,回弹减小;成形速度越大,等效应力、等效应变减小,分析最大减薄率和最大回弹率,低速成形有利于成形性能的提高。　　 随着下压量的增加,成形力呈增加的趋势,最大成形力也随之增加;但随着热处理温度的升高,成形力减小,最大成形力也呈现出相同的趋势;下压量以及板料热处理温度对成形力的影响都比较大。成形深度随着下压量的增加而增加;回弹率随着下压量增加而增加,而且回弹率曲线变化越平缓,下压量对回弹影响比较大。