膜电极组件及其验证方法、质子交换膜燃料电池技术

本发明专利技术公开了一种膜电极组件及其验证方法、质子交换膜燃料电池，该验证方法包括以下步骤：工况条件满足预定温度和预定相对湿度时，将工况条件下所对应的阻抗值标准和气密值标准分别设定为第一阻抗标准和第一气密标准；检测膜电极组件的阻抗值和气密值；将阻抗值与第一阻抗标准比较，将气密值与第一气密标准比较；根据工况条件的变化，选取相应的阻抗修正系数对第一阻抗标准进行修正以得到相应的阻抗标准，选取相应的气密修正系数对第一气密标准进行修正以得到相应的气密标准；按照步骤S2和S3循环，判定膜电极组件在对应的工况条件下是否合格。根据本发明专利技术实施例的用于膜电极组件的验证方法，检测验证方法更加灵活，降低了环境对检测结果的干扰。境对检测结果的干扰。境对检测结果的干扰。

【技术实现步骤摘要】
膜电极组件及其验证方法、质子交换膜燃料电池


[0001]本专利技术涉及车辆
，尤其是涉及一种膜电极组件及其验证方法、质子交换膜燃料电池。

技术介绍

[0002]众所周知，膜电极组件是质子交换膜燃料电池的核心部件。在安装在电池内部之前，需要对膜电极组件的阻抗值和气密性进行检测，通过测试值与预先给定的标准值比较来判定对应的膜电极是否符合性能要求。在膜电极组件检测过程中对于环境的要求十分严格，例如对温度、湿度、清洁度都有较高的要求。
[0003]相关技术中，在特定的工况下(如温度恒定，特定的相对湿度为40％-50％)下给定了一个恒定的经过验证的标准值，若膜电极的气密性和阻抗的测试值超出标准值则判定为不合格。但在实际测试中，由于相对湿度不可能仅保持在特定的相对湿度范围内，受到环境因素影响可能会发生变化，仅针对特定的相对湿度这一工况条件，无法准确判断膜电极是否符合性能标准。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术提出一种用于膜电极组件的验证方法，所述用于膜电极组件的验证方法可以对预定工况下的阻抗标准值和气密标准值根据工况的变化进行修正，对膜电极组件的性能判定更加准确。
[0006]本专利技术还提出了一种采用上述用于膜电极组件的验证方法的膜电极组件。
[0007]本专利技术还提出一种具有上述膜电极组件的质子交换膜燃料电池。
[0008]根据本专利技术第一方面实施例的用于膜电极组件的验证方法，包括以下步骤：
[0009]S1、工况条件满足预定温度和预定相对湿度时，将所述工况条件下所对应的阻抗值标准和气密值标准分别设定为第一阻抗标准和第一气密标准；
[0010]S2、将所述膜电极组件放置在所述工况条件下，并检测所述膜电极组件的阻抗值和气密值；
[0011]S3、将所述阻抗值与所述第一阻抗标准比较，将所述气密值与所述第一气密标准比较，若所述阻抗值低于所述第一阻抗标准，且所述气密值低于所述第一气密标准，则判定所述膜电极组件合格；
[0012]S4、根据所述工况条件的变化，选取相应的阻抗修正系数对所述第一阻抗标准进行修正以得到相应的阻抗标准，选取相应的气密修正系数对所述第一气密标准进行修正以得到相应的气密标准；
[0013]S5、按照步骤S2和S3循环，将所述阻抗值与相应的阻抗标准比较，将所述气密值与相应的气密标准比较，以判定所述膜电极组件在对应的所述工况条件下是否合格。
[0014]根据本专利技术实施例的用于膜电极组件的验证方法，可以对预定工况下的阻抗标准
值和气密标准值根据工况的变化进行修正，即在工况条件变化时，膜电极的阻抗值和气密值和对应修正后的阻抗标准和气密标准比较，对膜电极组件的性能判定更加准确，检测验证方法更加灵活，降低了环境对检测结果的干扰。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤S4中，设定所述第一阻抗标准为a0，所述第一气密标准为b0，所述阻抗修正系数为k1，所述气密修正系数为k2，则修正后的阻抗标准a＝a0*(1+k1)，修正后的气密标准b＝b0*(1+k2)，其中-1＜k1＜1且k1≠0，-1＜k2＜1且k2≠0。
[0016]根据本专利技术一个可选的示例，设定所述预定温度为恒值，所述预定相对湿度为φ0，当所述工况条件变化、相对湿度φ大于所述预定相对湿度为φ0时，则0＜k1＜1，0＜k2＜1。
[0017]进一步地，在所述步骤S1中，所述预定温度为20℃-25℃，所述预定相对湿度为40％-50％。
[0018]进一步地，所述相对湿度φ为50％-60％时，所对应的所述阻抗修正系数k1为k11，所对应的所述气密修正系数k1为k21，k11和k21均小于1且大于0；所述相对湿度φ为60％-70％时，所对应的所述阻抗修正系数k1为k12，所对应的所述气密修正系数k1为k22，k12和k22均小于1且大于0；所述相对湿度φ为70％-80％时，所对应的所述阻抗修正系数k1为k13，所对应的所述气密修正系数k1为k23，k13和k23均小于1且大于0，k13＞k12＞k11。
[0019]根据本专利技术另一个可选的示例，当所述工况条件变化、相对湿度φ小于所述预定相对湿度为φ0时，则-1＜k1＜0，-1＜k2＜0。
[0020]进一步地，所述相对湿度φ为30％-40％时，所对应的所述阻抗修正系数k1为k14，所对应的所述气密修正系数k1为k24，k14和k24均小于1且大于0。
[0021]根据本专利技术可选的实施例，所述工况条件满足，所述温度为恒值，且所述相对湿度30％＜φ＜80％。
[0022]根据本专利技术第二方面实施例的膜电极组件，采用上述实施例中所述的用于膜电极组件的验证方法进行合格率判定，所述膜电极组件包括质子交换膜、电催化剂层和气体扩散层，所述电催化剂层涂设在所述质子交换膜的左右两侧，在每个所述电催化剂层的远离所述质子交换膜的一侧均设有所述气体扩散层，针对不同材料所组成的所述膜电极组件，均需重新标定所述阻抗修正系数、所述气密修正系数、所述第一阻抗标准、所述第一气密标准。
[0023]根据本专利技术实施例的膜电极组件，对膜电极组件的性能判定更加准确，检测验证方法更加灵活，降低了环境对检测结果的干扰，保证膜电极组件的使用性能。
[0024]根据本专利技术第三方面实施例的质子交换膜燃料电池，其特征在于，包括上述实施例中所述的膜电极组件，具有性能更加可靠、稳定，使用寿命长的优点。
[0025]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0026]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0027]图1是根据本专利技术实施例的用于膜电极组件的验证方法的流程示意图；
[0028]图2是根据本专利技术实施例的膜电极组件的结构示意图。
[0029]附图标记：
[0030]膜电极组件100、质子交换膜10、电催化剂层20、气体扩散层30。
具体实施方式
[0031]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0033]下面参考图1描述根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于膜电极组件的验证方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、工况条件满足预定温度和预定相对湿度时，将所述工况条件下所对应的阻抗值标准和气密值标准分别设定为第一阻抗标准和第一气密标准；S2、将所述膜电极组件放置在所述工况条件下，并检测所述膜电极组件的阻抗值和气密值；S3、将所述阻抗值与所述第一阻抗标准比较，将所述气密值与所述第一气密标准比较，若所述阻抗值低于所述第一阻抗标准，且所述气密值低于所述第一气密标准，则判定所述膜电极组件合格；S4、根据所述工况条件的变化，选取相应的阻抗修正系数对所述第一阻抗标准进行修正以得到相应的阻抗标准，选取相应的气密修正系数对所述第一气密标准进行修正以得到相应的气密标准；S5、按照步骤S2和S3循环，将所述阻抗值与相应的阻抗标准比较，将所述气密值与相应的气密标准比较，以判定所述膜电极组件在对应的所述工况条件下是否合格。2.根据权利要求1所述的用于膜电极组件的验证方法，其特征在于，在所述步骤S4中，设定所述第一阻抗标准为a0，所述第一气密标准为b0，所述阻抗修正系数为k1，所述气密修正系数为k2，则修正后的阻抗标准a＝a0*(1+k1)，修正后的气密标准b＝b0*(1+k2)，其中-1＜k1＜1且k1≠0，-1＜k2＜1且k2≠0。3.根据权利要求2所述的用于膜电极组件的验证方法，其特征在于，设定所述预定温度为恒值，所述预定相对湿度为φ0，当所述工况条件变化、相对湿度φ大于所述预定相对湿度为φ0时，则0＜k1＜1，0＜k2＜1。4.根据权利要求3所述的用于膜电极组件的验证方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述预定温度为20℃-25℃，所述预定相对湿度为40％-50％。5.根据权利要求4所述的用于膜电极组件的验证方...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚正伟，翟海朋，郝振宇，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：