一种燃料电池可移动式可视化测试装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃料电池可移动式可视化测试装置及其使用方法，涉及燃料电池技术领域，包括测试装置本体，所述测试装置本体包括依次层叠的可视化端板、石墨流场板和底板，还包括加强条和限位框架，所述限位框架与可视化端板匹配，所述限位框架中部设有镂空的观测区域，所述加强条横贯所述观测区域并可活动设于限位框架与可视化端板之间。本发明专利技术提供的燃料电池可移动式可视化测试装置及其使用方法，通过设置可移动的加强条，在压紧可视化端板的同时，便于可视化反应中清楚观察到各流道设计下的水移动情况，有效消除测试盲区。可通过测试气路测试流场的排水能力。气路测试流场的排水能力。气路测试流场的排水能力。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池可移动式可视化测试装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池可移动式可视化测试装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着燃料电池商用车市场的蓬勃发展，对其性能及耐久性的需求也愈来愈高。燃料电池在特定操作条件下，反应生成的水以液态形式存在，如果生成的液态水不能及时排走，可能导致气体流道发生水淹现象，从而抑制氧气的扩散或导致氢气饥饿，使得燃料电池的稳定性降低，甚至会发生催化剂降解腐蚀，使电堆寿命急速衰减。
[0003]专利CN207834458U中，提出了一种可以观察流道内气体分布情况的可视化燃料电池装置，是通过在电堆中加装透明材料和重氨晒图纸的方法来观察流道内流体流量的分布情况，其未考虑液体特性，不适合应用到电池排水能力的探究中。专利CN210006823U中，提出一种可在线观察流场内生成水的情况的装置，通过透明的流场单元及在与沟槽相对位置开有镂空孔的压板来实现内部两相流的可视化，其测试结构未考虑商业应用燃料电池流场的复杂性，其结果基础理论方面作用更大，实际使用便利性差。专利CN107490769中，提出一种燃料电池水分布可视化在线检测系统，专利技术通过主控制器、图像采集模块和分析处理模块等电子部件及可视化燃料电池实现燃料电池的水分布的图像采集，从而分析燃料电池内的水生成情况并制定相应的排水策略，但其中如何实现核心装置——可视化燃料电池却无详细描述。在实验之初的可操性差。专利CN106887611A中，提出了一种燃料电池双极板流场流体分布的可视化装置及方法，是通过透明端板、阴阳极板MEA等部件及高速摄像机组成。其流场沟槽镂空并与透明端板相贴合，将流体经进口流入流场后，利用高速摄像机拍摄以获得流体在流场内部流道及分布的状态，提出装置中对流场进行了大幅度的简化且虽有基本专利技术装置的详细实验步骤，但对其中关键的水、气的量如何确定的却无说明，不能直接指导产品优化。专利CN100557872C中，提出了一种利用三通阀将气体和液体混合成流体通入双极板流道，并将双极板夹在透明盖板和底板中间通过紧固螺栓紧固后用摄像机记录流体分布的方法，通阀将气体和液体混合成流体更有利于观察流体的分布情况而非流场的排水能力，且此方法中最终液体凝聚的位置不定且可能存在多液滴同时凝聚的现象，基于此装置无法有效获悉流场的排水能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，本专利技术提供一种燃料电池可移动式可视化测试装置及其使用方法，通过设置可移动的加强条，在压紧可视化端板的同时，便于可视化反应中清楚观察到各流道设计下的水移动情况，有效消除测试盲区。可通过测试气路测试流场的排水能力。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种燃料电池可移动式可视化测试装置，包括测试装置本体，所述测试装置本体
包括依次层叠的可视化端板、石墨流场板和底板，还包括加强条和限位框架，所述限位框架与可视化端板匹配，所述限位框架中部设有镂空的观测区域，所述加强条横贯所述观测区域并可活动设于限位框架与可视化端板之间。
[0007]进一步地，所述加强条包括支撑部和设于支撑部两侧的活动部，所述限位框架上设有与活动部匹配的滑槽，所述活动部限制于滑槽内，并可沿滑槽移动。
[0008]由于采用了上述技术方案，通过设置可移动的加强条，在压紧可视化端板的同时，便于可视化反应中清楚观察到各流道设计下的水移动情况，通过调整加强条的位置来消除测试盲区。
[0009]进一步地，所述活动部的高度小于支撑部，所述支撑部与活动部之间形成阶梯状结构，所述活动部装配于滑槽时，所述支撑部的端部与限位框架抵接。
[0010]进一步地，还包括保温板，所述保温板设于石墨流场板与底板之间。
[0011]由于采用了上述技术方案，通过增设保温板使得测试装置本体在加热时其内的温度变化更加均衡，避免因局部温差过大而导致整体的加热温度与设定的预加热温度偏差较大，影响测试的准确性。
[0012]进一步地，所述石墨流场板与可视化端板之间、石墨流场板与保温板之间、保温板与底板之间均设有密封圈。
[0013]进一步地，还包括测试气路；所述测试气路包括气源、加湿器、第一气路开关和第二气路开关，所述气源经第一气路开关、加湿器与测试装置本体连通形成观测用加湿气路，所述气源经第二气路开关与测试装置本体连通形成排水用气路。
[0014]进一步地，所述测试气路还包括主气路开关和流量计，所述气源连接主气路开关和流量计形成进气主路，所述观测用加湿气路和排水用气路并联于进气主路。
[0015]进一步地，还包括冷却水路；所述冷却水路包括自水箱、水泵、进堆温度检测装置和出堆温度检测装置，所述水箱经水泵、进堆温度检测装置与测试装置本体连通形成进水路，所述水箱经出堆温度检测装置与测试装置本体连通形成出水路。
[0016]进一步地，还包括排水阀，所述排水阀与测试装置本体连通形成排水路。
[0017]相应地，本专利技术还公开了一种燃料电池可移动式可视化测试装置的使用方法，包括如下步骤：
[0018]温度调节步骤：先打开水泵向测试装置本体内泵入冷却水，冷却水依次经过进水路、测试装置本体、出水路回到水箱中，当进堆温度T1与出堆温度T2的差值在1℃以内时，视为测试装置本体已达到预设的试验温度值；
[0019]流体分布观测步骤：启动气源，打开主气路开关、第一气路开关，气体经过加湿器成为加湿气体进入测试装置本体，加湿气体在流场中形成液滴，在观测区域观察液滴在流场中的位置及长度分布，调整加强条的位置，使得流体分布情况得以被完整地观测到；
[0020]排水能力检测步骤：关闭水泵、气源、主气路开关和第一气路开关，将测试装置本体1拆下，基于流体分布观测步骤的结果，在液滴积聚位置预置与之长度匹配的水柱，调整加强条的位置，使得该预置水柱得以被观察到，再将测试装置本体装回，启动气源，打开主气路开关、第二气路开关、排水阀，气体进入测试装置本体后可使流场内的水排出，通过调整气体的流量来测试流场的排水能力。
[0021]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术基于实际流道设计，测试结果真实、直接。
[0023]2、本专利技术通过设置可移动的加强条，在压紧可视化端板的同时，便于可视化反应中清楚观察到各流道设计下的水移动情况，有效消除测试盲区。
[0024]3、本专利技术可通过测试气路测试流场的排水能力。
[0025]4、本专利技术通过增设保温板使得测试装置本体在加热时其内的温度变化更加均衡，避免因局部温差过大而导致整体的加热温度与设定的预加热温度偏差较大，影响测试的准确性。
附图说明
[0026]图1是本专利技术测试装置本体的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术测试装置本体的俯视图；
[0028]图3是本专利技术测试气路及冷却水路的结构示意图。
[0029]图中标记：1
‑
测试装置本体，2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池可移动式可视化测试装置，包括测试装置本体，所述测试装置本体包括依次层叠的可视化端板、石墨流场板和底板，其特征在于，还包括加强条和限位框架，所述限位框架与可视化端板匹配，所述限位框架中部设有镂空的观测区域，所述加强条横贯所述观测区域并可活动设于限位框架与可视化端板之间。2.如权利要求1所述的燃料电池可移动式可视化测试装置，其特征在于，所述加强条包括支撑部和设于支撑部两侧的活动部，所述限位框架上设有与活动部匹配的滑槽，所述活动部限制于滑槽内，并可沿滑槽移动。3.如权利要求2所述的燃料电池可移动式可视化测试装置，其特征在于，所述活动部的高度小于支撑部，所述支撑部与活动部之间形成阶梯状结构，所述活动部装配于滑槽时，所述支撑部的端部与限位框架抵接。4.如权利要求1所述的燃料电池可移动式可视化测试装置，其特征在于，还包括保温板，所述保温板设于石墨流场板与底板之间。5.如权利要求4所述的燃料电池可移动式可视化测试装置，其特征在于，所述石墨流场板与可视化端板之间、石墨流场板与保温板之间、保温板与底板之间均设有密封圈。6.如权利要求1所述的燃料电池可移动式可视化测试装置，其特征在于，还包括测试气路；所述测试气路包括气源、加湿器、第一气路开关和第二气路开关，所述气源经第一气路开关、加湿器与测试装置本体连通形成观测用加湿气路，所述气源经第二气路开关与测试装置本体连通形成排水用气路。7.如权利要求6所述的燃料电池可移动式可视化测试装置，其特征在于，所述测试气路还包括主气路开关和流量计，所述气源连接主气路...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琪瑶，廖晋杨，胡杨月，黄显霁，宋彦彬，
申请(专利权)人：东方电气成都氢燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：