CN217980697U - 一种燃料电池双极板密封检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池双极板密封检测装置，双极板上具有氢气公用通道、水公用通道和空气公用通道，燃料电池双极板密封检测装置包括压机，还包括密封装夹系统和气体控制系统；所述密封装夹系统包括设置于所述底板上的承载台、设置于所述承载台上用于装夹双极板的密封板以及设置于所述压板下端面用于压紧所述密封板与双极板的进气密封压板；所述密封板及进气密封压板上对应双极板的氢气公用通道、水公用通道和空气公用通道位置分别设置有氢气通气孔、水通气孔和空气通气孔；所述气体控制系统包括氢路子系统、水路子系统和空路子系统。本实用新型可以实现多块双极板的同时检测，同时双极板不用预先粘接胶线，检测效率高。

Description

一种燃料电池双极板密封检测装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池双极板密封检测装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池是以氢气为燃料，通过和空气中的氧气发生氧化还原反应，将燃料中的化学能转变成电能的装置。一般质子交换膜燃料电池结构由双极板(阳极板和阴极板)、膜电极以及一些密封组件进行重复堆叠形成一个包含大量单电池单元的电堆。

其中，质子交换膜型燃料电池，从冷却形式上可分为两类，一类用液体做冷却剂(大部分去离子水做冷却剂)称为液冷电池或水冷电池，另一类用空气做冷却剂，称为空冷电池或风冷电池；目前大功率燃料电池堆基本都是水冷电池，水冷电池用的双极板一般是由阳极板和阴极板焊接或粘结而成，中间形成密封的冷却水腔，需要对双极板冷却水腔和气体公用通道进行密封检测，因此，检测装置对双极板的密封检测的效率和质量尤为重要。

现有双极板密封检测装置很多种，普遍存在检测时间长，检测效率不高的问题，不能实现多个双极板密封快速检验，双极板密封检测时，不能同步装夹下一次检测的双极板，双极板密封检测前需提前粘结好密封胶线，例如，公告号为CN209342311U的专利说明书中公开了一种燃料电池双极板装配区域密封性检测装置，包括气压系统、加压装置以及测试夹具，测试夹具包括测试上端板和测试下端板，测试夹具置于加压装置中，气压系统通过管路与被检测双极板的空气进出口、氢气进出口和冷却水进出口相连，连接管路中设有控制进出的电磁阀和测量压力的压力表。

上述技术方案的不足是：第一，双极板检测前需粘结密封胶线，第二，不能一次检测多块双极板，第三，检测时，需保持1～10分钟，观察压力表的变化，在这段时间内，不能装夹第二批待检的双极板，第四，不能检测氢气公用通道和空气公用通道密封。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种燃料电池双极板密封检测装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池双极板密封检测装置，可以实现多块双极板的同时检测，同时双极板不用预先粘接胶线，检测效率高。

一种燃料电池双极板密封检测装置，双极板上具有氢气公用通道、水公用通道和空气公用通道，燃料电池双极板密封检测装置包括压机，所述压机包括压板、底板以及用于驱动所述压板朝所述底板方向移动的第一驱动件，所述燃料电池双极板密封检测装置还包括密封装夹系统和气体控制系统；

所述密封装夹系统包括设置于所述底板上的承载台、设置于所述承载台上用于装夹双极板的密封板以及设置于所述压板下端面用于压紧所述密封板与双极板的进气密封压板；所述密封板及进气密封压板上对应双极板的氢气公用通道、水公用通道和空气公用通道位置分别设置有氢气通气孔、水通气孔和空气通气孔；

所述气体控制系统包括分别向所述进气密封压板上的氢气通气孔、水通气孔和空气通气孔通气的氢路子系统、水路子系统和空路子系统。

本方案在对双极板进行检测时，在承载台上依次放置密封板、双极板…，最后放置密封板，可以实现多块双极板的同时检测，同时双极板不用预先粘接胶线，检测效率大大提高。

作为优选，所述密封装夹系统还包括设置于所述底板上用于支撑所述承载台且平行设置的垫板以及用于驱动所述承载台旋转的第二驱动件，所述垫板的上端面设置与所述承载台接触的万向滚珠；

所述承载台上设有双极板装夹工位和双极板检测工位，通过驱动承载台旋转进行工位的切换。

本方案通过在承载台上设双极板装夹工位和双极板检测工位，在进行密封检测的同时能装夹第二批待检的双极板，大大节省检测时间。

进一步优选，所述垫板的上端面还设置有用于支撑所述万向滚珠的弹性件。弹性件可以保证万向滚珠能上下微浮动。

进一步优选，所述双极板检测工位设有用于定位双极板和密封板的定位杆。

作为优选，所述气体控制系统还包括减压器和流量计，所述减压器的入口端连接检测气源，减压器出口端与所述流量计的入口端连接，流量计的出口端分别连接所述氢路子系统、水路子系统和空路子系统。

进一步优选，所述的氢路子系统包括第一管道，所述第一管道上沿气流方向依次设置有氢路进气电磁阀、氢路排气电磁阀和第一压力表；

所述水路子系统包括第二管道，所述第二管道上沿气流方向依次设置有水路进气电磁阀、水路排气电磁阀和第二压力表；

所述空路子系统包括第三管道，所述第三管道上沿气流方向依次设置有空路进气电磁阀、空路排气电磁阀和第三压力表。

作为优选，所述压机还包括用于安装所述第一驱动件的顶板，所述顶板与底板之间通过导柱连接，所述压板滑动设置于所述导柱上。

本实用新型的有益效果：

(1)检测设备造价低，自动化程度高，检测效率高。

(2)操作简单，双极板不用预先粘接胶线，可全面检测双极板的焊接处的气密性。

(3)流量计与压力表同时使用，相互验证，增加了检测的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为双极板的主视图；

图4为气体控制系统的结构简图。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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1-3所示，一种燃料电池双极板密封检测装置，包括压机、密封装夹系统和气体控制系统。

压机包括顶板1、底板2、压板3和第一驱动件4，顶板1和底板2通过位于四角的四根导柱5连接，压板3滑动设置于导柱5上，第一驱动件4固定在顶板1上，且第一驱动件4的活动端与压板3固定，以驱动压板3在导柱5上滑动。其中，第一驱动件4采用气缸或油缸；压板3和底板2尺寸根据设计定制；压机还设有压力传感器，可参照燃料电池堆组装压力设定压机压力。

密封装夹系统包括两块垫板6、旋转气缸7、承载台8、多块密封板9以及进气密封压板10。

两块垫板6为两块高度一致的矩形铁块，平行固定在底板2上，承载台8设置于两块垫板6上；本实施例中，垫板6上端面设有槽孔，槽孔内先放置碟簧11再安装万向滚珠12，用于承载台8旋转时在万向滚珠12上滑动，由于有碟簧11，万向滚珠12可上下微浮动。

旋转气缸7固定底板2上两块垫板6中间，旋转气缸7上设有拨销71，用于拨动承载台8旋转，旋转气缸7用管道连接压力为0.2～0.8MPa压缩空气源，承载台8是一块矩形厚钢板，上下两面经磨削加工，承载台8下端面中心周围均布有数个盲孔，旋转气缸7上的拨销71插入其中；承载台8上设有双极板装夹工位和双极板检测工位，旋转180°时可相互转换。

双极板检测工位设有定位杆13，用于定位双极板14和密封板9；密封板9是1～5mm的塑料板制成，外形与双极板14一致，与双极板14氢气公用通道15、水公用通道16和空气公用通道17对应的位置设有氢气通气孔18、水通气孔19和空气通气孔20以及定位用的定位孔21，上下两面粘接双极板14用的密封胶线22，密封板9应制成多块，用于多块双极板14同时检测。

进气密封压板10是上下两面经磨削加工的金属板或亚克力板，厚度20～30毫米，外形比双极板14略大，固定在压板3下端面，检测时正对双极板检测工位；进气密封压板10一端与双极板14氢气公用通道15、水公用通道16和空气公用通道17对应的位置设有氢气通气孔18、水通气孔19和空气通气孔20，通气孔分别用管道与气体控制系统相连。

如图4所示，气体控制系统包括减压器23、流量计24、以及并联的氢路子系统、水路子系统和空路子系统；减压器23入口端连接压力为0.2～0.8MPa检测气源，减压器23出口端与流量计24入口端连接，流量计24出口端分别连接氢路子系统、水路子系统和空路子系统。

本实施例中，氢路子系统包括第一管道，第一管道上沿气流方向依次设置有氢路进气电磁阀25、氢路排气电磁阀26和第一压力表27，第一管道与进气密封压板10的氢气通气孔18相连；水路子系统包括第二管道，第二管道上沿气流方向依次设置有水路进气电磁阀28、水路排气电磁阀29和第二压力表30，第二管道与进气密封压板10的水通气孔19相连；空路子系统包括第三管道，第三管道上沿气流方向依次设置有空路进气电磁阀31、空路排气电磁阀32和第三压力表33，第三管道与进气密封压板10的空气通气孔20相连。

本实用新型的检测方法如下：

将一块密封板9放置承载台8上的双极板装夹工位，密封板9的定位孔21穿入检测工位上的定位杆13，用同样方式放置要检测的双极板14，接着重复放置密封板9、双极板14，最后放置密封板9，形成一批检测双极板。

开启旋转气缸7，承载台8旋转180°，旋转到双极板检测工位上，即转动到压机压制位置，开动压机，压板3和进气密封压板10下滑压制，压机传感器显示到电堆组装压力时停止，接着打开检测气源，减压器23压力调整为规定的检测压力；这时，水路进气电磁阀28打开，氢路进气电磁阀24、空路进气电磁阀31关闭，水路排气电磁阀29关闭，氢路排气电磁阀26、空路排气电磁阀32打开，进入检测，观察流量计24或第二压力表30的变化，如果流量计24或第二压力表30的变化在合格的规定范围内，说明双极板水腔密封良好；接着打开氢路进气电磁阀25，关闭氢路排气电磁阀26，如果流量计24或第一压力表27的变化在合格的规定范围内，说明氢气公用通道15密封良好；接着打开空路进气电磁阀31，关闭空路排气电磁阀32，观察流量计24或第三压力表33，如果流量计24或第三压力表33的变化在合格的规定范围内，说明空气公用通道17密封良好，在进入检测1～10分钟内，可重复上述步骤进行第二批待检的双极板装夹。

如果流量计24或压力表的变化在合格的规定范围内，关闭检测气源，打开氢路排气电磁阀26、水路排气电磁阀29、空路排气电磁阀32，打开压机，承载台8旋转180°，卸下检测完成的双极板14，进行第二批双极板检测。

如果流量计24或压力表的变化不在合格的规定范围内，需对此批不合格的双极板14进行分组或逐个检测，重复上述步骤，找出一片或几片双极板14密封不合格品，并且找出是在双极板14水腔漏或氢气公用通道漏15或空气公用通道17漏。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (7)

1.一种燃料电池双极板密封检测装置，双极板上具有氢气公用通道、水公用通道和空气公用通道，燃料电池双极板密封检测装置包括压机，所述压机包括压板、底板以及用于驱动所述压板朝所述底板方向移动的第一驱动件，其特征在于，所述燃料电池双极板密封检测装置还包括密封装夹系统和气体控制系统；

所述密封装夹系统包括设置于所述底板上的承载台、设置于所述承载台上用于装夹双极板的密封板以及设置于所述压板下端面用于压紧所述密封板与双极板的进气密封压板；所述密封板及进气密封压板上对应双极板的氢气公用通道、水公用通道和空气公用通道位置分别设置有氢气通气孔、水通气孔和空气通气孔；

所述气体控制系统包括分别向所述进气密封压板上的氢气通气孔、水通气孔和空气通气孔通气的氢路子系统、水路子系统和空路子系统。

2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封检测装置，其特征在于，所述密封装夹系统还包括设置于所述底板上用于支撑所述承载台且平行设置的垫板以及用于驱动所述承载台旋转的第二驱动件，所述垫板的上端面设置与所述承载台接触的万向滚珠；

所述承载台上设有双极板装夹工位和双极板检测工位，通过驱动承载台旋转进行工位的切换。

3.根据权利要求2所述的燃料电池双极板密封检测装置，其特征在于，所述垫板的上端面还设置有用于支撑所述万向滚珠的弹性件。

4.根据权利要求2所述的燃料电池双极板密封检测装置，其特征在于，所述双极板检测工位设有用于定位双极板和密封板的定位杆。

5.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封检测装置，其特征在于，所述气体控制系统还包括减压器和流量计，所述减压器的入口端连接检测气源，减压器出口端与所述流量计的入口端连接，流量计的出口端分别连接所述氢路子系统、水路子系统和空路子系统。

6.根据权利要求5所述的燃料电池双极板密封检测装置，其特征在于，所述的氢路子系统包括第一管道，所述第一管道上沿气流方向依次设置有氢路进气电磁阀、氢路排气电磁阀和第一压力表；

所述水路子系统包括第二管道，所述第二管道上沿气流方向依次设置有水路进气电磁阀、水路排气电磁阀和第二压力表；

所述空路子系统包括第三管道，所述第三管道上沿气流方向依次设置有空路进气电磁阀、空路排气电磁阀和第三压力表。

7.根据权利要求1所述的燃料电池双极板密封检测装置，其特征在于，所述压机还包括用于安装所述第一驱动件的顶板，所述顶板与底板之间通过导柱连接，所述压板滑动设置于所述导柱上。

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