[发明专利]热压电堆炉

说明书

本发明涉及热压电堆炉，包括压力加载机构、控制箱组件、左炉体组件、右炉体组件、载物台组件以及支撑平台，控制箱组件通过立柱固定在支撑平台上，压力加载机构贯穿控制箱组件，且与控制箱组件固定，支撑平台上设有炉体导轨，左炉体组件、右炉体组件分别滑动设置在炉体导轨上，载物台组件设置在支撑平台上，左炉体组件、右炉体组件相互靠拢，且与载物台组件共同组合成完整的炉体，压力加载机构包括压力柱，压力柱贯穿炉体的顶部后抵压在放在载物台组件上的工件上。本发明通过将炉体由可移动的左炉体组件、右炉体组件以及与载物台组件共同组成，在取放燃料电池时，均可以将左炉体组件、右炉体组件相互远离，留出较大操作空间，方便测试人员的操作。

技术领域

本发明涉及燃料电池测试装置技术领域，更具体地说，是涉及热压电堆炉。

背景技术

固体氧化物燃料电池作为一种高效、清洁的新型能源，其开发利用对解决当前的环境污染和能源危机问题具有重要的意义。当前相关技术主要从整体系统上对燃料电池进行可行性分析和优化研究，以达到系统结构的最优化设计和控制策略的完美分析。在理论建模上进行了大量的研究工作，在系统实验上进行了大量的工作以验证电堆的反应性能。这种技术研究手段对燃料电池系统的分析和商业化应用具有重要的意义。但同时，从整体系统对燃料电池进行分析将花费实验人员大量时间和精力，因此需要一种可以对电堆进行反应监测的装置，可以快速准确地控制反应条件，验证电堆运行效果，减少不必要的时间和材料浪费。

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种在中高温条件下将化学能转化为电能的发电装置，而固体氧化物电解池(SOEC)可以看作SOFC的逆运行，是将电能和热能转化为化学能的储能装置。二者都是在高温下(700～900℃)运行，且单电池的物理结构及单电池组堆的方式相似，结构组件均需要具备一定的强度和抗冲击能力。SOFC及SOEC电堆是发生电化学反应的场所，也是SOFC及SOEC动力系统核心部分，由多个单体电池以串联方式层叠组合构成，将各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成电堆。在单体电池层叠过程中为了保证各连接部件充分接触，需要在电堆上加载一定的机械压力。

如申请号为2019109595299的中国专利，公开了一种燃料电池测试设备，对燃料电池测试时，能够定位所述燃料电池的电堆，包括：支架；下压板，用于放置所述电堆，固定连接于所述支架的一侧；固定板，固定连接于所述支架的另一侧；油缸，固定设置于所述固定板背离所述下压板的一侧；上压板，设于所述支架内，且设于所述下压板和所述固定板之间，所述油缸能够驱动所述上压板以将所述电堆夹设于所述下压板和所述上压板之间；压力检测表，用于检测所述油缸对所述上压板施加的力。

但是上述专利中的电堆在通过测试设备测试时直接裸露于外侧，使得电堆测试时容易受到外界环境的影响，导致电堆性能测试时的误差较大，且未考虑到电堆在高温情况下增压组堆。由于高温SOFC及SOEC电堆的密封材料大部分采用玻璃陶瓷类硬密封材料，热膨胀系数较大，电堆在高温(700～900℃)环境下，密封组件容易膨胀破损，若前期电堆在高温环境下控制合理，均匀加压施力，同时监测电堆高温增压过程中的密封性能，则有利于电堆后期的使用寿命。

如申请号为CN201621089711.1的中国专利，公开了一种燃料电池电堆加热测试装置，包括支撑架、加热炉、电堆组件、氢气罐、电气控制柜、供氧组件和电阻负载箱。加热炉设置在支撑架上，电堆组件设置在加热炉内，供氧组件设置在支撑架内，氢气罐与电堆组件的氢气输入端之间以及供氧组件与电堆组件的空气输入端之间均通过管道连通，氢气罐内氢气和供氧组件提供的空气通过管道进入加热炉内经过炉温预热后分别通入电堆阳极与阴极，且氢气与空气中的氧气反应并产生电能。

如申请号为CN202022125480.8的中国专利，公开了一种燃料电池测试设备用电堆加热炉及测试设备，包括下炉膛和设于下炉膛上侧的上炉膛，所述下炉膛具有一密闭空腔，所述上炉膛具有一朝向下炉膛开口的第一空腔，至少两所述电堆底座设于下炉膛靠近上炉膛的一侧，所述电堆底座的下侧伸入密闭空腔；当上炉膛罩设于下炉膛上时，第一空腔呈密闭设置，所述电堆底座的上侧嵌设于第一空腔内。