CN205879471U - 一种燃料电池气密性检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池气密性检测系统，包括减压阀、二通球阀A、二通球阀B、二通球阀C、二通球阀D、二通球阀E、三通球阀A、三通球阀B、三通球阀C、第一流量计、第二流量计、压力表和金属软管；所述减压阀上端连接有金属软管，减压阀下端管道分支分别连接有二通球阀A、二通球阀B和二通球阀C。该燃料电池气密性检测系统采用电子流量计代替皂泡流量计，使用更加便利；采用数据采集器，可以记录系统数据，方便使用者在试验后进行查阅与分析；该燃料电池气密性检测系统还具有安全性高、操作简单、精确度高的优点。

Description

一种燃料电池气密性检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池堆测试系统，具体是一种燃料电池气密性检测系统。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来，燃料电池从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”，而是一个“发电厂”，但是燃料电池需要电极和电解质以及氧化还原反应才能发电。目前，质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种直接利用氢能的发电装置，PEMFC把储存在氢燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，能量转化率高；而且燃料电池环境友好，位移排放物为水。因此燃料电池技术被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术。

质子交换膜燃料电池可用作一切车、船等运载工具的动力系统，又可用作手提式、移动式、固定式的发电装置。为了确保质子交换膜燃料电池中的燃料与氧化剂能够分布到整个膜电极两边表面上而又不产生混合，密封技术就非常关键。如果密封不好，可能会产生两种情况：一种情况是燃料气体与氧化剂气体在燃料电池内部混合。在采用氢与氧运行的燃料电池中，这种混合是非常致命的，一旦引发爆炸，破坏力非常大；另一情况是燃料气体或氧化剂气体向燃料电池外部渗漏，这种情况不但会降低燃料电池的效率，而且一旦当燃料氢气在外界浓度积累达到一定程度时，就会发生爆炸。因此，要十分重视燃料电池密封技术。

现有密封技术主要是在燃料电池组装过程中通过将膜电极作整齐的裁剪，并在膜电极的四周用弹性体如橡胶材料作包裹性的密封，并与相对应的导流板(上面有密封槽)施加一定的组装力压紧，再用螺杆将电池堆连同两侧端板一起紧固后进行电池系统综合性能测试。在电池系统综合性能测试过程中(同时接通燃料、氧化剂、冷却流体)，密封材料可能由于本身质地原因，或者安装原因，再或者其它因素导致电池堆气密性下降，先抛除燃料气体与氧化剂气体在燃料电池内部混合这种可能(一旦引发爆炸，破坏力非常大)，单从燃料气体或氧化剂气体向燃料电池外部渗漏方面来看分析，这种情况会大大降低工作效率，同时也会造成很大经济损失。

为解决上述问题，中国发明专利201410099289.7于2014年7月2公开了一种燃料电池堆在线气密性检测装置及方法，所述电池堆在线气密性检测装置包括压力表、气密性便利测试箱和气体泄漏速度测试计，所述气密性便利测试箱内部设置有管路，管路上设置有所需控制阀，管路和控制阀配合能利用测试气体实现对燃料电池堆的气密性检测。本发明燃料电池堆在线气密性检测装置结构合理、易于操作，燃料电池堆在线气密性检测方法能有效提高工作效率和经济效益，大大简化气密性检测操作，实现对燃料电池堆高效合理的检测。但是该发明依然具有检测方法不够便利、检测后的结果不便于使用者查阅与分析的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池气密性检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种燃料电池气密性检测系统，包括减压阀、二通球阀A、二通球阀B、二通球阀C、二通球阀D、二通球阀E、三通球阀A、三通球阀B、三通球阀C、第一流量计、第二流量计、压力表和金属软管；所述减压阀上端连接有金属软管，减压阀下端管道分支分别连接有二通球阀A、二通球阀B和二通球阀C；所述二通球阀B上端连接的管道上设置有压力表，二通球阀B下端管道分支分别连接至二通球阀D和三通球阀C上，二通球阀D下端连接有第十一管道，三通球阀C左端连接有第八管道，三通球阀C下端通过第九管道连接有第一快速接头，三通球阀C右端连接有第七管道；所述三通球阀A左端通过第二管道连接至第八管道，三通球阀A右端通过第一管道连接至第七管道，三通球阀A下端通过第三管道连接有第三快速接头，三通球阀B左端通过第五管道连接至第八管道，三通球阀B右端通过第四管道连接至第七管道，三通球阀B下端通过第六管道连接有第二快速接头；所述二通球阀B下端连接有第一流量计，第一流量计下端通过管道连接至第六管道，二通球阀C下端连接有第二流量计，第二流量计下端管道分支分别连接至第六管道和二通球阀E，二通球阀E下端连接有第十管道。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一流量计量程为500mL/min。

作为本实用新型进一步的方案：所述第二流量计量程为100mL/min。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道、第七管道、第八管道、第九管道、第十管道和第十一管道均采用PVC材质。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该燃料电池气密性检测系统采用电子流量计代替皂泡流量计，使用更加便利；采用数据采集器，可以记录系统数据，方便使用者在试验后进行查阅与分析；该燃料电池气密性检测系统还具有安全性高、操作简单、精确度高的优点。

附图说明

图1为燃料电池气密性检测系统的结构示意图。

其中：1-减压阀；2-二通球阀A；3-二通球阀B；4-二通球阀C；5-二通球阀D；6-二通球阀E；7-三通球阀A；8-三通球阀B；9-三通球阀C；10-第一流量计；11-第二流量计；12-压力表；13-金属软管；14-第一管道；15-第二管道；16-第三管道；17-第四管道；18-第五管道；19-第六管道；20-第七管道；21-第八管道；22-第九管道；23-第十管道；24-第十一管道；25-第一快速接头；26-第二快速接头；27-第三快速接头。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种燃料电池气密性检测系统，包括减压阀1、二通球阀A2、二通球阀B3、二通球阀C4、二通球阀D5、二通球阀E6、三通球阀A7、三通球阀B8、三通球阀C9、第一流量计10、第二流量计11、压力表12和金属软管13；所述减压阀1上端连接有金属软管13，减压阀1下端管道分支分别连接有二通球阀A2、二通球阀B3和二通球阀C4；所述二通球阀B3上端连接的管道上设置有压力表12，二通球阀B3下端管道分支分别连接至二通球阀D5和三通球阀C9上，二通球阀D5下端连接有第十一管道24，三通球阀C9左端连接有第八管道21，三通球阀C9下端通过第九管道22连接有第一快速接头25，三通球阀C9右端连接有第七管道20；所述三通球阀A7左端通过第二管道15连接至第八管道21，三通球阀A7右端通过第一管道14连接至第七管道20，三通球阀A7下端通过第三管道16连接有第三快速接头27，三通球阀B8左端通过第五管道18连接至第八管道21，三通球阀B8右端通过第四管道17连接至第七管道20，三通球阀B8下端通过第六管道19连接有第二快速接头26；所述二通球阀B3下端连接有第一流量计10，第一流量计10下端通过管道连接至第六管道19，二通球阀C4下端连接有第二流量计11，第二流量计11下端管道分支分别连接至第六管道19和二通球阀E6，二通球阀E6下端连接有第十管道23。作为优选，所述第一流量计10量程为500mL/min；作为优选，所述第二流量计11量程为100mL/min；作为优选，所述第一管道14、第二管道15、第三管道16、第四管道17、第五管道18、第六管道19、第七管道20、第八管道21、第九管道22、第十管道23和第十一管道24均采用PVC材质。

燃料电池电堆空气腔测漏步骤：

(1)接通气源：关闭二通球阀A2、二通球阀B3、二通球阀C4、二通球阀D5和二通球阀E6，调节减压阀至所需压力且压力表稳定。

(2)向电堆空气腔室充气：三通球阀A7旋至第二管道15方向、三通球阀B8旋至第五管道18方向、三通球阀C9旋至第八管道21方向，将第三管道16与燃料电池空气腔入口相连，燃料电池空气腔出口密封，逐渐打开二通球阀A2。

(3)测量漏气量：关闭二通球阀A2、打开二通球阀B3、将三通球阀A7旋至第一管道14方向，待第一流量计10的显示稳定，读取读数，如果读数小于或100mL/min，关闭二通球阀B3，打开二通球阀C4，待第二流量计11读数稳定后，读取读数。

(4)泄压：当测量完成后，关闭调节阀，打开二通球阀D5和二通球阀E6泄压，泄压完成后，关闭二通球阀D5和二通球阀E6。

燃料电池电堆整体测漏步骤：

(1)接通气源：关闭二通球阀A2、二通球阀B3、二通球阀C4、二通球阀D5和二通球阀E6，调节减压阀1至所需压力且压力表稳定。

(2)向燃料电池电堆空气腔、冷却剂腔、氢气腔充气：三通球阀A7旋至第二管道15方向、三通球阀C8旋至第五管道18方向、三通球阀C9旋至第八管道21方向，将第三管道16与燃料电池电堆空气腔入口连接，空气腔出口密封，将第六管道19与燃料电池电堆冷却剂腔入口相连，冷却剂出口密封，将第九管道22与燃料电池电堆氢气腔入口相连，氢气腔出口密封，逐渐打开二通球阀A2。

(3)测量漏气量：关闭二通球阀A2、打开二通球阀C3、将三通球阀A7旋至第一管道14方向，三通球阀B8旋至第四管道17方向，三通球阀C9旋至第七管道20方向，待第一流量计10的显示稳定，读取读数，如果读数小于100mL/min，关闭二通球阀B3，打开二通球阀C4，待第二流量计11读数稳定后，读取读数。

(4)泄压：当测量完成后，关闭调节阀，打开二通球阀D5和二通球阀E6泄压，泄压完成后，关闭二通球阀D5和二通球阀E6。

燃料电池电堆整体泄漏检测时，三个快速接头与燃料电池3个腔室入口的连接可任意组合。

本实用新型的工作原理是：使用者进行燃料电池电堆空气腔测漏步骤为：(1)接通气源：关闭二通球阀A2、二通球阀B3、二通球阀C4、二通球阀D5和二通球阀E6，调节减压阀至所需压力且压力表稳定。(2)向电堆空气腔室充气：三通球阀A7旋至第二管道15方向、三通球阀B8旋至第五管道18方向、三通球阀C9旋至第八管道21方向，将第三管道16与燃料电池空气腔入口相连，燃料电池空气腔出口密封，逐渐打开二通球阀A2。(3)测量漏气量：关闭二通球阀A2、打开二通球阀B3、将三通球阀A7旋至第一管道14方向，待第一流量计10的显示稳定，读取读数，如果读数小于或100mL/min，关闭二通球阀B3，打开二通球阀C4，待第二流量计11读数稳定后，读取读数。(4)泄压：当测量完成后，关闭调节阀，打开二通球阀D5和二通球阀E6泄压，泄压完成后，关闭二通球阀D5和二通球阀E6。使用者进行燃料电池电堆整体测漏步骤为：(1)接通气源：关闭二通球阀A2、二通球阀B3、二通球阀C4、二通球阀D5和二通球阀E6，调节减压阀1至所需压力且压力表稳定。(2)向燃料电池电堆空气腔、冷却剂腔、氢气腔充气：三通球阀A7旋至第二管道15方向、三通球阀C8旋至第五管道18方向、三通球阀C9旋至第八管道21方向，将第三管道16与燃料电池电堆空气腔入口连接，空气腔出口密封，将第六管道19与燃料电池电堆冷却剂腔入口相连，冷却剂出口密封，将第九管道22与燃料电池电堆氢气腔入口相连，氢气腔出口密封，逐渐打开二通球阀A2。(3)测量漏气量：关闭二通球阀A2、打开二通球阀C3、将三通球阀A7旋至第一管道14方向，三通球阀B8旋至第四管道17方向，三通球阀C9旋至第七管道20方向，待第一流量计10的显示稳定，读取读数，如果读数小于100mL/min，关闭二通球阀B3，打开二通球阀C4，待第二流量计11读数稳定后，读取读数。(4)泄压：当测量完成后，关闭调节阀，打开二通球阀D5和二通球阀E6泄压，泄压完成后，关闭二通球阀D5和二通球阀E6。

该燃料电池气密性检测系统采用电子流量计代替皂泡流量计，使用更加便利；采用数据采集器，可以记录系统数据，方便使用者在试验后进行查阅与分析；该燃料电池气密性检测系统还具有安全性高、操作简单、精确度高的优点。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种燃料电池气密性检测系统，其特征在于，包括减压阀(1)、二通球阀A(2)、二通球阀B(3)、二通球阀C(4)、二通球阀D(5)、二通球阀E(6)、三通球阀A(7)、三通球阀B(8)、三通球阀C(9)、第一流量计(10)、第二流量计(11)、压力表(12)和金属软管(13)；所述减压阀(1)上端连接有金属软管(13)，减压阀(1)下端管道分支分别连接有二通球阀A(2)、二通球阀B(3)和二通球阀C(4)；所述二通球阀B(3)上端连接的管道上设置有压力表(12)，二通球阀B(3)下端管道分支分别连接至二通球阀D(5)和三通球阀C(9)上，二通球阀D(5)下端连接有第十一管道(24)，三通球阀C(9)左端连接有第八管道(21)，三通球阀C(9)下端通过第九管道(22)连接有第一快速接头(25)，三通球阀C(9)右端连接有第七管道(20)；所述三通球阀A(7)左端通过第二管道(15)连接至第八管道(21)，三通球阀A(7)右端通过第一管道(14)连接至第七管道(20)，三通球阀A(7)下端通过第三管道(16)连接有第三快速接头(27)，三通球阀B(8)左端通过第五管道(18)连接至第八管道(21)，三通球阀B(8)右端通过第四管道(17)连接至第七管道(20)，三通球阀B(8)下端通过第六管道(19)连接有第二快速接头(26)；所述二通球阀B(3)下端连接有第一流量计(10)，第一流量计(10)下端通过管道连接至第六管道(19)，二通球阀C(4)下端连接有第二流量计(11)，第二流量计(11)下端管道分支分别连接至第六管道(19)和二通球阀E(6)，二通球阀E(6)下端连接有第十管道(23)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池气密性检测系统，其特征在于，所述第一流量计(10)量程为500mL/min。

3.根据权利要求1所述的燃料电池气密性检测系统，其特征在于，所述第二流量计(11)量程为100mL/min。

4.根据权利要求1所述的燃料电池气密性检测系统，其特征在于，所述第一管道(14)、第二管道(15)、第三管道(16)、第四管道(17)、第五管道(18)、第六管道(19)、第七管道(20)、第八管道(21)、第九管道(22)、第十管道(23)和第十一管道(24)均采用PVC材质。