[發明專利]一種燃料電池電堆組裝測試平臺及其測試方法

有效

• 申請號: 201611133338.X
• 申請日: 2016-12-10
• 公開（公告）號: CN108232248B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 孫公權;趙世雄;孫海
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/0438
• 分類號: H01M8/0438;H01M8/04313;H01M8/24;G01D21/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明提供一種燃料電池電堆組裝測試平臺及其測試方法，所述燃料電池組裝測試平臺包括電堆組裝模塊、電化學測試模塊、壓力測試模塊和密封性測試模塊；所述電堆組裝模塊包括上壓板、下壓板和定位桿；所述電化學測試模塊包括電化學測試裝置、絕緣固接于所述上壓板內部和所述下壓板內部的第一電化學測試端和第二電化學測試端；所述壓力測試模塊包括置于所述下壓板內部的壓力傳感器，和置于下壓板外部的壓力顯示裝置(液晶屏)；所述密封性測試模塊包括物料供應系統，和置于所述上壓板和/或下壓板上的供氣口和燃料供應口。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體的說涉及一種燃料電池組裝一種燃料電池電堆組裝測試平臺；本發明還涉及所述燃料電池電堆組裝測試平臺的操作方法。

背景技術

生產方面，目前的電堆組裝裝置都是單純的控制力和行程的組裝平臺，還沒有能夠集壓力檢測、密封性檢測、電化學測試為一體的設計。但是，因為電堆的組裝大多使用螺桿連接，裝卸一次的耗時和成本較大，所以希望在旋緊螺桿固定之前就可以測得電堆的各項力學、電學、流體動力學的性能。完成上述測試的電堆可保證產品的高合格率、低返修率。

研究方面，并且，在組裝過程中設置可調的組裝力和壓力行程，通過快速的電性能、流體性能檢測，可以優化電池的組裝條件。多檢測通道的電堆組裝臺可作為燃料電池電堆工程研究的必要設備。

現有技術的情況，現有技術中只針對燃料電池電堆的一體化組裝技術，組裝過程中只需要通過壓力控制來表征所組裝電堆的一致性，然而盡管電堆組裝時的壓緊壓力得到了控制，但其密封性及電極與雙極板的匹配性等性能無法表征，進而導致了組裝電堆的成品率不高，經常有漏氣、漏液或單片性能不佳導致整個電堆失效的情況發生。

發明內容

本發明針對現有電堆組裝設備的不足，本發明的目的是提供一種集電堆組裝和性能檢測與一體的電堆組裝裝置。該發明具有改變組裝條件方便、成品率高的特點，適用于燃料電池電堆的生產和科研。本發明采用以下技術方案來實現：

一種燃料電池組裝測試平臺，包括電堆組裝模塊、電化學測試模塊、壓力測試模塊和密封性測試模塊；

所述電堆組裝模塊包括上壓板、下壓板和定位桿；所述上壓板位于下壓板止放，上壓板與下壓板上下相對設置；所述上壓板可沿豎直方向上下移動；所述定位桿穿過上壓板上的通孔、下端與下壓板固接，用于燃料電池電堆中單電池的定位；所述上壓板和下壓板上設置有相對應供電堆組裝穿螺桿和螺絲旋擰用的通孔；

所述電化學測試模塊包括電化學測試裝置、絕緣固接于所述上壓板內部和所述下壓板內部的第一電化學測試端和第二電化學測試端，用于與電堆的正負極電連接；電化學測試裝置與第一電化學測試端和第二電化學測試端電連接；

所述壓力測試模塊包括置于所述下壓板內部的壓力傳感器，和置于下壓板外部的壓力顯示裝置(液晶屏)；

所述密封性測試模塊包括物料供應系統，和置于所述上壓板和/或下壓板上的供氣口和燃料供應口；所述物料供應系統分別與所述供氣口和所述燃料供應口管路密封連接；

所述電堆通過定位桿組裝于所述上壓板和所述下壓板之間時，設置于所述第一電化學測試端和第二電化學測試端與所述電堆端板正負極電連接；且所述供氣口和燃料供應口分別與燃料電池電堆陰極氣體進口及陽極燃料進口密封連接。

所述測試平臺還包括臺架；所述臺架用于固定所述上壓板和下壓板；同時用于安放所述電化學測試裝置和/或所述物料供應系統。由于通常施加于待組裝電堆上的壓力相對較大，因此通常的臺架為金屬制成，為進一步避免電堆電性能的失準性，通常需在所述燃料電池電堆與所述上壓板和下壓板之間設置有絕緣墊板。

所述測試平臺還包括施壓動力系統(液壓機或氣缸)；所述施壓動力系統用于為上壓板和下壓板之間組裝的電堆均勻施加壓力。該動力系統可為液壓或氣動或其他機械傳動裝置。