一種燃料電池極板流場腔體均勻性測試方法
2023-05-27 22:07:41
專利名稱：：一種燃料電池極板流場腔體均勻性測試方法
技術領域：
：本發明涉及燃料電池領域。具體涉及測試燃料電池極板流場腔體均勻性的方法。
背景技術：
：燃料電池的極板(也叫流場板)是燃料電池關鍵部件之一，重量大約是電池總重的80%，成本大約是電池總成本的45%左右。理想的極板應是電、熱的良導體，具有很好的阻氣性能，很高的耐腐蝕性，具有一定的機械強度，同時能對電池內部的流體進行均勻分配。所以在燃料電池極板的一個或兩個相反的主表面上加工有公用通道，用以電池堆內部的流體進行分配，使反應劑和冷卻劑通過通道到達工作區域。這些公用通道同時也是排出反應後產物的通路。對電池內部的流體進行均勻分配是極板的至關重要的作用，故其流場腔體的均勻性十分重要。燃料電池是由多節單電池順序或者平行的組裝成一個燃料電池堆使用的，任何一節單電池的失效都會引起整個電池堆的失效。要實現燃料電池穩定和連續發電，必要條件之一是電池堆內各節單電池都能夠獲得均衡充足的反應劑。反應劑、反應後產物等的分配都是靠極板來完成的，為保證每節單電池的反應劑能夠平均到達其各自的工作區域和反應後的產物的順利排出，要求極板的各項性能都應該是絕對均勻的，特別是在流體的分配上。但現有技術中，無論是何種材質、何種加工方式製成的極板，都不可能保證其各項性能絕對一致，所以必須對其各項性能進行檢測，選取同一項性能相同或相近的組成電池堆。由於流體分配均勻性對電池堆的重要性，使流體分配均勻性檢測更顯得至關重要。但是，在現有技術中，目前還沒有關於流體分配均勻性檢測的有效方法。
發明內容本發明的目的在於提供一種檢測燃料電池極板流場腔體均勻性的方法，以便於快速、直觀、有效的檢測批量生產的燃料電池雙極板流場腔體均勻性。本發明的技術方案是一種燃料電池極板流場腔體均勻性測試方法及測試裝置，測試裝置包括由線路連接的壓力表、壓差計、調節閥及流量計，其特徵在於所述的測試方法包括以下歩驟(1)在極板被測試流場的上部放一張類似MEA的部件，形成極板流場腔體，並組成一組件，(2)採用與燃料電池相同的密封方式，密封步驟1組成的組件^(3)將密封好的組件放入兩端板之間加緊，(4)在相同流場腔體的入口管路接入壓力表，出口管路接入氣體調節閥和流量計，在入口和出口之間接一壓差計，(5)從入口通入一定流量的氣體(如氮氣或惰性氣體)，通過入口管路的壓力表監測入口處氣體壓力，並通過出口管路的調節閥和流量計調節和監測通過的氣體流量，(6)通過壓差計讀出該狀態下的流場腔體進出口之間的壓差並記錄，(7)比較該批被測試極板的每張極板相同流場腔體的壓差數值，並計算該批被測試極板相同流場腔體測得的壓差數值的平均值，(8)根據極板設計要求及計算的壓差平均值確定流場腔體均勻性的標準，並據此標準進行測試判斷，確定不合格的極板。本發明所述的燃料電池極板流場腔體均勻性測試方法及測試裝置，其特徵在於所述的放置在極板被測試流場的上部的類似MEA的部件是失效但未有竄漏的MEA。本發明的測試方法是以模擬燃料電池的實際工作環境為基礎進行的測試，因此，本發明具有以下的積極效果1、本發明檢測方法簡單，可操作性強；2、檢測不改變所測部件的物理和化學性質；3、本發明的檢測方法快速、準確，效率高，適合燃料電池批量生產，對於促進燃料電池產業化具有重要意義本發明有附圖3幅，其中圖l為本發明結構示意圖。圖2為極板正面示意圖圖3為極板反面示意圖。附圖中，1、入口管路2、壓力表3、端板4、檢測氣體入口5、MEA6、壓差計7、極板8、檢測氣體出口9、出口管路10、調節閥11、流量計12、流量計出口具體實施例方式採用附圖1的裝置對30張燃料電池極板的氧化劑腔進行測試。首先在被測極板7上部放一張失效但未有竄漏的MEA5，將被測極板7與失效但未有竄漏的MEA5用密封燃料電池的方法密封，然後用端板3在其兩側挾緊。將測試裝置的壓力表、壓差計、調節閥及流量計用管線聯接好，在入口l通入0.026MPa的空氣，通過調節閥10控制出口流量，使出口流量計11檢測的氣量在0.35m7h，在壓差計上讀取壓差並紀錄到設計好的表中，表見附表l。重複以上操作，分別測量30枚極板的壓差並記錄到表中。測量結果見表1。根據表1的測量結果，算出30枚極板壓差平均值為46.8mmHg，設計標準為在該狀態下極板氧化劑進出口壓差在46士4mmHg。據此，極板1、3、7、9、10、14的壓差超出標準，為不合格。用同樣的方法，再對極板的其他流場腔進行檢測。選出合格的極板用於同一電池堆。附表ltableseeoriginaldocumentpage6權利要求1、一種燃料電池極板流場腔體均勻性測試方法及測試裝置，測試裝置包括由線路連接的壓力表、壓差計、調節閥及流量計，其特徵在於所述的測試方法包括以下步驟(1)在極板被測試流場的上部放一張類似MEA的部件(5)，形成極板流場腔體，並組成一組件，(2)採用與燃料電池相同的密封方式，密封步驟1組成的組件，(3)將密封好的組件放入兩端板(3)之間加緊，(4)在相同流場腔體的入口管路(1)接入壓力表(2)，出口管路(9)接入氣體調節閥(10)和流量計(11)，在入口和出口之間接一壓差計，(5)從入口通入一定流量的氣體(如氮氣或惰性氣體)，通過入口管路的壓力表監測A口(4)處氣體壓力，並通過出口管路的調節閥和流量計調節和監測通過的氣體流量，(6)通過壓差計讀出該狀態下的流場腔體進出口之間的壓差並記錄，(7)比較該批被測試極板的每張極板相同流場腔體的壓差數值，並計算該批被測試極板相同流場腔體測得的壓差數值的平均值，(8)根據極板設計要求及計算的壓差平均值確定流場腔體均勻性的標準，並據此標準進行測試判斷，確定不合格的極板。2、根據權利要求1所述的燃料電池極板流場腔體均勻性測試方法及測試裝置，其特徵在於所述的放置在極板被測試流場的上部的類似MEA的部件(5)是失效但未有竄漏的MEA。全文摘要一種燃料電池極板流場腔體均勻性測試方法及測試裝置，測試裝置包括由線路連接的壓力表、壓差計、調節閥及流量計，測試方法是在極板被測試流場的上部放一張類似MEA的部件，形成流場腔體後二者組成一組件，採用與燃料電池相同的密封方式密封，然後將該組件放入兩端板之間；在相同流場腔體的入口管路接壓力表，監測入口氣體壓力，並通入一定流量的氣體，出口管路接氣體調節閥和流量計，用以調節和監測通過氣體流量；在入口和出口之間接入一壓差計，記錄並比較被測試每張極板相同流場腔體的壓差數值，計算一批被測試極板相同流場腔體測得的壓差數值的平均值，確定流場腔體均勻性的標準，並據此進行不合格極板的測試判斷。文檔編號G01R31/36GK101114010SQ20071001231公開日2008年1月30日申請日期2007年7月27日優先權日2007年7月27日發明者於高巖,侯中軍,明平文,王宇晨,馬由奇申請人:新源動力股份有限公司