專利名稱：燃料電池內(nèi)部電流的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燃料電池領(lǐng)域，具體為質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)部電流的測(cè) 量裝置。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種將燃料與氧化劑中的化學(xué)能通過電極上的電催化反應(yīng)直接 轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它不受卡諾循環(huán)的限制，可以高效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 電能。由于世界環(huán)境污染日益嚴(yán)重和能源危機(jī)的出現(xiàn)加強(qiáng)了人們對(duì)石油替代品 的開發(fā)，燃料電池是最有希望成為石油的可替代產(chǎn)品，因此世界各國(guó)都在投巨 資加大燃料電池事業(yè)的研究和開發(fā)，由于燃料電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用，成為 下一代汽車的發(fā)展方向，世界各大汽車公司也紛紛加入到燃料電池事業(yè)開發(fā)的 行列，促進(jìn)了燃料電池事業(yè)的快速發(fā)展，燃料電池已經(jīng)進(jìn)入到商業(yè)化的前夜。
隨著燃料電池事業(yè)的快速發(fā)展和商業(yè)化的推進(jìn)，燃料電池的壽命和可靠性 成為燃料電池向前的發(fā)展的關(guān)鍵。要想提高燃料電池的壽命和可靠性，必須了 解燃料電池內(nèi)部反應(yīng)情況和狀態(tài)變化情況，也就是燃料電池內(nèi)部電流分布情況。 以便對(duì)燃料電池進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提高燃料電池的壽命和可靠性。針對(duì)上述現(xiàn)有 技術(shù)中所存在的問題，研究設(shè)計(jì)一種新型的燃料電池內(nèi)部電流的測(cè)量裝置，從 而克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題是十分必要的。 發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型的目的是研究設(shè)計(jì)一種新 型的燃料電池內(nèi)部電流測(cè)量裝置，從而可以觀察燃料電池運(yùn)行過程中內(nèi)部電流 分布情況，以便對(duì)燃料電池進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提高燃料電池的壽命和可靠性。本 實(shí)用新型是用鑲嵌子集流塊的有機(jī)玻璃板作為集流板，子集流塊與有機(jī)玻璃板 一面保持同一水平面，在有機(jī)玻璃板和子集流塊表面刻有用于氣體流動(dòng)的溝槽 和密封溝槽，利用該集流板組裝成電池。子集流塊背面與電流輸出的導(dǎo)線相連， 導(dǎo)線上裝有電流互感元件。本實(shí)用新型所述的集流板中鑲嵌子集流塊個(gè)數(shù)可以 是幾個(gè)，也可以是幾十個(gè)。本實(shí)用新型所述的有機(jī)玻璃板也可以使用其它的工程塑料板，如聚甲醛板、聚碳酸酯板、聚砜板等。本實(shí)用新型所述的集流板也 可以用作電池的端板。本實(shí)用新型所述的集流板也可以用作電池的流場(chǎng)板。本 實(shí)用新型所述的集流板帶有氣體流動(dòng)的溝槽的一面也帶有密封溝槽。
本實(shí)用新型通過將多個(gè)子集流塊鑲嵌到一塊有機(jī)玻璃板上，在有機(jī)玻璃板 和子集流塊表面刻上用于氣體流動(dòng)的溝槽和密封溝槽，利用帶子集流塊的集流 板組裝成電池，用導(dǎo)線從子集流塊單獨(dú)引出進(jìn)行集流，各子集流塊導(dǎo)線上安裝 電流互感元件。用電流互感元件測(cè)量電池運(yùn)行過程中，各子集流塊上通過的電 流和電流變化。根據(jù)電池內(nèi)部電流分布和變化情況，觀察電池內(nèi)部反應(yīng)狀況， 發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)，提高電池的運(yùn)行壽命和可靠性。促進(jìn)燃料電池的商 業(yè)化發(fā)展。其具體工作步驟如下
A、 將多個(gè)子集流塊鑲嵌到有機(jī)玻璃板上作為燃料電池的集流板，再將鑲有 子集流塊的有機(jī)玻璃板表面磨平，使子集流塊和有機(jī)玻璃板一面保持同一水平 面，在該表面刻上用于氣體流動(dòng)的溝槽和密封溝槽，子集流塊背面與電流輸出 的導(dǎo)線相連，在導(dǎo)線上安裝用于測(cè)量電流的電流互感元件。
B、 利用該集流板組裝成電池。
C、 將燃料電池至于燃料電池評(píng)價(jià)裝置上運(yùn)行，利用電流互感元件測(cè)量燃料 電池運(yùn)行過程中各子集流塊上通過的電流大小和變化。
通過該裝置可以直觀地觀察到電池內(nèi)部電流分布和變化，有效的獲悉電池 內(nèi)部反應(yīng)情況，發(fā)現(xiàn)電池存在的問題，從而改進(jìn)電池組結(jié)構(gòu)，提高電池組的運(yùn) 行壽命和可靠性。促進(jìn)燃料電池的商業(yè)化發(fā)展。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)新穎、方 法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，并具有積極的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

本實(shí)用新型共有4張附圖，其中
圖1是燃料電池內(nèi)部電流測(cè)量的集流板結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是用于測(cè)量電池內(nèi)部電流的子集流塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是不同化學(xué)計(jì)量比時(shí)的電池內(nèi)部電流分布圖； 圖4是加載過程中電池內(nèi)部各處電流變化圖。
圖中1、集流板2、子集流塊3、氣體流動(dòng)的溝槽4、密封溝槽5、 電流輸出導(dǎo)線6、電流互感元件。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的具體實(shí)施例如附圖所示，附圖1所示是在一塊有機(jī)玻璃板上
鑲嵌20個(gè)子集流塊2作為集流板1，并在子集流板2和有機(jī)玻璃板表面磨平后 刻上用于氣體流動(dòng)的溝槽3和密封溝槽4，利用該集流板1組裝成電池。附圖2 子集流塊2背面與電流輸出導(dǎo)線5連接，電流互感元件6安裝在子集流塊2背 面電流輸出導(dǎo)線5上，通過電流互感元件6測(cè)量電池運(yùn)行過程中各子集流塊2 上通過的電流和電流變化。其具體工作步驟如下
A、 在一塊有機(jī)玻璃板上鑲嵌20個(gè)子集流塊2作為集流板1，將鑲有子集流塊 2的有機(jī)玻璃板表面磨平，使子集流塊2和有機(jī)玻璃板表面保持同一水平面，在 該表面刻上用于氣體流動(dòng)的溝槽3和密封溝槽4，子集流塊2背面與電流輸出的導(dǎo) 線5相連，將電流互感元件6安裝在子集流塊2背面電流輸出導(dǎo)線5上。
B、 利用該集流板l組裝成電池。
C、 將燃料電池至于燃料電池評(píng)價(jià)裝置上運(yùn)行，電池運(yùn)行溫度為6(TC，空氣 壓力25kpa，氫氣壓力40kpa，空氣利用率40% ，氫氣利用率95% ，利用電流互 感元件6測(cè)量電池運(yùn)行過程中，各子集流塊2上通過的電流和電流變化。
D、 測(cè)試不同化學(xué)計(jì)量比時(shí)的電池內(nèi)部電流分布。試驗(yàn)結(jié)果表明不同利用率 時(shí)電池內(nèi)部的電流分布有所不同(如圖3所示)。氣體供應(yīng)充足時(shí)電池中間電流 較高，進(jìn)出口電流較低。當(dāng)氣體供應(yīng)不足時(shí)，電池進(jìn)口電流較高，出口電流較 低。
E、 測(cè)試加載過程中電池內(nèi)部各處電流變化。試驗(yàn)結(jié)果表明加載過程中不同 位置電流變化有所不同(如圖4所示)，電池進(jìn)口加載過程中電流先迅速增加， 然后降低逐漸平穩(wěn)，而電池出口電流先下降再上升逐漸平穩(wěn)。
通過該裝置可以直觀地觀察到電池內(nèi)部電流分布和變化，有效的獲悉電池 內(nèi)部反應(yīng)情況，發(fā)現(xiàn)電池存在的問題，從而改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)，提高電池的運(yùn)行壽 命和可靠性。促進(jìn)燃料電池的商業(yè)化發(fā)展。
權(quán)利要求1、一種燃料電池內(nèi)部電流的測(cè)量裝置，其特征在于是用鑲嵌子集流塊(2)的有機(jī)玻璃板作為集流板(1)，子集流塊(2)與有機(jī)玻璃板一面保持同一水平面，在有機(jī)玻璃板和子集流塊(2)表面刻有用于氣體流動(dòng)的溝槽(3)和密封溝槽(4)，利用該集流板(1)組裝成電池；子集流塊(2)背面與電流輸出的導(dǎo)線(5)相連，導(dǎo)線上裝有電流互感元件(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料電池內(nèi)部電流的測(cè)量裝置，其特征在于所用 的集流板(1)中鑲嵌子集流塊個(gè)數(shù)可以是幾個(gè)，也可以是幾十個(gè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料電池內(nèi)部電流的測(cè)量裝置，其特征在于所用 的集流板(1)也可以用作電池的端板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料電池內(nèi)部電流的測(cè)量裝置，其特征在于所用 的集流板(1)也可以用作電池的流場(chǎng)板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料電池內(nèi)部電流的測(cè)量裝置，其特征在于所用 的集流板(1)帶氣體流動(dòng)的溝槽(3)的一面也帶有密封溝槽(4)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種燃料電池內(nèi)部電流測(cè)量的裝置，是將多個(gè)子集流塊鑲嵌到一塊有機(jī)玻璃板上，在有機(jī)玻璃板和子集流塊表面刻上用于氣體流動(dòng)的溝槽，利用帶子集流塊的集流板組裝成電池。用導(dǎo)線從子集流塊上單獨(dú)引出進(jìn)行集流，分別測(cè)量集流板上各子集流塊上的電流。觀察電池運(yùn)行過程中電池內(nèi)部電流分布和變化。通過該裝置可以直觀地觀察到電池內(nèi)部電流分布和變化，有效的獲悉電池內(nèi)部反應(yīng)情況，發(fā)現(xiàn)電池存在的問題，從而改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)，提高電池的運(yùn)行壽命和可靠性。促進(jìn)燃料電池的商業(yè)化發(fā)展。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)新穎、方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，故屬于一種集經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性為一體的新型燃料電池內(nèi)部電流的測(cè)量裝置。
文檔編號(hào)G01R19/00GK201382996SQ20082021963
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者明 侯, 侯中軍, 徐洪峰, 明平文, 棟 梁, 燕希強(qiáng), 衣寶廉 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司