[发明专利]燃料电池内部电流的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体为质子交换膜燃料电池内部电流的测量方法。

背景技术

燃料电池是一种将燃料与氧化剂中的化学能通过电极上的电催化反应直接转化为电能的发电装置。它不受卡诺循环的限制，可以高效地将化学能转化为电能。由于世界环境污染日益严重和能源危机的出现加强了人们对石油替代品的开发，燃料电池是最有希望成为石油的可替代产品，因此世界各国都在投巨资加大燃料电池事业的研究和开发，由于燃料电池在电动汽车上的应用，成为下一代汽车的发展方向，世界各大汽车公司也纷纷加入到燃料电池事业开发的行列，促进了燃料电池事业的快速发展，燃料电池已经进入到商业化的前夜。

随着燃料电池事业的快速发展和商业化的推进，燃料电池的寿命和可靠性成为燃料电池向前的发展的关键。要想提高燃料电池的寿命和可靠性，必须了解燃料电池内部反应情况和状态变化情况，也就是燃料电池内部电流分布情况。以便对燃料电池进行结构改进，提高燃料电池的寿命和可靠性。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的燃料电池内部电流的测量方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的燃料电池内部电流测量方法，从而可以观察燃料电池运行过程中内部电流分布情况，以便对燃料电池进行结构改进，提高燃料电池的寿命和可靠性。本发明是通过将多个子集流块镶嵌到一块有机玻璃板上，在有机玻璃板和子集流块表面刻上用于气体流动的沟槽和密封沟槽，利用带子集流块的集流板组装成电池，用导线从子集流块单独引出进行集流，各子集流块导线上安装电流互感元件。用电流互感元件测量电池运行过程中各子集流块上通过的电流和电流变化。根据电池内部电流分布和变化情况，观察电池内部反应状况，发现问题，改进电池结构，提高电池的运行寿命和可靠性。促进燃料电池的商业化发展。其具体工作步骤如下：

A、将多个子集流块镶嵌到有机玻璃板上作为燃料电池的集流板，再将镶有子集流块的有机玻璃板表面磨平，使子集流块和有机玻璃板一面保持同一水平面，在该表面刻上用于气体流动的沟槽和密封沟槽，子集流块背面与电流输出的导线相连，在导线上安装用于测量电流的电流互感元件。

B、利用该集流板组装成电池。

C、将燃料电池至于燃料电池评价装置上运行，利用电流互感元件测量燃料电池运行过程中各子集流块上通过的电流大小和变化。

本发明所用的有机玻璃板也可以使用其它的工程塑料板，如聚甲醛板、聚碳酸酯板、聚砜板等。本发明所用的集流板也可以用作电池的端板。本发明所用的集流板也可以用作电池的流场板。本发明所用的集流板带有气体流动的沟槽和密封沟槽。

通过该方法可以直观地观察到电池内部电流分布和变化，有效的获悉电池内部反应情况，发现电池存在的问题，从而改进电池组结构，提高电池组的运行寿命和可靠性。促进燃料电池的商业化发展。本发明具有结构新颖、方法简单、经济实用等特点，并具有积极的社会效益和显著的经济效益。

附图说明

本发明共有4张附图，其中

附图1燃料电池内部电流测量的集流板结构示意图

附图2用于测量电池内部电流的子集流块结构示意图

附图3不同化学计量比时的电池内部电流分布图

附图4加载过程中电池内部各处电流变化图

图中：1、集流板2、子集流块3、气体流动的沟槽4、密封沟槽5、电流输出导线6、电流互感元件

具体实施方式

本发明的具体实施例如附图1所示，是在一块有机玻璃板上镶嵌多个子集流块2作为集流板1，并在子集流板2和有机玻璃板表面磨平后刻上用于气体流动的沟槽3和密封沟槽4，子集流块2背面与电流输出导线5连接，利用该集流板1组装成电池，电流互感元件6安装在子集流块2背面电流输出导线5上，测量电池运行过程中各子集流块2上通过的电流和电流变化。其具体工作步骤如下：

A、在一块有机玻璃板上镶嵌多个子集流块2作为集流板1，将镶有子集流块2的有机玻璃板表面磨平，使子集流块2和有机玻璃板表面保持同一水平面，在该表面刻上用于气体流动的沟槽3和密封沟槽4，子集流块2背面与电流输出的导线5相连，将电流互感元件6安装在子集流块2背面电流输出导线5上。

B、利用该集流板1组装成电池。