[发明专利]一种燃料电池双极板快速检漏装置及方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池双极板快速检漏装置及其方法，包括氦气舱(3)、缓冲舱(4)，待检测双极板通过夹具(1)固定，并密封双极板的冷却流体进出口，冷却流体进口连接氮气气源(103)，冷却流体出口连接气体检测设备(104)，通过气体检测设备(104)检测到的氦气量判断双极板的泄露情况。与现有技术相比，本发明具有简单方便、灵敏度高、精度高等优点。

技术领域

本发明涉及燃料电池，尤其是涉及一种燃料电池双极板快速检漏装置及方法。

背景技术

燃料电池是一种能够将氢燃料及氧化剂转化成电能及反应产物的装置。该装置的内部核心部件是双极板夹设膜电极组成，燃料电池堆在运行过程中，双极板执行如下功能以维持燃料电池堆的最佳工作状态以及使用寿命：(1)电池导电体，极板两侧分别形成阴极阳极，将一个个电池单元串联以组成燃料电池堆；(2)通过流道向电极提供反应气(传质)；(3)协调水与热的管理，防止冷却介质及反应气体外漏；(4)向膜电极组件(MEA)提供结构强度支持。

极板是燃料单池的关键零部件和重要组成部分，也是燃料单池系统中数量最多的零部件。双极板的失效形式往往表现在冷却腔与燃料腔或者与氧化剂腔的串漏。这往往会导致燃料串漏至冷却腔导致安全问题，或者冷却液串漏至燃料或者氧化剂腔体中止反应后者对燃料单池寿命带来极大危害。

双极板是有两片单极板经粘接或焊接形成。失效机理主要包括极板泄漏、单极板之间焊接或粘接泄漏以及双极板和膜电极之间的密封线泄漏。目前检查泄露所采用的方法为饱压测试和气体收集检测。简单说，即模仿电堆的方式，分别使用密封线实现全极板密密封，采用饱压检测压力泄漏速度或者收集气体。该方法的最大问题在于所需要的时间过长，无法实现快速批量检验。同时，该方法所使用的密封胶线较为复杂，因此对密封压力稳定性要求很高，设备鲁棒性降低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简单方便、灵敏度高、精度高的燃料电池双极板快速检漏装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种燃料电池双极板快速检漏装置，其特征在于，包括氦气舱、缓冲舱，待检测双极板通过夹具固定，并密封双极板的冷却流体进出口，冷却流体进口连接氮气气源，冷却流体出口连接气体检测设备，通过气体检测设备检测到的氦气量判断双极板的泄露情况。

所述的夹具包括上夹板，密封件和带有紧固螺栓的下夹板，上夹板和下夹板两端均设有与双极板的冷却流体进出口相匹配的密封件，双极板置于下夹板上，再盖上上夹板，并通过螺栓将上夹板和下夹板连接固定，同时通过密封件将冷却流体进出口与位于双极板中间的冷却流道密封。

所述的下夹板两侧各设有一凹槽，凹槽内固定一可转动螺栓，上夹板两侧设有对应的凹槽，螺栓转动卡入上夹板对应凹槽内，通过螺母固定，从而将上夹板和下夹板固定连接。

所述的氦气舱与缓冲舱之间设有连通管道，并在该管道上设有氦气阀门。

所述的氦气舱连接氦气气源。

所述的缓冲舱连接真空泵。

所述的气体检测设备包括气相色谱或质谱。

一种采用所述的装置对燃料电池双极板快速检漏的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将燃料电池双极板通过夹具夹装，然后放入缓冲舱中，再将缓冲舱抽真空；

打开氦气气源和氦气阀门，使氦气舱和缓冲舱内充满氦气，保持氦气舱内压力与缓冲仓内压力平衡；

打开氮气气源，向夹具内充入高纯氮；

通过气体检测设备检测从冷却流体出口流出的气体中是否含有氦气，从而判断双极板的泄露情况。

步骤中缓冲仓抽真空后的真空度为350～3500托。