CN219495601U - 用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统，所述燃料电池包括电堆和包围所述电堆的封装壳体，所述检测系统包括流体通路、第一流体支路、第二流体支路、检测装置和若干个封堵器，所述流体通路通过所述第一流体支路与所述电堆的流体入口连接，所述流体通路通过所述第二流体支路与所述封装壳体的流体入口连接，所述检测装置设于所述第二流体支路上，所述封堵器设置在所述电堆的流体出口和所述封装壳体的流体出口。检测系统在检测封装壳体气密性的同时还可以同步调节电堆内部和封装壳体内部的气压差，建立了电堆内与封装壳体内的压力平衡，起到对电堆的保护作用。

Description

用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，特别涉及一种用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统。

背景技术

燃料电池是一种通过将氢、氧在催化剂的作用下通过电化学反应把化学能转化为电能的装置，产物是水，对环境实现零污染、零排放，具有非常大的发展前景。

燃料电池的电堆模块是燃料电池系统的核心组成部分，一般由电堆和封装壳体组合而成，电堆防护安全级别通常要达到IP67要求，由于电堆本身没有任何防水、防尘设计，当电堆装机使用时需要提供一种具有防水、防尘封装壳体密封封装以保证电堆防护安全级别达到IP67要求。

电堆的封装壳体结构复杂，密封面多且加工一致性差，为了保证燃料电池电堆模块在装配生产过程中防护安全级别达到IP67要求，一般需要对封装好的燃料电池电堆模块做气密性检测，也就是对封装壳体做气密性检测，根据气密性检测结果来判断其防护安全级别是否达到设计要求，然而目前市面上针对电堆的封装壳体的气密性检测设备，结构过于复杂，且检测效果较为一般，在检测时电堆内部和电堆外部会形成气压差，对电堆造成挤压，使得电堆损坏。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的针对电堆的封装壳体的气密性检测设备，在检测时电堆内部和电堆外部会形成气压差，对电堆造成挤压，使得电堆损坏的缺陷，提供一种用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统，所述燃料电池包括电堆和包围所述电堆的封装壳体，所述检测系统包括流体通路、第一流体支路、第二流体支路、检测装置和若干个封堵器，所述流体通路通过所述第一流体支路与所述电堆的流体入口连接，所述流体通路通过所述第二流体支路与所述封装壳体的流体入口连接，所述检测装置设于所述第二流体支路上，所述封堵器设置在所述电堆的流体出口和所述封装壳体的流体出口。

在本方案中，用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统同时向电堆内部和封装壳体内部输送流体，使用封堵器将流体出口封堵，以此形成密闭空间，如此设置的系统在检测封装壳体气密性的同时还可以同步调节电堆内部和封装壳体内部的气压差，避免过大的气压差将电堆挤压，造成电堆的损坏，具有良好的检测效果和安全性。

较佳地，所述电堆的内部设有氢气腔、空气腔和水腔，所述第一流体支路包括同步连通的三个分支支路，分别与所述氢气腔、所述空气腔和所述水腔的流体入口连接。

在本方案中，电堆内部分别有三个腔体，第一流体支路又可分为三条支路，所述系统通过第一支路的三条支路分别与电堆内部的三个腔体相连。

较佳地，所述封堵器分别封堵所述氢气腔、所述空气腔和所述水腔的流体出口。

在本方案中，使用封堵器分别将电堆内部的三个腔体的流体出口封堵，实现对其密封，在电堆内部形成气压，既不会干扰封装壳体气密性的检测，也起到保护电堆不受内外气压差挤压受损的作用。

较佳地，所述封堵器分别封堵所述封装壳体的连接器接口和通气出口。

在本方案中，封装壳体具有与外部连接件连接的连接接口和通气出口，这两个出口都可视为流体出口，因此使用封堵器封堵实现封装壳体内部的密封，以便检测其气密性。

较佳地，所述检测装置包括流量计和压力传感器，所述流量计和所述压力传感器沿流体的流动方向依次设于所述第二流体支路上。

在本方案中，检测装置用于检测封装壳体的气密性，具体地利用流量计用于检测第二支路流过的流体流量，也即检测流入封装壳体的流体流量，压力传感器用于检测封装壳体内部的压力，在压力传感器的读数稳定在某一压力值时，读取流量计的数值，此时流量计的读数即为泄漏值。

较佳地，所述检测系统还包括第三流体支路，所述第三流体支路与所述流体通路连接，所述第一流体支路、所述第二流体支路和所述第三流体支路的流体入口端均与所述流体通路的流体出口端连通。

在本方案中，检测系统的第三流体支路为泄压支路，用于在检测完毕或检测超压时对系统进行泄压。同时，第一流体支路、第二流体支路和第三流体支路同步连接于流体通路的流体出口端，即三条支路的流体入口端贯通。

较佳地，所述检测系统还包括第一开关电磁阀和消音器，所述第一开关电磁阀和所述消音器沿流体的流动方向依次设于所述第三流体支路上。

在本方案中，第三流体支路设有开关电磁阀，在气密性检测时开关电磁阀关闭，气体不会进入第三流体支路，在需要泄压时，开关电磁阀打开，使气体流入第三流体支路进行泄压，具备自动泄压功能，避免了电堆受损，保证了测试的安全性与便利性。并且，在第三流体支路设置消音器，在泄压过程中能够消除管路排空时的噪音。

较佳地，所述检测系统还包括空气过滤器、第二开关电磁阀和比例电磁阀，所述空气过滤器、所述第二开关电磁阀和所述比例电磁阀沿流体流动方向依次设于所述流体通路上，其中，所述比例电磁阀设于所述流体通路与所述第一流体支路、所述第二流体支路和所述第三流体支路的连接处。

在本方案中，流体通路上设置空气过滤器用于过滤流体，第二开关电磁阀用于控制系统的气体通断，比例电磁阀能够实现流体在三条流体支路中的分配，优选地，比例电磁阀设置在流体通路与三条流体支路的连接处，即设置在流体通路的流体出口端，以便于分配流体进入各支路，特别是在第一流体支路和第二流体支路中分配流体，使两个支路中的流体气压保持相等。其中，在第二流体支路的压力传感器检测到的压力与比例电磁阀设定的压力相同时检测才开始进行，这样能保证电堆内部压力和封装壳体内部压力相同，不会形成气压差。

本实用新型的积极进步效果在于：

(1)检测系统通过设置的两条流体支路同时向电堆内部和封装壳体内部输送流体，使用封堵器将流体出口封堵，以此形成密闭空间，如此设置的检测系统在检测封装壳体气密性的同时还可以同步调节电堆内部和封装壳体内部的气压差，建立了电堆内与封装壳体内的压力平衡，起到对电堆的保护作用，避免过大的气压差将电堆挤压，造成电堆的损坏。

(2)本检测系统结构简单、操作简单，可实现气密性检测自动控制，提升了气密性检测效率，具有良好的检测效果和安全性，并且实用性和通用性强，可用于检测不同体积的电堆封装壳体。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的检测系统的结构示意图。

附图标记说明：

封装壳体1；

连接器接口11、通气出口12；

电堆2；

氢气腔21、空气腔22、水腔23；

流体通路3；

空气过滤器31、第二开关电磁阀32、比例电磁阀33；

第一流体支路4；

第二流体支路5；

流量计51、压力传感器52；

第三流体支路6；

第一开关电磁阀61、消音器62；

封堵器7。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1所示，本实施例提供一种用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统，燃料电池包括电堆2和包围电堆的封装壳体1，检测系统包括流体通路3、第一流体支路4、第二流体支路5、检测装置和若干个封堵器7，流体通路3通过第一流体支路4与电堆2的流体入口连接，流体通路3通过第二流体支路5与封装壳体1的流体入口连接，检测装置设于第二流体支路5上，封堵器7设置在电堆2的流体出口和封装壳体1的流体出口。

在本实施例中，检测系统同时向电堆2内部和封装壳体1内部输送流体，使用封堵器7将流体出口封堵，以此形成密闭空间，如此设置的检测系统在检测封装壳体1气密性的同时还可以同步调节电堆2内部和封装壳体1内部的气压差，避免过大的气压差将电堆2挤压，造成电堆2的损坏，具有良好的检测效果和安全性。在传统的封装壳体1的气密性检测中，只对封装壳体1内充气进行气密性检测，由于电堆2在封装壳体1内，电堆2进出口与大气相通，内部压力等于大气压，电堆2内部压力小于封装壳体1内充气压力，压力差会挤压电堆2密封件和膜电极，从而导致受损。

电堆2的内部设有设有氢气腔21、空气腔22和水腔23，第一流体支路4包括同步连通的三个分支支路，分别与氢气腔21、空气腔22和水腔23的流体入口连接。

在本实施例中，电堆2内部分别有三个腔体，第一流体支路4又可分为三条支路，检测系统通过第一流体支路4的三条支路分别与电堆2内部的三个腔体相连。在其他实施例中，第一流体支路4可根据需要与电堆2内部的其他腔体进行连接。

检测系统的封堵器7用于封堵氢气腔21、空气腔22和水腔23的流体出口；以及封堵封装壳体1的连接器接口和通气出口。

在本实施例中，使用封堵器7分别将电堆2内部的三个腔体的流体出口和封装壳体1的两个流体出口封堵，实现密封，并在电堆2内部和封装壳体1的内部形成气压，起到保护电堆2不受内外气压差挤压受损的作用。本实施例的封堵器7为堵头，在其他实施例中可以选用其他封堵装置作为封堵器7。

检测装置包括流量计51和压力传感器52，流量计51和压力传感器52沿流体的流动方向依次设于第二流体支路5上。

在本实施例中，检测装置用于检测封装壳体1的气密性，具体地利用流量计51用于检测第二流体支路5流过的流体流量，也即检测流入封装壳体1的流体流量，压力传感器52用于检测封装壳体1内部的压力，在压力传感器52的读数稳定在某一压力值时，读取流量计51的数值，此时流量计51的读数即为泄漏值。

检测系统还包括第三流体支路6，第三流体支路6与流体通路3连接。第一流体支路4、第二流体支路5和第三流体支路6的流体入口端均与流体通路3的流体出口端连通。

在本实施例中，检测系统的第三流体支路6为泄压支路，用于在封装壳体1的气密性检测完毕后或检测超压时对系统进行泄压。同时，第一流体支路4、第二流体支路5和第三流体支路6同步连接于流体通路3的流体出口端，即三条支路的流体入口端贯通。

在其他实施例中可不设置第三流体支路6，此时直接通过流体通路3作为泄压支路。

检测系统还包括第一开关电磁阀61和消音器62，第一开关电磁阀61和消音器62沿流体的流动方向依次设于第三流体支路6上。

在本实施例中，第三流体支路6设有开关电磁阀，在气密性检测时开关电磁阀关闭，气体不会进入第三流体支路6，在需要泄压时，开关电磁阀打开，使气体流入第三流体支路6进行泄压，具备自动泄压功能，避免了电堆受损，保证了测试的安全性与便利性。并且，在第三流体支路6设置消音器62，在泄压过程中能够消除管路排空时的噪音。

检测系统还包括空气过滤器31、第二开关电磁阀32和比例电磁阀33，空气过滤器31、第二开关电磁阀32和比例电磁阀33沿流体流动方向依次设于流体通路3上。其中，比例电磁阀33设于流体通路3与第一流体支路4、第二流体支路5和第三流体支路6的连接处。

在本实施例中，流体通路3上设置空气过滤器31用于过滤流体，第二开关电磁阀32用于控制流体的通断，比例电磁阀33能够实现流体在三条流体支路中的分配，优选地，比例电磁阀33设置在流体通路3与三条流体支路的连接处，即流体通路3的流体出口端，以便于分配流体，特别是在第一流体支路4和第二流体支路5中分配流体，使两个支路中的流体气压保持相等。其中，在第二流体支路5的压力传感器52检测到的压力与比例电磁阀33设定的压力相同时检测才开始进行，这样能保证电堆2内部压力和封装壳体1内部压力相同，不会形成气压差，避免电堆损坏。

具体地，检测系统的检测步骤为：

首先，将比例电磁阀33设置在规定的压力值P(该压力值可根据不同的封装壳体适应性调整)，打开第二开关电磁阀32，使流体从流体通路3进入第一流体支路4和第二流体支路5，进而流入电堆2内部和封装壳体1内部，并关闭第一开关电磁阀61，避免流体流入第三流体支路6；

其次，待压力传感器52测定的压力值与比例电磁阀33规定的压力值P相同时，则表明电堆2内部与封装壳体1的内部气压相同，此时读取流量计51的读数，因为此时电堆2内部与封装壳体1的内部气压相同，若封装壳体1发生泄漏，为了维持气压相同，第二流体支路5的流量必然要增大才能将封装壳体1内部的压力维持在压力值P，所以此时流量计51的读数即为泄漏值。

最后，关闭第二开关电磁阀32，打开第一开关电磁阀61，使气体从电堆2内部和封装壳体1内部分别通过第一流体支路4和第二流体支路5流向第三流体支路6，从而排出气体，待气体排空后关闭第一开关电磁阀61。至此整个检测流程结束。

采用本实施例提供的检测系统，可以同时向电堆2内部和封装壳体1内部输送流体，使用封堵器7将流体出口封堵，以此形成密闭空间，如此设置的检测系统在检测封装壳体1气密性的同时还可以同步调节电堆2内部和封装壳体1内部的气压差，建立了电堆2内与封装壳体1内的压力平衡，起到对电堆2的保护作用，避免过大的气压差将电堆2挤压，造成电堆2的损坏；并且配备了泄压支路，当压力传感器52检测到压力过大时，具备自动泄压功能，避免了电堆受损，且泄压过程中能够消除管路排空时的噪音；另外本检测系统结构简单、操作简单，检测压力可调节，并带压力反馈，提高了检测稳定性和精确度，可实现气密性检测自动控制，提升了气密性检测效率，具有良好的检测效果和安全性，并且实用性和通用性强，可用于检测不同体积的封装壳体1。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围。

Claims (8)

1.一种用于测试燃料电池封装壳体气密性的检测系统，所述燃料电池包括电堆和包围所述电堆的封装壳体，其特征在于，所述检测系统包括流体通路、第一流体支路、第二流体支路、检测装置和若干个封堵器，所述流体通路通过所述第一流体支路与所述电堆的流体入口连接，所述流体通路通过所述第二流体支路与所述封装壳体的流体入口连接，所述检测装置设于所述第二流体支路上，所述封堵器设置在所述电堆和所述封装壳体的流体出口。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述电堆的内部设有氢气腔、空气腔和水腔，所述第一流体支路包括同步连通的三个分支支路，分别与所述氢气腔、所述空气腔和所述水腔的流体入口连接。

3.如权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述封堵器分别封堵所述氢气腔、所述空气腔和所述水腔的流体出口。

4.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述封堵器分别封堵所述封装壳体的连接器接口和通气出口。

5.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测装置包括流量计和压力传感器，所述流量计和所述压力传感器设于所述第二流体支路上。

6.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括第三流体支路，所述第三流体支路与所述流体通路连接；

所述第一流体支路、所述第二流体支路和所述第三流体支路的流体入口端均与所述流体通路的流体出口端连通。

7.如权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括第一开关电磁阀和消音器，

所述第一开关电磁阀和所述消音器沿流体的流动方向依次设于所述第三流体支路上。

8.如权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括空气过滤器、第二开关电磁阀和比例电磁阀，所述空气过滤器、所述第二开关电磁阀和所述比例电磁阀沿流体流动方向依次设于所述流体通路上，

其中，所述比例电磁阀设于所述流体通路与所述第一流体支路、所述第二流体支路和所述第三流体支路的连接处。