[发明专利]一种燃料电池电堆测试装置及测试方法在审

专利信息
申请号: 202111359770.1 申请日: 2021-11-17
公开(公告)号: CN114114023A 公开(公告)日: 2022-03-01
发明(设计)人: 金守一;韩令海;赵洪辉;盛夏;汝春宇;刘颖;潘兴龙;许德超;丁磊 申请(专利权)人: 中国第一汽车股份有限公司
主分类号: G01R31/378 分类号: G01R31/378;G01R31/385;G01R31/389;G01M3/26;G01B21/08
代理公司: 北京远智汇知识产权代理有限公司 11659 代理人: 林波
地址: 130011 吉林省长*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 一种 燃料电池 测试 装置 方法
【权利要求书】:

1.一种燃料电池电堆测试装置,用于对燃料电池电堆的匹配情况进行测试,其特征在于,包括:

测试夹具,所述测试夹具包括两个双极板(6)和两个电极板(18),两个所述双极板(6)平行间隔设置将所述燃料电池电堆的膜电极组件和密封垫片(9)夹持,两个所述双极板(6)夹持于两个所述电极板(18)之间;两个所述双极板(6)中的一个设有用于通入氢气的氢气腔,另一设有用于通入空气的空气腔,所述双极板(6)能够将气体导入反应区域;所述测试夹具中设有位移传感器(10),所述位移传感器(10)用于测量所述膜电极组件的厚度;

压力机组件,所述压力机组件包括压力机上滑块(2)和压力机下底板(3),所述测试夹具置于所述压力机下底板(3)上,所述压力机上滑块(2)压紧于所述测试夹具上;

电化学工作站(16),所述电化学工作站(16)与两个所述电极板(18)电连接,用于测量所述燃料电池电堆的内部阻抗;

电子负载(14),所述电子负载(14)与两个所述电极板(18)电连接,用于调整所述燃料电池电堆的负载电流和负载电压。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆测试装置,其特征在于,所述测试夹具还包括两个绝缘板(4),一个所述绝缘板(4)夹设于所述压力机上滑块(2)和所述电极板(18)之间,另一个所述绝缘板(4)夹设于所述压力机下底板(3)和所述电极板(18)之间,所述位移传感器(10)设置于所述绝缘板(4)上。

3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆测试装置,其特征在于,所述燃料电池电堆测试装置还包括空气供应系统(17)和氢气供应系统(15),所述空气供应系统(17)和所述氢气供应系统(15)分别与两个所述双极板(6)连通。

4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆测试装置,其特征在于,所述测试夹具还包括定位装置,所述定位装置用于使所述膜电极组件定位于所述测试夹具中。

5.一种燃料电池电堆测试方法,其特征在于,利用如权利要求1所述的燃料电池电堆测试装置对燃料电池电堆的性能进行测试,包括如下步骤:

S1.将膜电极组件安装于测试夹具中;

S2.通过压力机组件对所述测试夹具施加预设的装配压力;

S3.检测双极板(6)中的氢气腔的密封性是否满足要求,检测所述双极板(6)中的空气腔的密封性是否满足要求;

S4.若所述氢气腔和所述空气腔均满足密封性要求,则向所述氢气腔中通入氢气,向所述空气腔中通入空气;

S5.利用位移传感器(10)测量并计算所述膜电极组件的厚度;

S6.调节电子负载(14)使所述燃料电池电堆的电流密度处于预设的恒定电流密度范围内,并记录所述燃料电池电堆的电压值;调节电化学工作站(16)的阻抗测试频率处于预设的恒定频率范围内,并测量所述燃料电池电堆的内部阻抗。

6.根据权利要求5所述的燃料电池电堆测试方法,其特征在于,所述燃料电池电堆测试方法还包括:

S7.选择不同的装配压力、膜电极组件中不同型号的气体扩散层(7)和密封垫片(9),重复步骤S1-S6,直至获得达到预设要求的匹配方案。

7.根据权利要求5所述的燃料电池电堆测试方法,其特征在于,在步骤S1之前还包括:

S01.将气体扩散层(7)和催化剂涂覆层(8)连接,制备所述膜电极组件。

8.根据权利要求5所述的燃料电池电堆测试方法,其特征在于,步骤S1包括:

S11.所述压力机组件将所述测试夹具打开;

S12.将密封垫片(9)定位于所述双极板(6)的密封槽中;

S13.所述测试夹具合模,使用所述密封垫片(9)将所述氢气腔和所述空气腔密封。

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