[发明专利]一种模拟电堆状态的单电池测试方法及装置在审

专利信息
申请号: 202011565828.3 申请日: 2020-12-25
公开(公告)号: CN112763922A 公开(公告)日: 2021-05-07
发明(设计)人: 陈桂银;王倩;聂颖;李梦凡;邢丹敏;臧振明;宋素芝 申请(专利权)人: 新源动力股份有限公司
主分类号: G01R31/385 分类号: G01R31/385;G01R31/396
代理公司: 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人: 姜玉蓉;李洪福
地址: 116000 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 模拟 状态 电池 测试 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种模拟电堆状态的单电池测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:制备膜电极;

S2:制备带温度传感器的膜电极;

S3:将膜电极组件和双极板依次堆叠,组成短堆;

S4:将所述电堆连接至测试台架并将所述微型温度传感器连接至数据采集系统;

S5:按照预设的条件,进行所述电堆的性能测试;记录电堆的电压信号以及所述电堆内膜电极内的温度测试数据;变更电堆运行工况条件,控制电流输出,进行所述电堆的条件敏感性测试,记录电堆的电压信号以及所述电堆内膜电极内的温度测试数据;

S6:通过所述带温度传感器的膜电极组件组装单电池,除常规连接项外,将温度传感器连接到数据采集系统;

S7:对单电池的性能及条件敏感性进行测试;

S8:对比所述步骤S5与所述步骤S7中相同位置点膜电极内部温度数据;确定单电池的水入温度,使同等电流密度下,单电池膜电极内部温度与电堆膜电极内部温度接近,两者温度差≤1℃,制定单池模拟电堆的测试工况条件,包括不同电流密度点下单电池水入温度、湿度、计量比以及压力参数;

S9:通过膜电极组件,根据步骤S8中确定的模拟电堆工况进行膜电极单电池性能测试,记录电流电压数据,并与电堆测试电流电压数据进行对比分析。

2.根据权利要求1所述的一种模拟电堆状态的单电池测试方法,其特征在于,所述制备带温度传感器的膜电极首先将密封边框、扩散层、CCM、微型温度传感器、扩散层、密封边框依次叠放,其中,所述微型温度传感器放置于CCM催化层与扩散层之间。

3.根据权利要求1所述的一种模拟电堆状态的单电池测试方法,其特征在于,所述膜电极组件包括所述膜电极以及带温度传感器的膜电极;所述带温度传感器的膜电极放置在电堆的中间节位置。

4.根据权利要求1所述的一种模拟电堆状态的单电池测试方法,其特征在于,所述步骤S3中组电堆为15节短堆。

5.根据权利要求1所述的一种模拟电堆状态的单电池测试方法,其特征在于,所述预设的条件包括水入温度、水入流量、氢气入堆温度、氢气入堆压力、氢气入堆流量、氢气相对湿度、空气入堆温度、空气入堆压力、空气入堆流量、空气相对湿度以及控制电流输出。

6.根据权利要求1所述的一种模拟电堆状态的单电池测试方法,其特征在于,对单电池的性能及条件敏感性进行测试首先维持进气湿度、计量比、压力等条件与电堆测试条件一致,调整单电池的水入温度,使同等电流密度下,使所述膜电极内的温度与电堆上膜电极内部温度一致,记录单电池的操作条件,单电池的性能特征以及单电池内膜电极内的温度测试数据。

7.根据权利要求1或2所述的一种模拟电堆状态的单电池测试方法,其特征在于,

所述微型温度传感器为T型微型热电偶,微型铜、康铜的热电偶丝线径为30微米。

8.应用权利要求1-7所述方法的一种模拟电堆状态的单电池测试装置,其特征在于,包括:依次堆叠组成电堆的膜电极组件和双极板;以及采集温度信息的数据采集系统;

所述膜电极组件包括:膜电极以及带温度传感器的膜电极;所述带温度传感器的膜电极设置在电堆的中间节位置。

9.根据权利要求8所述的一种模拟电堆状态的单电池测试装置,其特征在于,所述带温度传感器的膜电极包括:依次叠放并通过140℃热压一体化的密封边框Ⅰ、阴极扩散层、CCM、微型温度传感器、阳极扩散层以及密封边框Ⅱ;所述电堆连接至测试台架并将微型温度传感器连接至所述数据采集系统;

其中,所述CCM还包括:含阴极催化层、质子交换膜以及阳极催化层。

10.根据权利要求9所述的一种模拟电堆状态的单电池测试装置,其特征在于,所述微型温度传感器为T型微型热电偶,微型铜、康铜的热电偶丝线径为30微米。

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