CN217787320U

CN217787320U - 测试装置

Info

Publication number: CN217787320U
Application number: CN202221650848.5U
Authority: CN
Inventors: 潘昱轩; 常磊; 曾箐雨; 王小惠; 刘济舟; 张涵月; 张荣尊; 王宝丽; 徐敏; 翟博文
Original assignee: Spic Hydrogen Energy Technology Development Co Ltd
Current assignee: Spic Hydrogen Energy Technology Development Co Ltd
Priority date: 2022-06-29
Filing date: 2022-06-29
Publication date: 2022-11-11
Anticipated expiration: 2032-06-29

Abstract

本实用新型提供了一种测试装置，测试装置包括电子负载和依次放置的第一端板、第一绝缘板、第一集流板、第一单极板、第一密封垫片、双极板、第二密封垫片、第二单极板、第二集流板、第二绝缘板、第二端板；其中，第一密封垫片和双极板之间以及第二密封垫片和双极板之间用于放置待测试的膜电极封装，第一端板具有阳极气路入口和阴极气路出口，第二端板具有阳极气路出口和阴极气路入口，测试装置内具有氢气通道和空气通道，氢气通道的两端分别和阳极气路入口、阳极气路出口连通，空气通道的两端分别和阴极气路入口、阴极气路出口连通；第一集流板、第二集流板连接均和电子负载连接。通过本实用新型提供的技术方案，能够优化现有技术中的测试装置。

Description

测试装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种测试装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂内的化学能直接转化为电能的能源装置，具有能量转换效率高、环境污染少、使用寿命长等优点，可适用于交通、电站、可移动电源等多种场合，具有广阔的市场应用前景。其中，车用燃料电池的耐久性是重要的技术挑战之一。车用燃料电池的耐久性受双极板、膜电极等多种因素的影响，而在现有技术中通常采用测试装置测试燃料电池耐久性的方式，但是，这种方式的密封效果较差，从而会出现测试效果差的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种测试装置，以优化现有技术中的测试装置。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种测试装置，测试装置包括电子负载和依次放置的第一端板、第一绝缘板、第一集流板、第一单极板、第一密封垫片、双极板、第二密封垫片、第二单极板、第二集流板、第二绝缘板、第二端板；其中，第一密封垫片和双极板之间以及第二密封垫片和双极板之间用于放置待测试的膜电极封装，第一端板具有阳极气路入口和阴极气路出口，第二端板具有阳极气路出口和阴极气路入口，测试装置内具有氢气通道和空气通道，氢气通道的两端分别和阳极气路入口、阳极气路出口连通，空气通道的两端分别和阴极气路入口、阴极气路出口连通；第一集流板、第二集流板连接均和电子负载连接。

进一步地，第一单极板、第二单极板和双极板的侧壁均设置有第一插孔，测试装置还包括加热棒，第一插孔用于插入加热棒或输入冷却液。

进一步地，阳极气路入口和阴极气路出口间隔设置在第一端板的上部，阳极气路出口和阴极气路入口间隔设置在第二端板的下部，或阳极气路入口和阴极气路出口间隔设置在第一端板的下部，阳极气路出口和阴极气路入口间隔设置在第二端板的上部。

进一步地，阳极气路入口和阴极气路出口均相对于第一端板的端面倾斜设置，阳极气路出口和阴极气路入口均相对于第二端板的端面倾斜设置。

进一步地，第一集流板和第二集流板上均设置有导电接头，导电接头用于和电子负载连接。

进一步地，第一单极板、第二单极板和双极板的侧壁均设置有第二插孔，测试装置还包括电压巡检仪和热电偶，第二插孔用于和电压巡检仪或热电偶连接。

进一步地，第一单极板、第二单极板和双极板均由石墨材料制成。

进一步地，第一端板和第二端板均由合金材料制成；第一绝缘板和第二绝缘板均由硅胶材料制成；第一集流板和第二集流板均由铜材料制成。

进一步地，测试装置还包括紧固件，紧固件依次穿过第一端板、第一绝缘板、第一集流板、第一单极板、第一密封垫片、双极板、第二密封垫片、第二单极板、第二集流板、第二绝缘板、第二端板。

进一步地，紧固件为螺栓，紧固件的表面具有绝缘层。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种测试装置，测试装置包括电子负载和依次放置的第一端板、第一绝缘板、第一集流板、第一单极板、第一密封垫片、双极板、第二密封垫片、第二单极板、第二集流板、第二绝缘板、第二端板；其中，第一密封垫片和双极板之间以及第二密封垫片和双极板之间用于放置待测试的膜电极封装，第一端板具有阳极气路入口和阴极气路出口，第二端板具有阳极气路出口和阴极气路入口，测试装置内具有氢气通道和空气通道，氢气通道的两端分别和阳极气路入口、阳极气路出口连通，空气通道的两端分别和阴极气路入口、阴极气路出口连通；第一集流板、第二集流板连接均和电子负载连接。采用该方案，在第一密封垫片和双极板之间以及第二密封垫片和双极板之间用于放置待测试的膜电极封装，这样可以根据膜电极封装的厚度及实际所需的压缩率来选择合适厚度第一密封垫片和第二密封垫片，既能够控制膜电极封装的压缩率，又可以对膜电极封装起到密封作用，从而防止膜电极封装中的膜电极出现过压或者单低的现象。并且将阳极气路入口和阴极气路出口设置在第一端板上，将阳极气路出口和阴极气路入口设置在第二端板上，这样能够充分增强膜电极封装之间气体流量的均匀性，使得反应更加充分，且可以通过阴极生成的水对阳极气体进行加湿，从而提高了阳极气体的湿度，进而降低了在长时间的耐久实验中系统外部加湿罐的工作压力。通过将第一集流板、第二集流板连接均和电子负载连接，这样可以通过电子负载监控工作电流及电压，保证了工作时的稳定性。其中，过压现象是指测试装置在装配时，由于装配压力过大，导致膜电极封装中的膜电极被压的过紧，使得膜电极中的气体流道堵塞，从而对膜电极的性能造成影响；单低现象是指由于膜电极中的气体流道堵塞等因素，使得膜电极中的气体流通效果差，此时会出现相邻膜电极对其进行充电的现象，从而对膜电极造成损坏。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例提供的测试装置的结构示意图；

图2示出了图1中测试装置的爆炸图；

图3示出了图1中测试装置的正视图；

图4示出了图1中测试装置的后视图；

图5示出了图1中测试装置的俯视图；

图6示出了图1中测试装置的左视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一端板；11、阳极气路入口；12、阴极气路出口；20、第一绝缘板；30、第一集流板；31、导电接头；40、第一单极板；41、第一插孔；42、第二插孔；51、双极板；52、第一密封垫片；53、第二密封垫片；60、第二单极板；70、第二集流板；80、第二绝缘板；90、第二端板；91、阳极气路出口；92、阴极气路入口；100、膜电极封装。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图6所示，本实用新型的实施例提供了一种测试装置，测试装置包括电子负载和依次放置的第一端板10、第一绝缘板20、第一集流板30、第一单极板40、第一密封垫片52、双极板51、第二密封垫片53、第二单极板60、第二集流板70、第二绝缘板80、第二端板90；其中，第一密封垫片52和双极板51之间以及第二密封垫片53和双极板51之间用于放置待测试的膜电极封装100，第一端板10具有阳极气路入口11和阴极气路出口12，第二端板90具有阳极气路出口91和阴极气路入口92，测试装置内具有氢气通道和空气通道，氢气通道的两端分别和阳极气路入口11、阳极气路出口91连通，空气通道的两端分别和阴极气路入口92、阴极气路出口12连通；第一集流板30、第二集流板70连接均和电子负载连接。

采用该方案，在第一密封垫片52和双极板51之间以及第二密封垫片53和双极板51之间用于放置待测试的膜电极封装100，这样可以根据膜电极封装100的厚度及实际所需的压缩率来选择合适厚度第一密封垫片52和第二密封垫片53，既能够控制膜电极封装100的压缩率，又可以对膜电极封装100起到密封作用，从而防止膜电极封装100出现过压或者单低的现象。并且将阳极气路入口11和阴极气路出口12设置在第一端板10上，将阳极气路出口91和阴极气路入口92设置在第二端板90上，这样能够充分增强膜电极封装100之间气体流量的均匀性，使得反应更加充分，且可以通过阴极生成的水对阳极气体进行加湿，从而提高了阳极气体的湿度，进而降低了在长时间的耐久实验中系统外部加湿罐的工作压力。通过将第一集流板30、第二集流板70连接均和电子负载连接，这样可以通过电子负载监控工作电流及电压，保证了工作时的稳定性。

其中，过压现象是指测试装置在装配时，由于装配压力过大，导致膜电极封装100中的膜电极被压的过紧，使得膜电极中的气体流道堵塞，从而对膜电极的性能造成影响；单低现象是指由于膜电极中的气体流道堵塞等因素，使得膜电极中的气体流通效果差，此时会出现相邻膜电极对其进行充电的现象，从而对膜电极造成损坏。

其中，第一单极板40、第二单极板60和双极板51的侧壁均设置有第一插孔41，测试装置还包括加热棒，第一插孔41用于插入加热棒或输入冷却液。通过在第一单极板40、第二单极板60和双极板51的侧壁设置第一插孔41，能够插入加热棒或者输入冷却液，从而对第一单极板40、第二单极板60和双极板51进行精准控温，保证处在最合适的温度范围内。其中，在第一插孔41的两端开口处设置有螺纹接头，保证了连接的可靠性。

在本实施例中，阳极气路入口11和阴极气路出口12间隔设置在第一端板10的上部，阳极气路出口91和阴极气路入口92间隔设置在第二端板90的下部，或阳极气路入口11和阴极气路出口12间隔设置在第一端板10的下部，阳极气路出口91和阴极气路入口92间隔设置在第二端板90的上部。采用上述两者设置方式，使得进入的氢气和空气能够充分反应，增强了气体流量的均匀性。

具体地，阳极气路入口11和阴极气路出口12均相对于第一端板10的端面倾斜设置，阳极气路出口91和阴极气路入口92均相对于第二端板90的端面倾斜设置。将阳极气路入口11和阴极气路出口12均相对于第一端板10的端面倾斜设置，并且将阳极气路出口91和阴极气路入口92均相对于第二端板90的端面倾斜设置，这样可使在阴极生成的水由于重力的作用，会自动从阴极气路入口92、阴极气路出口12流出，从而保证了测试装置自身的耐久性。

如图3所示，第一集流板30和第二集流板70上均设置有导电接头31，导电接头31用于和电子负载连接。在第一集流板30和第二集流板70上设置导电接头31，这样可以通过导电接头31和电子负载进行连接，从而能够监控工作电流及电压，保证了工作时的稳定性。

如图5所示，第一单极板40、第二单极板60和双极板51的侧壁均设置有第二插孔42，测试装置还包括电压巡检仪和热电偶，第二插孔42用于和电压巡检仪或热电偶连接。通过在第一单极板40、第二单极板60和双极板51的侧壁设置第二插孔42，这样通过第二插孔42能够和电压巡检仪或热电偶连接，这样可以检测第一单极板40、第二单极板60和双极板51的温度及电压，保证其工作时的稳定性。

在本实施例中，第一单极板40、第二单极板60和双极板51均由石墨材料制成。通过将第一单极板40、第二单极板60和双极板51的材料设置成石墨，这样能够保证第一单极板40、第二单极板60和双极板51自身的耐久性和结构强度，从而提高了测试装置的使用寿命。

具体地，第一端板10和第二端板90均由合金材料制成；第一绝缘板20和第二绝缘板80均由硅胶材料制成；第一集流板30和第二集流板70均由铜材料制成。将第一端板10和第二端板90的材料设置成合金，保证了第一端板10和第二端板90的结构强度；将第一绝缘板20和第二绝缘板80的材料设置成硅胶，具有良好的绝缘性；将第一集流板30和第二集流板70的材料设置成铜，具有良好的导电性。

在本实施例中，测试装置还包括紧固件，紧固件依次穿过第一端板10、第一绝缘板20、第一集流板30、第一单极板40、第一密封垫片52、双极板51、第二密封垫片53、第二单极板60、第二集流板70、第二绝缘板80、第二端板90。通过设置紧固件，能够将第一端板10、第一绝缘板20、第一集流板30、第一单极板40、第一密封垫片52、双极板51、第二密封垫片53、第二单极板60、第二集流板70、第二绝缘板80、第二端板90连接起来。

其中，紧固件为螺栓，紧固件的表面具有绝缘层。将紧固件设置成螺栓，便于安装和拆卸；且将紧固件的表面设置有绝缘层，这样能够避免在工作过程中产生干扰。

具体地，膜电极封装100包括边框和设置在边框内的膜电极，边框由绝缘耐热高强度薄膜材料裁切制成，既保证了使用寿命，又能够在工作过程中避免对膜电极产生干扰。

和现有技术对比，本方案的优点如下：

将阳极气路入口和阴极气路出口间隔设置在第一端板的上部，阳极气路出口和阴极气路入口间隔设置在第二端板的下部，这样可显著增强各片膜电极之间气体流量均匀性，并且又可以使用阴极尾气为阳极气体加湿，可以显著降低测试系统压力，增强测试系统耐用性；通过设置第二插孔，可以检测每片膜电极温度及电压；通过设置第一插孔，既可以插入加热棒进行控温，又可接入控温液进行精确控温，同时还能够借助外部水路进行控温液分配；采用石墨极板、强排水设计等可以保证夹具自身耐久性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种测试装置，其特征在于，所述测试装置包括电子负载和依次放置的第一端板(10)、第一绝缘板(20)、第一集流板(30)、第一单极板(40)、第一密封垫片(52)、双极板(51)、第二密封垫片(53)、第二单极板(60)、第二集流板(70)、第二绝缘板(80)、第二端板(90)；其中，所述第一密封垫片(52)和所述双极板(51)之间以及所述第二密封垫片(53)和所述双极板(51)之间用于放置待测试的膜电极封装(100)，所述第一端板(10)具有阳极气路入口(11)和阴极气路出口(12)，所述第二端板(90)具有阳极气路出口(91)和阴极气路入口(92)，所述测试装置内具有氢气通道和空气通道，所述氢气通道的两端分别和所述阳极气路入口(11)、所述阳极气路出口(91)连通，所述空气通道的两端分别和所述阴极气路入口(92)、所述阴极气路出口(12)连通；所述第一集流板(30)、所述第二集流板(70)连接均和所述电子负载连接。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一单极板(40)、所述第二单极板(60)和所述双极板(51)的侧壁均设置有第一插孔(41)，所述测试装置还包括加热棒，所述第一插孔(41)用于插入所述加热棒或输入冷却液。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述阳极气路入口(11)和所述阴极气路出口(12)间隔设置在所述第一端板(10)的上部，所述阳极气路出口(91)和所述阴极气路入口(92)间隔设置在所述第二端板(90)的下部，或所述阳极气路入口(11)和所述阴极气路出口(12)间隔设置在所述第一端板(10)的下部，所述阳极气路出口(91)和所述阴极气路入口(92)间隔设置在所述第二端板(90)的上部。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述阳极气路入口(11)和所述阴极气路出口(12)均相对于所述第一端板(10)的端面倾斜设置，所述阳极气路出口(91)和所述阴极气路入口(92)均相对于所述第二端板(90)的端面倾斜设置。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一集流板(30)和所述第二集流板(70)上均设置有导电接头(31)，所述导电接头(31)用于和所述电子负载连接。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一单极板(40)、所述第二单极板(60)和所述双极板(51)的侧壁均设置有第二插孔(42)，所述测试装置还包括电压巡检仪和热电偶，所述第二插孔(42)用于和所述电压巡检仪或所述热电偶连接。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一单极板(40)、所述第二单极板(60)和所述双极板(51)均由石墨材料制成。

8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一端板(10)和所述第二端板(90)均由合金材料制成；所述第一绝缘板(20)和所述第二绝缘板(80)均由硅胶材料制成；所述第一集流板(30)和所述第二集流板(70)均由铜材料制成。

9.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括紧固件，所述紧固件依次穿过所述第一端板(10)、所述第一绝缘板(20)、所述第一集流板(30)、所述第一单极板(40)、所述第一密封垫片(52)、所述双极板(51)、所述第二密封垫片(53)、所述第二单极板(60)、所述第二集流板(70)、所述第二绝缘板(80)、所述第二端板(90)。

10.根据权利要求9所述的测试装置，其特征在于，所述紧固件为螺栓，所述紧固件的表面具有绝缘层。