[发明专利]一种燃料电池电堆测试装置及测试方法

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。