[发明专利]一种质子交换膜燃料电池性能实时监测装置

说明书

一种质子交换膜燃料电池性能实时监测装置，包括电池组，电池组由数节电池并联组成，每节电池的顶面和底面分别固定安装连接块，连接块以电池组的中心线对称，其中一侧的连接块的一侧分别开设第一通孔，另一侧的连接块的一侧分别开设第二通孔，第一通孔分别与对应的第二通孔的中心线共线，第二通孔的直径小于第一通孔的直径，电池组的一侧上方和下方分别设有第一气管，第一气管的一端开口，第一气管分别从对应的第一通孔内穿过。本发明通过实时监测装置来监测电池组各局部区域的实际反应性能分布及反应条件分布，从而有目的性的改善电池的设计与操作参数，优化燃料电池性能与寿命，并大幅提高燃料电池研发效率。

技术领域

本发明属于电池领域领域，具体地说是一种质子交换膜燃料电池性能实时监测装置。

背景技术

燃料电池是一种能量转化装置，它是按电化学原理，即原电池工作原理，把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，因而实际过程是氧化还原反应。在现有的燃料电池结构中，一般为双极板与膜电极依次叠合，形成多节甚至数十节的电池电堆，从而形成功率较高的发电装置。但这种方式会造成不一致的局部反应条件与膜电极工作环境，导致膜电极在不同区域的性能以及不同区域的性能衰减分布不均，而限制燃料电池性能与寿命的关键则是性能最低以及性能衰减最快的局部区域。因此，如何实时监测电池内部各局部区域的实际反应性能分布及反应条件分布，从而改善电池的设计与操作参数，优化电池性能与寿命，成为本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明提供一种质子交换膜燃料电池性能实时监测装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种质子交换膜燃料电池性能实时监测装置，包括电池组，电池组由数节电池并联组成，每节电池的顶面和底面分别固定安装连接块，连接块以电池组的中心线对称，其中一侧的连接块的一侧分别开设第一通孔，另一侧的连接块的一侧分别开设第二通孔，第一通孔分别与对应的第二通孔的中心线共线，第二通孔的直径小于第一通孔的直径，电池组的一侧上方和下方分别设有第一气管，第一气管的一端开口，第一气管分别从对应的第一通孔内穿过，且第一气管的外周分别同时与对应的第一通孔的内壁紧密接触配合，电池组的另一侧上方和下方分别设有第二气管，第二气管的一端开口，第二气管分别从对应的第二通孔内穿过，且第二气管的外周分别同时与对应的第二通孔的内壁紧密接触配合，第一气管和第二气管的开口端相对，第二气管能够分别插入至对应的第一气管内，且第二气管的外周能够分别与对应的第一气管的内壁紧密接触配合，每个第一气管的内壁顶面和底面分别开设条形槽，每个第一气管的顶面和底面分别开设齿轮槽，齿轮槽分别与对应的条形槽内部相通，条形槽内分别活动安装齿条，齿条能够分别沿对应的条形槽水平滑动，齿条的内端分别固定连接拨杆的一端，拨杆的另一端分别朝向对应的第一气管内，拨杆的另一端外侧能够分别同时与对应的第二气管的开口端接触配合，齿轮槽内分别固定安装齿轮，每个第一气管的顶面和底面分别固定安装两个导向环，导向环分别位于对应的齿轮的两侧，每个第一气管的上方和下方分别设有同样的齿条，齿条分别从对应的导向环内穿过，且齿条能够分别沿对应的导向环水平移动，齿轮能够分别同时与对应的两个齿条啮合，每个第一气管的开口端顶部和底部分别固定安装支撑块，支撑块的一侧分别开设透槽，位于第一气管外的齿条的外端分别固定连接楔形块的一侧，楔形块能够分别从对应的透槽内穿过，每个第一气管上的两个楔形块的楔形面相对，每个第一气管上方的支撑块的底面开设导向孔，每个第一气管下方的支撑块的顶面开设同样的导向孔，导向孔分别与对应的透槽内部相通，导向孔内分别穿过一根竖杆，竖杆的外周分别与对应的导向孔的内壁接触配合，竖杆的内端分别位于透槽内且能够与对应的楔形块的楔形面接触配合，竖杆的下端分别固定安装弧形板，第二气管能够分别从对应的两个弧形板之间穿过，弧形板的凹面分别朝向对应的第二气管，且弧形板的凹面能够分别同时与对应的第二气管的外周紧密接触配合，每个第一气管上的两个弧形板之间能够接触配合，每个弧形板和对应的支撑块之间设有弹簧，弹簧分别与对应的弧形板、支撑块固定连接，竖杆分别从对应的弹簧内穿过，第一气管的内壁顶面分别固定连接第一隔板的顶面，第一隔板的底面分别固定连接对应的第一气管的内壁底面，第一隔板的外侧分别固定连接对应的第一气管的内壁外侧，第一隔板的内侧能够分别与对应的拨杆的内侧接触配合，每个第一气管的开口端的前面和背面分别开设气孔，气孔分别与第一气管内部相通，上方的气孔内分别可拆卸安装进气管，下方的气孔内分别可拆卸安装出气管，进气管和出气管分别与对应的第一气管内部相通，第二气管的内壁顶面分别固定连接第二隔板的顶面，第二隔板的底面分别固定连接对应的第二气管的内壁底面，第二隔板的外侧分别固定连接对应的第二气管的内壁外侧，第二隔板的内侧伸出第二气管外，且第二隔板的内侧能够分别与对应的第一隔板的内侧紧密接触配合，第二隔板的外侧顶面和底面能够分别同时与对应的拨杆的另一端接触配合，电池组上方的第一通孔的内壁底面分别开设两个竖向的第三通孔，电池组上方的第二通孔的内壁底面分别开设两个同样的第三通孔，电池组下方的第一通孔的内壁顶面分别开设两个同样的第三通孔，电池组下方的第二通孔的内壁顶面分别开设两个同样的第三通孔，第三通孔分别与对应的电池内的气体流道内部相通，上方的第一气管的底面开设数个第四通孔，上方的第二气管的底面开设数个同样的第四通孔，下方的第一气管的顶面开设数个同样的第四通孔，下方的第二气管的顶面开设数个同样的第四通孔，第四通孔与第三通孔一一对应，且第四通孔能够分别同时与对应的第三通孔中心线共线；电池组外固定安装实时监测装置。