本发明专利技术涉及燃料电池电堆绝缘性能的检测装置系统与检测方法。所述检测装置系统包括环境控制装置以及数据采集装置；所述数据采集装置包括绝缘检测仪，所述环境控制装置中放置待测电堆；所述数据采集装置与环境控制装置之间电连接，用于记录待测电堆的绝缘性能；所述环境控制装置包括冷却液循环模拟装置、反应气腔模拟装置以及湿度条件模拟装置。本发明专利技术搭建了模拟电堆在实际工作状态下三腔湿度、温度变化和气流量的测试平台，实现了找出影响工作状态下电堆绝缘阻值的实际原因，有助于提升电堆的绝缘阻值；电堆经过装置检测后为合格的结果有较强的说服性，从而降低了燃料电池绝缘导电风险，提升了燃料电池设备的安全性能。提升了燃料电池设备的安全性能。提升了燃料电池设备的安全性能。
【技术实现步骤摘要】
燃料电池电堆绝缘性能的检测装置系统与检测方法
[0001]本专利技术属于氢燃料电池制造
，涉及燃料电池电堆绝缘性能的检测装置系统与检测方法。
技术介绍
[0002]燃料电池的应用对燃料电池系统、电堆模块、电堆的绝缘性能有一定的要求，尤其在系统装车、调试过程中为了保证人员、设备的安全问题，相关标准针对于燃电的绝缘阻值也有相关说明；要解决燃料电池的绝缘问题，我们就得从多方面去验证、测试，确保燃料电池使用过程中的安全性，保证燃料电池电堆、模块的绝缘值是必要的。
[0003]影响燃料电池电堆模块的绝缘阻值的相关条件主要是电堆模块的电气间隙、爬电距离，电堆绝缘材料性能，电堆冷却液的电导率；在动态测试过程中还有诸多因素会影响着燃电的绝缘情况，例如温度、环境湿度和环境空气流量等。
[0004]CN 108390084A涉及燃料电池
，公开了一种燃料电池电堆绝缘性检测方法，包括：确保测量的各个捆绑带之间的电阻值均小于4Ω；若测量的燃料电池电堆的电阻值趋于无穷大，则进行下一步，否则输出燃料电池电堆绝缘性不良的检测结果；若测量捆绑带与燃料电池电堆之间的绝缘电流值小于燃料电池电堆的最大允许绝缘电流值，则输出燃料电池电堆绝缘性良好的检测结果，否则输出燃料电池电堆绝缘性不良的检测结果。实施例的燃料电池电堆绝缘性检测方法能够完成对整体的燃料电池电堆的绝缘性的检测并输出检测结果，以根据检测结果判断燃料电池电堆的安全性，从而确保了燃料电池电堆使用的安全性。
[0005]CN 112582651A提供一种燃料电池系统绝缘检测方法及燃料电池电堆冷却系统；该检测方法包括：先测量获得燃料电池电堆冷却系统冷却水的TDS，然后拟合燃料电池电堆冷却水的TDS与电导率曲线，再获取燃料电池电堆冷却水的电导率，再获取燃料电池电堆冷却水上刻度电阻率，再获取燃料电池电堆冷却水下刻度电阻率，最后获得燃料电池系统绝缘电阻。
[0006]然而，由于影响燃料电池绝缘性能的相关因素较多，诊断燃料电池绝缘问题过程较为复杂，诊断结果验证困难，并且解决燃料电池绝缘问题投入较大，费时费力，获得结果较为困难。
[0007]因此，提供一种较为简单分析电堆模块的绝缘性能，并且降低燃料电池绝缘导电风险，提升燃电设备安全性能的分析方法，是亟需解决的。
技术实现思路
[0008]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种燃料电池电堆绝缘性能的检测装置系统与检测方法，所提供的装置搭建了模拟电堆在实际工作状态下三腔湿度、温度变化和气流量的测试平台，实现了找出影响工作状态下电堆绝缘阻值的实际原因，有助于提升电堆的绝缘阻值；电堆经过装置检测后为合格的结果有较强的说服性，从而降低了燃料电
池绝缘导电风险，提升了燃料电池设备的安全性能。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种燃料电池电堆绝缘性能的检测装置系统，所述检测装置系统包括环境控制装置以及数据采集装置；
[0011]所述数据采集装置包括绝缘检测仪，所述环境控制装置中放置待测电堆；
[0012]所述数据采集装置与环境控制装置之间电连接，用于记录待测电堆的绝缘性能；
[0013]所述环境控制装置包括冷却液循环模拟装置、反应气腔模拟装置以及湿度条件模拟装置。
[0014]本专利技术所提供的装置系统搭建了模拟电堆在实际工作状态下三腔湿度、温度变化和气流量的测试平台，实现了找出影响工作状态下电堆绝缘阻值的实际原因，有助于提升电堆的绝缘阻值；电堆经过装置检测后为合格的结果有较强的说服性，从而降低了燃料电池绝缘导电风险，提升了燃料电池设备的安全性能。
[0015]所述冷却液循环模拟装置模拟的是燃料电池电堆在流通冷却液的过程中，冷却液循环及其温度变化对电堆绝缘阻值的影响。
[0016]所述反应气腔模拟装置模拟的是燃料电池电堆在通入燃料气体(氢气)和氧气过程中，气流量和气体湿度的对电堆绝缘阻值的影响。
[0017]所述湿度条件模拟装置模拟的是环境湿度对电堆绝缘阻值的影响。
[0018]所述绝缘检测仪直接测试电堆的绝缘阻值。
[0019]优选地，所述冷却液循环模拟装置包括相互连接的水箱、水泵、压力计、温度计和加热器。
[0020]优选地，所述反应气腔模拟装置分为空气腔和氢气腔。
[0021]优选地，所述反应气腔模拟装置包括气源、压力计、流量计、进气口和排气口。
[0022]优选地，所述反应气腔模拟装置还包括增湿器和湿度计。
[0023]优选地，所述湿度条件模拟装置包括气源、增湿器和湿度计、吹扫进气口和吹扫排气口。
[0024]优选地，所述吹扫进气口和吹扫排气口分别独立地连接于电堆的夹层，所述夹层位于电堆的堆芯和壳体之间。
[0025]电堆的堆芯装入壳体后，影响电堆绝缘阻值的主要因素是电气间隙及爬电距离，当夹层空气相对较干燥时电堆的绝缘阻值相对较高，当夹层内部空气湿度较高时就会影响到电堆的绝缘阻值，如果出现电堆绝缘阻值低于标准要求，可以认定电堆堆芯与壳体的爬电距离及电气间隙较小，适当的增大电气间隙及爬电距离，以增加点对的绝缘阻值。如果无法增加，则考虑在相应的位置做绝缘处理，例如在电堆的壳体上喷涂绝缘漆或在电堆壳体上设置PI绝缘膜，从而提高绝缘阻值至超过标准要求。
[0026]优选地，所述检测装置系统还包括操控装置。
[0027]优选地，所述操控装置包括计算机，与环境控制装置和数据采集装置之间电连接。
[0028]第二方面，本专利技术提供了一种燃料电池电堆绝缘性能的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
[0029](1)将待测电堆连接如第一方面所述的检测装置系统，进行冷却液循环并测试待测电堆的绝缘阻值；
[0030](2)对待测电堆进行湿气吹扫，并测试待测电堆的绝缘阻值；
[0031](3)对待测电堆进行反应气腔通气，并测试待测电堆的绝缘阻值。
[0032]本专利技术所述检测方法中电堆实际不工作，而是通过模拟电堆在工作状态下的温度、湿度等条件来测试电堆的绝缘阻值及其变化，所述检测方法简单便捷且准确性高，增强了燃料电池电堆研发过程中针对绝缘性能的说服性，节省了分析绝缘问题的时间和成本。
[0033]优选地，步骤(1)所述冷却液循环过程中使用冷却液循环模拟装置。
[0034]优选地，步骤(1)所述冷却液循环过程中，所述反应气腔模拟装置和湿度条件模拟装置不进行工作。
[0035]优选地，步骤(1)所述冷却液包括去离子水。
[0036]优选地，所述去离子水的电导率＜5us/cm，例如可以是4.9us/cm、4.5us/cm、4us/cm、3us/cm或1us/cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0037]优选地，步骤(1)所述冷却液循环过程中，液压低于电堆要求值。
[0038]优选地，步骤(1)所述冷却液循环过程中，温度为75～80℃，例如可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆绝缘性能的检测装置系统，其特征在于，所述检测装置系统包括环境控制装置以及数据采集装置；所述数据采集装置包括绝缘检测仪，所述环境控制装置中放置待测电堆；所述数据采集装置与环境控制装置之间电连接，用于记录待测电堆的绝缘性能；所述环境控制装置包括冷却液循环模拟装置、反应气腔模拟装置以及湿度条件模拟装置。2.根据权利要求1所述燃料电池电堆绝缘性能的检测装置系统，其特征在于，所述冷却液循环模拟装置包括相互连接的水箱、水泵、压力计、温度计和加热器；优选地，所述反应气腔模拟装置分为空气腔和氢气腔；优选地，所述反应气腔模拟装置包括气源、压力计、流量计、进气口和排气口；优选地，所述反应气腔模拟装置还包括增湿器和湿度计。3.根据权利要求1或2所述燃料电池电堆绝缘性能的检测装置系统，其特征在于，所述湿度条件模拟装置包括气源、增湿器和湿度计、吹扫进气口和吹扫排气口；优选地，所述吹扫进气口和吹扫排气口分别独立地连接于电堆的夹层，所述夹层位于电堆的堆芯和壳体之间；优选地，所述检测装置系统还包括操控装置；优选地，所述操控装置包括计算机，与环境控制装置和数据采集装置之间电连接。4.一种燃料电池电堆绝缘性能的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：(1)将待测电堆与如权利要求1
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3任一项所述的检测装置系统连接，进行冷却液循环并测试待测电堆的绝缘阻值；(2)对待测电堆进行湿气吹扫，并测试待测电堆的绝缘阻值；(3)对待测电堆进行反应气腔通气，并测试待测电堆的绝缘阻值。5.一种根据权利要求4所述燃料电池电堆绝缘性能的检测方法，其特征在于，步骤(1)所述冷却液循环过程中使用冷却液循环模拟装置；优选地，步骤(1)所述冷却液循环过程中，所述反应气腔模拟装置和湿度条件模拟装置不进行工作；优选地，步骤(1)所述冷却液包括去离子水；优选地，所述去离子水的电导率＜5us/cm；优选地，步骤(1)所述冷却液循环过程中，液压低于电堆要求值；优选地，步骤(1)所述冷却液循环过程中，温度为75～80℃；优选地，步骤(1)所述冷却液循环的时间为1.5～3h。6.根据权利要求4或5所述燃料电池电堆绝缘性能的检测方法，其特征在于，步骤(2)所述湿气吹扫过程使用湿度条件模拟装置；优选地，步骤(2)所述湿气吹扫过程中，步骤(1)所述冷却液循环过程持续进行；优选地，步骤(2)所述湿气的湿度为90～100％；优选地，步骤(2)所述湿...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢景鑫，付宇，
申请(专利权)人：上海骥翀氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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