CN115901102A - 气密性检测装置及气密性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气密性检测装置及气密性检测方法，包括底板、压板和多个封堵部，其中，压板沿第一方向与底板相对设置，且连接于底板以与底板界定出用于容纳双极板的容纳腔，压板设有与氢气腔连通的氢气进气口、与空气腔连通的空气进气口、与冷却剂腔连通的冷却剂进气口、与氢气腔连通的氢气出气口、与空气腔连通的空气出气口，以及与冷却剂腔连通的冷却剂出气口，多个封堵部分别可拆卸地密封堵设于进气口和出气口。本申请可以通过监测气密性检测装置在测试液体中是否有连续气泡产生来确定出双极板的各个腔体是否出现外漏或互漏，装置的结构精巧，检测方法便捷，降低了检测成本，也有利于小批量试制生产的检测。

Description

气密性检测装置及气密性检测方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及燃料电池的双极板的气密性检测装置及气密性检测方法。

背景技术

随着新能源汽车技术的发展，出现了不同类型的燃料电池来提高新能源汽车的续航和安全性，而作为燃料电池在生产制造过程中的重要环节，双极板的气密性检测对燃料电池的放电效率有着重要的意义。

传统技术中，燃料电池双极板的气密性检测采用的是流量法或压差法，检测时需要制作专用夹具和密封垫，配合相关的测量传感器等零部件进行检测，但这种方式检测周期长、成本高以及操作复杂，因此不能较好地满足小批量试制生产时的检测需求。

发明内容

基于此，有必要针对传统装置及方法不能较好地满足小批量试制生产时的检测需求的问题，提供一种通用的气密性检测装置及气密性检测方法。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于检测双极板气密性的气密性检测装置，包括底板、压板和多个封堵部，其中，压板沿第一方向与底板相对设置，且连接于底板以与底板界定出用于容纳双极板的容纳腔，压板设有与氢气腔连通的氢气进气口、与空气腔连通的空气进气口、与冷却剂腔连通的冷却剂进气口、与氢气腔连通的氢气出气口、与空气腔连通的空气出气口，以及与冷却剂腔连通的冷却剂出气口，多个封堵部分别可拆卸地密封堵设于氢气进气口、空气进气口、冷却剂进气口、氢气出气口、空气出气口和冷却剂出气口。

在其中一个实施例中，双极板包括层叠设置的阳极板和阴极板，气密性检测装置还包括密封连接于压板与阳极板之间的第一密封环，以及密封连接于底板和阴极板之间的第二密封环。

在其中一个实施例中，气密性检测装置还包括可拆卸地设于底板和压板之间的调整垫圈，调整垫圈环绕于容纳腔，且调整垫圈的厚度与双极板的厚度相等。

在其中一个实施例中，底板上设有围绕容纳腔间隔布设地多个限位槽，压板朝向底板的一侧设有与限位槽一一对应的多个导向限位块，限位槽和对应的导向限位块配合用于限制底板和压板沿容纳腔的周向和径向的移动。

在其中一个实施例中，气密性检测装置还包括连接件，压板上设有位于容纳腔的外周的第一连接孔，底板上设有与第一连接孔相对应的第二连接孔，连接件穿设于第一连接孔和对应的第二连接孔，以连接压板和底板。

根据本申请的另外一个方面，还提供了一种气密性检测的方法，包括将多个封堵部分别密封堵设于空气进气口、冷却剂进气口、氢气出气口、空气出气口以及冷却剂出气口；通过氢气进气口向氢气腔提供测试气体，并将气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置的容纳腔处有气泡连续冒出，则确定氢气腔出现外漏。

在其中一个实施例中，气密性检测方法还包括将多个封堵部分别密封堵设于氢气进气口、冷却剂进气口、氢气出气口、空气出气口以及冷却剂出气口；通过空气进气口向氢气腔提供测试气体，并将气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置的容纳腔处有气泡连续冒出，则确定空气腔出现外漏。

在其中一个实施例中，气密性检测方法还包括将多个封堵部分别密封堵设于氢气进气口、空气进气口、氢气出气口、空气出气口以及冷却剂出气口；通过冷却剂进气口向冷却剂腔提供测试气体，并将气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置的容纳腔处有气泡连续冒出，则确定冷却剂腔出现外漏。

在其中一个实施例中，气密性检测方法还包括将多个封堵部分别密封堵设于空气进气口、冷却剂进气口、氢气出气口以及冷却剂出气口；通过氢气进气口向氢气腔提供测试气体，打开空气出气口，并将气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置的空气出气口处有气泡连续冒出，则确定氢气腔和空气腔互漏。

在其中一个实施例中，气密性检测方法还包括将多个封堵部分别密封堵设于氢气进气口、冷却剂进气口、氢气出气口以及空气出气口；通过空气进气口向空气腔提供测试气体，打开冷却剂出气口，并将气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置的冷却剂出气口处有气泡连续冒出，则确定空气腔和冷却剂腔互漏。

在其中一个实施例中，气密性检测方法还包括将多个封堵部分别密封堵设于空气进气口、冷却剂进气口、氢气出气口以及空气出气口；通过氢气进气口向氢气腔提供测试气体，打开冷却剂出气口，并将气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置的冷却剂出气口处有气泡连续冒出，则确定氢气腔和冷却剂腔互漏。

在其中一个实施例中，气密性检测方法还包括将多个封堵部分别密封堵设于空气进气口、冷却剂进气口、氢气出气口以及空气出气口；通过氢气进气口向氢气腔提供测试气体，打开冷却剂出气口，并将气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置的容纳腔和冷却剂出气口处均有气泡连续冒出，则确定氢气腔和冷却剂腔同时存在外漏和互漏。

在本申请的技术方案中，压板设有与氢气腔连通的氢气进气口、与空气腔连通的空气进气口、与冷却剂腔连通的冷却剂进气口、与氢气腔连通的氢气出气口、与空气腔连通的空气出气口，以及与冷却剂腔连通的冷却剂出气口，多个封堵部分别可拆卸地密封堵设于进气口和出气口，如此，使用时只需通过控制进气口、出气口不同的连通或封堵方式，然后将装置没入测试液体静置预设时间并监测测试液体中是否有气泡连续冒出以及气泡出现的位置，即可判定出双极板是否发生腔体外漏或腔体之间的互漏。本申请中的气密性检测装置结构精巧，使用便捷，检测时不需要使用专用夹具、传感器以及流量计等检测仪器，降低了检测成本，因此能够适用于多种小批量生产试制的检测需求。

附图说明

图1为本申请一实施例的气密性检测装置结构示意图；

图2为本申请一实施例的双极板腔体外漏检测流程图；

图3为本申请一实施例的双极板腔体互漏检测流程图。

附图标记：

气密性检测装置100；

双极板1；阳极板11；阴极板12；

底板2；

压板3；氢气进气口31；空气进气口32；冷却剂进气口33；氢气出气口34；

空气出气口35；冷却剂出气口36；

封堵部4；容纳腔5；

第一密封环6；第二密封环7；

调整垫圈8；限位槽9；导向限位块10；

第一方向F₁。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的气密性检测装置100的结构示意图，本发明一实施例提供了一种用于检测双极板1气密性的气密性检测装置100，包括底板2、压板3和多个封堵部4，其中，压板3沿第一方向F₁与底板2相对设置，且连接于底板2以与底板2界定出用于容纳双极板1的容纳腔5，压板3设有与氢气腔连通的氢气进气口31、与空气腔连通的空气进气口32、与冷却剂腔连通的冷却剂进气口33、与氢气腔连通的氢气出气口34、与空气腔连通的空气出气口35，以及与冷却剂腔连通的冷却剂出气口36，多个封堵部4分别可拆卸地密封堵设于氢气进气口31、空气进气口32、冷却剂进气口33、氢气出气口34、空气出气口35和冷却剂出气口36。也就是说，本申请的气密性检测装置100巧妙地利用了气体在液体中可以产生气泡的现象，通过底板2和压板3之间形成的容纳腔5安装双极板1，然后在压板3上设置与双极板1内部的氢气腔、氧气腔和冷却剂腔一一对应的进气口和出气口，如此，便可以结合相应的进气和封堵方法，将气密性检测装置100没入测试液体静置预设时间后，观察气密性检测装置100在测试液体中产生气泡的位置，从而确定出双极板1的各个腔体是否出现外漏或互漏的情况。本申请的气密性检测装置100结构精巧，使用也便捷，不需要传统检测方法中的专用夹具、密封垫以及传感器等部件，因此降低了检测成本，有利于小批量试制生产的检测。

进一步地，双极板1包括层叠设置的阳极板11和阴极板12，气密性检测装置100还包括密封连接于压板3与阳极板11之间的第一密封环6，以及密封连接于底板2和阴极板12之间的第二密封环7，这样，第一密封环6和第二密封环7能够防止测试液体进入双极板1的重要结构，保证测试元件的安全。需要说明的是，本申请中的第一密封环6和第二密封环7是在双极板1的上下表面通过涂胶固化形成的，如此就能够适配更多品种的双极板1，从而提高了气密性检测装置100的柔性。

相应地，气密性检测装置100还包括可拆卸地设于底板2和压板3之间的调整垫圈8，调整垫圈8环绕于容纳腔5，且调整垫圈8的厚度与双极板1的厚度相等。也就是说，当检测不同品种厚度不同的双极板1时，通过更换与双极板1厚度一致的调整垫圈8，即可将双极板1稳固地安装在容纳腔5中，从而为后续的检测提供良好的测试环境。

在其中一个实施例中，底板2上设有围绕容纳腔5间隔布设地多个限位槽9，压板3朝向底板2的一侧设有与限位槽9一一对应的多个导向限位块10，如此，在底板2和压板3装配时，导向限位块10可以沿着限位槽9移动，底板2和压板3便可稳定准确地朝一起靠拢，而在两者装配在一起时，限位槽9又可以和对应的导向限位块10相互配合，起到限制底板2和压板3沿容纳腔5的周向和径向移动的作用。

此外，为了进一步增强底板2和压板3之间的连接强度，气密性检测装置100还包括连接件，压板3上设有位于容纳腔5的外周的第一连接孔，底板2上设有与第一连接孔相对应的第二连接孔，连接件穿设于第一连接孔和对应的第二连接孔，这样就可以将底板2和压板3稳固地连为一体，保证了容纳腔5的稳定性。

根据本申请的另外一个方面，还提供了一种检测双极板1的气密性检测方法，可以检测双极板1中的氢气腔、氧气腔或冷却剂腔是否出现外漏或者互漏的情况。

请参阅图2，图2为本申请一实施例的双极板腔体外漏检测流程图。当需要检测双极板1的氢气腔是否出现外漏时，可以先将多个封堵部4分别密封堵设于空气进气口32、冷却剂进气口33、氢气出气口34、空气出气口35以及冷却剂出气口36；然后通过氢气进气口31向氢气腔提供测试气体，并将气密性检测装置100完全没入测试液体中，静置预设时间段；最后若监测到气密性检测装置100的容纳腔5处有气泡连续冒出，则确定氢气腔出现外漏的情况，反之则说明氢气腔完好正常。

类似地，当需要检测双极板1的空气腔是否出现外漏时，将多个封堵部分别密封堵设于氢气进气口31、冷却剂进气口33、氢气出气口34、空气出气口35以及冷却剂出气口36；通过空气进气口32向氢气腔提供测试气体，并将气密性检测装置100完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置100的容纳腔5处有气泡连续冒出，则确定空气腔出现外漏，反之则说明空气腔完好正常。

当需要检测双极板1的冷却剂腔是否出现外漏时，将多个封堵部4分别密封堵设于氢气进气口31、空气进气口32、氢气出气口34、空气出气口35以及冷却剂出气口36；通过冷却剂进气口33向冷却剂腔提供测试气体，并将气密性检测装置100完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置100的容纳腔5处有气泡连续冒出，则确定冷却剂腔出现外漏。

双极板1的各腔体除了会发生外漏外，还可能会出现腔体之间的互漏，使用本申请的气密性检测装置100检测双极板1各腔体之间互漏的方法具体如下文所述。

请参阅图3，图3为本申请一实施例的双极板腔体互漏检测流程图。当需要检测双极板1的氢气腔和空气腔之间是否发生互漏的情况时，可以将多个封堵部4分别密封堵设于空气进气口32、冷却剂进气口33、氢气出气口34以及冷却剂出气口36；通过氢气进气口31向氢气腔提供测试气体，打开空气出气口35，并将气密性检测装置100完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置200的空气出气口35处有气泡连续冒出，则确定氢气腔和空气腔互漏。

类似地，当需要检测双极板1的空气腔和冷却剂腔之间是否发生互漏的情况时，可以将多个封堵部4分别密封堵设于氢气进气口31、冷却剂进气口33、氢气出气口34以及空气出气35口；通过空气进气口32向空气腔提供测试气体，打开冷却剂出气口36，并将气密性检测装置100完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置100的冷却剂出气口36处有气泡连续冒出，则确定空气腔和冷却剂腔互漏。

在其中一个实施例中，气密性检测方法还包括将多个封堵部4分别密封堵设于空气进气口32、冷却剂进气口33、氢气出气口34以及空气出气口35；通过氢气进气口31向氢气腔提供测试气体，打开冷却剂出气口36，并将气密性检测装置100完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置100的冷却剂出气口36处有气泡连续冒出，则确定氢气腔和冷却剂腔互漏。

若双极板1的各个腔体同时存在着外漏和互漏的情况，本申请也提供了一种能够检测此情况的检测方案。以氢气腔和冷却剂腔为例，具体方法为：将多个封堵部4分别密封堵设于空气进气口32、冷却剂进气口33、氢气出气口34以及空气出气口35；通过氢气进气口31向氢气腔提供测试气体，打开冷却剂出气口，并将气密性检测装置100完全没入测试液体中，静置预设时间段；若监测到气密性检测装置100的容纳腔5和冷却剂出气口36处均有气泡连续冒出，则确定氢气腔和冷却剂腔同时存在外漏和互漏。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种气密性检测装置，用于检测双极板的气密性，所述双极板具有两两互不连通的氢气腔、空气腔以及冷却剂腔，其特征在于，所述气密性检测装置包括：

底板；

压板，所述压板沿所述第一方向与所述底板相对设置，且连接于所述底板，以与底板界定出用于容纳所述双极板的容纳腔，所述压板设有与所述氢气腔连通的氢气进气口、与所述空气腔连通的空气进气口、与所述冷却剂腔连通的冷却剂进气口、与所述氢气腔连通的氢气出气口、与所述空气腔连通的空气出气口，以及与所述冷却剂腔连通的冷却剂出气口；

多个封堵部，分别可拆卸地密封堵设于所述氢气进气口、所述空气进气口、所述冷却剂进气口、氢气出气口、空气出气口和冷却剂出气口。

2.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，所述双极板包括层叠设置的阳极板和阴极板；

所述气密性检测装置还包括密封连接于所述压板与所述阳极板之间的第一密封环，以及密封连接于所述底板和所述阴极板之间的第二密封环。

3.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，所述气密性检测装置还包括可拆卸地设于所述底板和所述压板之间的调整垫圈；

所述调整垫圈环绕于所述容纳腔，且所述调整垫圈的厚度与所述双极板的厚度相等。

4.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，所述底板上设有围绕所述容纳腔间隔布设地多个限位槽，所述压板朝向所述底板的一侧设有与所述限位槽一一对应的多个导向限位块；

所述限位槽和对应的所述导向限位块配合用于限制所述底板和所述压板沿所述容纳腔的周向和径向的移动。

5.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，所述气密性检测装置还包括连接件；

所述压板上设有位于所述容纳腔的外周的第一连接孔，所述底板上设有与所述第一连接孔相对应的第二连接孔，所述连接件穿设于所述第一连接孔和对应的所述第二连接孔，以连接所述压板和所述底板。

6.一种气密性检测方法，其特征在于，利用权利要求1-5中任一项所述的气密性检测装置进行气密性检测的方法，所述气密性检测方法包括：

将多个所述封堵部分别密封堵设于所述空气进气口、所述冷却剂进气口、所述氢气出气口、所述空气出气口以及所述冷却剂出气口；

通过所述氢气进气口向所述氢气腔提供测试气体，并将所述气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；

若监测到所述气密性检测装置的所述容纳腔处有气泡连续冒出，则确定所述氢气腔出现外漏。

7.根据权利要求6所述的气密性检测方法，其特征在于，所述气密性检测方法还包括：

将多个所述封堵部分别密封堵设于所述氢气进气口、所述冷却剂进气口、所述氢气出气口、所述空气出气口以及所述冷却剂出气口；

通过所述空气进气口向所述氢气腔提供所述测试气体，并将所述气密性检测装置完全没入所述测试液体中，静置预设时间段；

若监测到所述气密性检测装置的所述容纳腔处有气泡连续冒出，则确定所述空气腔出现外漏。

8.根据权利要求6所述的气密性检测方法，其特征在于，所述气密性检测方法还包括：

将多个所述封堵部分别密封堵设于所述氢气进气口、所述空气进气口、所述氢气出气口、所述空气出气口以及所述冷却剂出气口；

通过所述冷却剂进气口向所述冷却剂腔提供所述测试气体，并将所述气密性检测装置完全没入所述测试液体中，静置预设时间段；

若监测到所述气密性检测装置的所述容纳腔处有气泡连续冒出，则确定所述冷却剂腔出现外漏。

9.根据权利要求6所述的气密性检测方法，其特征在于，所述气密性检测方法还包括：

将多个所述封堵部分别密封堵设于所述空气进气口、所述冷却剂进气口、所述氢气出气口以及所述冷却剂出气口；

通过所述氢气进气口向所述氢气腔提供所述测试气体，打开所述空气出气口，并将所述气密性检测装置完全没入所述测试液体中，静置预设时间段；

若监测到所述气密性检测装置的所述空气出气口处有气泡连续冒出，则确定所述氢气腔和所述空气腔互漏。

10.根据权利要求6所述的气密性检测方法，其特征在于，所述气密性检测方法还包括：

将多个所述封堵部分别密封堵设于所述氢气进气口、所述冷却剂进气口、所述氢气出气口以及所述空气出气口；

通过所述空气进气口向所述空气腔提供所述测试气体，打开所述冷却剂出气口，并将所述气密性检测装置完全没入所述测试液体中，静置预设时间段；

若监测到所述气密性检测装置的所述冷却剂出气口处有气泡连续冒出，则确定所述空气腔和所述冷却剂腔互漏。

11.根据权利要求6所述的气密性检测方法，其特征在于，所述气密性检测方法还包括：

将多个所述封堵部分别密封堵设于所述空气进气口、所述冷却剂进气口、所述氢气出气口以及所述空气出气口；

通过所述氢气进气口向所述氢气腔提供所述测试气体，打开所述冷却剂出气口，并将所述气密性检测装置完全没入测试液体中，静置预设时间段；

若监测到所述气密性检测装置的所述冷却剂出气口处有气泡连续冒出，则确定所述氢气腔和所述冷却剂腔互漏。

12.根据权利要求11所述的气密性检测方法，其特征在于，所述气密性检测方法还包括：

将多个所述封堵部分别密封堵设于所述空气进气口、所述冷却剂进气口、所述氢气出气口以及所述空气出气口；

通过所述氢气进气口向所述氢气腔提供所述测试气体，打开所述冷却剂出气口，并将所述气密性检测装置完全没入所述测试液体中，静置预设时间段；

若监测到所述气密性检测装置的所述容纳腔和所述冷却剂出气口处均有气泡连续冒出，则确定所述氢气腔和所述冷却剂腔同时存在外漏和互漏。

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