[发明专利]一种燃料电池极化曲线的测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池极化曲线的测量系统及测量方法，属于燃料电池技术领域，能够解决现有测量方法无法对电池内部各个区域的极化曲线分布进行测试的问题。所述系统包括：第一测量装置、第二测量装置、第一数据采集装置、第二数据采集装置和处理装置；第一数据采集装置采集第一测量装置的第一电极和第二电极之间的电压，电压记为电阻电压；第二数据采集装置采集第一测量装置的第二电极和第二测量装置的第一电极之间的电压，电压记为测量电压；处理装置根据电阻电压和分流电阻，计算流经待测单电池中与测量单元位置对应的区域的测量电流；并根据测量电流和测量电压，获取待测单电池不同区域的极化曲线。本发明用于燃料电池极化曲线的测量。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池极化曲线的测量系统及测量方法，属于燃料电池技术领域。

背景技术

为构建替代化石能源的可持续经济，缓解能源危机，世界各国均积极推进燃料电池产业发展，燃料电池的研发和商业化由此得到有力的推动。在燃料电池研发和测试中，实时快速获取燃料电池内部各个部位的极化曲线，对实时监控燃料电池内部性能变化，研发设计改进有着重要的意义。

近年来对于燃料电池极化曲线的测量方法主要是整堆或单池的极化曲线测量，缺少对于电池内部各个区域的极化曲线分布测试的方法，因而导致无法准确判断燃料电池的性能稳定性。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池极化曲线的测量系统及测量方法，能够解决现有测量方法无法对电池内部各个区域的极化曲线分布进行测试，进而导致无法准确判断燃料电池的性能稳定性的问题。

一方面，本发明提供了一种燃料电池极化曲线的测量系统，所述系统包括：第一测量装置、第二测量装置、第一数据采集装置、第二数据采集装置和处理装置；所述第一测量装置和所述第二测量装置均包括基板，所述基板包括多个测量区域，每个所述测量区域上均设置有一个测量单元；每个所述测量单元均包括分别设置在所述基板的相对表面上的第一电极和第二电极，以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间、且与所述第一电极和所述第二电极电连接的分流电阻；两个所述基板分别插入燃料电池堆中待测单电池的两端，以使所述第一测量装置的第二电极与所述待测单电池的阴极接触，第一电极与前一单电池的阳极接触；并使所述第二测量装置的第一电极与所述待测单电池的阳极接触，第二电极与后一单电池的阴极接触；所述第一数据采集装置用于采集所述第一测量装置的第一电极和第二电极之间的电压，所述电压记为电阻电压；所述第二数据采集装置用于采集所述第一测量装置的第二电极和所述第二测量装置的第一电极之间的电压，所述电压记为测量电压；所述处理装置用于根据所述电阻电压和所述分流电阻，计算流经所述待测单电池中与所述测量单元位置对应的区域的测量电流；并根据所述测量电流和所述测量电压，获取所述待测单电池不同区域的极化曲线。

可选的，所述处理装置用于根据公式I_ij＝ΔU_ij/R，得到所述测量电流；其中，ΔU_ij为所述第一测量装置的基板上第i行第j列所述测量单元中的分流电阻两端电压差；R为所述分流电阻的阻值；I_ij为流经所述待测单电池中与第i行第j列所述测量单元位置对应的区域的测量电流。

可选的，所述基板包括第一绝缘层和依次设置在所述第一绝缘层上的第二绝缘层和第三绝缘层；所述导电结构包括第一导电层和第二导电层；所述第一导电层位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间；所述第二导电层位于所述第二绝缘层和所述第三绝缘层之间；所述分流电阻设置在所述第一导电层和所述第二绝缘层之间；所述第一导电层包括分离的第一导电部和第二导电部，所述第一导电部和所述第二导电部分别与所述分流电阻电连接；所述第一电极设置在所述第一绝缘层远离所述第一导电层的表面上，所述第二电极设置在所述第三绝缘层远离所述第二导电层的表面上；所述导电结构还包括设置在所述第一绝缘层上的第一导电通孔、设置在所述第三绝缘层上的第二导电通孔、以及设置在所述第二绝缘层上的第三导电通孔；所述第一导电通孔用于将所述第一电极与所述第一导电部电连接；所述第二导电通孔用于将所述第二电极与所述第二导电层电连接；所述第三导电通孔用于将所述第二导电层与所述第二导电部电连接。