一种燃料电池极板-扩散层间非原位接触电阻测量方法技术

本发明专利技术属于汽车技术领域，具体的说是一种燃料电池极板

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电阻测量方法


[0001]本专利技术属于汽车
，具体的说是一种燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电阻测量方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池作为氢燃料汽车的储能单元，界面接触电阻(Interfacial Contact Resistance ICR)反应了层级组件间的欧姆阻值，是质子交换膜燃料电池电阻的主要部分。较高且不稳定的ICR会导致燃料电池无法释放最佳的电化学性能，还会造成局部发热，对燃料电池水热管理造成困难。因此如何通过非原位测量界面接触电阻并研究其变化的影响因素变得尤其重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种质子交换膜燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电阻测量方法，通过一种非原位接触电阻测量系统对不同压实力、电流密度测量燃料电池ICR。
[0004]本专利技术技术方案结合附图说明如下：
[0005]一种燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电阻测量方法，包括：
[0006]控制压力对接触电阻进行测试；
[0007]控制电流密度对接触电阻进行测试。
[0008]进一步的，所述控制压力对接触电阻进行测试的具体方法如下：
[0009]11)安装装置一，采用绝缘垫板、铜集流板、碳纸、铜集流板、绝缘垫板依次堆叠放置，两侧集流板分别连接恒流源与毫伏表，铜板边缘通过绝热铝箔贴装热电偶，监测温度；
[0010]12)调节压力计，使施加在绝缘垫板上的压力P为0.5MPa；接通电源，使电流I0稳定输出6A，使用万用表毫伏档测量上端铜集流板下表面与下端铜集流板上表面间电压，断开电源90s，再次接通电流重复测量直到相邻两组数据相对误差在2％以内，记录最后一次测量值为U
p0.5 c1
；
[0011]13)调节压力计，以等梯度0.1MPa依次增加压力,重复步骤12)至施加压力为1.5MPa，过程中测量电压值稳定，不断开电源；更换碳纸样品，重复测量三次，得到三组不同压力下系列电压值U
px c1
、U
px c2
、U
px c3
；
[0012]14)安装装置二，采用绝缘垫板、铜集流板、碳纸、石墨电极、碳纸、铜集流板、绝缘垫板的顺序依次堆叠放置，测量的石墨电极是没用刻印流场的两面均平整的双极板石墨复合材料，重复步骤11)
‑
步骤13)，记录不同压力下系列电压值U
px c/BPP1
、U
px c/BPP2
、U
px c/BPP3
；对于测得三组数据，均采用有效点数最多的一组作为测量所得数据；
[0013]15)计算碳纸扩散层与石墨极板间接触电阻为：
[0014]R
GDL
‑
BPP
＝(U
px
‑
U
px c/BPP
)A
s
/2I0[0015]其中，R
GDL
‑
BPP
为扩散层与极板间接触电阻，单位mΩ
·
cm2；A
s
为扩散层与极板实际接触面积,单位cm2；I0为恒流源输入电流，单位A；
[0016]进一步的，所述步骤11)中碳纸的大小为1.8
×
1.8cm；
[0017]进一步的，所述步骤14)中碳纸与极板的大小均为1.8
×
1.8cm。
[0018]进一步的，所述控制电流密度对接触电阻进行测试的具体方法如下：
[0019]21)安装装置一，采用绝缘垫板、铜集流板、碳纸样品、铜集流板、绝缘垫板依次堆叠放置，两侧集流板分别连接恒流源与毫伏表，铜板边缘通过绝热铝箔贴装热电偶，监测温度；
[0020]22)调节压力计，使施加在绝缘垫板上的压力为450N，通入6A恒流电流，接通时间45分钟，每分钟进行一次数据采集；采用与压力测试步骤二中相同的方法测得碳纸与集流板间电压U
A6 c1
；更换碳纸，重复测量三次结果分别为U
A6 c1
、U
A6 c2
、U
A6 c3
；
[0021]23)更换碳纸，并测量电流9A、12A、15A、18A下对应电压值U
A9 c
、U
A12 c
、U
A15 c
、U
A18 c
；
[0022]24)安装装置二，采用绝缘垫板、集流板、碳纸样品、石墨极板、碳纸样品、集流板、绝缘垫板的顺序依次堆叠放置，在余出面积上安装热电偶监测钛板温度；调节压力计，使施加在绝缘垫板上的压力为450N，通入6A恒流电流，接通时间45分钟，每分钟进行一次数据采集；采用与压力测试步骤三相同的方法测得碳纸与集流板间电压U
A6 c/BPP1
,更换碳纸，重复测量三次结果分别为U
A6 c/BPP1
、U
A6 c/BPP2
、U
A6 c/BPP3
；
[0023]25)更换碳纸，并测量电流9A、12A、15A、18A下对应电压值U
A9
、U
A12
、U
A15
、U
A18
；
[0024]26)计算碳纸扩散层与石墨极板间接触电阻为：
[0025]R
GDL
‑
BPP
＝(U
Ax
‑
U
Ax c/BPP
)A
s
/2I0[0026]其中，R
GDL
‑
BPP
为扩散层与极板间接触电阻，单位mΩ
·
cm2；A
s
为扩散层与极板实际接触面积,单位cm2；I0为恒流源输入电流，单位A。
[0027]进一步的，所述步骤21)中碳纸样品的大小为5
×
10cm；
[0028]进一步的，所述步骤24)中极板样品的大小为5
×
11cm，实际反应面积为5
×
10cm。
[0029]本专利技术的有益效果为：
[0030]本专利技术通过一种非原位接触电阻测量系统对不同压实力、电流密度测量燃料电池ICR，成本更低，操作便捷，能够通过非原位发放有连续性地观察到压实力、电流密度对于ICR的影响趋势，便于分析其对于ICR的影响。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]图1为装置一的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电阻测量方法，其特征在于，包括：控制压力对接触电阻进行测试；控制电流密度对接触电阻进行测试。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电阻测量方法，其特征在于，所述控制压力对接触电阻进行测试的具体方法如下：11)安装装置一，采用绝缘垫板、铜集流板、碳纸样品、铜集流板、绝缘垫板依次堆叠放置，两侧集流板分别连接恒流源与毫伏表，铜板边缘通过绝热铝箔贴装热电偶，监测温度；12)调节压力计，使施加在绝缘垫板上的压力P为0.5MPa；接通电源，使电流I0稳定输出6A，使用万用表毫伏档测量上端铜集流板下表面与下端铜集流板上表面间电压，断开电源90s，再次接通电流重复测量直到相邻两组数据相对误差在2％以内，记录最后一次测量值为U
p0.5c1
；13)调节压力计，以等梯度0.1MPa依次增加压力，重复步骤12)至施加压力为1.5MPa，过程中测量电压值稳定，不断开电源；更换碳纸样品，重复测量三次，得到三组不同压力下系列电压值U
pxc1
、U
pxc2
、U
pxc3
；14)安装装置二，采用绝缘垫板、集流板、碳纸样品、石墨极板、碳纸样品、集流板、绝缘垫板的顺序依次堆叠放置，测量的石墨极板是没用刻印流场的两面均平整的双极板石墨复合材料，重复步骤11)
‑
步骤13)，记录不同压力下系列电压值U
pxc/BPP1
、U
pxc/BPP2
、U
pxc/BPP3
；对于测得三组数据，均采用有效点数最多的一组作为测量所得数据；15)计算碳纸扩散层与石墨极板间接触电阻为：R
GDL
‑
BPP
＝(U
px
‑
U
pxc/BPP
)A
s
/2I0其中，R
GDL
‑
BPP
为扩散层与极板间接触电阻，单位mΩ
·
cm2；A
s
为扩散层与极板实际接触面积，单位cm2；I0为恒流源输入电流，单位A。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电阻测量方法，其特征在于，所述步骤11)中碳纸样品的大小为1.8
×
1.8cm。4.根据权利要求2所述的一种燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电阻测量方法，其特征在于，所述步骤14)中碳纸样品与极板样品的大小均为1.8
×
1.8cm。5.根据权利要求1所述的一种燃料电池极板
‑
扩散层间非原位接触电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵泽熙，栗顺，姜大威，王冬冬，曲美玥，姜名勇，张清扬，刘泓成，李师航，刘天舒，
申请(专利权)人：一汽奔腾轿车有限公司，
类型：发明
国别省市：