CN111693195B - 一种获取燃料电池组装力的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取燃料电池组装力的装置及方法，获取燃料电池组装力的装置包括封装加载设备、第一集流板、第二集流板、气密性检测端板、阻抗测试仪和气密性检测装置；第一集流板堆叠在待测单元的顶端，待测单元堆叠在第二集流板的顶端，阻抗测试仪分别与第一集流板和第二集流板电连接；第二集流板堆叠在气密性检测端板的顶端；气密性检测装置与气密性检测端板的内腔导通，用于检测待测单元的气漏量；气密性检测端板堆叠于封装加载设备的夹持台上；封装加载设备的施力端与第一集流板的顶端抵接，能够对待测单元施加不同的压力。本发明结合了接触电阻要求、密封要求及材料许用强度要求，易于实现，提高了燃料电池组装力的测量准确性。

Description

一种获取燃料电池组装力的装置及方法

技术领域

本发明涉及燃料电池封装技术领域，尤其是涉及一种获取燃料电池组装力的装置及方法。

背景技术

燃料电池堆由多节燃料电池单池堆叠封装而成，单池则由双极板、膜电极组件、密封部件组成。为保证电堆的性能、密封等特性要求，需要一定的组装力确保电堆的正常运行。

目前，组装力的设计通常依靠有限元仿真或实验进行。组装力由两部分构成：活性区组装力与密封区组装力。通常根据接触电阻的要求，确定活性区的许用封装压强，该封装压强与活性区的面积乘积即为活性区的封装力；根据密封材料的结构以及密封气体所需的最小压力，结合密封材料的破坏强度，确定密封区的封装压强，该封装压强与密封区长度的乘积即为密封区的封装力；相应的，活性区封装力与密封区封装力加和即为定组装力封装方法的封装力。

采用仿真方法设计组装力，将受材料参数、边界条件等影响，且因燃料电池内部尺寸跨度较大，多尺度、计算规模大，故仿真准确性将受多方面影响，并且计算周期较长。

因此，如何提高燃料电池组装力的测量准确性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种获取燃料电池组装力的装置，能够提高燃料电池组装力的测量准确性。

本发明的第二个目的是提供一种获取燃料电池组装力的方法。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了如下方案：

一种获取燃料电池组装力的装置，包括封装加载设备、第一集流板、第二集流板、气密性检测端板、阻抗测试仪和气密性检测装置；

所述第一集流板堆叠在待测单元的顶端，所述待测单元堆叠在所述第二集流板的顶端，所述阻抗测试仪分别与所述第一集流板和所述第二集流板电连接；

所述第二集流板堆叠在所述气密性检测端板的顶端；

所述气密性检测装置与所述气密性检测端板的内腔导通，用于检测所述待测单元的气漏量；

所述气密性检测端板堆叠于所述封装加载设备的夹持台上；

所述封装加载设备的施力端与所述第一集流板的顶端抵接，能够对所述待测单元施加不同的压力；

所述待测单元包括第一组待测单元、第二组待测单元和第三组待测单元；

所述第一组待测单元包括第一接触电阻测试片和第一双极板，所述第一双极板包含密封件，所述第一双极板分别堆叠在所述第一接触电阻测试片的顶端和底端；

所述第二组待测单元包括第二接触电阻测试片和第二双极板，所述第二双极板不包含密封件，所述第二双极板分别堆叠在所述第二接触电阻测试片的顶端和底端；

所述第三组待测单元包括密封测试片和第三双极板，所述第三双极板包含密封件，所述第三双极板分别堆叠在所述密封测试片的顶端和底端。

在一个具体实施方案中，所述第一接触电阻测试片和所述第二接触电阻测试片均包括第一阳极气体扩散层、第一阴极气体扩散层和第一边框组件，所述第一阳极气体扩散层堆叠于所述第一阴极气体扩散层的顶端，所述第一边框组件封装所述第一阳极气体扩散层和所述第一阴极气体扩散层；

所述密封测试片包括第二阳极气体扩散层、第二阴极气体扩散层、质子交换膜和第二边框组件，所述质子交换膜的顶端和底端分别堆叠所述第二阳极气体扩散层和所述第二阴极气体扩散层，所述第二边框组件封装所述第二阳极气体扩散层、所述第二阴极气体扩散层及所述质子交换膜。

在另一个具体实施方案中，所述获取燃料电池组装力的装置还包括第一绝缘板和第二绝缘板；

所述第一绝缘板堆叠于所述第一集流板的顶端，所述第一绝缘板置于所述第一集流板和所述封装加载设备的施力端之间；

所述第二绝缘板置于所述第二集流板和所述气密性检测端板之间。

在另一个具体实施方案中，所述获取燃料电池组装力的装置还包括第一端板和第二端板；

所述第一端板置于所述第一绝缘板和所述封装加载设备的施力端之间；

所述第二端板置于所述第二绝缘板和所述气密性检测端板之间。

在另一个具体实施方案中，所述第一端板为固定端板；

所述第二端板为气口端板。

根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

不限于任何理论，从以上公开内容可以看出，本发明公开的获取燃料电池组装力的装置，使用时，分别将第一组待测单元、第二组待测单元和第三组待测单元置于获取燃料电池组装力的装置上进行压力试验，第一组待测单元、第二组待测单元和第三组待测单元的试验顺序不限，按照第一组待测单元、第二组待测单元和第三组待测单元依次试验为例。将第一组待测单元置于第一集流板和第二集流板之间，使得第一集流板堆叠在第一组待测单元的顶端，第一组待测单元堆叠在第二集流板的顶端，通过封装加载设备对第一集流板的顶端加压，进而实现对待测单元的加压，并通过阻抗测试仪测得第一组待测单元在不同压力下的接触电阻值；将第一组待测单元取出，再将第二组待测单元置于第一集流板和第二集流板之间，使得第一集流板堆叠在第二组待测单元的顶端，第二组待测单元堆叠在第二集流板的顶端，通过封装加载设备对第一集流板的顶端加压，进而实现对待测单元的加压，并通过阻抗测试仪测得第二组待测单元在不同压力下的接触电阻值；将第二组待测单元取出，再将第三组待测单元置于第一集流板和第二集流板之间，使得第一集流板堆叠在第三组待测单元的顶端，第三组待测单元堆叠在第二集流板的顶端，通过封装加载设备对第一集流板的顶端加压，进而实现对待测单元的加压，并通过气密性检测装置测得不同压力下的泄漏量值。根据组装力F与接触电阻R对应关系，基于第一组待测单元和第二组待测单元的测试结果，确定不同组装力下活性区与密封区受力及分配，组装力与接触电阻的关系。根据组装力F与泄漏量L的关系，再根据活性区与密封区受力及分配，确定密封区受力与漏量L的关系。最后，根据接触电阻与密封性要求，材料的破坏强度，获得电堆适宜的组装力区间。本发明结合了接触电阻要求、密封要求及材料许用强度要求，操作简单，易于实现，提高了燃料电池组装力的测量准确性，可快速评价设计的合理性，且所涉及的操作系统也简单方便易于获取。

为了实现上述第二个目的，本发明提供了如下方案：

一种获取燃料电池组装力的方法，使用如上述任意一项所述的获取燃料电池组装力的装置，包括以下步骤：

将所述第一组待测单元、所述第二组待测单元和所述第三组待测单元依次置于所述第一集流板和所述第二集流板之间；

依次启动所述封装加载设备，使得所述封装加载设备的施力端作用到各组所述待测单元上的力按照预设的范围变化；

记录所述封装加载设备对所述第一组待测单元时，所述阻抗测试仪测得的第一接触电阻值；

记录所述封装加载设备对所述第二组待测单元时，所述阻抗测试仪测得的第二接触电阻值；

记录所述封装加载设备对所述第三组待测单元时，所述气密性检测装置测得的气漏量；

基于所述第一组待测单元和所述第二组待测单元的测试结果，确定不同组装力下活性区与密封区受力及分配，并绘制组装力与接触电阻的关系曲线；

基于所述第三组待测单元的测试结果，再根据所述活性区与所述密封区分配，绘制密封区受力与气漏量的关系曲线；

根据接触电阻与密封性要求，材料的破坏强度，获得燃料电池电堆适宜的组装力区间。

在一个具体实施方案中，记录所述第一接触电阻值后，绘制所述第一组待测单元的封装力和第一接触电阻关系曲线。

在另一个具体实施方案中，记录所述第二接触电阻值后，绘制所述第二组待测单元的封装力和第二接触电阻关系曲线。

在另一个具体实施方案中，记录所述第三组待测单元的气漏量后，绘制所述第三组待测单元的封装力和气漏量关系曲线。

在另一个具体实施方案中，采用膜电极工艺，去除所述第一组待测单元和所述第二组待测单元中的质子交换膜及阴阳极催化层。

根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

本发明提供的获取燃料电池组装力的方法，首先，将第一组待测单元、第二组待测单元和第三组待测单元依次置于第一集流板和第二集流板之间；接着，依次启动封装加载设备，使得封装加载设备的施力端作用到各组待测单元上的力按照预设的范围变化；然后，记录封装加载设备对第一组待测单元时，阻抗测试仪测得的第一接触电阻值，记录封装加载设备对第二组待测单元时，阻抗测试仪测得的第二接触电阻值，并记录封装加载设备对第三组待测单元时，气密性检测装置测得的气漏量；接着，基于第一组待测单元和第二组待测单元的测试结果，确定不同组装力下活性区与密封区受力及分配，并绘制组装力与接触电阻的关系曲线，基于第三组待测单元的测试结果，再根据活性区与密封区分配，绘制密封区受力与气漏量的关系曲线；最后，根据接触电阻与密封性要求，材料的破坏强度，获得电堆适宜的组装力区间。本发明结合了接触电阻要求、密封要求及材料许用强度要求，操作简单，易于实现，提高了燃料电池组装力的测量准确性，可快速评价设计的合理性，且所涉及的操作系统也简单方便易于获取。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的获取燃料电池组装力的装置的结构示意图；

图2为本发明提供的待测单元的主视结构示意图；

图3为本发明提供的待测单元为第一组待测单元的左视结构示意图；

图4为本发明提供的待测单元为第二组待测单元的左视结构示意图；

图5为本发明提供的待测单元为第三组待测单元的左视结构示意图；

图6为本发明提供的第一接触电阻测试片和第二接触电阻测试片的俯视剖视示意图；

图7为本发明提供的第一接触电阻测试片和第二接触电阻测试片的主视结构示意图；

图8为本发明提供的密封测试片的俯视剖视结构示意图；

图9为本发明提供的密封测试片的主视结构示意图；

图10为本发明提供的含密封件的双极板结构示意图；

图11为本发明提供的不含密封件的双极板结构示意图；

图12为本发明提供的第一组待测单元的封装力-接触电阻示意图；

图13为本发明提供的第二组待测单元的封装力-接触电阻示意图；

图14为本发明提供的第三组待测单元的封装力-泄漏量示意图；

图15为本发明提供的密封区受力-泄漏量的示意图；

图16为本发明提供的不同封装力下活性区与密封区力的占比示意图；

图17为本发明提供的许用封装力区间确定示意图。

其中，图1-17中：

获取燃料电池组装力的装置100、封装加载设备1、第一集流板2、第二集流板3、气密性检测端板4、阻抗测试仪5、气密性检测装置6、待测单元7、第一组待测单元701、第一接触电阻测试片7011、第一双极板7012、第二组待测单元702、第二接触电阻测试片7021、第二双极板7022、第三组待测单元703、密封测试片7031、第三双极板7032、第一阳极气体扩散层8、第一阴极气体扩散层9、第一边框组件10、第二阳极气体扩散层11、第二阴极气体扩散层12、质子交换膜13、第二边框组件14、第一绝缘板15、第二绝缘板16、第一端板17、第二端板18、气体扩散层导电区19、膜电极活性区20。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图1-17和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

如图1所示，本发明公开了一种获取燃料电池组装力的装置100，其中，获取燃料电池组装力的装置100包括封装加载设备1、第一集流板2、第二集流板3、气密性检测端板4、阻抗测试仪5和气密性检测装置6。

待测单元7的顶端和待测单元7的底端分别堆叠在第一集流板2和第二集流板3上，阻抗测试仪5分别与第一集流板2和第二集流板3电连接，以实现电阻的采集。具体地，阻抗测试仪5为定频交流阻抗测试仪。

第二集流板3堆叠于气密性检测端板4的顶端，气密性检测装置6与气密性检测端板4的内腔导通，用于检测待测单元7的气漏量。具体地，气密性检测端板4的流体内腔均加工有气体流通孔，气体流通孔可以与气密性检测装置6相连。

气密性检测端板4的底端堆叠于封装加载设备1的夹持台上，具体地，封装加载设备1包括伺服压机(含工装夹具)及待评估组装力电堆辅件。伺服电机的夹持台上设置有工装夹具，以实现对工装夹持。

封装加载设备1的施力端与第一集流板2的顶端抵接，能够对待测单元7施加不同的压力，具体压力可以根据需要进行设定。

待测单元7包括第一组待测单元7、第二组待测单元702和第三组待测单元703。

具体地，第一组待测单元701包括第一接触电阻测试片7011和第一双极板7012，第一双极板7012包含密封件，第一双极板7012分别堆叠在第一接触电阻测试片7011的顶端和第一接触电阻测试片7011的底端，如图3所示。

第二组待测单元702包括第二接触电阻测试片7021和第二双极板7022，第二双极板7022不包含密封件，第二双极板7022分别堆叠在第二接触电阻测试片7021的顶端和第二接触电阻测试片7021的底端，如图4所示。第一双极板7012和第二双极板7022均仅包括双极板，如图11所示。

需要说明的是，第一接触电阻测试片7011和第二接触电阻测试片7021均为不包含膜及催化层部分的膜电极组件，具有良好的导电性。具体地，可以采用CCM(膜电极)工艺，去除膜电极组件中的质子交换膜13及阴阳极催化层。

第三组待测单元703包括密封测试片7031和第三双极板7032，第三双极板7032包含密封件，第三双极板7032分别堆叠在密封测试片7031的顶端和密封测试片的底端，如图5所示。密封测试片7031也就是膜电极组件。第三双极板7032包括双极板和密封件，如图10所示。

需要说明的是，各组待测单元7可重复堆叠，但仅限于同组单元。

在其中一些实施例中，第一接触电阻测试片7011和第二接触电阻测试片7021均包括第一阳极气体扩散层8、第一阴极气体扩散层9和第一边框组件10，第一阳极气体扩散层8堆叠于第一阴极气体扩散层9的顶端，第一边框组件10封装第一阳极气体扩散层8和第一阴极气体扩散层9，如图6和图7所示。第一阳极气体扩散层8和第一阴极气体扩散层9组成气体扩散层导电区19。

密封测试片包括第二阳极气体扩散层11、第二阴极气体扩散层12、质子交换膜13和第二边框组件14，质子交换膜13的顶端和底端分别堆叠第二阳极气体扩散层11和第二阴极气体扩散层12，第二边框组件14封装第二阳极气体扩散层11、第二阴极气体扩散层12及质子交换膜13，如图8和9所示。第二阳极气体扩散层11、第二阴极气体扩散层12及质子交换膜13组成膜电极活性区20。

本发明公开的获取燃料电池组装力的装置100，使用时，分别将第一组待测单元7、第二组待测单元702和第三组待测单元703置于获取燃料电池组装力的装置100上进行压力试验，第一组待测单元7、第二组待测单元702和第三组待测单元703的试验顺序不限，按照第一组待测单元7、第二组待测单元702和第三组待测单元703依次试验为例。将第一组待测单元7置于第一集流板2和第二集流板3之间，使得第一集流板2堆叠在第一组待测单元7的顶端，第一组待测单元7堆叠在第二集流板3的顶端，通过封装加载设备1对第一集流板2的顶端加压，进而实现对待测单元7的加压，并通过阻抗测试仪5测得第一组待测单元7在不同压力下的接触电阻值；将第一组待测单元7取出，再将第二组待测单元702置于第一集流板2和第二集流板3之间，使得第一集流板2堆叠在第二组待测单元702的顶端，第二组待测单元702堆叠在第二集流板3的顶端，通过封装加载设备1对第一集流板2的顶端加压，进而实现对待测单元7的加压，并通过阻抗测试仪5测得第二组待测单元702在不同压力下的接触电阻值；将第二组待测单元702取出，再将第三组待测单元703置于第一集流板2和第二集流板3之间，使得第一集流板2堆叠在第三组待测单元703的顶端，第三组待测单元703堆叠在第二集流板3的顶端，通过封装加载设备1对第一集流板2的顶端加压，进而实现对待测单元7的加压，并通过气密性检测装置6测得不同压力下的泄漏量值。根据组装力F与接触电阻R对应关系，基于第一组待测单元7和第二组待测单元702的测试结果，确定不同组装力下活性区与密封区受力及分配，组装力与接触电阻的关系。根据组装力F与泄漏量L的关系，再根据活性区与密封区受力及分配，确定密封区受力与漏量L的关系。最后，根据接触电阻与密封性要求，材料的破坏强度，获得电堆适宜的组装力区间。本发明结合了接触电阻要求、密封要求及材料许用强度要求，操作简单，易于实现，提高了燃料电池组装力的测量准确性，可快速评价设计的合理性，且所涉及的操作系统也简单方便易于获取。

在其中一些实施例中，获取燃料电池组装力的装置100还包括第一绝缘板15和第二绝缘板16。第一绝缘板15堆叠于第一集流板2的顶端，第一绝缘板15置于第一集流板2和封装加载设备1的施力端之间，第二绝缘板16置于第二集流板3和气密性检测端板4之间，第二绝缘板16堆叠在气密性检测端板4上，第二集流板3堆叠在第二绝缘板16上。第一绝缘板15和第二绝缘板16起一个绝缘的作用。

在其中一些实施例中，获取燃料电池组装力的装置100还包括第一端板17和第二端板18，第一端板17置于第一绝缘板15和封装加载设备1的施力端之间，即第一端板17堆叠在第一绝缘板15上。第二端板18置于第二绝缘板16和气密性检测端板4之间，即第二端板18堆叠在气密性检测端板4上，第二绝缘板16堆叠在第二端板18上。

在其中一些实施例中，第一端板17为固定端板，第二端板18为气口端板，气口端板与气密检测板相连。

本发明具有如下优点：

(1)利用欧姆电阻与组装力及组装状态一一对应的关系，分别在有密封接触及无密封接触时，获取组装力，活性区、密封区力的分配关系，进一步根据接触电阻要求及膜电极的破坏强度，确定活性区受力区间及组装力区间；

(2)能够在线测试不同密封性要求下的组装力范围，准确度更高；

(3)依据活性区、密封区力的分配关系，结合密封材料破坏强度，确定密封区受力区间及组装力区间；

(4)通过以上结果，兼顾接触电阻与密封性要求，材料的破坏强度，获得电堆适宜的组装力区间。

本发明还公开了一种获取燃料电池组装力的方法，使用如上述任意一项实施例中的获取燃料电池组装力的装置100，包括以下步骤：

步骤S1：将第一组待测单元701、第二组待测单元702和第三组待测单元703依次置于第一集流板2和第二集流板3之间。

第一组待测单元701、第二组待测单元702和第三组待测单元703的顺序不限。第一组待测单元701包括第一接触电阻测试片7011和第一双极板7012，第一双极板7012包含密封件，第一双极板7012分别堆叠在第一接触电阻测试片7011的顶端和第一接触电阻测试片7011的底端。

第二组待测单元702包括第二接触电阻测试片7021和第二双极板7022，第二双极板7022不包含密密封件，第二双极板7022分别堆叠在第二接触电阻测试片7021的顶端和第二接触电阻测试片7021的底端。

具体地，采用膜电极工艺，去除第一组待测单元701和第二组待测单元702中的质子交换膜13及阴阳极催化层。

第三组待测单元703包括密封测试片7031和第三双极板7032，第三双极板7032包含密封件，第三双极板7032分别堆叠在密封测试片7031的顶端和密封测试片7031的底端。

步骤S2：依次启动封装加载设备1，使得封装加载设备1的施力端作用到各组待测单元7上的力按照预设的范围变化。

需要说明的是，预设的范围变化是指按照实际需要进行设定的范围值。

步骤S3：记录封装加载设备1对第一组待测单元7时，阻抗测试仪5测得的第一接触电阻值，记录封装加载设备1对第二组待测单元702时，阻抗测试仪5测得的第二接触电阻值，记录封装加载设备1对第三组待测单元703时，气密性检测装置6测得的气漏量。

具体地，为了便于查看，记录第一接触电阻值后，绘制第一组待测单元7的封装力和第一接触电阻关系曲线，如图12所示。记录第二接触电阻值后，绘制第二组待测单元702的封装力和第二接触电阻关系曲线，如图13所示。记录第三组待测单元703的气漏量后，绘制第三组待测单元703的封装力和气漏量关系曲线，如图14所示。

步骤S4：基于第一组待测单元7和第二组待测单元702的测试结果，确定不同组装力下活性区与密封区受力及分配，并绘制组装力与接触电阻的关系曲线，基于第三组待测单元703的测试结果，再根据活性区与密封区分配，绘制密封区受力与气漏量的关系曲线，如图15所示。

具体地，不同封装力下活性区与密封区力的占比如图16所示。

步骤S5：根据接触电阻与密封性要求，材料的破坏强度，获得电堆适宜的组装力区间。

具体地，许用封装力区间确定如图17所示。最终确定本实施例的组装力许用区间为28kN-42kN。

本发明提供的获取燃料电池组装力的方法，结合了接触电阻要求、密封要求及材料许用强度要求，操作简单，易于实现，提高了燃料电池组装力的测量准确性，可快速评价设计的合理性，且所涉及的操作系统也简单方便易于获取。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种获取燃料电池组装力的装置，其特征在于，包括封装加载设备、第一集流板、第二集流板、气密性检测端板、阻抗测试仪和气密性检测装置；

所述第一集流板堆叠在待测单元的顶端，所述待测单元堆叠在所述第二集流板的顶端，所述阻抗测试仪分别与所述第一集流板和所述第二集流板电连接；

所述第二集流板堆叠在所述气密性检测端板的顶端；

所述气密性检测装置与所述气密性检测端板的内腔导通，用于检测所述待测单元的气漏量；

所述气密性检测端板堆叠于所述封装加载设备的夹持台上；

所述封装加载设备的施力端与所述第一集流板的顶端抵接，能够对所述待测单元施加不同的压力；

所述待测单元包括第一组待测单元、第二组待测单元和第三组待测单元；

所述第一组待测单元包括第一接触电阻测试片和第一双极板，所述第一双极板包含封件，所述第一双极板分别堆叠在所述第一接触电阻测试片的顶端和底端；

所述第二组待测单元包括第二接触电阻测试片和第二双极板，所述第二双极板不包含密封件，所述第二双极板分别堆叠在所述第二接触电阻测试片的顶端和底端；

所述第三组待测单元包括密封测试片和第三双极板，所述第三双极板包含密封件，所述第三双极板分别堆叠在所述密封测试片的顶端和底端；

所述第一接触电阻测试片和所述第二接触电阻测试片均包括第一阳极气体扩散层、第一阴极气体扩散层和第一边框组件，所述第一阳极气体扩散层堆叠于所述第一阴极气体扩散层的顶端，所述第一边框组件封装所述第一阳极气体扩散层和所述第一阴极气体扩散层；

所述密封测试片包括第二阳极气体扩散层、第二阴极气体扩散层、质子交换膜和第二边框组件，所述质子交换膜的顶端和底端分别堆叠所述第二阳极气体扩散层和所述第二阴极气体扩散层，所述第二边框组件封装所述第二阳极气体扩散层、所述第二阴极气体扩散层及所述质子交换膜。

2.根据权利要求1所述的获取燃料电池组装力的装置，其特征在于，还包括第一绝缘板和第二绝缘板；

所述第一绝缘板堆叠于所述第一集流板的顶端，所述第一绝缘板置于所述第一集流板和所述封装加载设备的施力端之间；

所述第二绝缘板置于所述第二集流板和所述气密性检测端板之间。

3.根据权利要求2所述的获取燃料电池组装力的装置，其特征在于，还包括第一端板和第二端板；

所述第一端板置于所述第一绝缘板和所述封装加载设备的施力端之间；

所述第二端板置于所述第二绝缘板和所述气密性检测端板之间。

4.根据权利要求3所述的获取燃料电池组装力的装置，其特征在于，所述第一端板为固定端板;

所述第二端板为气口端板。

5.一种获取燃料电池组装力的方法，其特征在于，使用如权利要求1-4中任意一项所述的获取燃料电池组装力的装置，包括以下步骤：

将所述第一组待测单元、所述第二组待测单元和所述第三组待测单元依次置于所述第一集流板和所述第二集流板之间；

依次启动所述封装加载设备，使得所述封装加载设备的施力端作用到各组所述待测单元上的力按照预设的范围变化；

记录所述封装加载设备对所述第一组待测单元时，所述阻抗测试仪测得的第一接触电阻值；

记录所述封装加载设备对所述第二组待测单元时，所述阻抗测试仪测得的第二接触电阻值；

记录所述封装加载设备对所述第三组待测单元时，所述气密性检测装置测得的气漏量；

基于所述第一组待测单元和所述第二组待测单元的测试结果，确定不同组装力下活性区与密封区受力及分配，并绘制组装力与接触电阻的关系曲线；

基于所述第三组待测单元的测试结果，再根据所述活性区与所述密封区分配，绘制密封区受力与气漏量的关系曲线；

根据接触电阻与密封性要求，材料的破坏强度，获得燃料电池电堆适宜的组装力区间。

6.根据权利要求5所述的获取燃料电池组装力的方法，其特征在于，记录所述第一接触电阻值后，绘制所述第一组待测单元的封装力和第一接触电阻关系曲线。

7.根据权利要求5所述的获取燃料电池组装力的方法，其特征在于，记录所述第二接触电阻值后，绘制所述第二组待测单元的封装力和第二接触电阻关系曲线。

8.根据权利要求5所述的获取燃料电池组装力的方法，其特征在于，记录所述第三组待测单元的气漏量后，绘制所述第三组待测单元的封装力和气漏量关系曲线。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的获取燃料电池组装力的方法，其特征在于，采用膜电极工艺，去除所述第一组待测单元和所述第二组待测单元中的质子交换膜及阴阳极催化层。

Images