[发明专利]燃料电池双极板气密性测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测质子交换膜燃料电池双极板气密性的系统，尤其是一种可以同时对双极板上的水流场、氢气流场及空气流场进行气密性测试的系统。

背景技术

随着质子交换膜燃料电池技术的不断完善和发展，以及其在汽车上的成功应用，质子交换膜燃料电池发动机被认为是替代传统内燃机发动机的新型清洁能源发动机。一般车用质子交换膜燃料电池堆有几十至几百节单电池组成，而每节单电池主要由石墨双极板和膜电极组成，电池中的密封结构将电池阻隔分成氢气、冷却剂及空气三个各自独立的腔体。三个腔体气密性的好坏直接影响燃料电池能否安全使用，并影响到其发电性能。

燃料电池中的腔体主要由双极板、膜电极及密封结构组成，各零部件气密性的好坏直接影响到燃料电池单电池或电堆气密性的好坏。因此，非常有必要对燃料电池各零部件进行气密性检验。然而目前还没有类似可以用于燃料电池零部件气密性检测的系统、设备或方法。

发明内容

本发明是要提供一种燃料电池双极板气密性测试系统，该测试系统，可以同时对双极板上的水流场、氢气流场及空气流场进行气密性测试，能够自动判断燃料电池双极板零部件气密性是否合格，并能够对检测结果合格和不合格的燃料电池双极板零部件进行自动分拣。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种燃料电池双极板气密性测试系统，由供气系统、压装系统、测试夹具、自动进料系统、自动分拣系统、中央控制系统六大部分组成；中央控制系统安装在机架后背的控制箱内，机架右侧面安装有自动进料系统的供料机构，机架台面左边上安装有压装系统和测试夹具，右边上安装有自动分拣系统，中间设有流水线。

压装系统由汽缸、线性轴承组成，内含工装定位机构与供检测的气流出口。

测试夹具由与石墨双极板大小开口相同的树脂板构成，其中朝上的树脂板开有氢，空，及水流场的接口分别接供气系统的三个接口。

供料机构由电机，丝杆，产品放置区组成，电机输出轴与丝杆连接，丝杆通过传动螺母与放置区下面的叠放送料板连接。

自动分拣系统内设有两个阻挡门，前阻挡门用于阻挡不合格的产品，后阻挡门用于阻挡合格的产品。

机架上面安装有与自动分拣系统相连接的不合格品收料机构和不合格品收料机械手，合格品收料机构和合格品收料机械手；压装系统和测试夹具内分别安装有送料机械手和出料机械手。

不合格品收料机械，合格品收料机械手，送料机械手，出料机械手均由无杆汽缸、上下汽缸，真空吸盘组成，无杆汽缸的缸体上固定连接上下汽缸，上下汽缸下面连接有提料支架，提料支架下面设有真空吸盘。

本发明的有益效果是：本发明能够高效、准确检测每组燃料电池双极板的氢气、空气和冷却剂流场的气密性，能够自动判断、分拣气密性检测结果合格和不合格的燃料电池双极板零部件，保证装堆双极板零部件质量。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的结构立体图；

图3是供气系统原理图；

图4是供料机构立体图；

图5是机械手结构立体图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明的实施方式。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本发明的燃料电池双极板气密性测试系统由供气系统、压装系统、测试夹具、自动进料系统、自动分拣系统、中央控制系统六大部分组成。

如图2所示，中央控制系统安装在机架5后背的控制箱1内，机架5右侧面安装有自动进料系统的供料机构4，机架5台面左边上安装有压装系统和测试夹具2，右边上安装有自动分拣系统，中间设有流水线3。

一.供气系统

1.供气系统原理图(图3)

供气系统包括减压阀18，进气电磁阀19，压力传感器20，流量计21，待测流场电磁阀22，排气电磁阀23。其中，减压阀减压范围：入口3-20bar，出口0-0.5bar；压力传感器压力传感范围：0-1.6bar；流量计计量范围：0-0.02ml/min。

2.供气系统工作原理

打开进气电磁阀19和其中一路待测流场电磁阀22，关闭其他电磁阀22，给待测流场注入0.5Bbar氮气，再关闭进气电磁阀19，观察压力表数据，在60S数据不变表示该待测流场气密性合格。

二.压装系统