一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法技术

本发明专利技术公开了一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法，涉及到燃料电池领域，包括外壳，外壳内活动安装有下端板和上端板，下端板和上端板相互靠近的一侧均活动安装有绝缘板，两个绝缘板相互靠近的一侧活动安装有集流板，位于底侧的集流板上固定安装有盖板，盖板和位于顶侧的集流板之间活动安装有多个双极板。本发明专利技术，可在不拆卸电堆情况下更换阴极流场结构，阴极流场不固定，针对不同使用环境可针对性选用不同流场，对于电堆实验，由于不用拆卸电堆，多次实验时可保证电堆内其他操作条件不受；拆卸时引入的如装配力变化、空气杂质等条件的干扰。气杂质等条件的干扰。气杂质等条件的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。
[0003]现有技术中，燃料电池需要更换阴极流场时双极板需要进行繁琐的拆卸操作，双极板阴极流场固定，难以满足所有工况对阴极双极板的使用需求，对于实验测试而言，对风冷电堆不同流场研究中无法保证每次拆卸电堆后两次电堆受力一致造成误差，更换阴极流场双极板时需要重新加工，成本高，现有湿度测试模块体积较大，难以布置在细长流道，且价格高昂，因此需要一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法来满足人们的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法，以解决上述
技术介绍
中提出的燃料电池需要更换阴极流场时双极板需要进行繁琐的拆卸操作，双极板阴极流场固定，难以满足所有工况对阴极双极板的使用需求，对于实验测试而言，对风冷电堆不同流场研究中无法保证每次拆卸电堆后两次电堆受力一致造成误差，更换阴极流场双极板时需要重新加工，成本高，现有湿度测试模块体积较大，难以布置在细长流道，且价格高昂的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法，包括外壳，所述外壳内活动安装有下端板和上端板，下端板和上端板相互靠近的一侧均活动安装有绝缘板，两个绝缘板相互靠近的一侧活动安装有集流板，位于底侧的集流板上固定安装有盖板，盖板和位于顶侧的集流板之间活动安装有多个双极板。
[0006]优选的：所述双极板的底侧开设有多个楔形口，双极板的顶侧开设有通槽，多个楔形口内均活动安装有流场块。
[0007]优选的：所述流场块的斜面上均固定安装有测试触头和加热块，两个测试触头和加热块为一对。
[0008]优选的：相邻的两个所述双极板之间活动安装有膜电极，膜电极的规格与双极板相同。
[0009]优选的：所述上端板的顶侧固定安装有两个进出嘴。
[0010]优选的：所述外壳的侧面固定安装有风扇。
[0011]优选的：所述双极板上开有1x1mm的巡检插孔。
[0012]优选的：所述通过第一流场块和第二流场块上设置的测试触头和加热块组成的测
量单元可测得电堆内部阴极温度分布和湿度分布，原理为：
[0013]流道区域分为流量测试区和流场区，其中流量测试区位于气流入口处，不与MEA直接接触，此处并没有电化学反应生成的水和热改变该区域的温度和湿度，因此此处的温度和湿度近似为环境温湿度，可直接查表获得该条件下的空气比热容，因此有以下公式得：
[0014]Q＝C
×
Qm
×
ΔT(1)
[0015]在上述公式中，Q为发热量，由选用发热片功率确定，在单位时间内为已知量，比热容C可通过环境温湿度查表获得，ΔT为两热电偶温差，此时可以计算出各流道中的气体质量流量Qm。
[0016]由公式1可知，分别在各流道中，气体质量流量Qm已经求得，温差ΔT为已知量，局部温度T也通过热电偶测得，因此可以计算出不同流道中不同位置的比热容大小，从而查表得出局部湿度。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术中，可在不拆卸电堆情况下更换阴极流场结构，阴极流场不固定，针对不同使用环境可针对性选用不同流场，对于电堆实验，由于不用拆卸电堆，多次实验时可保证电堆内其他操作条件不受；拆卸时引入的如装配力变化、空气杂质等条件的干扰。
[0019]本专利技术中，可对同一块双极板任意改变流场架构，降低反复设计加工双极板时的成本，流场结构不参与电流收集，不影响电堆内阻和受力等条件。
[0020]本专利技术中，以低成本的小型加热片和热电偶可测量风冷电堆阴极流场内部温度分布、湿度分布和气体质量流量。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提出的一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法的立体结构示意图；
[0022]图2为本专利技术提出的一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法的侧视结构示意图；
[0023]图3为本专利技术提出的一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法的膜电极部分的结构示意图；
[0024]图4为本专利技术提出的一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法的楔形口部分的结构示意图；
[0025]图5为本专利技术提出的一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法的双极板部分的结构示意图；
[0026]图6为本专利技术提出的一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法的流场块部分的结构示意图。
[0027]图中：100、外壳；200、下端板；201、上端板；202、进出嘴；203、绝缘板；300、集流板；301、盖板；302、双极板；303、楔形口；304、通槽；305、流场块；、膜电极；307、测试触头；308、加热块；400、风扇。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]参照图1
‑
6，一种风冷燃料电池的电堆及其阴极流场温湿度测试方法，包括外壳100，所述外壳100内活动安装有下端板200和上端板201，下端板200和上端板201相互靠近的一侧均活动安装有绝缘板203，两个绝缘板203相互靠近的一侧活动安装有集流板300，位于底侧的集流板300上固定安装有盖板301，盖板301和位于顶侧的集流板300之间活动安装有多个双极板302，冷燃料电池阴极双极板的主体与流场分离设计，流场可拆卸，燃料电池阴极双极板与流场块采用逆流楔形设计，双极板使用分离式密封圈，流场块使用可定量测试温湿度和各流道气体流速，双极板开有测试模块走线槽，将流场与电堆分离设计，使得可以很简便的随意更改风冷燃料电池电堆流场，可在不拆卸电堆的同时直接抽出流场块进行更换，且楔形插口宽口到窄口的方向与气流同向，使风冷电堆运行时产生自锁效果，防止流场脱落造成电堆性能影响，双极板上开有1x1mm的巡检插孔，方便直接插入巡检线测试单电池电压，流场块开有两个热电偶插孔和一个小型加热片插孔，可以通过读数测得局部温度数据，同时可通过每个测试模块上两热电偶温差定性表征湿度变化趋势，走线槽为非贯穿槽，以防止风扇产生的气流流失。
[0030]在一个可选的实施例中：所述双极板302的底侧开设有多个楔形口303，双极板302的顶侧开设有通槽304，多个楔形口303内均活动安装有流场块305。
[0031]需要说明的是，将根据需求设计出的阴极流场块顺着楔形插口按设计的阴极流场需求插入不同插口，完成电堆装配，以满足不同的使用工况或者实验方案对电堆阴极流场的需求，同时楔形口的宽口到窄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风冷燃料电池的电堆，包括外壳(100)，其特征在于：所述外壳(100)内活动安装有下端板(200)和上端板(201)，下端板(200)和上端板(201)相互靠近的一侧均活动安装有绝缘板(203)，两个绝缘板(203)相互靠近的一侧活动安装有集流板(300)，位于底侧的集流板(300)上固定安装有盖板(301)，盖板(301)和位于顶侧的集流板(300)之间活动安装有多个双极板(302)。2.根据权利要求1所述的一种风冷燃料电池的电堆，其特征在于：所述双极板(302)的底侧开设有多个楔形口(303)，双极板(302)的顶侧开设有通槽(304)，多个楔形口(303)内均活动安装有流场块(305)。3.根据权利要求2所述的一种风冷燃料电池的电堆，其特征在于：所述流场块(305)的斜面上均固定安装有测试触头(307)和加热块(308)，两个测试触头(307)和加热块(308)为一对。4.根据权利要求1所述的一种风冷燃料电池的电堆，其特征在于：相邻的两个所述双极板(302)之间活动安装有膜电极(306)，膜电极(306)的规格与双极板(302)相同。5.根据权利要求1所述的一种风冷燃料电池的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖晨光，陈浩祥，唐廷江，陈宏，王杰，曾帆，郭康，
申请(专利权)人：武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：