CN111982420B - 一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，包括用于与水腔相连的第一检测结构、用于与氧化剂腔相连的第二检测结构、用于与燃料腔相连的第三检测结构，所述第一检测结构、第二检测结构、第三检测结构均具有压力传感器、流量计，所述第一检测结构用于向水腔中通入气体，所述第二检测结构用于向氧化剂腔中通入气体，所述第三检测结构用于向燃料腔中通入气体。本发明的一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置及测试方法可有效地检测出双极板中各腔体的漏气情况与大小。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池检测技术领域，特别是涉及一种燃料电池电堆中双极板的检漏方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池是一种通过电催化反应将燃料与氧化剂中的化学能直接高效地转化为电能的发电装置，又称电化学发电器。由于通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；该种电池结构是由双极板、MEA、集流板、端板等组件构成，其中用来输送燃料和氧化剂的组件就是双极板，双极板分为三腔，即水腔、氧化剂腔、燃料腔。若氧化剂腔、燃料腔向水腔泄漏，会降低燃料和氧化剂利用率，影响电池安全性。另外，如果反向泄漏，则可能导致燃料电池电堆发生水淹，对燃料电池电堆造成损坏。但如果氧化剂腔与燃料腔互相泄漏，会导致电池内部损坏，轻则对触媒造成伤害，重则导致内部温度升高引起自燃。因此针对燃料电池堆进行漏气测试是一个重要的工作。
发明内容
本发明提供了一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置及测试方法，有效地检测出双极板中各腔体的漏气情况与大小。
本发明提供了一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，包括用于与水腔相连的第一检测结构、用于与氧化剂腔相连的第二检测结构、用于与燃料腔相连的第三检测结构，所述第一检测结构、第二检测结构、第三检测结构均具有压力传感器、流量计，所述第一检测结构用于向水腔中通入气体，所述第二检测结构用于向氧化剂腔中通入气体，所述第三检测结构用于向燃料腔中通入气体。
进一步地，所述第一检测结构、第二检测结构、第三检测结构均具有管体、调压阀、电磁阀、压力表，所述调压阀、压力表、电磁阀、压力传感器、流量计依次安装在管体上。
本发明公开了一种燃料电池电堆压差式漏气测试方法，步骤如下：
步骤1：向水腔、氧化剂腔、燃料腔中的一腔通入惰性气体，确保该腔中气压高于其余两腔，保持惰性气体压力，并检查惰性气体的流量；
步骤2：若惰性气体的流量为0，则该腔与其余两腔之间无漏气情况，且该腔不向电池外部漏气，若惰性气体流量大于0，则观察其余两腔中气体流量或气压变化，若某腔中气体的流量或气压发生明显变化，则步骤1中惰性气体流量大于0的腔与该腔之间存在漏气情况，若其余两腔中气体的流量或气压无明显变化，则步骤1中惰性气体流量大于0的腔向电池外部漏气。
本发明还公开了一种燃料电池电堆压差式漏气测试方法，步骤如下：
步骤1：向水腔、氧化剂腔、燃料腔中通入惰性气体，保持各个腔内的惰性气体压力相同，检查惰性气体的流量；
步骤2：若惰性气体的流量为0，则该腔不向电池外部漏气，若惰性气体流量大于0，则该腔与电池外部之间漏气。
进一步地，所述燃料腔内燃料为含氢气体。
更进一步地，所述氧化剂腔内氧化剂为含氧气体。
进一步地，所述含氧气体包括氧气、空气中的一种或两者的混合气体。
进一步地，未通入惰性气体腔的入口、出口均与大气隔离。
进一步地，所述惰性气体压力为40～100Kpa。
进一步地，所述测试方法采用测试台进行，所述测试台包括用于提供燃料的燃料管路和用于提供氧化剂的氧化剂管路。
本发明相对于现有技术，通过充气的方式对燃料电池电堆进行检测，利用气压及气流的变化可有效检测出各腔体的漏气情况与大小。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例运行框架图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明实施例提供了一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，如图1所示，包括用于与水腔相连的第一检测结构、用于与氧化剂腔相连的第二检测结构、用于与燃料腔相连的第三检测结构，所述第一检测结构、第二检测结构、第三检测结构均具有压力传感器4、流量计5，所述第一检测结构用于向水腔中通入气体，所述第二检测结构用于向氧化剂腔中通入气体，所述第三检测结构用于向燃料腔中通入气体。
可选的，所述第一检测结构、第二检测结构、第三检测结构均具有管体、调压阀1、电磁阀3、压力表2，所述调压阀1、压力表2、电磁阀3、压力传感器4、流量计5依次安装在管体上。
实施例1
S1 .将燃料电池电堆与测试台连接，燃料电池电堆的水腔与测试台的燃料管路连接，燃料电池电堆的氧化剂腔与测试台的氧化剂管路相连，燃料电池电堆的燃料腔与测试台的燃料管路相连；
S2 . 如图2所示将水腔通100kPa 的惰性气体，然后保持水腔入口的燃料压力在100kPa不变，水腔出口关闭。将燃料电池电堆的氧化剂腔与燃料腔进口和出口与大气隔绝；
S3 .保持S2中压力值2min；
S4 . 观察流量变化，只要流量不为0，代表水腔漏气；
S5 . 观察氧化剂与燃料腔压力变化，如某一腔体压力上升，则代表水腔泄漏至该腔体，若两腔均无压力变化，则代表水腔与电池外界之间发生泄漏。
实施例2
同实施例1之方式测试氧化剂腔，如图2所示。
实施例3
同实施例1之方式测试燃料腔，如图2所示。
实施例4
S1 .将燃料电池电堆与测试台连接，燃料电池电堆的水腔与测试台的燃料管路连接，燃料电池电堆的氧化剂腔与测试台的氧化剂管路相连，燃料电池电堆的燃料腔与测试台的燃料管路相连；
S2 .将水腔、氧化剂腔、燃料腔中同时通100kPa 的惰性气体，然后保持各腔入口的压力在 100kPa不变，各腔出口关闭；
S3 .保持S2中压力值2min；
S4 . 观察流量变化，只要流量不为0，代表该腔与外界漏气。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，其特征在于，所述测试装置包括用于与水腔相连的第一检测结构、用于与氧化剂腔相连的第二检测结构、用于与燃料腔相连的第三检测结构，所述第一检测结构、第二检测结构、第三检测结构均具有压力传感器、流量计，所述第一检测结构用于向水腔中通入气体，所述第二检测结构用于向氧化剂腔中通入气体，所述第三检测结构用于向燃料腔中通入气体；
所述测试装置包括：第一测试方法、第二测试方法；
所述第一测试方法步骤如下：
步骤1：向水腔、氧化剂腔、燃料腔中的一腔通入惰性气体，确保该腔中气压高于其余两腔，保持惰性气体压力，并检查惰性气体的流量；
步骤2：若惰性气体的流量为0，则该腔与其余两腔之间无漏气情况，且该腔不向电池外部漏气，若惰性气体流量大于0，则观察其余两腔中气体流量或气压变化，若某腔中气体的流量或气压发生明显变化，则步骤1中惰性气体流量大于0的腔与该腔之间存在漏气情况，若其余两腔中气体的流量或气压无明显变化，则步骤1中惰性气体流量大于0的腔向电池外部漏气；
所述第二测试方法步骤如下：
步骤1：向水腔、氧化剂腔、燃料腔中通入惰性气体，保持各个腔内的惰性气体压力相同，检查惰性气体的流量；
步骤2：若惰性气体的流量为0，则该腔不向电池外部漏气，若惰性气体流量大于0，则该腔与电池外部之间漏气。
2.根据权利要求1所述燃料电池电堆压差式漏气测试装置，其特征在于，所述第一检测结构、第二检测结构、第三检测结构均具有管体、调压阀、电磁阀、压力表，所述调压阀、压力表、电磁阀、压力传感器、流量计依次安装在管体上。
3.根据权利要求1所述一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，其特征在于，所述燃料腔内燃料为含氢气体。
4.根据权利要求3所述一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，其特征在于，所述氧化剂腔内氧化剂为含氧气体。
5.根据权利要求4所述一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，其特征在于，所述含氧气体为氧气。
6.根据权利要求1所述一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，其特征在于，未通入惰性气体腔的入口、出口均与大气隔离。
7.根据权利要求1所述一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，其特征在于，所述惰性气体压力为40～100Kpa。
8.根据权利要求1所述一种燃料电池电堆压差式漏气测试装置，其特征在于，所述测试方法采用测试台进行，所述测试台包括用于提供燃料的燃料管路和用于提供氧化剂的氧化剂管路。
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