[發明專利]一種燃料電池電堆壓裝方法及其系統

有效

• 申請號: 202211125958.4
• 申請日: 2022-09-16
• 公開（公告）號: CN115207428B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 文龍;吳海榮;馮春平;崔鵬;李佳佳
• 申請（專利權）人: 深圳市氫藍時代動力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/2404
• 分類號: H01M8/2404;G01R27/02;G01L5/00
• 代理公司: 深圳市恒程創新知識產權代理有限公司 44542
• 代理人: 王敏睿

本發明涉及燃料電池電堆技術領域，具體公開了一種燃料電池電堆壓裝方法及其系統，包括如下步驟：對氣體擴散層進行壓緊并測量在不同壓強下的所述氣體擴散層的接觸電阻數值，以獲取所述氣體擴散層的接觸電阻曲線；確定所述接觸電阻曲線中曲率最大值的臨界點，根據所述臨界點獲取相對應的目標壓緊力；利用所述目標壓緊力對燃料電池電堆進行壓裝，其中所述燃料電池電堆包括所述氣體擴散層。通過本發明實現確保壓裝后的燃料電池電堆性能理想。

技術領域

本發明涉及燃料電池電堆技術領域，特別涉及一種燃料電池電堆壓裝方法及其系統。

背景技術

燃料電池電堆由端板、絕緣板、集流板、雙極板和膜電極組件（MEA）組成，通過壓裝裝置對其施加壓緊力以壓裝成型。壓緊力對于燃料電池電堆的性能和穩定性影響極大。從電堆結構上看，壓緊力對膜電極組件中的氣體擴散層（GDL）的影響較大。壓緊力既不能太大也不能太小，必須在一個合理的范圍內。當壓緊力較小時，會導致雙極板與氣體擴散層之間的接觸面積與接觸力不夠，導致接觸電阻上升，電堆性能下降。當壓緊力較大時，會導致氣體擴散層產生塑性形變從而縮小氣體擴散層的孔隙率，進而降低氣體擴散層的通水性以及通氣性。

在相關技術中，用于燃料電池電堆壓裝的壓裝裝置無法結合不同供應商所提供的氣體擴散層的特性而制定出合適的壓緊力，無法有效保證壓裝是否合理。當發現壓裝后的燃料電池電堆性能不理想時，重新拆裝將耗費大量時間人力，而且在拆裝過程中容易對燃料電池電堆各組件造成損壞無法使用，導致資源浪費。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種燃料電池電堆壓裝方法及其系統，旨在實現確保壓裝后的燃料電池電堆性能理想。

為實現上述目的，本發明提出一種燃料電池電堆壓裝方法，包括如下步驟：

對氣體擴散層進行壓緊并測量在不同壓強下的所述氣體擴散層的接觸電阻數值，以獲取所述氣體擴散層的接觸電阻曲線；

確定所述接觸電阻曲線中曲率最大值的臨界點，根據所述臨界點獲取相對應的目標壓緊力；

利用所述目標壓緊力對燃料電池電堆進行壓裝，其中所述燃料電池電堆包括所述氣體擴散層。

可選地，所述對氣體擴散層進行壓緊并測量在不同壓強下的所述氣體擴散層的接觸電阻數值，以獲取所述氣體擴散層的接觸電阻曲線的步驟中，包括如下步驟：

將所述氣體擴散層夾設于兩個雙極板之間以形成測試組件；

將所述測試組件放置在壓裝裝置的上壓板組件以及下壓板組件之間，利用所述上壓板組件與所述下壓板組件相結合對所述測試組件進行壓緊；記錄壓緊過程中所述氣體擴散層所承受的實時壓緊力以及所述氣體擴散層的實時接觸電阻；

結合所述實時壓緊力以及所述實時接觸電阻以得到所述接觸電阻曲線。

可選地，所述將所述測試組件放置在壓裝裝置的上壓板組件以及下壓板組件之間，利用所述上壓板組件與所述下壓板組件相結合對所述測試組件進行壓緊的步驟之前，包括如下步驟：

調整所述上壓板組件與所述下壓板組件之間的相對位置，以使所述上壓板組件位于所述下壓板組件的正上方；

調整所述上壓板組件與所述下壓板組件之間的平行度，以使所述上壓板組件與所述下壓板組件相互平行。

可選地，所述將所述測試組件放置在壓裝裝置的上壓板組件以及下壓板組件之間，利用所述上壓板組件與所述下壓板組件相結合對所述測試組件進行壓緊的步驟中，包括如下步驟：

驅動所述上壓板組件下降移動至與所述測試組件的上表面貼合接觸；

驅動所述上壓板組件以0.01mm/s的速度繼續下降以對所述測試組件進行壓緊。