CN216720002U - 一种膜电极性能评测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃料电池技术领域，公开了一种膜电极性能评测装置，包括第一夹具、第二夹具、加热件和制冷件。第一夹具设置于膜电极的一侧。第二夹具设置于膜电极远离第一夹具的一侧，第一夹具与第二夹具配合能够对膜电极进行性能评测。加热件设置于第一夹具远离膜电极的一侧，加热件能够通过第二夹具对膜电极进行加热；制冷件设置于第二夹具远离膜电极的一侧，制冷件能够通过第二夹具对膜电极进行制冷。通过制冷件对膜电极进行制冷，能够实现对膜电极的迅速降温，配合能够对膜电极进行加热的加热件，能够有效满足膜电极的环境温度敏感性测试的需求。

Description

一种膜电极性能评测装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种膜电极性能评测装置。

背景技术

氢燃料电池性能主要取决于双极板流场结构、膜电极、封装工艺等，其中膜电极性能起到主要作用。膜电极开发过程中需要进行多次测试评估，膜电极的测试评估一般利用单电池夹具进行辅助测试。现有的单电池夹具采用在端板内置加热棒加热，或者在端板内设置流道进行水浴加热，并采用风冷方式降温，然而风冷降温的降温速度缓慢，不利于膜电极的性能评测。

因此，亟需一种膜电极性能评测装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种膜电极性能评测装置，能够实现对膜电极的迅速降温，有效满足膜电极环境温度敏感性测试的需求。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种膜电极性能评测装置，包括：

第一夹具，其设置于膜电极的一侧；

第二夹具，其设置于所述膜电极远离所述第一夹具的一侧，所述第一夹具与所述第二夹具配合能够对所述膜电极进行性能评测；

加热件，其设置于所述第一夹具远离所述膜电极的一侧，所述加热件能够通过所述第二夹具对所述膜电极进行加热；

制冷件，其设置于所述第二夹具远离所述膜电极的一侧，所述制冷件能够通过所述第二夹具对所述膜电极进行制冷。

作为优选，所述第一夹具与所述膜电极贴合，且能够覆盖所述膜电极，所述加热件与所述第一夹具贴合，且平行于所述膜电极设置，所述加热件能够覆盖所述第一夹具上所述膜电极所处的区域。

作为优选，所述膜电极性能评测装置还包括设置于所述加热件远离所述膜电极的一侧的温度传感器，所述温度传感器能够覆盖所述加热件。

作为优选，所述第二夹具与所述膜电极贴合，且能够覆盖所述膜电极，所述制冷件与所述第二夹具贴合，所述制冷件平行于所述膜电极设置，且能够覆盖所述第二夹具上所述膜电极所处的区域。

作为优选，所述膜电极性能评测装置还包括紧固装置，所述紧固装置包括：

第一盖板，其设置于所述第一夹具远离所述膜电极的一侧，所述第一盖板能够将所述加热件以及所述温度传感器压合于所述第一夹具上；

第二盖板，其设置于所述第二夹具远离所述膜电极的一侧，所述第二盖板能够将所述制冷件压合于所述第二夹具上；

紧固组件，其连接所述第一盖板与所述第二盖板。

作为优选，多个所述紧固组件沿所述膜电极性能评测装置的周向间隔设置，所述紧固组件包括：

连接件，所述连接件穿过所述第一盖板和所述第二盖板；

紧固件，其套设于所述连接件上与所述连接件螺接，旋转所述紧固件能够驱使所述第一夹具和所述第二夹具夹持所述膜电极。

作为优选，所述第一夹具远离所述膜电极的一侧设置有第一容纳槽，所述第一容纳槽沿所述膜电极延伸方向的截面尺寸与所述膜电极相同，所述加热件设置于所述第一容纳槽内，所述温度传感器远离所述膜电极的一端的端面与所述第一夹具远离所述膜电极的一端的端面共面。

作为优选，所述第二夹具远离所述膜电极的一侧设置有第二容纳槽，所述第二容纳槽沿所述膜电极延伸方向的截面尺寸与所述膜电极相同，所述制冷件设置于所述第二容纳槽内，所述制冷件远离所述膜电极的一端的端面与所述第二夹具远离所述膜电极的一端的端面共面。

作为优选，所述第二盖板上设置有散热孔，所述散热孔与所述第二容纳槽对应设置。

作为优选，所述制冷件与所述第二盖板之间的接触处涂覆有绝热材料。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的膜电极性能评测装置，通过制冷件对膜电极进行制冷，能够实现对膜电极的迅速降温，配合能够对膜电极进行加热的加热件，能够有效满足膜电极的环境温度敏感性测试的需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的膜电极性能评测装置的结构示意图一；

图2是本实用新型实施例提供的膜电极性能评测装置的结构示意图二；

图3是本实用新型实施例提供的膜电极性能评测装置的爆炸图；

图4是本实用新型实施例提供的膜电极性能评测装置的第一端板的结构示意图一；

图5是本实用新型实施例提供的膜电极性能评测装置的第一端板的结构示意图二；

图6是本实用新型实施例提供的膜电极性能评测装置的第二端板的结构示意图一；

图7是本实用新型实施例提供的膜电极性能评测装置的第二端板的结构示意图二。

图中：

100、膜电极；

1、第一夹具；11、第一容纳槽；12、第一极板；13、第一集电板；14、第一端板；141、第三容纳槽；142、流道孔；

2、第二夹具；21、第二容纳槽；22、第二极板；23、第二集电板；24、第二端板；241、第四容纳槽；

3、加热件；4、制冷件；

5、紧固装置；

51、第一盖板；52、第二盖板；521、散热孔；53、紧固组件；531、连接件；532、紧固件；

6、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-3所示，本实施例提供一种膜电极性能评测装置，包括第一夹具1、第二夹具2、加热件3和制冷件4。第一夹具1设置于膜电极100的一侧。第二夹具2设置于膜电极100远离第一夹具1的一侧，第一夹具1与第二夹具2配合能够对膜电极100进行性能评测。加热件3设置于第一夹具1远离膜电极100 的一侧，加热件3能够通过第二夹具2对膜电极100进行加热；制冷件4设置于第二夹具2远离膜电极100的一侧，制冷件4能够通过第二夹具2对膜电极100进行制冷。通过制冷件4对膜电极100进行制冷，能够实现对膜电极100的迅速降温，配合能够对膜电极100进行加热的加热件3，能够有效满足膜电极 100的环境温度敏感性测试的需求。

可选地，如图2所示，第一夹具1与膜电极100贴合，且能够覆盖膜电极 100，加热件3与第一夹具1贴合，且平行于膜电极100设置，加热件3能够覆盖第一夹具1上膜电极100所处的区域。从而使加热件3能够对第一夹具1上膜电极100所处的区域进行均匀加热，并且第一夹具1能够将加热件3的热量均匀传递到膜电极100上。优选地，本实施例中的加热件3为陶瓷加热片，陶瓷加热片通电后能够发热，从而实现对膜电极100的加热。

可选地，如图3所示，本实施例提供的膜电极性能评测装置还包括设置于加热件3远离膜电极100的一侧的温度传感器6，温度传感器6能够覆盖加热件 3。通过使温度传感器6覆盖加热件3，使温度传感器6能够有效测量加热件3 的整体温度，从而提高对加热件3的温度监测精度，有利于对加热件3的温度调节。

可选地，如图2所示，第二夹具2与膜电极100贴合，且能够覆盖膜电极 100，制冷件4与第二夹具2贴合，制冷件4平行于膜电极100设置，且能够覆盖第二夹具2上膜电极100所处的区域。从而使制冷件4能够对第二夹具2上膜电极100所处的区域均匀制冷，并且第二夹具2能够均匀吸收膜电极100上的热量，从而对膜电极100进行均匀降温。优选地，本实施例中的制冷件4为半导体制冷片。半导体制冷片通过直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端分别吸收热量和放出热量，以实现制冷的目的。

可选地，如图1和图2所示，本实施例提供的膜电极性能评测装置还包括紧固装置5，紧固装置5包括第一盖板51、第二盖板52和紧固组件53。第一盖板51设置于第一夹具1远离膜电极100的一侧，第一盖板51能够将加热件3 压合于第一夹具1上。第二盖板52设置于第二夹具2远离膜电极100的一侧，第二盖板52能够将制冷件4压合于第二夹具2上。紧固组件53连接第一盖板 51与第二盖板52。

优选地，如图1和图2所示，多个紧固组件53沿膜电极100性能评测装置的周向间隔设置，紧固组件53包括连接件531和紧固件532。连接件531穿过第一盖板51和第二盖板52。紧固件532套设于连接件531上与连接件531螺接，旋转紧固件532能够驱使第一夹具1和第二夹具2夹持膜电极100。通过旋转紧固件532能够调节第一夹具1和第二夹具2对膜电极100的预紧力大小。具体地，在本实施例中，连接件531为螺栓，紧固件532为螺母。

可选地，如图3和图4所示，第一夹具1远离膜电极100的一侧设置有第一容纳槽11，第一容纳槽11沿膜电极100延伸方向的截面尺寸与膜电极100相同，加热件3与温度传感器6设置于第一容纳槽11内。加热件3与温度传感器 6沿膜电极100延伸方向的截面尺寸均与膜电极100相同。加热件3与第一容纳槽11的槽底之间通过导热硅脂粘接，导热硅脂既起到固定作用，由能提高加热件3与第一夹具1之间的导热效果。温度传感器6远离膜电极100的一端的端面与第一夹具1远离膜电极100的一端的端面共面。避免旋转紧固件532对膜电极100施加预紧力时第一盖板51损坏加热件3和温度传感器6。优选地，本实施例中的温度传感器6为贴片式热电偶。贴片式热电偶的温度监测精度高，有利于提高对加热件3的控温效果。

可选地，如图3-5所示，第一夹具1包括第一极板12、第一集电板13和第一端板14。第一极板12与膜电极100贴合，且能够覆盖膜电极100。第一集电板13设置于第一极板12远离膜电极100的一侧，且与第一极板12贴合。第一端板14设置于第一集电板13远离第一极板12的一侧。第一容纳槽11设置于第一端板14上远离膜电极100的一侧。第一盖板51通过螺钉固定于第一端板 14上。第一端板14上设置有第一连通槽，第一连通槽连通第一容纳槽11与第一端板14外侧，通过第一连通槽对加热件3进行供电。第一端板14靠近膜电极100的一侧还设置有第三容纳槽141，第一集电板13设置于第三容纳槽141 内，第一端板14靠近膜电极100的端面与第一极板12贴合。第三容纳槽141 对第一集电板13起到保护作用，避免旋转紧固件532对膜电极100施加预紧力时第一端板14损坏第一集电板13。第一端板14靠近膜电极100的一侧还设置有第二连通槽，第二连通槽连通第三容纳槽141与第一端板14的外侧，第一集电板13的第一信号输出部通过第二连通槽伸出第一极板12。伸出第一极板12 外的第一信号输出部上设置有多个信号线插头。电流、电压和阻抗等传输线与对应信号线插头连通。信号线插头采用香蕉头、莲花头、SAM头等，提高接插效率与信号传输稳定性。第一端板14上设置有流道孔142，氢气和空气管路连接到流道孔142上，为膜电极100供应氢气和空气。

可选地，如图3和图6所示，第二夹具2远离膜电极100的一侧设置有第二容纳槽21，制冷件4设置于第二容纳槽21内，制冷件4远离膜电极100的一端的端面与第二夹具2远离膜电极100的一端的端面共面。避免旋转紧固件532 对膜电极100施加预紧力时第二盖板52损坏制冷件4。制冷件4与容纳槽21的槽底之间通过导热硅脂粘接，导热硅脂既起到固定作用，又能提高制冷件4与第二夹具2之间的导热效果。

可选地，如图3所示，第二盖板52上设置有散热孔521，散热孔521与第二容纳槽21对应设置。在制冷件4靠近膜电极100的一侧进行制冷时，制冷件 4远离膜电极100的一侧处于散热状态，通过在第二盖板52上设置散热孔521，有利于制冷件4远离膜电极100的一侧的散热。具体地，在本实施例中，散热孔521设置有一个，散热孔521的尺寸小于制冷件4的尺寸，从而保证第二盖板52对制冷件4的限位效果，使第二盖板52能够将制冷件4压合在第二容纳槽21内。

可选地，制冷件4与第二盖板52之间的接触处涂覆有绝热材料。从而避免制冷件4的制冷过程中远离膜电极100一侧散发出的热量经由第二盖板52传递给第二夹具2而影响件4的制冷效果。

可选地，如图3、图6和图7所示，第二夹具2包括第二极板22、第二集电板23和第二端板24。第二极板22，其与膜电极100贴合，且能够覆盖膜电极100。第二集电板23，其设置于第二极板22远离膜电极100的一侧，且与第二极板22贴合。第二端板24设置于第二集电板23远离第二极板22的一侧。第二容纳槽21设置于第二端板24上远离膜电极100的一侧。第二盖板52通过螺钉固定于第二端板24上。第二端板24上设置有第三连通槽，第三连通槽连通第二容纳槽21与第二端板24外侧，通过第三连通槽对制冷件4进行供电。第二端板24靠近膜电极100的一侧还设置有第四容纳槽241，第二集电板23设置于第四容纳槽241内，第二端板24靠近膜电极100的端面与第二极板22贴合。第四容纳槽241对第二集电板23起到保护作用，避免旋转紧固件532对膜电极100施加预紧力时第二端板24损坏第二集电板23。第二端板24靠近膜电极100的一侧还设置有第四连通槽，第四连通槽连通第四容纳槽241与第二端板24的外侧，第二集电板23的第二信号输出部通过第四连通槽伸出第二极板 22。伸出第二极板22外的第二信号输出部上设置有多个信号线插头。电流、电压和阻抗等传输线与对应信号线插头连通。信号线插头采用香蕉头、莲花头、 SAM头等，提高接插效率与信号传输稳定性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膜电极性能评测装置，其特征在于，包括：

第一夹具(1)，其设置于膜电极(100)的一侧；

第二夹具(2)，其设置于所述膜电极(100)远离所述第一夹具(1)的一侧，所述第一夹具(1)与所述第二夹具(2)配合能够对所述膜电极(100)进行性能评测；

加热件(3)，其设置于所述第一夹具(1)远离所述膜电极(100)的一侧，所述加热件(3)能够通过所述第二夹具(2)对所述膜电极(100)进行加热；

制冷件(4)，其设置于所述第二夹具(2)远离所述膜电极(100)的一侧，所述制冷件(4)能够通过所述第二夹具(2)对所述膜电极(100)进行制冷。

2.根据权利要求1所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，所述第一夹具(1)与所述膜电极(100)贴合，且能够覆盖所述膜电极(100)，所述加热件(3)与所述第一夹具(1)贴合，且平行于所述膜电极(100)设置，所述加热件(3)能够覆盖所述第一夹具(1)上所述膜电极(100)所处的区域。

3.根据权利要求2所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，还包括设置于所述加热件(3)远离所述膜电极(100)的一侧的温度传感器(6)，所述温度传感器(6)能够覆盖所述加热件(3)。

4.根据权利要求3所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，所述第二夹具(2)与所述膜电极(100)贴合，且能够覆盖所述膜电极(100)，所述制冷件(4)与所述第二夹具(2)贴合，所述制冷件(4)平行于所述膜电极(100)设置，且能够覆盖所述第二夹具(2)上所述膜电极(100)所处的区域。

5.根据权利要求4所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，还包括紧固装置(5)，所述紧固装置(5)包括：

第一盖板(51)，其设置于所述第一夹具(1)远离所述膜电极(100)的一侧，所述第一盖板(51)能够将所述加热件(3)以及所述温度传感器(6)压合于所述第一夹具(1)上；

第二盖板(52)，其设置于所述第二夹具(2)远离所述膜电极(100)的一侧，所述第二盖板(52)能够将所述制冷件(4)压合于所述第二夹具(2)上；

紧固组件(53)，其连接所述第一盖板(51)与所述第二盖板(52)。

6.根据权利要求5所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，多个所述紧固组件(53)沿所述膜电极(100)性能评测装置的周向间隔设置，所述紧固组件(53)包括：

连接件(531)，所述连接件(531)穿过所述第一盖板(51)和所述第二盖板(52)；

紧固件(532)，其套设于所述连接件(531)上与所述连接件(531)螺接，旋转所述紧固件(532)能够驱使所述第一夹具(1)和所述第二夹具(2)夹持所述膜电极(100)。

7.根据权利要求5所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，所述第一夹具(1)远离所述膜电极(100)的一侧设置有第一容纳槽(11)，所述第一容纳槽(11)沿所述膜电极(100)延伸方向的截面尺寸与所述膜电极(100)相同，所述加热件(3)设置于所述第一容纳槽(11)内，所述温度传感器(6)远离所述膜电极(100)的一端的端面与所述第一夹具(1)远离所述膜电极(100)的一端的端面共面。

8.根据权利要求5所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，所述第二夹具(2)远离所述膜电极(100)的一侧设置有第二容纳槽(21)，所述第二容纳槽(21)沿所述膜电极(100)延伸方向的截面尺寸与所述膜电极(100)相同，所述制冷件(4)设置于所述第二容纳槽(21)内，所述制冷件(4)远离所述膜电极(100)的一端的端面与所述第二夹具(2)远离所述膜电极(100)的一端的端面共面。

9.根据权利要求8所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，所述第二盖板(52)上设置有散热孔(521)，所述散热孔(521)与所述第二容纳槽(21)对应设置。

10.根据权利要求9所述的膜电极性能评测装置，其特征在于，所述制冷件(4)与所述第二盖板(52)之间的接触处涂覆有绝热材料。

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