CN111781056B

CN111781056B - 一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置

Info

Publication number: CN111781056B
Application number: CN202010925865.4A
Authority: CN
Inventors: 徐黎明; 徐晨; 陈晓燕
Original assignee: Aideman Hydrogen Energy Equipment Co ltd
Current assignee: Aideman Hydrogen Energy Equipment Co ltd
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2040-09-07
Also published as: CN111781056A

Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置包括焊点测试装置和装配用的电路板承托机构，所述焊点测试装置包括焊点测试机构和调整机构，所述调整机构包括水平设置的滑道、升降组件和与升降组件传动配合的连接部，所述焊点测试机构通过丝杆与连接部固定连接，所述电路板承托机构通过铰接轴与连接部铰接，所述焊点测试机构包括骨架、若干个顶推件和若干个压敏电阻，所述骨架上设置有若干个导向孔，本发明提高电路板对的燃料电池电压监视的准确性，提高燃料电池的安全性能，方便安装，提高安装效率，能够同时实现电路板排线的焊点测试和电路板装配，提高出厂效率，缩减测试和装配的时间，操作方便。

Description

一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置。

背景技术

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，氢燃料电池的生产过程，每个燃料电池的生产过程，需要将燃料电池裸体电堆压合完成，对燃料电池裸体电堆、电堆外壳、支架和电路板进行装配，电路板通过排线与燃料电池裸体电堆的每个燃料电池单元的电压进行监视，以对燃料电池的状态能够实时了解，排线的线端通过点焊焊接在所有燃料电池单元的电极板上，然后在将半成品运输到装配车间之前，对焊点进行超声波等方式对焊点的强度进行检测。

但是该检测方式的准确难以保证100%，无法保证在进行总装配的过程中，焊点发生松动或者脱落的现象，而存在一定次品率，焊点不牢固，如果焊点脱落，会使得电路板对该燃料电池单元漏检，电路板对燃料电池的监视准确度降低，最终使得燃料电池的安全性能降低。

现有技术的燃料电池装配工装，没有专门针对在支架或者外壳封闭电路板之前对燃料电池的焊点进行最后测试，无法做到装配的过程中对电路板的焊点进行测试，由于在最初焊接完成的焊点的超声波检测的准确度仍然存在误差，无法完全代替物理测试的作用，在装配的过程中，存在对焊点破坏的情况，最终封闭之前不测试，可能造成燃料电池的监视故障等情况，燃料电池的质量难以保证。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置，包括焊点测试装置和装配用的电路板承托机构，所述焊点测试装置包括焊点测试机构和用于调整焊点测试机构位置的调整机构，所述调整机构包括水平设置的滑道、升降组件和与升降组件传动配合的连接部，所述焊点测试机构通过丝杆与连接部固定连接，所述电路板承托机构通过铰接轴与连接部铰接，所述铰接轴轴线与滑道的中心线垂直，所述焊点测试机构包括骨架、若干个沿着铰接轴轴线等间距排列的顶推件和若干个与所有顶推件末端抵触配合的压敏电阻，所述骨架上设置有若干个供所有顶推件滑动配合的导向孔，所有压敏电阻分别设置在所有导向孔内。

进一步的，所述骨架的导向孔长度方向与滑道的长度方向平行，所述骨架远离铰接轴的一侧沿着铰接轴轴线等间距排列有若干个栅板，相邻栅板之间设置有橡胶垫，所述丝杆的一端固定在骨架上，所述骨架上还安装有若干个与丝杆中心线平行的导向杆，所述连接部设置有若干个供丝杆和所有导向杆穿过的通孔。

进一步的，所述连接部包括与升降组件传动配合的升降条板和通过旋转轴与升降条板铰接的连接架，所述旋转轴与铰接轴的轴线平行，所有通孔均沿着旋转轴的轴线间隔分布在连接架上。

进一步的，所述升降组件包括框架、升降丝杆和与升降丝杆中心线平行的导向轴，所述升降丝杆的中心线与铰接轴轴线平行，所述框架通过滑块与滑道滑动配合，所述升降条板在垂直于铰接轴轴线的截面为L形，所述连接架与升降板的内侧拐角铰接，所述升降条板在旋转轴的两侧均设置有限位座，所述限位座通过定位销与连接架插接配合。

进一步的，所述电路板承托机构包括通过铰接轴与连接架转动连接的滑条和两个均与滑条滑动配合的夹持杆，两个夹持杆为L形结构相对的一侧均设置有卡接槽，所有夹持杆与滑条滑动连接的半段上设置有锁紧螺栓。

进一步的，所述顶推件为Z形，所述顶推件的所在平面与铰接轴轴线垂直，所述顶推件一体成形有与导向孔滑动配合的导向截段、与滑道中心线垂直的中间截段和与滑道中心线平行的顶推截段，每个导向孔内远离导向截段的一端内侧均设置有堵头，所述堵头包括绝缘截段和绝缘截段远离顶推件的一端固定安装有电磁铁，所述压敏电阻安装在绝缘截段靠近顶推件的一端，导向孔靠近电磁铁的一端内侧设置有与电磁铁电性连接的铁质环。

进一步的，所述骨架靠近顶推截段一侧设置有复位条板，所述复位条板通过垂直于铰接轴轴线的导向柱与骨架导向配合，所述复位条板的长度方向与所有顶推件排列方向平行。

进一步的，所述滑块包括与滑道滑动配合的滑板和铰接板，所述铰接板的底端通过连接轴与滑板铰接，所述连接轴的轴线与滑道的轴线平行，所述铰接板的顶部通过销杆与滑板的顶部插接配合。

有益效果：本发明的一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置，具有以下优点：

其一：本发明在完成电路板封闭之前，专门针对对焊接在电池电堆上焊点的可靠性进行最后的测试，以提高电路板对的燃料电池电压监视的准确性，降低次品率，从提高燃料电池的安全性能，保证燃料电池的质量。

其二：本发明通过调整机构能够实现水平、竖直等5个自由度的调节，能够充分适配焊点测试机构和电路板承托机构需要的位置，同时适配燃料电池装配过程的需求。

其三：本发明能够同时实现电路板排线的焊点测试和辅助电路板装配在支架上，提高燃料电池装配效率，缩减测试和装配的时间，操作方便。

其四：本发明的顶推件为Z形，能够在不妨碍顶推件的骨架滑动的同时，使得顶推截段能够最大程度贴近燃料电池的沟槽，保证顶推截段能够抵触到对应的焊点，避免测试的漏检。

其五：本发明通过骨架的栅板先于顶推截段抵触在燃料电池侧面的沟槽内，保证顶推截段贴近沟槽的同时不会与沟槽产生摩擦力，避免摩擦力对压敏电阻收到压力的干扰，保证压敏电阻受力的准确度。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一；

图2为本发明的立体结构示意图二；

图3为本发明的立体结构示意图三；

图4为本发明焊点测试装置的立体结构示意图一；

图5为本发明焊点测试装置的立体结构示意图二；

图6为本发明焊点测试机构的局部立体结构示意图；

图7为图6的A处放大图；

图8为本发明焊点测试机构的正视图；

图9为图8沿A-A线的剖视图；

图10为本发明焊点测试机构的局部立体结构示意图；

附图标记说明：

焊点测试机构1，调整机构2，滑道3，升降组件4，框架41，升降丝杆42，导向轴43，限位座44，连接部5，丝杆51，铰接轴52，导向杆53，定位销54，升降条板55，旋转轴56，连接架57，骨架6，导向孔61，栅板62，橡胶垫63，复位条板64，导向柱65，滑块66，滑板67，铰接板68，连接轴69，顶推件7，导向截段71，中间截段72，顶推截段73，压敏电阻8，堵头81，绝缘截段82，电磁铁83，电路板承托机构9，滑条91，夹持杆92，卡接槽93，锁紧螺栓94。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图10所示的一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置，包括焊点测试装置和装配用的电路板承托机构9，所述焊点测试装置包括焊点测试机构1和用于调整焊点测试机构1位置的调整机构2，所述调整机构2包括水平设置的滑道3、升降组件4和与升降组件4传动配合的连接部5，所述焊点测试机构1通过丝杆51与连接部5固定连接，所述电路板承托机构9通过铰接轴52与连接部5铰接，所述铰接轴52轴线与滑道3的中心线垂直，所述焊点测试机构1包括骨架6、若干个沿着铰接轴52轴线等间距排列的顶推件7和若干个与所有顶推件7末端抵触配合的压敏电阻8，所述骨架6上设置有若干个供所有顶推件7滑动配合的导向孔61，所有压敏电阻8分别设置在所有导向孔61内，

当每个顶推件7顶推到对应的焊点时，如果的焊点的强度较高，顶推件7顶推到对应的焊点的受力点固定，压敏电阻8受到的压力值的增长呈线性稳定增长，如果的焊点的强度较低，出现松动或者裂纹，顶推件7顶推到对应的焊点的受力点不稳定会发生晃动，压敏电阻8受到的压力增长不稳定，会出现分散的电压信号，还包括控制器和与控制器电性连接的控制面板，所有压敏电阻8均与控制器电性连接，控制器将压敏电阻8的的电压信号实时传输给控制面板，并通过控制面板将所有压敏电阻8实时的电压信号形成折线图在控制面板上显示，员工从而根据折线图，即可分辨出哪个的焊点松动，然后及时进行补焊。

燃料电池电堆压合形成之后，其侧面呈矩形齿状，排线在该侧面与所有燃料电池单元点焊焊接，在电路板安装在支架之前，通过调整机构2使得焊点测试机构1的对准焊点存在的侧面的锯齿状的沟槽，从而使得所有顶推件7一一对准每个焊点，然后员工拉动调整机构2在滑道3上移动，使得顶推件7顶推每个焊点，然后在控制面板判断哪个焊点需要补焊。

所述控制面板为工控机型号为E5300 775针，所述控制器型号为6ES7 322-1BP00-0AA064点，24VDC，所述压敏电阻8的型号为SJ1152-82，所述控制面板、压敏电阻8和控制器的工作原理均现有技术，此处不再详述。

所述骨架6的导向孔61长度方向与滑道3的长度方向平行，所述骨架6远离铰接轴52的一侧沿着铰接轴52轴线等间距排列有若干个栅板62，相邻栅板62之间设置有橡胶垫63，所述丝杆51的一端固定在骨架6上，所述骨架6上还安装有若干个与丝杆51中心线平行的导向杆53，所述连接部5设置有若干个供丝杆51和所有导向杆53穿过的通孔，升降组件4调整连接部5升降到对应高度，然后松开丝杆51，将焊点测试机构1对接到燃料电池的焊点所在侧面上，然后将丝杆51固定住，当所有栅板62对接到燃料电池电堆的侧面的沟槽内，橡胶垫63与燃料电池的边缘贴合，能够避免骨架6和顶推件7向焊点移动的时候，橡胶垫63避免骨架6对燃料电池的边缘磨损。

所述连接部5包括与升降组件4传动配合的升降条板55和通过旋转轴56与升降条板55铰接的连接架57，所述旋转轴56与铰接轴52的轴线平行，所有通孔均沿着旋转轴56的轴线间隔分布在连接架57上，当焊点测试完成之后，即可通过旋转轴56将焊点机构翻转过来，不会影响到后续装配。

所述升降组件4包括框架44、升降丝杆45和与升降丝杆45中心线平行的导向轴46，所述升降丝杆45的中心线与铰接轴52轴线平行，所述框架44通过滑块66与滑道3滑动配合，所述升降条板55在垂直于铰接轴52轴线的截面为L形，所述连接架57与升降板的内侧拐角铰接，所述升降条板55在旋转轴56的两侧均设置有限位座47，所述限位座47通过定位销54与连接架57插接配合，当焊点测试机构1需要测试，则翻转连接架57，使得骨架6贴在燃料电池的焊点所在侧面，当测试完成之后，则反向翻转连接架57，使得焊点测试机构1离开该侧面，然后通过销轴插入限位座47和连接架57，从而将焊点测试机构1固定住。

所述电路板承托机构9包括通过铰接轴52与连接架57转动连接的滑条91和两个均与滑条91滑动配合的夹持杆92，两个夹持杆92为L形结构相对的一侧均设置有卡接槽93，所有夹持杆92与滑条91滑动连接的半段上设置有锁紧螺栓94，当焊点测试机构1完成之后，松开锁紧螺栓94，将电路板卡接在两个夹持杆92的卡接槽93内，然后通过调整机构2将电路板承托在支架待安装的位置并进行安装。

所述顶推件7为Z形，所述顶推件7的所在平面与铰接轴52轴线垂直，所述顶推件7一体成形有与导向孔61滑动配合的导向截段71、与滑道3中心线垂直的中间截段72和与滑道3中心线平行的顶推截段73，每个导向孔61内远离导向截段71的一端内侧均设置有堵头81，所述堵头81包括绝缘截段82和绝缘截段82远离顶推件7的一端固定安装有电磁铁83，所述压敏电阻8安装在绝缘截段82靠近顶推件7的一端，导向孔61靠近电磁铁83的一端内侧设置有与电磁铁83电性连接的铁质环，由于所有焊点在焊接的时候，无法做到所有焊点在一条直线上，所以所有焊点在燃料电池电堆侧面的沟槽长度方向的前后位置不一，所以为了保证每个顶推件7顶都能顶推到每个焊点上，焊点测试机构1在滑道3方向需要多行进一定距离，先碰到焊点的顶推件7在多度移动的时候，顶推件7对焊点的顶推力会大于测试力的上限，对焊点有一定破坏，所以，当压敏电阻8受到的力大于标准值，传送的压力信号给控制器，控制器控制电磁铁83断电，则电磁铁83失去磁力，堵头81即可以滑动，顶推件7可以在导向孔61内继续滑动，从而卸掉顶推件7对焊点的顶推力，避免测试的过程对焊点的破坏。

栅板62在导向杆53中心线方向的边缘比顶推件7在导向杆53中心线方向的边缘更靠近沟槽，当栅板62抵触到沟槽内，保证顶推件7靠近沟槽的同时不会与沟槽产生摩擦力，避免摩擦力对压敏电阻8收到压力的干扰。

所述骨架6靠近顶推截段73一侧设置有复位条板64，所述复位条板64通过垂直于铰接轴52轴线的导向柱65与骨架6导向配合，所述复位条板64的长度方向与所有顶推件7排列方向平行，通过复位条板64在导向柱65的中心线方向移动，复位条板64能够将所有顶推件7全部复位到同一直线上。

所述滑块66包括与滑道3滑动配合的滑板67和铰接板68，所述铰接板68的底端通过连接轴69与滑板67铰接，所述连接轴69的轴线与滑道3的轴线平行，所述铰接板68的顶部通过销杆与滑板67的顶部插接配合，拔出销杆，框架44绕连接轴69向下销轴，即可以将调整机构2和焊点测试机构1放下，不影响其他的装配步骤。

工作原理：

当每个顶推件7顶推到对应的焊点时，如果的焊点的强度较高，顶推件7顶推到对应的焊点的受力点固定，压敏电阻8受到的压力值的增长呈线性稳定增长，如果的焊点的强度较低，出现松动或者裂纹，顶推件7顶推到对应的焊点的受力点不稳定会发生晃动，压敏电阻8受到的压力增长不稳定，会出现分散的电压信号，所有压敏电阻8均与控制器电性连接，控制器将压敏电阻8的的电压信号实时传输给控制面板，并通过控制面板将所有压敏电阻8实时的电压信号形成折线图在控制面板上显示，员工从而根据折线图，即可分辨出哪个的焊点松动，然后及时进行补焊。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置，其特征在于：包括焊点测试装置和装配用的电路板承托机构（9），所述焊点测试装置包括焊点测试机构（1）和用于调整焊点测试机构（1）位置的调整机构（2），所述调整机构（2）包括水平设置的滑道（3）、升降组件（4）和与升降组件（4）传动配合的连接部（5），所述焊点测试机构（1）通过丝杆（51）与连接部（5）固定连接，所述电路板承托机构（9）通过铰接轴（52）与连接部（5）铰接，所述铰接轴（52）轴线与滑道（3）的中心线垂直，所述焊点测试机构（1）包括骨架（6）、若干个沿着铰接轴（52）轴线等间距排列的顶推件（7）和若干个与所有顶推件（7）末端抵触配合的压敏电阻（8），所述骨架（6）上设置有若干个供所有顶推件（7）滑动配合的导向孔（61），所有压敏电阻（8）分别设置在所有导向孔（61）内，所述骨架（6）的导向孔（61）长度方向与滑道（3）的长度方向平行，所述骨架（6）远离铰接轴（52）的一侧沿着铰接轴（52）轴线等间距排列有若干个栅板（62），相邻栅板（62）之间设置有橡胶垫（63），所述丝杆（51）的一端固定在骨架（6）上，所述骨架（6）上还安装有若干个与丝杆（51）中心线平行的导向杆（53），所述连接部（5）设置有若干个供丝杆（51）和所有导向杆（53）穿过的通孔，所述连接部（5）包括与升降组件（4）传动配合的升降条板（55）和通过旋转轴（56）与升降条板（55）铰接的连接架（57），所述旋转轴（56）与铰接轴（52）的轴线平行，所有通孔均沿着旋转轴（56）的轴线间隔分布在连接架（57）上，所述升降组件（4）包括框架（41）、升降丝杆（42）和与升降丝杆（42）中心线平行的导向轴（43），所述升降丝杆（42）的中心线与铰接轴（52）轴线平行，所述框架（41）通过滑块（66）与滑道（3）滑动配合，所述升降条板（55）在垂直于铰接轴（52）轴线的截面为L形，所述连接架（57）与升降板的内侧拐角铰接，所述升降条板（55）在旋转轴（56）的两侧均设置有限位座（44），所述限位座（44）通过定位销（54）与连接架（57）插接配合，所述电路板承托机构（9）包括通过铰接轴（52）与连接架（57）转动连接的滑条（91）和两个均与滑条（91）滑动配合的夹持杆（92），两个夹持杆（92）为L形结构相对的一侧均设置有卡接槽（93），所有夹持杆（92）与滑条（91）滑动连接的半段上设置有锁紧螺栓（94）。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置，其特征在于：所述顶推件（7）为Z形，所述顶推件（7）的所在平面与铰接轴（52）轴线垂直，所述顶推件（7）一体成形有与导向孔（61）滑动配合的导向截段（71）、与滑道（3）中心线垂直的中间截段（72）和与滑道（3）中心线平行的顶推截段（73），每个导向孔（61）内远离导向截段（71）的一端内侧均设置有堵头（81），所述堵头（81）包括绝缘截段（82）和绝缘截段（82）远离顶推件（7）的一端固定安装有电磁铁（83），所述压敏电阻（8）安装在绝缘截段（82）靠近顶推件（7）的一端，导向孔（61）靠近电磁铁（83）的一端内侧设置有与电磁铁（83）电性连接的铁质环。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置，其特征在于：所述骨架（6）靠近顶推截段（73）一侧设置有复位条板（64），所述复位条板（64）通过垂直于铰接轴（52）轴线的导向柱（65）与骨架（6）导向配合，所述复位条板（64）的长度方向与所有顶推件（7）排列方向平行。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆和电路板焊点测试装置，其特征在于：所述滑块（66）包括与滑道（3）滑动配合的滑板（67）和铰接板（68），所述铰接板（68）的底端通过连接轴（69）与滑板（67）铰接，所述连接轴（69）的轴线与滑道（3）的轴线平行，所述铰接板（68）的顶部通过销杆与滑板（67）的顶部插接配合。