[發明專利]一種燃料電池流態觀測工裝

在審

• 申請號: 202110375633.0
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113130932A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 翟桂珍;程旌德;徐一凡;唐厚聞
• 申請（專利權）人: 上海氫晨新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/026
• 分類號: H01M8/026;H01M8/0265;H01M8/04298
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

本發明涉及一種燃料電池流態觀測工裝，包括支架模塊和模擬電堆模塊，支架模塊包括進出氣端板、觀測端板和螺栓柱，螺栓柱分布在進出氣端板和觀測端板的邊緣之間，并且一端連接進出氣端板，另一端連接觀測端板，模擬電堆模塊被夾持在觀測端板和進出氣端板之間；模塊電池模塊包括依次層疊設置的陰極絕緣板、陰極氣體流道板、陰極集流板、膜電極、陽極氣體流道板、陽極集流板和陽極絕緣板，陰極絕緣板貼合觀測端板，陽極絕緣板貼合進出氣端板，陰極氣體流道板、陰極絕緣板和觀測端板均為透明板。與現有技術相比，本發明實現了在燃料電池設計過程中對電堆陰極板流道內生成水的流態分布的在線測試和直接觀察。

技術領域

本發明涉及燃料電池測試領域，尤其是涉及一種燃料電池流態觀測工裝。

背景技術

燃料電池是一種兼具環境友好、工作高效、使用壽命長等特點的發電裝置。以氫燃料電池為例，氫氣從電池的陽極側進入電池內部，氫原子在陽極失去電子后變成質子，質子穿過電池內部的質子交換膜到達電池陰極，同時電子經由外部回路也到達電池的陰極，在電池的陰極側，質子、電子與氧氣結合生成水，由此產生電流。

在燃料電池的設計過程中，電堆陰極板流道內生成水的流態分布對于電池的功率和可靠性非常重要，生成水的流狀可以分為single(單相流)，mist(有液滴和水霧出現的狀態)，film(有水膜)和slug(柱塞流)，每種流道對電池的功率和可靠性會具有不同程度的影響。但是現有的設計過程只能對生成水進行一些簡單的預判，無法進行全面的測試和觀察，導致后續設計發生偏差。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種燃料電池流態觀測工裝。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種燃料電池流態觀測工裝，包括支架模塊和模擬電堆模塊，所述支架模塊包括進出氣端板、觀測端板和螺栓柱，所述螺栓柱分布在進出氣端板和觀測端板的邊緣之間，并且一端連接進出氣端板，另一端連接觀測端板，所述模擬電堆模塊被夾持在觀測端板和進出氣端板之間；所述模塊電池模塊包括依次層疊設置的陰極絕緣板、陰極氣體流道板、陰極集流板、膜電極、陽極氣體流道板、陽極集流板和陽極絕緣板，所述陰極絕緣板貼合觀測端板，所述陽極絕緣板貼合進出氣端板，所述陰極氣體流道板、陰極絕緣板和觀測端板均為透明板。

進一步地，所述螺栓柱上嵌套有限位軸套，所述限位軸套被夾持在進出氣端板和觀測端板之間。

進一步地，還包括底座安裝板，所述進出氣端板和觀測端板豎直設置在底座安裝板上。

進一步地，底座安裝板上設有固定孔和長條孔，第一螺栓穿過固定孔后連接進出氣端板或觀測端板，第二螺栓穿過長條孔后連接觀測端板或進出氣端板。

進一步地，所述陰極集流板和陽極集流板的接線端均位于模擬電堆模塊的頂端。

進一步地，所述進出氣端板上分布有定位柱，所述觀測端板分布有和定位柱位置對應定位孔，當進出氣端板和觀測端板進行固定時，定位柱插入定位孔中進行初步定位。

進一步地，所述陰極絕緣板和陰極氣體流道板為嵌入式結構，所述陰極氣體流道板的背部中間設有嵌入槽，所述陰極絕緣板整體安裝在嵌入槽內。

進一步地，所述模塊電池模塊還包括溫度控制板，該溫度控制板設置在陽極集流板和陽極絕緣板間。

進一步地，所述陰極絕緣板和陰極集流板互相連接包裹陰極氣體流道板，所述陰極絕緣板上設有朝向陰極集流板的密封槽，在密封槽內設有密封膠條，該密封膠條壓合陰極集流板。

進一步地，所述進出氣端板上設有第一進氣口、第二進氣口、第一出氣口和第二出氣口，所述第一進氣口和第一出氣口均依次穿過進出氣端板、陽極絕緣板和陽極集流板后連通陽極氣體流道板；所述第二進氣口和第二出氣口均依次穿過進出氣端板、陽極絕緣板、陽極集流板、陽極氣體流道板、膜電極和陰極集流板后連通陰極氣體流道板。