[实用新型]一种燃料电池流态观测工装

说明书

本发明涉及一种燃料电池流态观测工装，包括支架模块和模拟电堆模块，支架模块包括进出气端板、观测端板和螺栓柱，螺栓柱分布在进出气端板和观测端板的边缘之间，并且一端连接进出气端板，另一端连接观测端板，模拟电堆模块被夹持在观测端板和进出气端板之间；模拟电池模块包括依次层叠设置的阴极绝缘板、阴极气体流道板、阴极集流板、膜电极、阳极气体流道板、阳极集流板和阳极绝缘板，阴极绝缘板贴合观测端板，阳极绝缘板贴合进出气端板，阴极气体流道板、阴极绝缘板和观测端板均为透明板。与现有技术相比，本发明实现了在燃料电池设计过程中对电堆阴极板流道内生成水的流态分布的在线测试和直接观察。

技术领域

本发明涉及燃料电池测试领域，尤其是涉及一种燃料电池流态观测工装。

背景技术

燃料电池是一种兼具环境友好、工作高效、使用寿命长等特点的发电装置。以氢燃料电池为例，氢气从电池的阳极侧进入电池内部，氢原子在阳极失去电子后变成质子，质子穿过电池内部的质子交换膜到达电池阴极，同时电子经由外部回路也到达电池的阴极，在电池的阴极侧，质子、电子与氧气结合生成水，由此产生电流。

在燃料电池的设计过程中，电堆阴极板流道内生成水的流态分布对于电池的功率和可靠性非常重要，生成水的流状可以分为single(单相流)，mist(有液滴和水雾出现的状态)，film(有水膜)和slug(柱塞流)，每种流道对电池的功率和可靠性会具有不同程度的影响。但是现有的设计过程只能对生成水进行一些简单的预判，无法进行全面的测试和观察，导致后续设计发生偏差。

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燃料电池流态观测工装。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池流态观测工装，包括支架模块和模拟电堆模块，所述支架模块包括进出气端板、观测端板和螺栓柱，所述螺栓柱分布在进出气端板和观测端板的边缘之间，并且一端连接进出气端板，另一端连接观测端板，所述模拟电堆模块被夹持在观测端板和进出气端板之间；所述模拟电池模块包括依次层叠设置的阴极绝缘板、阴极气体流道板、阴极集流板、膜电极、阳极气体流道板、阳极集流板和阳极绝缘板，所述阴极绝缘板贴合观测端板，所述阳极绝缘板贴合进出气端板，所述阴极气体流道板、阴极绝缘板和观测端板均为透明板。

进一步地，所述螺栓柱上嵌套有限位轴套，所述限位轴套被夹持在进出气端板和观测端板之间。

进一步地，还包括底座安装板，所述进出气端板和观测端板竖直设置在底座安装板上。

进一步地，底座安装板上设有固定孔和长条孔，第一螺栓穿过固定孔后连接进出气端板或观测端板，第二螺栓穿过长条孔后连接观测端板或进出气端板。

进一步地，所述阴极集流板和阳极集流板的接线端均位于模拟电堆模块的顶端。

进一步地，所述进出气端板上分布有定位柱，所述观测端板分布有和定位柱位置对应定位孔，当进出气端板和观测端板进行固定时，定位柱插入定位孔中进行初步定位。

进一步地，所述阴极绝缘板和阴极气体流道板为嵌入式结构，所述阴极气体流道板的背部中间设有嵌入槽，所述阴极绝缘板整体安装在嵌入槽内。

进一步地，所述模拟电池模块还包括温度控制板，该温度控制板设置在阳极集流板和阳极绝缘板间。

进一步地，所述阴极绝缘板和阴极集流板互相连接包裹阴极气体流道板，所述阴极绝缘板上设有朝向阴极集流板的密封槽，在密封槽内设有密封胶条，该密封胶条压合阴极集流板。

进一步地，所述进出气端板上设有第一进气口、第二进气口、第一出气口和第二出气口，所述第一进气口和第一出气口均依次穿过进出气端板、阳极绝缘板和阳极集流板后连通阳极气体流道板；所述第二进气口和第二出气口均依次穿过进出气端板、阳极绝缘板、阳极集流板、阳极气体流道板、膜电极和阴极集流板后连通阴极气体流道板。