專利名稱：燃料電池板測量特征的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于燃料電池的板，且更具體地涉及一種用于在板的制造期間測量所述板的尺寸的方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出將燃料電池作為用于電動車輛和各種其它應(yīng)用的清潔的、高效的且對環(huán)境負責的功率源。各個燃料電池可以串聯(lián)地堆疊在一起，以形成用于各種應(yīng)用的燃料電池堆。燃料電池堆能夠提供足以為車輛供以動力的電量。尤其地，已經(jīng)將燃料電池堆視為用于在現(xiàn)代汽車中使用的傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動機的潛在替代品。一類燃料電池是聚合物電解質(zhì)膜(PEM)燃料電池。PEM燃料電池包括三個基本部件電解質(zhì)膜；以及一對電極，其包括陰極和陽極。電解質(zhì)膜夾在電極之間，從而形成膜-電極-組件(MEA)。MEA通常設(shè)置在諸如碳纖維紙的多孔擴散介質(zhì)(DM)之間，從而有助于反應(yīng)物的傳遞，例如有助于氫傳遞到陽極和氧傳遞到陰極。將與用于將反應(yīng)物流體隔離的子襯墊預(yù)組裝在一起的MEA和DM稱作一體式電極組件(UEA)。在電化學(xué)燃料電池反應(yīng)中，氫在陽極被催化氧化，從而產(chǎn)生自由質(zhì)子和電子。質(zhì)子穿過電解質(zhì)到達陰極。來自陽極的電子不能穿過電解質(zhì)膜，而是替代地作為電流通過諸如電馬達的電負載引導(dǎo)至陰極。質(zhì)子與陰極中的氧和電子反應(yīng)，從而產(chǎn)生水。電解質(zhì)膜通常由離聚物層形成。燃料電池的電極通常由細分的催化劑形成。催化劑可以是用于燃料電池電化學(xué)反應(yīng)的任何電催化劑，其催化支持氫或甲醇的氧化和氧的還原中的至少一者。催化劑通常為貴金屬，例如鉬或其它鉬基金屬。催化劑通常設(shè)置在諸如碳黑顆粒的碳支撐體上，并分散在離聚物中。例如采用UEA形式的電解質(zhì)膜、電極、DM和子襯墊設(shè)置在一對燃料電池板之間。這對燃料電池板構(gòu)成陽極板和陰極板。每個燃料電池板可以具有形成在其中的多個通道，以將反應(yīng)物和冷卻劑分布到燃料電池。例如，燃料電池板通常由用于使片金屬成形的傳統(tǒng)工藝例如沖壓、機械加工、模制或通過光刻掩模的光蝕刻來形成。在雙極燃料電池板的情況下，燃料電池板通常由一對單極板形成，隨后將這對單極板接合，從而形成雙極燃料電池板。已知的是，單極和雙極燃料電池板的尺寸在與燃料電池板的制造相關(guān)聯(lián)的許多處理步驟之后改變。例如，由于在處理期間施加在燃料電池板上的應(yīng)變和熱歷程，燃料電池板改變形狀和尺寸。在沖壓過程期間，當將電池板從成形工具脫離后，電池板經(jīng)歷回彈。在激光修整、激光焊接和部件標記過程期間，由于通過激光傳遞到燃料電池板的熱，燃料電池板收縮或以其它方式變形。一直需要一種用于精確地測量、監(jiān)測并補償在燃料電池板的整個制造工藝中發(fā)生的物理變化的方法。期望地，測量可以被分解至制造工藝的最小增量，以實現(xiàn)該特定工藝對燃料電池板的影響和控制工藝變化以使影響最小化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，意外地發(fā)現(xiàn)了一種精確地測量、監(jiān)測并補償在燃料電池板的整個制造工藝中發(fā)生的物理改變，其中，可以將測量分解為制造工藝的最小增量，以實現(xiàn)該特定工藝對燃料電池板的影響和控制工藝改變以使影響最小化。本發(fā)明包括使用諸如數(shù)學(xué)模型之類的模型將用于測量特征的金屬板上的理論或標稱位置限定到第一軸線和第二軸線。使用諸如利用成形工具來沖壓片之類的程序來伸展或拉伸金屬板。示例性地，也可以使用第一 成形操作來形成金屬板的測量特征。當脫離成形工具時，金屬板的材料回彈。這將導(dǎo)致變化，測量特征相對于理論位置的比較有助于確定該改變。金屬板的額外變化由隨后的操作、程序以及工藝例如將減輕應(yīng)力并導(dǎo)致額外回彈的用于去除多余材料的模切和將施加額外變化和收縮的諸如激光焊接的接合工藝引入。在第一實施例中，一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法包括提供所述板的模型的步驟，所述模型包括第一軸線和第二軸線。所述模型還具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標。還為所述板提供至少一個測量特征。相對于所述板建立所述第一軸線和所述第二軸線。然后，相對于所述第一軸線和所述第二軸線來定位所述板的所述至少一個測量特征。測量所述至少一個測量特征，以確定所述至少一個測量特征的第一組坐標。將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移。在另一實施例中，一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法包括提供所述板的模型，所述模型包括原點、第一軸線和第二軸線。所述模型還具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標。還提供具有至少一個測量特征的板。相對于所述板建立所述原點、所述第一軸線和第二軸線。所述第一軸線與所述第二軸線基本上垂直。所述第一軸線和所述第二軸線在所述原點處交叉。相對于所述第一軸線和所述第二軸線定位所述至少一個測量特征。測量所述板上的所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第一組坐標。然后，將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移。在另一實施例中，一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法包括提供所述板的模型，所述模型包括原點、第一軸線和第二軸線。所述模型還具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標。還提供具有至少一個測量特征和用于校準所述板的至少一個基準孔的所述板。所述至少一個基準孔設(shè)置在所述板的質(zhì)心線上。然后，相對于所述板建立所述原點、所述第一軸線和所述第二軸線。所述第一軸線與所述第二軸線基本上垂直。所述第一軸線設(shè)置在所述板的質(zhì)心線上。所述第二軸線在位于所述至少一個基準孔的所述中心處的所述原點處與所述第一軸線交叉。相對于所述第一軸線和所述第二軸線定位所述至少一個測量特征。測量所述板上的所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第一組坐標。將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移。對所述板執(zhí)行其它程序。所述測量特征由于執(zhí)行所述其它程序進一步位移，以補償所述第一組坐標的所述位移。在對所述板執(zhí)行所述其它程序之后測量所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第二組坐標。所述第二組坐標與所述理論的一組坐標的所述位移小于所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的所述位移。
本發(fā)明還提供如下方案
I.一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法，其包括
提供所述板的模型，所述模型包括第一軸線和第二軸線，并具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標；
提供具有至少一個測量特征的所述板； 建立相對于所述板的所述第一軸線和所述第二軸線；
相對于所述第一軸線和所述第二軸線來定位所述板的所述至少一個測量特征；
測量所述至少一個測量特征，以確定所述至少一個測量特征的第一組坐標；以及將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移。2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，提供所述板的步驟包括在沒有所述測量特征的情況下對所述板執(zhí)行程序的步驟，所述至少一個測量特征由所述程序形成。3.根據(jù)方案I所述的方法，其還包括步驟
對所述板執(zhí)行其它程序，所述測量特征由于執(zhí)行所述其它程序而移位；
在對所述板執(zhí)行所述其它程序之后測量所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第二組坐標；以及
將所述板的所述第二組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較。4.根據(jù)方案I所述的方法，其中，建立所述第一軸線和所述第二軸線的步驟包括建立相對于所述板的原點，相對于所述板的所述原點與所述模型的原點對應(yīng)。5.根據(jù)方案4所述的方法，其中，所述原點建立在所述板的周圍邊緣處。6.根據(jù)方案5所述的方法，其中，所述板是基本上矩形的，并且所述原點建立在所述板的角處。7.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述板包括多個歧管孔和流場，所述至少一個測量特征設(shè)置在所述歧管孔和所述流場之間。8.根據(jù)方案7所述的方法，其中，所述至少一個理論測量特征包括第一理論測量特征、第二理論測量特征、第三理論測量特征和第四理論測量特征，所述至少一個測量特征包括與所述第一理論測量特征對應(yīng)的第一測量特征、與所述第二理論測量特征對應(yīng)的第二測量特征、與所述第三理論測量特征對應(yīng)的第三測量特征和與所述第四理論測量特征對應(yīng)的第四測量特征。9.根據(jù)方案8所述的方法，其中，所述第一測量特征和所述第三測量特征設(shè)置在所述流場的相對側(cè)上并在所述歧管孔和所述流場之間，所述第二測量特征和所述第四測量特征設(shè)置在所述流場的相對側(cè)上并在所述流場和所述板的周圍邊緣之間，其中，所述第一測量特征、所述第二測量特征、所述第三測量特征和所述第四測量特征中的每個設(shè)置在所述板的密封焊接件的內(nèi)側(cè)。10.根據(jù)方案4所述的方法，其中，所述板包括用于校準所述板的至少一個基準孔，所述至少一個基準孔設(shè)置在所述板的質(zhì)心線上。11.根據(jù)方案10所述的方法，其中，所述原點建立在所述至少一個基準孔的中心處，所述第一軸線設(shè)置在所述板的所述質(zhì)心線上，所述第二軸線在位于所述至少一個基準孔的所述中心處的所述原點處與所述第一軸線交叉。
12.根據(jù)方案3所述的方法，其還包括調(diào)節(jié)將對所述板執(zhí)行的所述其它程序的步驟，以使所述至少一個測量特征與所述理論的一組坐標的所述位移最小化。13.根據(jù)方案12所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述其它程序的所述步驟使得所述第二組坐標與所述理論的一組坐標基本相同。14.根據(jù)方案3所述的方法，其中，所述其它程序選自于沖壓工藝、修整工藝、機加工工藝和焊接工藝中之一。15.根據(jù)方案3所述的方法，其中，定位所述測量特征并對所述板執(zhí)行所述其它程序的步驟，被重復(fù)直到對于所述燃料電池堆中的組件已經(jīng)完成所述板為止。16.根據(jù)方案15所述的方法，其中，監(jiān)測所述至少一個測量特征的位移，直到已經(jīng)完成所述板為止，從而在新的制造程序和用于形成所述板的新的材料中之一的改變之后確定板穩(wěn)定性。17.根據(jù)方案I所述的方法，其中，光學(xué)地測量所述至少一個測量特征。18.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述至少一個測量特征包括設(shè)置在形成于所述板上的凸起部分中的凹痕。19. 一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法，其包括
提供所述板的模型，所述模型包括原點、第一軸線和第二軸線，并具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標；
提供具有至少一個測量特征的所述板；
相對于所述板建立所述原點、所述第一軸線和第二軸線，所述第一軸線與所述第二軸線基本上垂直，所述第一軸線和所述第二軸線在所述原點處交叉；
相對于所述第一軸線和所述第二軸線定位所述至少一個測量特征；
測量所述板上的所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第一組坐標；以及將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移。20. 一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法，其包括
提供所述板的模型，所述模型包括原點、第一軸線和第二軸線，并具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標；
提供具有至少一個測量特征和用于校準所述板的至少一個基準孔的所述板，所述至少一個基準孔設(shè)置在所述板的質(zhì)心線上；
相對于所述板建立所述原點、所述第一軸線和所述第二軸線，所述第一軸線與所述第二軸線基本上垂直，所述第一軸線設(shè)置在所述板的質(zhì)心線上，所述第二軸線在位于所述至少一個基準孔的所述中心處的所述原點處與所述第一軸線交叉；
相對于所述第一軸線和所述第二軸線定位所述至少一個測量特征；
測量所述板上的所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第一組坐標；
將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移； 對所述板執(zhí)行其它程序，所述測量特征由于執(zhí)行所述其它程序進一步移位，以補償所述第一組坐標的所述位移；以及
在對所述板執(zhí)行所述其它程序之后測量所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第二組坐標，其中，所述第二組坐標與所述理論的一組坐標的所述位移小于所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的所述位移。


根據(jù)以下詳細描述，特別是在結(jié)合后面描述的附圖考慮時，本發(fā)明的以上及其它優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得更加明顯。圖I是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃料電池板的示意性 俯視 圖2是在圖I中示出的燃料電池板的放大局部俯視圖，并且還示出了燃料電池板的測量特征從用虛線示出的理論測量特征的標稱位置的移位；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的燃料電池板的示意性俯視圖。
具體實施例方式下面的詳細描述和附圖描述并舉例說明本發(fā)明的各個實施例。描述和附圖用于能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員制造并使用本發(fā)明，并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。關(guān)于所公開的方法，給出的步驟本質(zhì)上是示例性的，因而不是必需的或關(guān)鍵的。如圖1-2所示，本發(fā)明包括用于燃料電池堆(未示出)的板2。板2包括供給區(qū)域4和活性區(qū)域6。供給區(qū)域4可以設(shè)置在多個歧管孔8與活性區(qū)域6之間，當組裝時，該多個歧管孔8可以限定用于燃料電池堆的反應(yīng)物和冷卻劑的歧管進口和歧管出口?；钚詤^(qū)域6可以包括具有多個流道的流場10，在操作中，該多個流道將反應(yīng)物從燃料電池堆的進口引導(dǎo)到出口。板2還具有形成在其上的至少一個測量特征12。出于測量的唯一目的，測量特征12可以是板2上的功能特征，例如端口或流道，或者形成在板2上的其它非功能特征。在具體的實施例中，測量特征12是設(shè)置在板2上的凸起部分16中的基本上圓形的凹痕14。應(yīng)當明白的是，通過已知的光學(xué)測量系統(tǒng)，圓形凹痕14是容易定位的，并且中心點是易于由其確定的。例如，如在本領(lǐng)域中已知的，可以利用光學(xué)同心功能來定位凹痕14。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以采用其它適當?shù)念愋秃托螤畹臏y量特征12。例如，該至少一個測量特征12可以設(shè)置在歧管孔8和流場10之間，如圖I所示。會特別期望的是，相鄰于供給區(qū)域、靠近在制造過程期間預(yù)計板2經(jīng)歷應(yīng)變歷程或熱歷程的位置形成該至少一個測量特征12。在其它實施例中，該至少一個測量特征12設(shè)置為相鄰于板2的周圍邊緣。在該至少一個測量特征12設(shè)置為相鄰于板2的周圍邊緣的情況下，應(yīng)當理解的是，該至少一個測量特征12還基本上設(shè)置在板2上的焊接位置例如密封焊接件的內(nèi)側(cè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)需要選擇其它位置來用于該至少一個測量特征12。在示例性的實施例中，板2包括多個測量特征12。例如，兩對測量特征12可以定位在跨板2的大約中跨距(span)，并通常彼此垂直。多個測量特征12可以包括第一測量特征、第二測量特征、第三測量特征和第四測量特征。第一測量特征和第三測量特征設(shè)置在流場10的相對側(cè)上并且在歧管孔18和流場10之間。第二測量特征和第四測量特征設(shè)置在流場10的相對側(cè)上并在流場8和板2的周圍邊緣之間。第一測量特征、第二測量特征、第三測量特征和第四測量特征中的每個設(shè)置在板2的密封焊接件的內(nèi)側(cè)。在其它實施例中，測量特征12可以設(shè)置在包括接界活性區(qū)域通道的形狀類似細長凹痕(未示出)的邊緣特征在內(nèi)的區(qū)域中，該區(qū)域與板2的周圍邊緣相鄰并相對于板2的集管(header)中心地定位。通過具有中心地定位的測量特征12,可以確定板2例如在焊接過程期間是否對稱地收縮?？梢允褂脺y量數(shù)據(jù)來移動焊接夾具內(nèi)的用于板2的定位銷，以使焊接收縮居中，從而當沿水平面旋轉(zhuǎn)時，最終的板2是對稱的。
應(yīng)當理解的是，根據(jù)需要，本發(fā)明的板2可以包括單極板或雙極板。在特定的實施例中，在板2是由一對單極板形成的雙極板的情況下，測量特征12可以形成在每個單極板上。在特定示例性的示例中，測量特征12形成在隨后被組裝以形成供在燃料電池堆中使用的雙極板的陽極單極板和陰極單極板中的每個上。盡管在此相對于用于燃料電池堆的一般板2描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當明白的是，本發(fā)明對其它具體燃料電池板設(shè)計和構(gòu)造的應(yīng)用也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在Miller等的序列號為12/938，847的美國專利申請和Newman等的序列號為11/752，993的美國專利申請中公開了用于本發(fā)明的替代性適當?shù)娜剂想姵匕逶O(shè)計和構(gòu)造的非限制性示例，故通過引用將上述申請的全部內(nèi)容并入本文。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇其它具體設(shè)計和構(gòu)造。本發(fā)明包括用于測量板2的方法。該方法首先包括提供板2的模型的步驟。該模型包括第一軸線18和第二軸線20，并具有至少一個理論測量特征，其具有理論的一組坐標(Xt，Yt)。該模型還可以包括原點22，其例如位于第一軸線18與第二軸線20交叉的地方。在板2具有多于一個的測量特征12的情況下，該模型還可以包括一個以上的理論測量特征。作為非限制性示例，該模型可以包括板2的第一測量特征對應(yīng)的第一理論測量特征、板2的第二測量特征對應(yīng)的第二理論測量特征、板2的第三測量特征對應(yīng)的第三理論測量特征和板2的第四測量特征對應(yīng)的第四理論測量特征。作為其它非限制性示例，該模型可以是計算機模型，例如數(shù)學(xué)模型和CAD模型中之一。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當明白，也可以根據(jù)需要使用其它數(shù)量的理論測量特征和類型的模型。該方法接下來包括建立模型的相對于板2的第一軸線18和第二軸線20的步驟。例如，第一軸線18可以基本上與第二軸線20垂直。在具體的實施例中，相對于板2，將第一軸線18建立為X-軸線，并將第二軸線20建立為Y-軸線。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可以使用不同的定向，并還可以相對于板2建立其它軸線。建立第一軸線18和第二軸線20的步驟還可以包括相對于板2建立模型的原點22。例如，可以在板2上的標識特征處建立原點22。還可以在板2的外部的點處建立原點22，例如，在與板2的角相鄰的位置處建立原點22。在圖I中示出的實施例中，原點22建立在板2的周圍邊緣處，具體地，在示出的大體矩形的板2的角處。根據(jù)需要，可以選擇用于原點22的其它適當位置。應(yīng)當理解的是，理論的一組坐標(Xt，Yt)提供了基線，根據(jù)基線，可以比較該至少一個測量特征12的所有測量。在通過諸如沖壓程序之類的程序已經(jīng)在板2上形成該至少一個測量特征12之后，該至少一個測量特征12的定位和測量確定測量特征12的第一組坐標(XI，Yl)?？梢詫⒗碚摰囊唤M坐標(Xt，Yt)與第一組坐標(XI，Yl)進行比較，以確定該至少一個測量特征12相對于理論標稱位置的相對位移(Λ X，Λ Y)?？梢酝ㄟ^從理論的一組坐標(Xt，Yt)減去第一組坐標(Χ1，Υ1)來進行比較，從而提供位移(ΛΧ，ΛΥ)。還可以采用用于將第一組坐標(XI，Yl)與理論的一組坐標(Xt，Yt)進行比較的其它手段。
然后，可以調(diào)節(jié)對板2進行的隨后工藝，以補償該至少一個測量特征12的位移(ΛΧ，ΛΥ)。例如，可以對板2進行其它程序。其它程序可以包括與供在燃料電池堆中使用的板2的制造相關(guān)聯(lián)的任何制造程序。作為非限制性示例，其它程序可以包括沖壓工藝、修整工藝、機加工工藝和焊接工藝中的至少之一。其它工藝可以導(dǎo)致對板2施加應(yīng)變歷程和熱歷程中的至少之一，從而可以影響程序之后的板2的局部或全部尺寸。例如，經(jīng)歷沖壓工藝的材料可以展現(xiàn)出特定量的“回彈”。具體地，焊接工藝可以導(dǎo)致焊接收縮。與板2的制造相關(guān)聯(lián)的其它程序也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如在上文中所確定的，由于其它程序，該至少一個測量特征12可以從理論的一組坐標(Xt，Yt)移位，以及從第一組坐標(Χ1，Υ1)移位。為了確定位移(ΛΧ，ΛΥ)的程度，在對板2進行其它程序之后，定位并測量該至少一個測量特征12，以確定測量特征12的第二組坐標(Χ2，Υ2)。在已經(jīng)確定出第二組坐標(Χ2，Υ2)之后，將理論的一組坐標(Xt，Yt)與第二組坐標(X2，Y2)進行比較，以確定該至少一個測量特征12的相對位移(ΛΧ，ΛΥ)。可以通過從理論的一組坐標(Xt，Yt)減去第二組坐標(Χ2，Υ2)來進行比較，以提供位移(ΛΧ，ΛΥ)。也可以采用用于將理論的一組坐標(Xt，Yt)與第二組坐標(X2，Y2)進行比較的其它手段。應(yīng)當理解的是，對板2進行的其它程序可以進行選擇和調(diào)節(jié)中至少之一，以使該至少一個測量特征12與理論的一組坐標(Xt，Yt)的總位移(ΛΧ，ΛΥ)最小化。例如，調(diào)節(jié)其它程序的步驟可以產(chǎn)生具有與理論的一組坐標(Xt，Yt)基本相同的第二組坐標(X2，Y2)的該至少一個測量特征12，而不管由第一組坐標(XI，Yl)產(chǎn)生的位移(Λ X，Λ Y)如何。在板2上執(zhí)行的任何其它程序還可以被調(diào)節(jié)以補償由于對板2執(zhí)行的隨后程序而預(yù)計發(fā)生的位移(ΛΧ，Λ Y)。測量測量特征12、對板2執(zhí)行所述程序、重新測量測量特征12和調(diào)節(jié)其它程序的步驟可被重復(fù)，直到板2對于燃料電池堆中的組件已經(jīng)完成并滿足期望的預(yù)定的尺寸規(guī)范為止。例如，在對板2進行一系列程序的情況下，可以調(diào)節(jié)程序，使得最后的一組坐標與理論的一組坐標(Xt，Yt)的位移(ΛΧ，ΔΥ)小于第一組坐標(X1，Y1)與理論的一組坐標(Xt，Yt)的位移。在特定的實施例中，最后的一組坐標將與理論的一組坐標(Xt, Yt)基本上相同。本發(fā)明的方法還用于測試新的制造方法和新的材料。例如，通過重復(fù)地測量測量特征12和對板2執(zhí)行程序所確定的逐步位移(ΛΧ，Λ Y)，可以被監(jiān)測直到已經(jīng)完成板2為止。測量特征12的位移(ΛΧ，Λ Y)相對于例如與常規(guī)的制造方法和材料相關(guān)聯(lián)的已知的位移(ΛΧ，ΔΥ)的監(jiān)測，允許在制造方法的改變或用于形成板2的材料的改變之后確定板2的穩(wěn)定性。參照圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的板2’。出于清楚的目的，與在圖I和圖2中示出的類似結(jié)構(gòu)具有緊接撇號(’)符號的相同附圖標記。在圖3中，板2’包括用于校準板2’的至少一個基準孔24’。該至少一個基準孔24’也可以設(shè)置在板2’的質(zhì)心線上。根據(jù)需要，該至少一個基準孔24’可以設(shè)置在板2’上的其它位置處。在使用板2’的情況下，可以在該至少一個基準孔24’的中心處指定原點22’。然后，本發(fā)明的方法可以包括在板2’的質(zhì)心線上設(shè)置第一軸線18’。第二軸線20’可以設(shè)置成在位于該至少一個基準孔24’的基本中心處的原點22’處與第一軸線18’交叉。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當明白，測量特征12、12’有利地提供了可以利用光學(xué)測量系、統(tǒng)容易地找到的參考點，以測量彼此的相對位置和板2、2’的邊緣。測量特征12、12’還提供了在制造工藝的每個步驟之后測量板2、2’的能力，以確定每個單獨的程序?qū)ψ罱K的板
2、2’的組件的影響。還應(yīng)當理解，本發(fā)明的方法允許預(yù)測需要什么工具幾何形狀，使得板2、2’的最終尺寸在通?？山邮艿娜菹迌?nèi)基本上匹配板2、2’的預(yù)定設(shè)計規(guī)范。該至少一個測量特征12、12’的各種測量還允許在板2、2’的整個制造工藝中在增量的基礎(chǔ)上標識位移(Λ X，ΛΥ)。采用本方法，可以認識到特定的子工藝對板2、2’的影響和控制工藝和加工改變以使特定的子工藝對板2、2’的總體尺寸的影響最小化。總體上，測量可用于監(jiān)測工藝或材料改變期間板2、2’的穩(wěn)定性，從而相對于制造工藝提供用于決 策制定的定量數(shù)據(jù)。雖然為了例示本發(fā)明的目的已經(jīng)示出某些典型實施例和細節(jié)，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，可以做出各種改變而不脫離在下面的所附權(quán)利要求進一步描述的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法，其包括 提供所述板的模型，所述模型包括第一軸線和第二軸線，并具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標； 提供具有至少一個測量特征的所述板； 建立相對于所述板的所述第一軸線和所述第二軸線； 相對于所述第一軸線和所述第二軸線來定位所述板的所述至少一個測量特征； 測量所述至少一個測量特征，以確定所述至少一個測量特征的第一組坐標；以及將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，提供所述板的步驟包括在沒有所述測量特征的 情況下對所述板執(zhí)行程序的步驟，所述至少一個測量特征由所述程序形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其還包括步驟 對所述板執(zhí)行其它程序，所述測量特征由于執(zhí)行所述其它程序而移位； 在對所述板執(zhí)行所述其它程序之后測量所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第二組坐標；以及 將所述板的所述第二組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，建立所述第一軸線和所述第二軸線的步驟包括建立相對于所述板的原點，相對于所述板的所述原點與所述模型的原點對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述原點建立在所述板的周圍邊緣處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述板是基本上矩形的，并且所述原點建立在所述板的角處。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述板包括多個歧管孔和流場，所述至少一個測量特征設(shè)置在所述歧管孔和所述流場之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述至少一個理論測量特征包括第一理論測量特征、第二理論測量特征、第三理論測量特征和第四理論測量特征，所述至少一個測量特征包括與所述第一理論測量特征對應(yīng)的第一測量特征、與所述第二理論測量特征對應(yīng)的第二測量特征、與所述第三理論測量特征對應(yīng)的第三測量特征和與所述第四理論測量特征對應(yīng)的第四測量特征。
9.一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法，其包括 提供所述板的模型，所述模型包括原點、第一軸線和第二軸線，并具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標； 提供具有至少一個測量特征的所述板； 相對于所述板建立所述原點、所述第一軸線和第二軸線，所述第一軸線與所述第二軸線基本上垂直，所述第一軸線和所述第二軸線在所述原點處交叉； 相對于所述第一軸線和所述第二軸線定位所述至少一個測量特征； 測量所述板上的所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第一組坐標；以及將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移。
10.一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法，其包括提供所述板的模型，所述模型包括原點、第一軸線和第二軸線，并具有至少一個理論測量特征，所述至少一個理論測量特征具有理論的一組坐標； 提供具有至少一個測量特征和用于校準所述板的至少一個基準孔的所述板，所述至少一個基準孔設(shè)置在所述板的質(zhì)心線上； 相對于所述板建立所述原點、所述第一軸線和所述第二軸線，所述第一軸線與所述第二軸線基本上垂直，所述第一軸線設(shè)置在所述板的質(zhì)心線上，所述第二軸線在位于所述至少一個基準孔的所述中心處的所述原點處與所述第一軸線交叉； 相對于所述第一軸線和所述第二軸線定位所述至少一個測量特征； 測量所述板上的所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第一組坐標； 將所述板的所述第一組坐標與所述模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移； 對所述板執(zhí)行其它程序，所述測量特征由于執(zhí)行所述其它程序進一步移位，以補償所述第一組坐標的所述位移；以及 在對所述板執(zhí)行所述其它程序之后測量所述至少一個測量特征，以確定所述測量特征的第二組坐標，其中，所述第二組坐標與所述理論的一組坐標的所述位移小于所述第一組坐標與所述理論的一組坐標的所述位移。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料電池板測量特征。一種用于測量用于燃料電池堆的板的方法包括提供板的模型，模型包括第一軸線和第二軸線。模型具有至少一個理論測量特征，其具有理論的一組坐標。板還提供有至少一個測量特征。相對于板建立第一軸線和第二軸線。然后，相對于第一軸線和第二軸線定位板的所述至少一個測量特征。測量所述至少一個測量特征，以確定所述至少一個測量特征的第一組坐標。將板的第一組坐標與模型的所述理論的一組坐標進行比較，以確定第一組坐標與所述理論的一組坐標的位移。
文檔編號G01B5/00GK102628664SQ20121002617
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月7日
發(fā)明者M.W.基澤, S.J.斯潘塞 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司