CN101697005B - 一种燃料电池电堆氢氧串气快速检测方法 - Google Patents

一种燃料电池电堆氢氧串气快速检测方法 Download PDF

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Abstract

一种燃料电池电堆氢氧串气快速检测方法，包括以下步骤：将电堆安装到检测平台上，与测试平台的气体管路连接，与电压巡检系统的电路连接；向电堆的氢腔通入氢腔检测气体，向氧腔通入氧腔检测气体，电堆进入发电状态；当电堆中各节电池电压都达到0.9V以上开路状态后，停止氧腔检测气体的通入，继续向氢腔通入氢腔检测气体，并保持压力，记录此状态下燃料电池电堆各节电池电压的变化；燃料电池电堆中单节电池电压快速下降的那节电池所处位置即为氢氧腔串气的具体位置，本方法能够快速检测出电堆中氢氧串气的具体位置；具有结构新颖、简单、测试时间快、测试准确等特点，属于集经济性与实用性为一体的燃料电池电堆氢氧串气的检测方法。

Description

一种燃料电池电堆氢氧串气快速检测方法
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及燃料电池电堆氢氧串气的快速检测方法。
背景技术
燃料电池电堆是由很多个单电池组成的，一个电堆包含几节、几十节甚至上百节单电池。电堆中如果存在氢氧腔串气，电堆在运行中就存在很大的安全隐患，通常燃料电池阳极腔为氢气燃料，阴极腔为氧化剂，通常氧化剂为氧气或空气。如果氢气串到阴极腔与氧气或空气混合(或者氧气串到阳极腔)很容易达到爆炸极限，出现安全事故。由于燃料电池电堆是由很多单电池组成的，很难避免个别零部件如MEA、胶线及双极板在制备过程中存在缺陷以及电堆组装过程引起的零部件损伤，导致电堆氢氧腔存在互串现象。现有技术通常只能检测出电堆氢氧腔之间总的串气量，很难确定电堆中氢氧串气的位置和具体节数，因此较难排除因电堆串气产生的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速检测燃料电池电堆氢氧串气具体位置的检测方法，解决现有技术中存在的难确定电堆中氢氧串气的具体位置的问题，从而能够快速测定燃料电池电堆氢氧串气的具体位置，消除电堆氢氧串气产生的安全隐患，提高电堆的质量。本发明的技术方案是：一种燃料电池电堆氢氧串气的快速检测方法，包括用燃料电池测试平台和燃料电池电堆电压巡检系统检测燃料电池电堆电压，其特征在于，所述快速检测方法包括以下步骤：
a、燃料电池电堆安装到燃料电池检测平台上，将燃料电池电堆的氢腔通道和氧腔通道分别与燃料电池测试平台的相应的气体管路连接，然后将燃料电池电堆与燃料电池电堆电压巡检系统的电压检测线连接；
b、向步骤a连接好的燃料电池电堆的氢腔通入10-60kpa的氢腔检测气体，氢腔检测气体为氢气和惰性气体的混合气体，氢腔检测气体中氢气体积浓度为5％-100％，向电堆的氧腔通入0-50kpa的氧腔检测气体，氧腔检测气体为空气或者氧气和惰性气体的混合气体，氧腔检测气体中的氧气体积浓度为5％-50％，使燃料电池电堆进入发电状态；
c、记录燃料电池电堆中各节电池电压，当燃料电池电堆中各节电池电压都达到0.9V以上开路状态后，停止氧腔检测气体的通入，继续向氢腔通入氢腔检测气体，使氢腔检测气体压力保持在30-60kpa，保持压力1～5分钟，记录此状态下燃料电池电堆各节电池电压的变化；
d、燃料电池电堆中单节电池电压快速下降的那节电池所处位置即为氢氧腔串气的具体位置，或氢氧腔串气的电池的具体节数。
本发明所述的一种燃料电池电堆氢氧串气的快速检测方法，其特征在于所述氢腔检测气体和氧腔检测气体中的惰性气体是氮气、氦气、氖气、氩气中的一种或几种的混合气体。
本发明的优点是：能快速检测出电堆中氢氧串气的具体位置(具体节数)；具有测试方法简单、测试时间快、测试准确等特点，采用本发明可以有效解决燃料电池氢氧串气的安全隐患，提高燃料电池的质量，促进燃料电池的商业化发展。
附图说明
本发明共有两张附图，其中：
图1是燃料电池电堆氢氧串气位置检测示意图，
图2是实施例检测的燃料电池电堆各节电池电压分布图。
附图中：1、燃料电池电堆  2、燃料电池测试平台  3、燃料电池巡检检测系统。
具体实施方式
实施例1
具体实施例是对一台新组装的128节燃料电池电堆进行氢氧串气的检测，其具体工作步骤如下：
a、将128节燃料电池电堆安装到燃料电池检测平台上，进行电堆与测试平台气体管路连接及燃料电池电堆与电堆电压巡检系统的电压检测线连接；
b、向电堆的阳极腔通入30kpa的氢体积浓度为20％的检测气体，检测气体为氢气和氮气的混合气体，向电堆的阴极腔通入20kpa的空气作为检测气体；
c、当电堆中各节电压都达到0.9V以上开路状态后，停止阴极侧检测气体的通入，然后将阳极侧检测气体压力憋至50kpa，憋压1分钟，观察并记录电堆各节电池电压的变化；
d、电堆中单节电池电压快速下降的位置即为氢氧腔串气的具体位置(或具体单节电池节数)。本实施例中，检测到第34节和53节存在氢氧腔串气，如图2中电压快速下降的位置。
实施例2
将实施例1中向电堆的阴极腔通入的检测气体改为氧气和氮气的混合气体；其中，氧气的体积浓度为10％，压力为20kpa，其它步骤与实施例1相同。

Claims (2)

1.一种燃料电池电堆氢氧串气快速检测方法，包括用燃料电池测试平台和燃料电池电堆电压巡检系统检测燃料电池电堆电压，其特征在于，所述快速检测方法包括以下步骤：
e、将燃料电池电堆安装到燃料电池检测平台上，将燃料电池电堆的氢腔通道和氧腔通道分别与燃料电池测试平台的相应的气体管路连接，然后将燃料电池电堆与燃料电池电堆电压巡检系统的电压检测线连接；
f、向步骤a连接好的燃料电池电堆的氢腔通入10-60kpa的氢腔检测气体，氢腔检测气体为氢气和惰性气体的混合气体，氢腔检测气体中氢气体积浓度为5％-100％，向电堆的氧腔通入0-50kpa的氧腔检测气体，氧腔检测气体为空气，或者氧气和惰性气体的混合气体，氧腔检测气体中的氧气体积浓度为5％-50％，使燃料电池电堆进入发电状态；
g、记录燃料电池电堆中各节电池电压，当燃料电池电堆中各节电池电压都达到0.9V以上开路状态后，停止氧腔检测气体的通入，继续向氢腔通入氢腔检测气体，使氢腔检测气体压力保持在30-60kpa，保持压力1～5分钟，记录此状态下燃料电池电堆各节电池电压的变化；
h、燃料电池电堆中单节电池电压快速下降的那节电池所处位置即为氢氧腔串气的具体位置，或氢氧腔串气的电池的具体节数。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆氢氧串气的快速检测方法，其特征在于所述氢腔检测气体和氧腔检测气体中的惰性气体是氮气、氦气、氖气、氩气中的一种或几种的混合气体。
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