[发明专利]燃料电池内部温度-热流密度-电流密度分布测量插片

摘要

燃料电池内部温度-热流密度-电流密度分布测量插片，是燃料电池内部温度、热流密度和电流密度分布的测量装置，其在导电基片两相邻漏缝之间的筋上布置有温度-热流密度-电流密度联测传感器，导电基片上的漏缝和筋与燃料电池流场板的流道和脊相互对应，电信号通过引线传递至外接测量电路及数据采集设备；温度-热流密度-电流密度联测传感器是由采用真空蒸发镀膜方法蒸镀的七层薄膜构成。本发明可实现对燃料电池内部温度、热流密度和电流密度分布的同步在线测量；该装置可作为独立的构件安装于燃料电池内部，无需对燃料电池的结构进行特殊改造，可适配于平行流道、蛇形流道、交错形流道或其他流道形状的燃料电池流场板。

主权项

燃料电池内部温度‑热流密度‑电流密度分布测量插片，包括导电基片(1)、漏缝(2)、筋(3)、温度‑热流密度‑电流密度联测传感器(4)、引线(5)、定位孔(7)；所述漏缝(2)、筋(3)设置在导电基片(1)上，筋(3)位于两相邻漏缝(2)之间，漏缝(2)和筋(3)的形状和尺寸分别与燃料电池流场板上流道和脊的形状和尺寸相同，漏缝(2)和筋(3)的位置分别与燃料电池流场板流道和脊相对应；其特征在于：所述温度‑热流密度‑电流密度联测传感器(4)设置在筋(3)上；引线(5)的一端与温度‑热流密度‑电流密度联测传感器(4)的接线引出端相接，另一端延伸至导电基片(1)的边缘并放大形成引脚(6)；定位孔(7)对称、均匀设置在导电基片(1)四周，用以将导电基片(1)固定在燃料电池流场板上；燃料电池组装时，燃料电池内部温度‑热流密度‑电流密度分布测量插片布置在燃料电池流场板与膜电极中间，其设置有温度‑热流密度‑电流密度联测传感器(4)的面朝向膜电极侧并与之紧密接触；所述温度‑热流密度‑电流密度联测传感器(4)为采用真空蒸发镀膜方法在筋(3)上蒸镀的七层薄膜：第一层为厚0.08‑0.12μm的二氧化硅绝缘层(15)，第二层为蒸镀在二氧化硅绝缘层(15)上厚为0.1‑0.12μm的铜镀层(16)，第三层为蒸镀在二氧化硅绝缘层(15)上厚为0.1‑0.12μm的镍镀层(17)；所述铜镀层(16)同时包括薄膜热电偶铜镀层和薄膜热流计铜镀层；所述镍镀层(17)同时包括薄膜热电偶镍镀层和薄膜热流计镍镀层；所述薄膜热电偶铜镀层和薄膜热电偶镍镀层的形状为长条形，中间相互搭接，搭接处构成薄膜热电偶热端结点(29)，首端为薄膜热电偶接线引出端(30)；所述薄膜热流计铜镀层和薄膜热流计镍镀层的形状分别为相互平行的四边形，且首尾相互搭接，搭接处构成热电堆，其中包括薄膜热流计上结点(31)和薄膜热流计下结点(32)，首端为薄膜热流计接线引出端(33)；第四层为在铜镀层(16)和镍镀层(17)上方蒸镀的厚为0.08‑0.12μm的二氧化硅保护层(18)，第五层为在薄膜热流计上结点(31)所对应的二氧化硅镀层上方蒸镀一层厚为1.2‑2.0μm的二氧化硅厚热阻层(19)，第六层为在先前镀层基础上蒸镀的一层厚为1.5‑2.0μm的电流密度测量铜镀层(20)，第七层为在电流密度测量铜镀层(20)上方蒸镀一层厚为0.1‑0.12μm的电流密度测量金镀层(21)；所述电流密度测量铜镀层(20)和电流密度测量金镀层(21)相互重叠，构成了电流密度测量金属镀层(34)，首端为电流密度测量金属镀层接线引出端(35)；所述薄膜热电偶接线引出端(30)、薄膜热流计接线引出端(33)和电流密度测量金属镀层接线引出端(35)均制作成圆形，且均布置于二氧化硅绝缘层(15)的同一侧。