一种燃料电池电堆压装方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池电堆技术领域，具体公开了一种燃料电池电堆压装方法及其系统，包括如下步骤：对气体扩散层进行压紧并测量在不同压强下的所述气体扩散层的接触电阻数值，以获取所述气体扩散层的接触电阻曲线；确定所述接触电阻曲线中曲率最大值的临界点，根据所述临界点获取相对应的目标压紧力；利用所述目标压紧力对燃料电池电堆进行压装，其中所述燃料电池电堆包括所述气体扩散层。通过本发明专利技术实现确保压装后的燃料电池电堆性能理想。保压装后的燃料电池电堆性能理想。保压装后的燃料电池电堆性能理想。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆压装方法及其系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池电堆
，特别涉及一种燃料电池电堆压装方法及其系统。

技术介绍

[0002]燃料电池电堆由端板、绝缘板、集流板、双极板和膜电极组件（MEA）组成，通过压装装置对其施加压紧力以压装成型。压紧力对于燃料电池电堆的性能和稳定性影响极大。从电堆结构上看，压紧力对膜电极组件中的气体扩散层（GDL）的影响较大。压紧力既不能太大也不能太小，必须在一个合理的范围内。当压紧力较小时，会导致双极板与气体扩散层之间的接触面积与接触力不够，导致接触电阻上升，电堆性能下降。当压紧力较大时，会导致气体扩散层产生塑性形变从而缩小气体扩散层的孔隙率，进而降低气体扩散层的通水性以及通气性。
[0003]在相关技术中，用于燃料电池电堆压装的压装装置无法结合不同供应商所提供的气体扩散层的特性而制定出合适的压紧力，无法有效保证压装是否合理。当发现压装后的燃料电池电堆性能不理想时，重新拆装将耗费大量时间人力，而且在拆装过程中容易对燃料电池电堆各组件造成损坏无法使用，导致资源浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种燃料电池电堆压装方法及其系统，旨在实现确保压装后的燃料电池电堆性能理想。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种燃料电池电堆压装方法，包括如下步骤：对气体扩散层进行压紧并测量在不同压强下的所述气体扩散层的接触电阻数值，以获取所述气体扩散层的接触电阻曲线；确定所述接触电阻曲线中曲率最大值的临界点，根据所述临界点获取相对应的目标压紧力；利用所述目标压紧力对燃料电池电堆进行压装，其中所述燃料电池电堆包括所述气体扩散层。
[0006]可选地，所述对气体扩散层进行压紧并测量在不同压强下的所述气体扩散层的接触电阻数值，以获取所述气体扩散层的接触电阻曲线的步骤中，包括如下步骤：将所述气体扩散层夹设于两个双极板之间以形成测试组件；将所述测试组件放置在压装装置的上压板组件以及下压板组件之间，利用所述上压板组件与所述下压板组件相结合对所述测试组件进行压紧；记录压紧过程中所述气体扩散层所承受的实时压紧力以及所述气体扩散层的实时接触电阻；结合所述实时压紧力以及所述实时接触电阻以得到所述接触电阻曲线。
[0007]可选地，所述将所述测试组件放置在压装装置的上压板组件以及下压板组件之间，利用所述上压板组件与所述下压板组件相结合对所述测试组件进行压紧的步骤之前，
包括如下步骤：调整所述上压板组件与所述下压板组件之间的相对位置，以使所述上压板组件位于所述下压板组件的正上方；调整所述上压板组件与所述下压板组件之间的平行度，以使所述上压板组件与所述下压板组件相互平行。
[0008]可选地，所述将所述测试组件放置在压装装置的上压板组件以及下压板组件之间，利用所述上压板组件与所述下压板组件相结合对所述测试组件进行压紧的步骤中，包括如下步骤：驱动所述上压板组件下降移动至与所述测试组件的上表面贴合接触；驱动所述上压板组件以0.01mm/s的速度继续下降以对所述测试组件进行压紧。
[0009]可选地，所述结合所述实时压紧力以及所述实时接触电阻以得到所述接触电阻曲线的步骤中，包括如下步骤：重复多次压紧过程以得到多组所述实时压紧力以及所述实时接触电阻的数据；对于所述实时压紧力中的同一压力点，去除所述压力点所对应的所述实时接触电阻中的最大值以及最小值后，取平均值以得到所述压力点下的接触电阻数值。
[0010]可选地，所述结合所述实时压紧力以及所述实时接触电阻以得到所述接触电阻曲线的步骤中，包括如下步骤：以所述实时接触电阻为纵坐标，以所述实时压紧力为横坐标，将所述实时压紧力所对应的所述实时接触电阻在坐标图上进行逐一标记以形成标记点；将所述标记点利用平滑曲线依次连接，以形成所述接触电阻曲线。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提出一种燃料电池电堆压装系统，用于执行上述的燃料电池电堆压装方法，包括压装装置以及检测装置；所述压装装置以及所述检测装置用于对气体扩散层的接触电阻进行测量，以获取所述气体扩散层的接触电阻曲线；再确定所述接触电阻曲线中曲率最大值的临界点，根据所述临界点获取相对应的目标压紧力；并利用所述压装装置以所述目标压紧力对燃料电池电堆进行压装，其中所述燃料电池电堆包括所述气体扩散层。
[0012]可选地，所述压装装置包括上压板组件以及下压板组件，其中所述上压板组件与驱动装置驱动连接，所述上压板组件通过所述驱动装置相对于所述下压板组件发生垂直方向上的相互靠近或远离运动；所述压装装置上还设有压力传感器，所述压力传感器用于记录压紧过程中所述气体扩散层所承受的实时压紧力。
[0013]可选地，所述上压板组件以及所述下压板组件均包括依次设置的压头、绝缘板以及导电板，所述导电板远离所述绝缘板的一侧用于与包括有所述气体扩散层的测试组件贴合接触；两个所述导电板上均连接有连接线，所述连接线的另一端连接电阻测试仪，所述电阻测试仪用于记录压紧过程中所述气体扩散层的实时接触电阻。
[0014]可选地，所述导电板的面积大于所述测试组件在所述导电板上的投影面积。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术通过先对气体扩散层进行压紧并测量在不同压强下的所述气体扩散层的接触电阻数值，以获取所述气体扩散层的接触电阻曲线；随后确定所述接触电阻曲线中曲率最大值的临界点，根据所述临界点获取相对应的目标压紧力；最后利用所述目标压紧力
对燃料电池电堆进行压装，其中所述燃料电池电堆包括所述气体扩散层。由于气体扩散层的接触电阻曲线存在一定的斜率变化，具体的当压紧力较小时，接触电阻数值相对较大；当压紧力逐渐增大时，接触电阻数值相应地减少；当压紧力增大至一定程度时，接触电阻数值的减少速度开始减慢，因此，接触电阻曲线中曲率最大值的临界点为压紧力与接触电阻数值的最佳平衡点，取该平衡点的压紧力作为目标压紧力进行燃料电池电堆压装，能确保压装过程中的压紧力处于合理范围内，既能保证双极板与气体扩散层之间的接触面积与接触力足够，避免因接触电阻上升而引起的电堆性能下降；又能防止气体扩散层产生塑性形变从而缩小气体扩散层的孔隙率，进而避免降低气体扩散层的通水性以及通气性。从而实现确保压装后的燃料电池电堆性能理想的目的，避免因燃料电池电堆重新拆装而造成的人力耗费以及资源浪费。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0017]图1为本专利技术燃料电池电堆压装方法第一实施例的流程示意图；图2为本专利技术燃料电池电堆压装方法第二实施例的流程示意图；图3为本专利技术燃料电池电堆压装方法第三实施例的流程示意图；图4为本专利技术燃料电池电堆压装方法第四实施例的流程示意图；图5为本专利技术燃料电池电堆压装方法第五实施例的流程示意图；图6为本专利技术燃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆压装方法，其特征在于，包括如下步骤：对气体扩散层进行压紧并测量在不同压强下的所述气体扩散层的接触电阻数值，以获取所述气体扩散层的接触电阻曲线；确定所述接触电阻曲线中曲率最大值的临界点，根据所述临界点获取相对应的目标压紧力；利用所述目标压紧力对燃料电池电堆进行压装，其中所述燃料电池电堆包括所述气体扩散层。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆压装方法，其特征在于：所述对气体扩散层进行压紧并测量在不同压强下的所述气体扩散层的接触电阻数值，以获取所述气体扩散层的接触电阻曲线的步骤中，包括如下步骤：将所述气体扩散层夹设于两个双极板之间以形成测试组件；将所述测试组件放置在压装装置的上压板组件以及下压板组件之间，利用所述上压板组件与所述下压板组件相结合对所述测试组件进行压紧；记录压紧过程中所述气体扩散层所承受的实时压紧力以及所述气体扩散层的实时接触电阻；结合所述实时压紧力以及所述实时接触电阻以得到所述接触电阻曲线。3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆压装方法，其特征在于：所述将所述测试组件放置在压装装置的上压板组件以及下压板组件之间，利用所述上压板组件与所述下压板组件相结合对所述测试组件进行压紧的步骤之前，包括如下步骤：调整所述上压板组件与所述下压板组件之间的相对位置，以使所述上压板组件位于所述下压板组件的正上方；调整所述上压板组件与所述下压板组件之间的平行度，以使所述上压板组件与所述下压板组件相互平行。4.根据权利要求2所述的燃料电池电堆压装方法，其特征在于：所述将所述测试组件放置在压装装置的上压板组件以及下压板组件之间，利用所述上压板组件与所述下压板组件相结合对所述测试组件进行压紧的步骤中，包括如下步骤：驱动所述上压板组件下降移动至与所述测试组件的上表面贴合接触；驱动所述上压板组件以0.01mm/s的速度继续下降以对所述测试组件进行压紧。5.根据权利要求2所述的燃料电池电堆压装方法，其特征在于：所述结合所述实时压紧力以及所述实时接触电阻以得到所述接触电阻曲线的步骤中，包括如下步骤：重复多次压紧过程以得到多组...

【专利技术属性】
技术研发人员：文龙，吴海荣，冯春平，崔鹏，李佳佳，
申请(专利权)人：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：