【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于pem电解，尤其是涉及一种pem电解堆封装力测试及控制方法及pem电解堆。
技术介绍
1、水电解制氢是指在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子被解离生成氧气和氢气，分别从电解槽阳极和阴极析出。质子交换膜水电解制氢具有电流密度高、效率高、氢气纯度高、产氢压力大(3-4mpa)、动态响应速度快、占地面积小、操作灵活等优点，适用于风光等可再生能源发电直接耦合制氢，被认为是极具发展前景的水电解制氢技术。
2、电解堆是由双极板、膜电极、密封圈、端板等组成，水电解反应生成的气体在膜电极的多孔传输层中进行传输，电解堆的封装载力对性能具有重要影响，如果ptl表面的接触压力过大会导致孔隙率降低，影响反应气体的传输效率，如果ptl表面的接触压力过小则会导致局部接触电阻过大，加剧欧姆损失。因此，电解堆的封装力测试和控制具有重要意义。
3、目前采用压敏纸测试电解堆的封装力，如图1所示，即将压敏纸设置于电解堆中间或两侧，当压敏纸受到压力时，压敏纸中带有显色材料的微颗粒层破裂，与成色层起反应，红色的斑点就会显示在测试纸上，就可获得接触压力值分布。不考虑产氢压力时，电解堆的封装力测试方法如图2所示，第1步进行压敏纸布置；第2步采用压机对电解堆施加压力进行压堆；第3步拆堆，读取压敏纸结果压力；第4步将压敏纸结果与接触压力目标范围对比，若压敏纸结果小于接触压力目标范围，则增大压机压机重新测试，直到压敏纸结果满足接触压力目标范围，此时压机的压力即电解堆的初始堆封装力f初始。最后通过螺栓对电解堆进行约束，撤掉压机的压力。>
4、如图3所示，由于pem电解堆工作时的产氢压力较高，可以达到3-4mpa，同时螺栓的刚度有限，电解堆在产氢压力作用下，螺栓的螺杆伸长，两个端板距离变大，导致ptl的接触压力变小，严重时会导致电解堆的接触电阻过大，从而影响电解堆的性能。即电解堆开始产氢后，很大一部分的螺栓预紧力被堆芯的产氢压力抵消，导致堆芯的封装力急剧减小。
5、同时，由于压敏纸只能在电堆装堆时安装测试接触压力，电解堆工作产氢时无法布置压敏纸(布置压敏纸会导致电解堆绝缘、气体和水难以传输等，电解堆无法正常工作)，因而压敏纸无法测量电解堆工作时的ptl接触压力。
6、由于pem电解堆工作时无法布置压敏纸测试封装力，且pem电解堆的产氢压力较高(3-4mpa)，且产氢压力对电解堆封装力的影响较大，现有技术无法测试产氢压力对电解堆封装力的影响。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种pem电解堆封装力测试及控制方法及pem电解堆，至少部分的解决现有技术中存在的无法测试产氢压力对电解堆封装力的影响的问题。
2、第一方面，本公开实施例提供了一种pem电解堆封装力测试及控制方法，包括：
3、在电解堆封装时，在不考虑产氢压力的前提下获取电解堆封装力f初始，然后将电解堆用螺杆固定；
4、在电解堆产氢时，获取螺杆两端的伸长应变；
5、基于螺杆两端的伸长应变得到螺杆的拉伸应变；
6、基于螺杆的拉伸应变得到螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化；
7、基于螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化得到电解堆的封装力变化；
8、基于电解堆的封装力变化对电解堆封装力f初始进行修正。
9、可选的，所述在电解堆封装时，在不考虑产氢压力的前提下获取电解堆封装力f初始，包括：
10、采用压敏纸得到电解堆封装力f初始。
11、可选的，所述在电解堆产氢时，获取螺杆两端的伸长应变，包括：
12、在螺杆上粘贴两个对称的单向应变片，通过单向应变片得到螺杆两端的伸长应变。
13、可选的，所述基于螺杆两端的伸长应变得到螺杆的拉伸应变，包括：
14、通过单向应变片得到螺杆两端的伸长应变ε1和ε2，通过公式ε拉伸＝(ε1+ε2)/2计算拉伸应变ε拉伸。
15、可选的，所述基于螺杆的拉伸应变得到螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化，包括：
16、σ1＝ε拉伸×e，
17、其中，σ1为第1个螺杆的拉伸应力，e为螺杆的弹性模量。
18、可选的，所述基于螺杆的拉伸应变得到螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化，包括：
19、δf1＝σ1×a，
20、δf1为第1个螺杆的预紧力变化，a为粘贴应变片位置处无螺纹的螺杆横截面积。
21、可选的，所述基于螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化得到电解堆的封装力变化，包括：
22、δf＝δf1+δf2+……+δfn，
23、其中，δf为电解堆封装力变化，n为电解堆螺杆的数量。
24、可选的，所述基于电解堆的封装力变化对电解堆封装力f初始进行修正，包括：
25、f最终＝f初始+δf。
26、第二方面，本公开实施例还提供了一种pem电解堆，使用第一方面任一所述的pem电解堆封装力测试及控制方法。
27、可选的，螺杆的中间位置为光滑的圆杆。
28、本专利技术提供的pem电解堆封装力测试及控制方法及pem电解堆。其中该pem电解堆封装力测试及控制方法，通过获取螺杆两端的伸长应变从而得到电解堆的封装力变化，并基于电解堆的封装力变化对电解堆封装力进行修改，测试产氢压力对电解堆封装力的影响，从而达到保证pem电解堆高效电解的目的。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种PEM电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的PEM电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述在电解堆封装时，在不考虑产氢压力的前提下获取电解堆封装力F初始，包括：
3.根据权利要求1所述的PEM电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述在电解堆产氢时，获取螺杆两端的伸长应变，包括：
4.根据权利要求3所述的PEM电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述基于螺杆两端的伸长应变得到螺杆的拉伸应变，包括：
5.根据权利要求4所述的PEM电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述基于螺杆的拉伸应变得到螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化，包括：
6.根据权利要求5所述的PEM电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述基于螺杆的拉伸应变得到螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化，包括：
7.根据权利要求6所述的PEM电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述基于螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化得到电解堆的封装力变化，包括：
8.根据权利要求7所述的PEM电解堆封
9.一种PEM电解堆，其特征在于，使用权利要求1至8任一所述的PEM电解堆封装力测试及控制方法。
10.根据权利要求9所述的PEM电解堆，其特征在于，螺杆的中间位置为光滑的圆杆。
...【技术特征摘要】
1.一种pem电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的pem电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述在电解堆封装时，在不考虑产氢压力的前提下获取电解堆封装力f初始，包括：
3.根据权利要求1所述的pem电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述在电解堆产氢时，获取螺杆两端的伸长应变，包括：
4.根据权利要求3所述的pem电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述基于螺杆两端的伸长应变得到螺杆的拉伸应变，包括：
5.根据权利要求4所述的pem电解堆封装力测试及控制方法，其特征在于，所述基于螺杆的拉伸应变得到螺杆在产氢压力作用下的预紧力变化，包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：李江飞，丁铁新，沈荣安，李庆雨，彭善龙，刘皓林，方川，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。