一种燃料电池电堆单池检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术了提供了一种燃料电池电堆单池检测装置，所述检测装置主要包括加压装置、检测组件以及气体通道，本实用新型专利技术还提供了一种燃料电池单池膜电极性能检测方法，通过本实用新型专利技术所提供的装置可以在进行燃料电池电堆集成之前对将要集成的每片膜电极进行多性能检测，包括单池膜电极密封性检测、单池膜电极的开路检测以及正常工作温度下的单池膜电极性能，其对于保证电堆的性能及寿命尤为重要。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆单池检测装置
本技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池电堆单池检测装置。
技术介绍
随着燃料电池行业的发展，燃料电池系统的需求量急剧上升。高比功率的燃料电池系统广泛应用于替代油机发电的固定及可移动发电站、车载电源及单兵作战便携式电源等生活生产中的各个方面。燃料电池发电系统具有污染小、燃料价格低廉、低噪音、高比功率等优点，相比于汽柴油发电设备，燃料电池工作温度一般低于200℃，对环境及操作人员均非常安全，在军用设备上，由于工作温度低噪音小、热辐射远远小于汽柴油等发电设备，因此可为对隐身要求较高的军用设备供电。高比功率燃料电池系统中核心问题为开发具有高比功率、高一致性、长寿命的燃料电池电堆，其中膜电极又是电堆中主要化学反应发生的场所。随着燃料电池电堆比功率的不断提高，电堆对膜电极的要求也不断的提高，膜电极有效面积不断增大，电堆中膜电极数量也从几十片不断增多到几百片，因此在进行燃料电池电堆集成之前，对将要集成的每片膜电极进行性能检测，包含每片膜电极的膜的密封性、膜电极的开路、膜电极不同电流密度下对应的电压，从而保证电堆中每片膜电极之间的性能一致性，其对于保证电堆的性能和寿命尤为重要。然而在燃料电池领域，现有技术中独立的燃料电池单池检测装置的检测功能性比较单一，无法兼具膜电极不同电流密度下对应的电压和膜电极的密封性以及膜电极的开路检测。企业生产燃料电池的量通常很大，如果每个单池的性能需要不同的装置分开检测，每检测一块燃料电池不仅成本较高，而且将会花费大量的时间和精力，大大限制了企业的发展。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术了提供了一种独立的燃料电池单池的多性能检测装置及检测方法，待测试的单池装置于本申请所提供的检测装置中安装完毕后，可以兼具膜电极不同电流密度下对应的电压、膜电极的密封性以及膜电极的开路检测。本技术技术方案如下：第一方面，本技术提供了一种燃料电池电堆单池检测装置，所述检测装置包括加压装置、检测组件以及气体通道；所述加压装置设于检测组件的上部，用于控制待测试单池装置中膜电极的压缩比；所述检测组件包括上加热片、上垫块、下垫块、下加热片、热电偶；所述上垫块位于下垫块的上方，所述上加热片位于上垫块的上方，所述下加热片位于下垫块的下方；所述上、下加热片均与正负两根电源线相连接；所述上垫块、下垫块为集流垫块；所述上垫块的侧面设有集流螺杆孔I，所述下垫块的侧面设有集流螺杆孔II，所述集流螺杆孔I、II内均设有镀金集流杆；所述热电偶具有金属探头，所述金属探头与待测试的单池装置的双极板相接触；所述的气体通道包括氢气通道和空气输入通道；所述氢气通道包括氢气输入通道和氢气输出通道，所述氢气输入通道和氢气输出通道分别与待测试的单池装置的氢气进、出口相连通；所述空气输入通道与待测试的单池装置的空气进口相连通。基于以上技术方案，优选地，所述检测装置还包括支撑固定装置，所述支撑固定装置用于固定加压装置和检测组件；所述检测组件还包括上底座、固定金属框上框、固定金属框下框、下底座和光电式位移传感器；所述上底座与所述加压装置固定，所述上加热片嵌入所述上底座内，所述上框位于上底座的下方，所述上框与上底座之间进行密封，所述上垫块嵌入所述上框内，所述下垫块嵌入所述下框内；所述固定金属框下框嵌入所述下底座内；所述下加热片设置于所述固定金属框下框和下底座之间。基于以上技术方案，优选地，所述上底座紧挨所述上框的一面设有方形凹槽I、所述下底座紧挨所述下框的一面设有方形凹槽II，所述上加热片嵌入方形凹槽I中，所述下加热片嵌入方形凹槽II中；所述方形凹槽的深度大于加热片的厚度；所述方形凹槽I的一边设有线槽I和线槽II，所述线槽I嵌入正极电源线，所述线槽II嵌入负极电源线；所述方形凹槽II的一边设有线槽III和线槽IV，所述线槽III嵌入正极电源线，所述线槽IV嵌入负极电源线；所述下底座还设有开槽，所述开槽位于方形凹槽II的上部，所述开槽的形状和尺寸与所述下框的下端相适配，所述下框的下端嵌入所述开槽内；所述开槽的深度小于所述固定金属框下框的厚度。基于以上技术方案，优选地，所述上框中空位置的形状与所述上垫块的形状相适配，所述下框中空位置的形状与所述下垫块的形状相适配，所述上框的侧面设有与集流螺杆孔I相对应的开孔，所述下框的侧面设有与集流螺杆孔II相对应的开孔；所述上框紧挨所述下框的一面设有双极板凹槽I，所述下框紧挨所述上框的一面的设有双极板凹槽II，凹槽的形状与被测试的单池双极板的形状相同；所述上框的侧面设有热偶孔I，所述热偶孔I位于所述方形凹槽I竖直方向的中间位置，所述下框的侧面设有热偶孔II，所述热偶孔II位于所述方形凹槽II竖直方向的中间位置；所述固定金属框下框与所述上框紧挨的一面设有三个定位销，所述三个定位销呈等腰三角形分布；基于以上技术方案，优选地，所述支撑固定装置包括上顶板、下底板以及四根导杆；所述四根导杆支撑于上顶板和下底板的四角之间，所述上顶板可沿导杆方向滑动；所述加压装置包括气缸和光电位移传感器；所述气缸包括气缸缸体和气缸推杆；所述气缸缸体的上端固定于所述上顶板的下端，所述气缸缸体的下端安装有伸缩型气缸推杆；所述上底座安装于气缸推杆的下端，所述下底座的下端与所述下底板通过四根定位螺杆紧固连接；所述光电式位移传感器包括光电式位移传感器探头和光电式位移传感器基准部，所述光电式位移传感器用于控制气缸推杆的运动；所述传感器基准部安装于所述固定金属框下框的侧面，所述传感器探头安装于所述上底座的侧面，所述传感器探头和所述传感器基准部配合使用。所述加压装置的使用方式为：通过气缸推杆的向下运动给予所要测试的单池装置一个预紧力，通过安装光电位移传感器控制气缸推杆的向下位移，当单池装置中膜电极的压缩比达到要求时，光电位移传感器传输电信号使气缸推杆自动停止向下运动并进行保压。基于以上技术方案，优选地，所述下底板、下底座、固定金属框下框均设有相适配的开孔作为氢气进入通道；所述下底板的开孔作为氢气输入通道Ⅰ，所述氢气输入通道Ⅰ与外界氢气气源相连通，下底座的开孔作为氢气输入通道Ⅱ、固定金属框下框的开孔作为氢气输入通道Ⅲ；外界气源提供的氢气通过氢气输入通道Ⅰ进入单池检测装置，接着由氢气输入通道Ⅰ依次通过氢气输入通道Ⅱ、氢气输入通道Ⅲ与单池装置的氢气进口相连通。所述固定金属框上框、上底座上分别设有相适配的开孔作为氢气输出通道；所述固定金属框上框的开孔作为氢气输出通道Ⅰ，所述上底座的开孔作为氢气输出通道Ⅱ；由单池装置的氢气出口排出的氢气通过氢气输出通道Ⅰ进入氢气输出通道Ⅱ，从而与外界氢气排出管路连接。所述下底板、下底座和固定金属框下框均设有相适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池电堆单池检测装置，其特征在于，/n所述检测装置包括加压装置、检测组件以及气体通道；/n所述加压装置设于检测组件的上部，用于控制待测试单池装置中膜电极的压缩比；/n所述检测组件包括上加热片、上垫块、下垫块、下加热片、热电偶；/n所述上垫块位于下垫块的上方，所述上加热片位于上垫块的上方，所述下加热片位于下垫块的下方；/n所述上、下加热片均与正负两根电源线相连接；/n所述上垫块和下垫块为集流垫块；/n所述上垫块的侧面设有集流螺杆孔I，所述下垫块的侧面设有集流螺杆孔II，所述集流螺杆孔I、II内均设有镀金集流杆；/n所述热电偶具有金属探头，所述金属探头与待测试的单池装置的双极板相接触；/n所述的气体通道包括氢气通道和空气输入通道；/n所述氢气通道包括氢气输入通道和氢气输出通道，所述氢气输入通道和氢气输出通道分别与待测试的单池装置的氢气进、出口相连通；/n所述空气输入通道与待测试的单池装置的空气进口相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆单池检测装置，其特征在于，
所述检测装置包括加压装置、检测组件以及气体通道；
所述加压装置设于检测组件的上部，用于控制待测试单池装置中膜电极的压缩比；
所述检测组件包括上加热片、上垫块、下垫块、下加热片、热电偶；
所述上垫块位于下垫块的上方，所述上加热片位于上垫块的上方，所述下加热片位于下垫块的下方；
所述上、下加热片均与正负两根电源线相连接；
所述上垫块和下垫块为集流垫块；
所述上垫块的侧面设有集流螺杆孔I，所述下垫块的侧面设有集流螺杆孔II，所述集流螺杆孔I、II内均设有镀金集流杆；
所述热电偶具有金属探头，所述金属探头与待测试的单池装置的双极板相接触；
所述的气体通道包括氢气通道和空气输入通道；
所述氢气通道包括氢气输入通道和氢气输出通道，所述氢气输入通道和氢气输出通道分别与待测试的单池装置的氢气进、出口相连通；
所述空气输入通道与待测试的单池装置的空气进口相连通。


2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆单池检测装置，其特征在于，
所述检测装置还包括支撑固定装置，所述支撑固定装置用于固定加压装置和检测组件；
所述检测组件还包括上底座、固定金属框上框、固定金属框下框、下底座和光电式位移传感器；
所述上底座与所述加压装置固定，所述上加热片嵌入所述上底座内，所述上框位于上底座的下方，所述上框与上底座之间进行密封；
所述上垫块嵌入所述上框内，所述下垫块嵌入所述下框内；
所述固定金属框下框嵌入所述下底座内；
所述下加热片设置于所述固定金属框下框和下底座之间。


3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆单池检测装置，其特征在于，
所述上底座紧挨所述上框的一面设有方形凹槽I、所述下底座紧挨所述下框的一面设有方形凹槽II，所述上加热片嵌入方形凹槽I中，所述下加热片嵌入方形凹槽II中；
所述方形凹槽I的深度大于上加热片的厚度，所述方形凹槽II的深度大于下加热片的厚度；
所述方形凹槽I的一边设有线槽I和线槽II，所述线槽I嵌入正极电源线，所述线槽II嵌入负极电源线；所述方形凹槽II的一边设有线槽III和线槽IV，所述线槽III嵌入正极电源线，所述线槽IV嵌入负极电源线；
所述下底座还设有开槽，所述开槽位于方形凹槽II的上部，所述开槽的形状和尺寸与所述下框的下端相适配，所述下框的下端嵌入所述开槽内；
所述开槽的深度小于所述固定金属框下框的厚度。


4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆单池检测装置，其特征在于，
所述上框中空位置的形状与所述上垫块的形状相适配，所述下框中空位置的形状与所述下垫块的形状相适配，所述上框的侧面设有与集流螺杆孔I相对应的开孔，所述下框的侧面设有与集流螺杆孔II相对应的开孔；
所述上框紧挨所述下框的一面设有双极板凹槽I，所述下框紧挨所述上框的一面的设有双极板凹槽II，凹槽的形状与被测试的单池双极板的形状相同；
所述上框的侧面设有热偶孔I，所述热偶孔I位于所述方形凹槽I竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林林，张浩，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁;21