[发明专利]一种在线测量燃料电池电流密度分布的装置及方法

说明书

本发明公开了一种在线测量燃料电池电流密度分布的装置及方法，属于燃料电池技术领域，能够解决现有的测量方法无法在线测量燃料电池堆内任意一节单电池的电流密度分布的问题。所述装置包括基板和多个测量单元；基板包括多个测量区域，每个测量区域上均设置有一个测量单元；每个测量单元均包括第一电极、第二电极，以及设置在第一电极和第二电极之间的电阻；第一电极和第二电极分别设置在基板的相对表面上；电阻的两端通过导电结构分别与第一电极和第二电极电连接；基板可插入燃料电池堆的相邻两个单电池中，以使第一电极和第二电极分别与两个单电池的电极接触。本发明用于测量燃料电池堆的电流密度分布。

技术领域

本发明涉及一种在线测量燃料电池电流密度分布的装置及方法，属于燃料电池技术领域。

背景技术

为了缓解能源危机，各国均在积极推进燃料电池的发展，不断提高燃料电池的性能，尤其是大功率燃料电池堆的性能。大功率燃料电池堆是由上百个相同的大面积燃料电池单电池串联堆叠而成，任意单电池的电流密度分布的不均匀都会影响整个电池堆的性能。

近年来，对于燃料电池堆内电流密度的测量常采用流场板/集电器分割法，该方法主要将流场板或集电器分割成各个区域，并相互绝缘，通过引流，测试出每个不同分区对应的膜电极的电流大小，经过数据处理，得到燃料电池电流密度分布。但该方法只能在线测量电池堆中第一节和最后一节的电流密度分布情况，由于不能在线测量燃料电池堆中任意一节单电池的电流密度分布，因而无法准确判断燃料电池堆的性能稳定性。

发明内容

本发明提供了一种在线测量燃料电池电流密度分布的装置及方法，能够解决现有的测量方法无法在线测量燃料电池堆内任意一节单电池的电流密度分布的问题。

本发明提供了一种在线测量燃料电池电流密度分布的装置，所述装置包括：基板和多个测量单元；所述基板包括多个测量区域，每个所述测量区域上均设置有一个所述测量单元；每个所述测量单元均包括第一电极、第二电极，以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电阻；所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述基板的相对表面上；所述电阻的两端通过导电结构分别与所述第一电极和所述第二电极电连接；所述基板可插入燃料电池堆的相邻两个单电池中，以使所述第一电极和所述第二电极分别与所述两个单电池的电极接触。

可选的，所述导电结构为设置在所述基板上的第一导电通孔和第二导电通孔；所述第一电极与所述电阻通过所述第一导电通孔电连接；所述第二电极与所述电阻通过所述第二导电通孔电连接。

可选的，所述基板包括第一绝缘层和依次设置在所述第一绝缘层上的第二绝缘层和第三绝缘层；所述导电结构包括第一导电层和第二导电层；所述第一导电层位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间；所述第二导电层位于所述第二绝缘层和所述第三绝缘层之间；所述电阻设置在所述第一导电层和所述第二绝缘层之间；所述第一导电层包括分离的第一导电部和第二导电部，所述第一导电部和所述第二导电部分别与所述电阻电连接；所述第一电极设置在所述第一绝缘层远离所述第一导电层的表面上，所述第二电极设置在所述第三绝缘层远离所述第二导电层的表面上；所述导电结构还包括设置在所述第一绝缘层上的第三导电通孔、设置在所述第三绝缘层上的第四导电通孔、以及设置在所述第二绝缘层上的第五导电通孔；所述第三导电通孔用于将所述第一电极与所述第一导电部电连接；所述第四导电通孔用于将所述第二电极与所述第二导电层电连接；所述第五导电通孔用于将所述第二导电层与所述第二导电部电连接。

可选的，所述基板的尺寸与待测所述燃料电池堆的单电池的尺寸相适应。

可选的，多个所述测量单元阵列排布在所述基板上。

可选的，所述电阻的温度系数为-25ppt/℃～25ppt/℃，工作温度为150℃～200℃。

可选的，所述电阻为锰铜合金电阻、康铜合金电阻、铁铬铝合金电阻中的任一种。

可选的，所述第一电极与所述第二电极为面电极；所述第一电极与所述第二电极分别与所述基板面接触。