CN115201306A - 燃料电池膜测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池膜测试设备，包括：底板；测试夹具，安装于底板，测试夹具内部设置有密封空间，测试夹具用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板，安装于底板，支撑板与测试夹具连接，支撑板用于支撑测试夹具；导杆气缸，安装于底板，导杆气缸通过测试夹具的金属端板上的气源进出口与测试夹具连接，导杆气缸用于为测试夹具加压和泄压。本发明结构简单，成本大幅度降低，制造成本约为其他自动快速夹具的1/10，应用了气动装夹的导杆气缸，能够便于快速装卸，夹紧力一致性高，性能测试稳定；气源进出口设置于金属端板上，能够有效延长设备的使用寿命，具有高可靠性和安全性的特点。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池测试技术领域，尤其是涉及一种燃料电池膜测试设备。
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。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。质子交换膜燃料电池(proton exchange membranefuel cell，英文简称PEMFC)是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。
质子交换膜(Proton Exchange Membrane Fuel，PEM)是PEMFC的核心部件，PEM与一般化学电源中使用的隔膜有区别。质子交换膜燃料电池已成为汽油内燃机动力最具竞争力的洁净取代动力源.用作PEM的材料应该满足以下条件：良好的质子电导率、水分子在膜中的电渗透作用小、气体在膜中的渗透性尽可能小、电化学稳定性好、干湿转换性能好、具有一定的机械强度、可加工性好、价格适当。
MEA是燃料电池的质子交换膜(PEM)，催化剂和电极的组合。该质子交换膜是夹在两电极之间，催化剂嵌入在它们之间。电极相对质子交换膜是绝缘的。这两个电极分为阳极和阴极。MEA的性能测试对PEMFC燃料电池的生产非常重要，目前市场上大都采用螺栓紧固的手动夹具，也有个别厂家采用结构复杂，成本很高的电动夹具和气动夹具。现有的气动测试夹具成本高，价格贵，不利于设备的推广使用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种燃料电池膜测试设备，解决现有技术中手动夹具测试效率低、电动夹具和气动夹具成本过高的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种燃料电池膜测试设备，包括：
底板；
测试夹具，安装于所述底板，所述测试夹具内部设置有密封空间，所述测试夹具用于夹持所述燃料电池的质子交换膜；
支撑板，安装于所述底板，所述支撑板与所述测试夹具连接，所述支撑板用于支撑所述测试夹具；
导杆气缸，安装于所述底板，所述导杆气缸通过所述测试夹具的金属端板上的气源进出口与所述测试夹具连接，所述导杆气缸用于为所述测试夹具加压和泄压。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
本发明提供的燃料电池膜测试设备，结构简单，成本大幅度降低，制造成本约为其他自动快速夹具的1/10，夹具安装空间大，便于安装连接相关管线；本发明应用了气动装夹的导杆气缸，能够便于快速装卸，夹紧力一致性高，性能测试稳定；本发明的气源进出口从石墨极板上改到金属端板上，能够有效延长设备的使用寿命，具有高可靠性和安全性的特点，具有很好的推广使用价值。
根据本发明的一些实施例，所述测试夹具用于与所述质子交换膜连接的位置设置有O型密封圈。
根据本发明的一些实施例，在所述测试夹具和所述支撑板之间设置有减震垫，在所述测试夹具和所述导杆气缸之间设置有减震垫。
根据本发明的一些实施例，在所述测试夹具与所述底板之间设置有定位板。
根据本发明的一些实施例，所述测试夹具包括：
阴极端板，设置有所述气源进出口；
第一取电汇流板，与所述阴极端板通过定位管连接；
第一石墨极板，与所述第一取电汇流板通过定位管连接，所述第一石墨极板设置有所述O型密封圈；
第二石墨极板，与所述第一石墨极板通过定位管连接，所述第二石墨极板设置有所述O型密封圈，在所述第一石墨极板和所述第二石墨极板之间设置有密封空间，所述测试夹具用于夹持所述燃料电池的质子交换膜；
第二取电汇流板，与所述第二石墨极板通过定位管连接；
阳极端板，设置有所述气源进出口，与所述第二取电汇流板通过定位管连接。
根据本发明的一些实施例，在所述第一取电汇流板与所述阴极端板之间设置有耐高温绝缘膜，在所述第二取电汇流板与所述阳极端板之间设置有耐高温绝缘膜。
根据本发明的一些实施例，在所述阴极端板和所述阳极端板都设置有加热管和限位管，所述加热管和所述限位管连接。
根据本发明的一些实施例，在所述底板和所述导杆气缸之间设置有连接板和后定位块，所述后定位块与所述连接板连接，所述连接板的两侧都设置有T型块。
根据本发明的一些实施例，在所述底板的四角位置都设置有吊环螺丝，所述吊环螺丝用于吊装所述燃料电池膜测试设备。
根据本发明的一些实施例，所述第一石墨极板和所述第二石墨极板为三流道流场结构。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致：
图1为本发明一个实施例提供的燃料电池膜测试设备的结构图；
图2为本发明另一个实施例提供的燃料电池膜测试设备的结构图；
图3为本发明另一个实施例提供的燃料电池膜测试设备的测试夹具的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明提供了一种燃料电池膜测试设备，结构简单，成本大幅度降低，制造成本约为其他自动快速夹具的1/10，气源进出口从石墨极板上改到金属端板上，能够有效延长设备的使用寿命，具有高可靠性和安全性的特点，具有很好的推广使用价值。
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
参照图1和图2，图1为本发明一个实施例提供的燃料电池膜测试设备的结构图，图2为本发明另一个实施例提供的燃料电池膜测试设备的结构图。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。
本实施例提供的燃料电池膜测试设备，结构简单，成本大幅度降低，制造成本约为其他自动快速夹具的1/10，夹具安装空间大，便于安装连接相关管线；本发明应用了气动装夹的导杆气缸140，能够便于快速装卸，夹紧力一致性高，性能测试稳定；本发明的气源进出口从石墨极板上改到金属端板上，能够有效延长设备的使用寿命，具有高可靠性和安全性的特点，具有很好的推广使用价值。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。测试夹具120用于与质子交换膜连接的位置设置有O型密封圈。夹具的密封方式从一般的面密封改为O型圈线密封，夹紧力稳定，密封性能更好。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。在测试夹具120和支撑板130之间设置有减震垫，在测试夹具120和导杆气缸140之间设置有减震垫，设置减震垫能够有效提升支撑板130、测试夹具120和导杆气缸140之间的缓冲性能，提升设备的耐用性，延长设备的使用寿命，具有很好的实用价值。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。在测试夹具120与底板110之间设置有定位板。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。在测试夹具120和支撑板130之间设置有减震垫，在测试夹具120和导杆气缸140之间设置有减震垫，在测试夹具120与底板110之间设置有定位板。
参照图3，图3为本发明另一个实施例提供的燃料电池膜测试设备的测试夹具120的结构图。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。测试夹具120用于与质子交换膜连接的位置设置有O型密封圈。夹具的密封方式从一般的面密封改为O型圈线密封，夹紧力稳定，密封性能更好。
测试夹具120包括：阴极端板121，设置有气源进出口；第一取电汇流板122，与阴极端板121通过定位管连接；第一石墨极板123，与第一取电汇流板122通过定位管连接，第一石墨极板123设置有O型密封圈；第二石墨极板124，与第一石墨极板123通过定位管连接，第二石墨极板124设置有O型密封圈，在第一石墨极板123和第二石墨极板124之间设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；第二取电汇流板125，与第二石墨极板124通过定位管连接；阳极端板126，设置有气源进出口，与第二取电汇流板125通过定位管连接。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。测试夹具120用于与质子交换膜连接的位置设置有O型密封圈。夹具的密封方式从一般的面密封改为O型圈线密封，夹紧力稳定，密封性能更好。
测试夹具120包括：阴极端板121，设置有气源进出口；第一取电汇流板122，与阴极端板121通过定位管连接；第一石墨极板123，与第一取电汇流板122通过定位管连接，第一石墨极板123设置有O型密封圈；第二石墨极板124，与第一石墨极板123通过定位管连接，第二石墨极板124设置有O型密封圈，在第一石墨极板123和第二石墨极板124之间设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；第二取电汇流板125，与第二石墨极板124通过定位管连接；阳极端板126，设置有气源进出口，与第二取电汇流板125通过定位管连接。在第一取电汇流板122与阴极端板121之间设置有耐高温绝缘膜，在第二取电汇流板125与阳极端板126之间设置有耐高温绝缘膜。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。测试夹具120用于与质子交换膜连接的位置设置有O型密封圈。夹具的密封方式从一般的面密封改为O型圈线密封，夹紧力稳定，密封性能更好。
测试夹具120包括：阴极端板121，设置有气源进出口；第一取电汇流板122，与阴极端板121通过定位管连接；第一石墨极板123，与第一取电汇流板122通过定位管连接，第一石墨极板123设置有O型密封圈；第二石墨极板124，与第一石墨极板123通过定位管连接，第二石墨极板124设置有O型密封圈，在第一石墨极板123和第二石墨极板124之间设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；第二取电汇流板125，与第二石墨极板124通过定位管连接；阳极端板126，设置有气源进出口，与第二取电汇流板125通过定位管连接。在阴极端板121和阳极端板126都设置有加热管和限位管，加热管和限位管连接。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。在底板110和导杆气缸140之间设置有连接板和后定位块，后定位块与连接板连接，连接板的两侧都设置有T型块。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。在底板110的四角位置都设置有吊环螺丝，吊环螺丝用于吊装燃料电池膜测试设备。
在一实施例中，燃料电池膜测试设备包括：底板110；测试夹具120，安装于底板110，测试夹具120内部设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；支撑板130，安装于底板110，支撑板130与测试夹具120连接，支撑板130用于支撑测试夹具120；导杆气缸140，安装于底板110，导杆气缸140通过测试夹具120的金属端板上的气源进出口与测试夹具120连接，导杆气缸140用于为测试夹具120加压和泄压。测试夹具120用于与质子交换膜连接的位置设置有O型密封圈。夹具的密封方式从一般的面密封改为O型圈线密封，夹紧力稳定，密封性能更好。
测试夹具120包括：阴极端板121，设置有气源进出口；第一取电汇流板122，与阴极端板121通过定位管连接；第一石墨极板123，与第一取电汇流板122通过定位管连接，第一石墨极板123设置有O型密封圈；第二石墨极板124，与第一石墨极板123通过定位管连接，第二石墨极板124设置有O型密封圈，在第一石墨极板123和第二石墨极板124之间设置有密封空间，测试夹具120用于夹持燃料电池的质子交换膜；第二取电汇流板125，与第二石墨极板124通过定位管连接；阳极端板126，设置有气源进出口，与第二取电汇流板125通过定位管连接。第一石墨极板123和第二石墨极板124为三流道流场结构。石墨极板的流道从一般的单流道改为三流道，流场压降接近于电堆的压降，测试性能贴近于电堆的测试性能，对电堆性能有更佳的参考意义。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种燃料电池膜测试设备，其特征在于，包括：
底板；
测试夹具，安装于所述底板，所述测试夹具内部设置有密封空间，所述测试夹具用于夹持所述燃料电池的质子交换膜；
支撑板，安装于所述底板，所述支撑板与所述测试夹具连接，所述支撑板用于支撑所述测试夹具；
导杆气缸，安装于所述底板，所述导杆气缸通过所述测试夹具的金属端板上的气源进出口与所述测试夹具连接，所述导杆气缸用于为所述测试夹具加压和泄压。
2.根据权利要求1所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，所述测试夹具用于与所述质子交换膜连接的位置设置有O型密封圈。
3.根据权利要求1所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，在所述测试夹具和所述支撑板之间设置有减震垫，在所述测试夹具和所述导杆气缸之间设置有减震垫。
4.根据权利要求1或3所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，在所述测试夹具与所述底板之间设置有定位板。
5.根据权利要求2所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，所述测试夹具包括：
阴极端板，设置有所述气源进出口；
第一取电汇流板，与所述阴极端板通过定位管连接；
第一石墨极板，与所述第一取电汇流板通过定位管连接，所述第一石墨极板设置有所述O型密封圈；
第二石墨极板，与所述第一石墨极板通过定位管连接，所述第二石墨极板设置有所述O型密封圈，在所述第一石墨极板和所述第二石墨极板之间设置有密封空间，所述测试夹具用于夹持所述燃料电池的质子交换膜；
第二取电汇流板，与所述第二石墨极板通过定位管连接；
阳极端板，设置有所述气源进出口，与所述第二取电汇流板通过定位管连接。
6.根据权利要求5所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，在所述第一取电汇流板与所述阴极端板之间设置有耐高温绝缘膜，在所述第二取电汇流板与所述阳极端板之间设置有耐高温绝缘膜。
7.根据权利要求5所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，在所述阴极端板和所述阳极端板都设置有加热管和限位管，所述加热管和所述限位管连接。
8.根据权利要求1所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，在所述底板和所述导杆气缸之间设置有连接板和后定位块，所述后定位块与所述连接板连接，所述连接板的两侧都设置有T型块。
9.根据权利要求1所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，在所述底板的四角位置都设置有吊环螺丝，所述吊环螺丝用于吊装所述燃料电池膜测试设备。
10.根据权利要求5所述的燃料电池膜测试设备，其特征在于，所述第一石墨极板和所述第二石墨极板为三流道流场结构。
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| CN202210780116.6A CN115201306A (zh) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | 燃料电池膜测试设备 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN115201306A true CN115201306A (zh) | 2022-10-18 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN214374900U (zh) * | 2020-12-31 | 2021-10-08 | 大连锐格新能源科技有限公司 | 一种燃料电池夹具测试装置 |
| CN113655386A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-11-16 | 珠海市荣成科技有限公司 | 一种氢燃料电池测试装置 |
| CN216595223U (zh) * | 2021-12-09 | 2022-05-24 | 广州蕴氢检测科技有限公司 | 一种燃料电池用测试夹具 |
-
2022
- 2022-07-04 CN CN202210780116.6A patent/CN115201306A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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