CN212207608U - 一种燃料电池膜电极组的测试治具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池膜电极组的测试治具，包括：阳极端板、阴极端板、阳极碳板、阴极碳板和锁固结构，阳极端板设置在阳极碳板的左侧，阳极碳板的右侧设有阴极碳板，阴极碳板的右侧设有阴极端板，锁固结构用于将阳极端板、阳极碳板、阴极碳板、阴极端板固定连接在一起；所述阳极碳板的左侧面上方设有氢气源进入的第一气体进口，阳极碳板的左侧面下方设有第一气体出口，阳极碳板的右侧面设有第一气体流道，阴极碳板的右侧面上方设有空气源进入的第二气体进口，阴极碳板的右侧面下方设有第二气体出口，阴极碳板的左侧面设有第二气体流道；本实用新型结构精简、拆卸简易，减少操作时间，维护使用方便，提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体为一种燃料电池膜电极组的测试治具。
背景技术
燃料电池(Fuel Cell)是一种发电装置，透过膜电极组发生电化学反应，直接利用含氢燃料和空气产生电力。由于绿色能源的兴起，燃料电池故成为近年来各国研发和推广的对象。在各种燃料电池中，以质子交换膜燃料电池(PEMFC)的操作温度较低，启动迅速，体积与重量的能量密度较高，因而最具产业价值，然燃料电池在实用需要燃料电池测试治具进行各项性能测试，后才可使用。但是现有的燃料电池测试治具依然存在：燃料电池测试治具在组装和拆卸较为困难；鉴于此，极有必要设计一款燃料电池膜电极组的测试治具，以解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种结构简单，操作方便的燃料电池膜电极组的测试治具，以解决现有生产效率底的技术问题。
为解决上述所述的技术问题，本实用新型提供以下技术方案：一种燃料电池膜电极组的测试治具，包括：阳极端板、阴极端板、阳极碳板、阴极碳板和锁固结构，阳极端板设置在阳极碳板的左侧，阳极碳板的右侧设有阴极碳板，阴极碳板的右侧设有阴极端板，锁固结构用于将阳极端板、阳极碳板、阴极碳板、阴极端板固定连接在一起；所述阳极碳板的左侧面上方设有氢气源进入的第一气体进口，阳极碳板的左侧面下方设有第一气体出口，阳极碳板的右侧面设有第一气体流道，阴极碳板的右侧面上方设有空气源进入的第二气体进口，阴极碳板的右侧面下方设有第二气体出口，阴极碳板的左侧面设有第二气体流道。
进一步的，所述阳极碳板的中间设有第一螺纹通孔，所述阴极碳板的中间设有第二螺纹通孔。
进一步的，所述阳极端板设有第一连接通孔，所述阳极端板的前侧面设有第三气体进口，所述阳极端板的右侧面设有第四气体进口，第三气体进口与第四气体进口之间通过第一进气通道连接，第四气体进口的外周侧设有第一密封凹槽；所述阳极端板的后侧面设有第三气体出口，所述阳极端板的右侧面设有第四气体出口，第三气体出口与第四气体出口之间通过第二进气通道连接，第四气体出口的外周侧设有第二密封凹槽；所述阳极端板的上侧面设有第一导线连接孔，所述阳极端板的上侧面设有第一温度感测组件插孔。
进一步的，所述阴极端板设有第二连接螺纹孔，所述阴极端板的前侧面设有第五气体进口，所述阴极端板的右侧面设有第六气体进口，第五气体进口与第六气体进口之间通过第三进气通道连接，第六气体进口的外周侧设有第三密封凹槽；所述阴极端板的后侧面设有第五气体出口，所述阴极端板的右侧面设有第六气体出口，第五气体出口与第六气体出口之间通过第四进气通道连接，第六气体出口的外周侧设有第四密封凹槽；所述阴极端板的上侧面设有第二导线连接孔，所述阳极端板的上侧面设有第二温度感测组件插孔。
进一步的，所述锁固结构包括螺栓、第一连接板、第一锁固板、第一锁固螺杆、第二连接板、第二锁固板、第二锁固螺杆，第一连接板设置在阳极端板的左侧，第一锁固板设置在第一连接板的左侧，第一锁固螺杆用于将第一锁固板、第一连接板固定连接在一起；第二连接板设置在阴极端板的右侧，第二连接板的右侧设有第二锁固板，第二锁固螺杆用于将第二连接板、第二锁固板固定连接去一起；所述螺栓穿过阳极端板再与阴极碳板相连接。
进一步的，所述螺栓的外表面包覆有一耐热材料所形成的绝缘层。
进一步的，所述第一连接板的中间是镂空设置，所述第一连接板的边沿处设有第一缺口；所述第二连接板的中间是镂空设置，所述第二连接板的边沿处设有第二缺口。镂空位置用于放置加热装置，加热装置可以是加热片或者陶瓷加热片。
进一步的，所述阳极端板和阴极端板均是采用金属材料制成。
进一步的，所述氢气源为氢气或是含氢气体。
进一步的，所述空气源是为空气或含氧气源。
本实用新型与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：第一锁固螺杆从第一锁固板的左侧进入，依次将第一锁固板、第一连接板、阳极端板固定成一个整体；第二锁固螺杆从第二锁固板的右侧进入，依次将第二锁固板、第二连接板、阴极端板固定连接成一个整体；螺栓从第一锁固板的左侧进入，分别与第一螺纹通孔、第二螺纹通孔、第二连接螺纹孔螺纹连接，从而将阳极端板、阳极碳板、阴极碳板、阴极端板固定连接成一个整体；需要更换不同款式的阳极碳板、阴极碳板进行实验测试时，只要松开螺栓，将对应的阳极碳板、阴极碳板卸下，换上不同款式的阳极碳板、阴极碳板，即可进行实验测试；本实用新型结构精简、拆卸简易，减少操作时间，维护使用方便，提高生产效率。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型爆炸示意图；
图3为本实用新型阳极端板结构示意图；
图4为本实用新型阴极端板结构示意图；
图5为本实用新型阳极碳板结构示意图；
图6为本实用新型阴极碳板结构示意图。
标注说明：阳极端板1；阴极端板2；阳极碳板3；阴极碳板4；锁固结构5；第一连接通孔11；第三气体进口12；第四气体进口13；第一进气通道14；第一密封凹槽15；第三气体出口16；第四气体出口17；第二进气通道18；第二密封凹槽19；第一导线连接孔111；第一温度感测组件插孔112；第二连接螺纹孔21；第五气体进口22；第六气体进口23；第三进气通道24；第三密封凹槽25；第五气体出口26；第六气体出口27；第四进气通道28；第四密封凹槽29；第二导线连接孔211；第二温度感测组件插孔222；第一气体进口31；第一气体出口32；第一气体流道33；第一螺纹通孔34；第二气体进口41；第二气体出口42；第二气体流道43；第二螺纹通孔44；螺栓51；第一连接板52；第一锁固板54；第一锁固螺杆55；第二连接板53；第二锁固板56；第二锁固螺杆57；第一缺口521；第二缺口522。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的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。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
请参阅附图1～附图6所示：一种燃料电池膜电极组的测试治具，包括：阳极端板1、阴极端板2、阳极碳板3、阴极碳板4和锁固结构5，阳极端板1设置在阳极碳板3的左侧，阳极碳板3的右侧设有阴极碳板4，阴极碳板4的右侧设有阴极端板2，锁固结构5用于将阳极端板1、阳极碳板3、阴极碳板4、阴极端板2固定连接在一起；所述阳极碳板3的左侧面上方设有氢气源进入的第一气体进口31，阳极碳板3的左侧面下方设有第一气体出口32，阳极碳板3的右侧面设有第一气体流道33，第一气体进口31与第一气体出口32之间通过第一气体流道33连接；阴极碳板4的右侧面上方设有空气源进入的第二气体进口41，阴极碳板4的右侧面下方设有第二气体出口42，阴极碳板4的左侧面设有第二气体流道43，第二气体进口41与第二气体出口42之间通过第二气体流道43连接；阳极碳板3、阴极碳板4之间设有膜电极组，氢气源进入阳极碳板3，空气源进入阴极碳板4，膜电极组用于将氢气和氧气转化成电化学能，同时膜电极组包括催化剂用于提高反应速率，催化剂为铂或其他高活性金属粉末。
所述阳极碳板3和阴极碳板4可采用石墨、金属、或其他易加工可导电材料制成。
进一步的，所述锁固结构5包括螺栓51、第一连接板52、第一锁固板54、第一锁固螺杆55、第二连接板53、第二锁固板56、第二锁固螺杆57，第一连接板52设置在阳极端板的左侧，第一锁固板54设置在第一连接板52的左侧，第一锁固螺杆55用于将第一锁固板54、第一连接板52固定连接在一起；第二连接板53设置在阴极端板的右侧，第二连接板53的右侧设有第二锁固板56，第二锁固螺杆57用于将第二连接板53、第二锁固板56固定连接去一起；所述螺栓51穿过阳极端板再与阴极碳板相连接；所述阳极碳板3的中间设有第一螺纹通孔34，所述阴极碳板4的中间设有第二螺纹通孔44；所述螺栓51的外表面包覆有一耐热材料所形成的绝缘层；所述第一连接板52的中间是镂空设置，所述第一连接板52的边沿处设有第一缺口521；所述第二连接板53的中间是镂空设置，所述第二连接板53的边沿处设有第二缺口522；第一连接板52、第一锁固板54、第二连接板53、第二锁固板56选用玻璃纤维材质制成，使得在对阳极碳板3和阴极碳板4进行加热过程中，减少热量散失，从而提高加热效率。
治具的组装过程，先将加热片分别套设在第一缺口521、第二缺口522内，再将第一连接板52的右侧面与阳极端板1贴靠在一起，第一锁固板54贴靠设置在第一连接板52的左侧，第一锁固螺杆55从第一锁固板54的左侧进入，依次将第一锁固板54、第一连接板52、阳极端板1固定成一个整体；第二连接板53的左侧面与阴极端板2贴靠在一起，第二锁固板56设置在第二连接板53的右侧，第二锁固螺杆57从第二锁固板56的右侧进入，依次将第二锁固板56、第二连接板53、阴极端板2固定连接成一个整体；阳极碳板3设置在第一连接板52的右侧，阴极碳板4设置在第二连接板53的左侧，螺栓51从第一锁固板54的左侧进入，分别与第一螺纹通孔34、第二螺纹通孔44、第二连接螺纹孔21螺纹连接，从而将第一连接板52、阳极端板1、阳极碳板3、阴极碳板4、阴极端板2、第二连接板53固定连接成一个整体；通过分块组装的方式，使得整体的拆卸组装方便，便于更换不同款式的阳极碳板3、阴极碳板4进行测试。
所述阳极端板1设有第一连接通孔11，所述阳极端板1的前侧面设有第三气体进口12，第三气体进口12上旋接有气体接头，所述阳极端板1的右侧面设有第四气体进口13，第三气体进口12与第四气体进口13之间通过第一进气通道14连接，第四气体进口13的外周侧设有第一密封凹槽15，密封圈套设在第一密封凹槽15处；所述阳极端板1的后侧面设有第三气体出口16，所述阳极端板1的右侧面设有第四气体出口17，第三气体出口16与第四气体出口17之间通过第二进气通道18连接，第四气体出口17的外周侧设有第二密封凹槽19；所述阳极端板1的上侧面设有第一导线连接孔111，所述阳极端板1的上侧面设有第一温度感测组件插孔112。
氢气源的流动过程：氢气从气体接头导入第三气体进口12处，氢气沿着第一进气通道14移动到第四气体进口13，再进入第一气体进口31，沿着第一气体流道33蛇形流动，从第一气体出口32流出，进入第四气体出口17，沿着第二进气通道18移动，从第三气体出口16排出。
所述阴极端板2设有第二连接螺纹孔21，所述阴极端板2的前侧面设有第五气体进口22，所述第五气体进口22上连接设有气体接头，所述阴极端板2的右侧面设有第六气体进口23，第五气体进口22与第六气体进口23之间通过第三进气通道24连接，第六气体进口23的外周侧设有第三密封凹槽25，第三密封凹槽25套设有密封圈；所述阴极端板2的后侧面设有第五气体出口26，所述阴极端板2的右侧面设有第六气体出口27，第五气体出口26与第六气体出口27之间通过第四进气通道28连接，第六气体出口27的外周侧设有第四密封凹槽29；所述阴极端板2的上侧面设有第二导线连接孔211，所述阳极端板1的上侧面设有第二温度感测组件插孔222。
空气源的流动过程：外接空气源导入到第五气体进口22处，空气沿着第三进气通道24移动到第六气体进口23，空气进入第二气体进口41，沿着第二气体流道43移动，从第二气体出口42流出，进入第六气体出口27，沿着第三进气通道24移动，从第五气体出口26排出。
所述阳极端板1和阴极端板2均是采用金属材料制成。
所述氢气源为氢气或是含氢气体。
所述空气源是为空气或含氧气源。
本实用新型的使用原理：在阳极端板1左侧增加一个加热片，在第一温度感测组件插孔112插入温度检测传感器，在阴极端板2右侧增加一个加热片，在第二温度感测组件插孔222处插入温度检测传感器；将氢气和空气沿着对应的通道导入，加热片产生的热量会扩散到阳极碳板3、阴极碳板4，分别对阳极碳板3、阴极碳板4进行加热，温度检测传感器分别对阳极碳板3、阴极碳板4内的温度进行监测，从而使得测试时温度可控，进而完成电池的模拟检测。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型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实用新型申请待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，包括：阳极端板、阴极端板、阳极碳板、阴极碳板和锁固结构，阳极端板设置在阳极碳板的左侧，阳极碳板的右侧设有阴极碳板，阴极碳板的右侧设有阴极端板，锁固结构用于将阳极端板、阳极碳板、阴极碳板、阴极端板固定连接在一起；所述阳极碳板的左侧面上方设有氢气源进入的第一气体进口，阳极碳板的左侧面下方设有第一气体出口，阳极碳板的右侧面设有第一气体流道，阴极碳板的右侧面上方设有空气源进入的第二气体进口，阴极碳板的右侧面下方设有第二气体出口，阴极碳板的左侧面设有第二气体流道。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述阳极碳板的中间设有第一螺纹通孔，所述阴极碳板的中间设有第二螺纹通孔。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述阳极端板设有第一连接通孔，所述阳极端板的前侧面设有第三气体进口，所述阳极端板的右侧面设有第四气体进口，第三气体进口与第四气体进口之间通过第一进气通道连接，第四气体进口的外周侧设有第一密封凹槽；所述阳极端板的后侧面设有第三气体出口，所述阳极端板的右侧面设有第四气体出口，第三气体出口与第四气体出口之间通过第二进气通道连接，第四气体出口的外周侧设有第二密封凹槽；所述阳极端板的上侧面设有第一导线连接孔，所述阳极端板的上侧面设有第一温度感测组件插孔。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述阴极端板设有第二连接螺纹孔，所述阴极端板的前侧面设有第五气体进口，所述阴极端板的右侧面设有第六气体进口，第五气体进口与第六气体进口之间通过第三进气通道连接，第六气体进口的外周侧设有第三密封凹槽；所述阴极端板的后侧面设有第五气体出口，所述阴极端板的右侧面设有第六气体出口，第五气体出口与第六气体出口之间通过第四进气通道连接，第六气体出口的外周侧设有第四密封凹槽；所述阴极端板的上侧面设有第二导线连接孔，所述阳极端板的上侧面设有第二温度感测组件插孔。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述锁固结构包括螺栓、第一连接板、第一锁固板、第一锁固螺杆、第二连接板、第二锁固板、第二锁固螺杆，第一连接板设置在阳极端板的左侧，第一锁固板设置在第一连接板的左侧，第一锁固螺杆用于将第一锁固板、第一连接板固定连接在一起；第二连接板设置在阴极端板的右侧，第二连接板的右侧设有第二锁固板，第二锁固螺杆用于将第二连接板、第二锁固板固定连接去一起；所述螺栓穿过阳极端板再与阴极碳板相连接。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述螺栓的外表面包覆有一耐热材料所形成的绝缘层。
7.根据权利要求5所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述第一连接板的中间是镂空设置，所述第一连接板的边沿处设有第一缺口；所述第二连接板的中间是镂空设置，所述第二连接板的边沿处设有第二缺口。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述阳极端板和阴极端板均是采用金属材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述氢气源为氢气或是含氢气体。
10.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组的测试治具，其特征在于，所述空气源是为空气或含氧气源。
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