[发明专利]燃料电池单电池装配与测试工装

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及单电池组装与测试工装。

背景技术

质子交换膜燃料电池的膜电极和双极板部件在生产过程中，需进行电极性能的检验，目前多采用单电池(一般不超过几十平方厘米)进行电极性能的初步评价，既可以获取电极性能，也有效的节约了成本。但目前单电池测试中，电池的装配一般采用螺杆进行固定，装配效率低，而且每次组装的力难以保持一致，螺杆之间的力也不均匀，造成电池受力不均，装配的电池之间存在装配导致的性能差别，无法反映电极的真实性能差异，限制了燃料电池的工业化生产。

中国专利申请号200720201319.6公开了一种质子交换膜燃料电池单片电极快速测试的气缸式微型压机，通过压缩气体推动气缸保证单电极受力均匀、压力恒定，可以实现单电池的快速评价，但装置的运行需要有压缩气体供应，而且需要较高的气体压力，电池直接在装置上评价时，加热情况下，会造成气体的膨胀，影响压力准确性，对使用条件有较高的要求。中国专利申请号200810228041.0公开了一种用于质子交换膜燃料电池封装的压力与位移测控装置，通过手动或电动施加压力，配合压力和位移测量装置，可以在检测电池性能参数的条件下，调节封装压力和位移，实现原位封装，但系统结构复杂，体积和重量大，造成移动不便、成本高，难以满足批量化单电池的测试需要，而且由于结构的复杂，难以进行小型化设计。中国专利申请号CN200410066321.8公开了一种适合燃料电池堆大规模快速装配于测试的装配架，通过活塞式气缸或液压千斤顶推动燃料电池堆后端板沿导轨前进，提供压力并保证电堆受力均匀。但此装置体积、重量大，无法适用于单电池测试，即小型化，仍需有较高压力压缩气体供应或加压泵，使用不便，而且无法进行可视化测量。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种可以在保证单电池受力均匀的条件下，快速方便的安装与拆卸的燃料电池单电池装配与测试工装，该工装可以在检测电池性能的同时，方便的调节电池组装压力，而且通过压力测量装置，显示组装力的大小。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

燃料电池单电池装配与测试工装，包括：底板、压力施加装置，压力测量装置和单电池测试部分，其特征在于所述底板是一块长方形平板，平板左侧固定有单电池测试固定平台，平台上设有安装压力传感器的凹槽和定位杆安装孔，凹槽位于平台中部，定位杆安装孔位于与端板、绝缘板、集流板和石墨板上的定位孔相对应的位置；所述压力施加装置包括调节压力的螺杆、与螺杆配合的固定螺母、调压螺母、螺杆固定装置和压力分配装置，螺杆固定装置是固定在底板上的夹钳，通过夹钳底座上的螺孔用螺栓固定在底板上，夹钳的U形把手位于底板的上面，夹钳的手柄位于底板外，调节压力的螺杆通过固定螺母和调压螺母连接在螺杆固定装置的夹钳U形把手的U形槽内，可沿U形槽水平移动，调节压力的螺杆下端与压力分配装置接触，调节压力的螺杆下端设有缓冲垫，压力分配装置是下表面有分配压力凹槽的平板，压力分配装置有分配压力凹槽的下表面与电极测试部分接触，分配压力的凹槽是球形凹槽，球形凹槽的球心在压力分配装置垂直中心线上，所述压力测量装置包括压力传感器和数字压力显示表，压力传感器固定于单电池测试平台上的安装压力传感器的凹槽内，压力传感器通过信号线与数字压力表连接；

所述单电池测试部分4包括石墨板、端板、集流板、绝缘板、定位杆I和定位杆II，定位杆I、II插装在单电池测试固定平台上的定位杆安装孔内，下端板、下绝缘板、下集流板、下石墨板、电极、上石墨板、上集流板、上绝缘板、上端板依次安装在定位杆上，压力分配装置放置在上端板顶面。

本发明所述的燃料电池单电池装配与测试工装，其特征是所述缓冲垫是橡胶垫、塑料垫和工程树脂垫中的一种。

本发明所述石墨板与电极接触一侧刻有与被测电极相配合的气体流道和密封胶线槽，石墨板侧面设有安装加热棒的孔道、电压测试接口、反应介质接口和温度测试接口，加热棒的孔道插入加热棒，电压测试接口、反应介质接口和温度测试接口分别连接电压测量用铜棒、气体接口和温度测量装置如热电偶。

本发明所述的燃料电池单电池装配与测试工装，其特征是所述夹钳是金属或电子零件加工用水平式夹钳。