專利名稱：一種燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)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技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心組件之一，它是由陰極板和陽極板通過粘結(jié)膠粘結(jié)或激光焊接連接而成。粘結(jié)線或焊接線分布在雙極板外圈，起密封雙極板水腔的作用。目前對(duì)于粘結(jié)或焊接連接強(qiáng)度的測(cè)試方法一般是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，利用萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣破壞時(shí)的最大力，具體如公開號(hào)為CN 101509867A的發(fā)明專利。但是在質(zhì)子交換膜燃料電池領(lǐng)域，該方法只能反映拉伸強(qiáng)度，不能真實(shí)反映雙極板水腔的密封強(qiáng)度。公開號(hào)為CN 102087161A的發(fā)明專利，公開了一種燃料電池雙極板水腔氣密性檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。該方法僅僅是檢測(cè)雙極板水腔在額定氣壓下的氣密性情況，考察的是雙極板的合格率，對(duì)試樣不起破壞作用，也不能反映雙極板水腔的密封強(qiáng)度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了提供一種能夠真實(shí)、有效、準(zhǔn)確的檢測(cè)燃料電池雙極板水腔的密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置。采用如下技術(shù)方案一種燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，包括氣源、氣體流通管路、減壓閥、壓力表、測(cè)試端板和壓機(jī)組成；所述測(cè)試端板為兩端厚、中間薄的“凹”形結(jié)構(gòu)，包括測(cè)試下端板和測(cè)試上端板，測(cè)試下端板為正“凹”形結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的測(cè)試上端板為倒“凹”形結(jié)構(gòu)；測(cè)試下端板的四個(gè)角的位置設(shè)有與被測(cè)雙極板上的定位孔對(duì)應(yīng)的測(cè)試下端板定位孔；測(cè)試上端板的一端設(shè)有與被測(cè)雙極板水腔進(jìn)口連通的測(cè)試上端板進(jìn)氣孔，測(cè)試上端板的另一端設(shè)有與被測(cè)雙極板水腔出口連通的測(cè)試端板出氣孔，測(cè)試端板出氣孔端連接截止閥，測(cè)試上端板的四個(gè)角的位置設(shè)有與被測(cè)雙極板上的定位孔對(duì)應(yīng)的測(cè)試上端板定位孔；測(cè)試上端板定位孔、測(cè)試下端板定位孔和被測(cè)雙極板定位孔都是通孔，定位銷貫通定位孔；測(cè)試上端板進(jìn)氣孔通過管路與減壓閥連接，減壓閥通過管路與氣源連接，壓力表連接在測(cè)試上端板進(jìn)氣孔與減壓閥連接的管路上；測(cè)試端板夾持被測(cè)雙極板，置于壓機(jī)的上模和下模之間。本實(shí)用新型所述測(cè)試上端板定位孔、測(cè)試下端板定位孔的孔徑與被測(cè)雙極板定位孔的孔徑相同。本實(shí)用新型所述測(cè)試上端板的進(jìn)氣孔和出氣孔的直徑為5 10mm。本實(shí)用新型所述壓力表是精密壓力表，壓力表精度為0. 002MPa。本實(shí)用新型所述壓機(jī)由旋轉(zhuǎn)手柄和上下模組成；上下模大小不一，下模為一固定不動(dòng)的大平面，上模為左右兩端相互對(duì)稱的小平面，通過旋轉(zhuǎn)手柄使上模向下移動(dòng)給測(cè)試端板兩端施力。所述氣源為高壓氣瓶，測(cè)試氣體為空氣或氮?dú)?。本?shí)用新型所述的燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置的測(cè)試方法包括以下步驟a、將陰、陽極單極板按照規(guī)定的粘結(jié)標(biāo)準(zhǔn)或激光焊接流程進(jìn)行連接，室溫放置于平整、光潔的地方使其性能得到穩(wěn)定。b、將連接穩(wěn)定后的雙極板粘水腔密封膠線后置于測(cè)試下端板上，通過定位孔和定位銷定位，其上放置測(cè)試上端板，也通過定位孔和定位銷定位；C、將步驟b組裝好的被測(cè)試組件置于壓機(jī)的上模和下模之間，旋轉(zhuǎn)壓機(jī)旋轉(zhuǎn)手柄調(diào)節(jié)施加的壓力大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)試組件的可靠密封；d、關(guān)閉測(cè)試上端板出氣口端的截止閥，打開氣源并調(diào)節(jié)減壓閥至壓力穩(wěn)定并保壓2 5min，同時(shí)觀察管路中的壓力表，若壓力表在該保壓期間無變化則說明雙極板水腔密封強(qiáng)度大于該測(cè)試壓力；e、調(diào)節(jié)減壓閥，提高測(cè)試壓力，待壓力穩(wěn)定后繼續(xù)保壓2 5min，同時(shí)繼續(xù)觀察管路中的壓力表，若壓力表在該保壓期間依然無變化則說明雙極板水腔密封強(qiáng)度仍然大于該測(cè)試壓力；f、重復(fù)步驟e，直至測(cè)試壓力提高到某數(shù)值或在該數(shù)值保壓期間，壓力表指數(shù)突然下降，則此時(shí)的壓力判定為雙極板水腔的密封強(qiáng)度。由于測(cè)試端板為兩端厚中間薄的“凹”形設(shè)計(jì)，故被測(cè)雙極板兩端受力、中間不受力，加壓時(shí)雙極板就像是在吹氣球，壓力小時(shí)陰陽極板中間的連接線可以承受因而氣密性良好，加載到極限時(shí)連接線就會(huì)爆裂，可真實(shí)的反映雙極板水腔的密封強(qiáng)度。施加在被測(cè)組件內(nèi)的壓力為一點(diǎn)一點(diǎn)的增加，每次增加越小越好，而且必須增加到被測(cè)雙極板水腔漏氣為止。

圖1本實(shí)用新型的構(gòu)成示意圖；圖2測(cè)試端板上端板俯視圖；圖3測(cè)試端板下端板俯視圖；圖4實(shí)施例的被測(cè)雙極板陽極板示意圖；圖5實(shí)施例的被測(cè)雙極板陰極板示意圖；圖6實(shí)施例的被測(cè)雙極板陽極板水腔密封膠線示意圖；圖7實(shí)施例的被測(cè)雙極板陰極板水腔密封膠線示意圖。附圖中1、高壓氣瓶；2、氣體流通管路；3、減壓閥；4、精密壓力表；5、壓機(jī)旋轉(zhuǎn)手柄；6、壓機(jī)上模；7、壓機(jī)下模；8、測(cè)試上端板；9、測(cè)試下端板；10、被測(cè)雙極板；11、截止閥；12、上端板進(jìn)氣孔；13、上端板出氣孔；14、上端板定位孔0個(gè)邊角各1個(gè))；15、下端板定位孔0個(gè)邊角各1個(gè))；16、陽極板水腔進(jìn)口 ；17、陽極板水腔出口 ；18、陽極板水腔粘結(jié)或焊接線；19、陰極板水腔進(jìn)口 ；20、陰極板水腔出口 ；21、陰極板水腔粘結(jié)或焊接線；22、陽極板定位孔；23、陰極板定位孔；24、陽極板流場(chǎng)區(qū)；25、陰極板流場(chǎng)區(qū)。
具體實(shí)施方式
下面的實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本實(shí)用新型，但不以任何方式限制本實(shí)用新型。燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，包括高壓氣瓶、氣體流通管路、減壓閥3、壓力表4、測(cè)試端板8、9和壓機(jī)組成，測(cè)試氣體為氮?dú)?。測(cè)試端板8、9為兩端厚、中間薄的“凹”形結(jié)構(gòu)，包括測(cè)試下端板和測(cè)試上端板，測(cè)試下端板為正“凹”形結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的測(cè)試上端板為倒“凹”形結(jié)構(gòu)；測(cè)試下端板9的四個(gè)角的位置設(shè)有與被測(cè)雙極板10上的定位孔22、23對(duì)應(yīng)的測(cè)試下端板定位孔15 ；測(cè)試上端板8的一端設(shè)有與被測(cè)雙極板10水腔進(jìn)口 16、19連通的測(cè)試上端板進(jìn)氣孔12，測(cè)試上端板8的另一端設(shè)有與被測(cè)雙極板10水腔出口 17、20連通的測(cè)試端板出氣孔13，測(cè)試端板出氣孔13端連接截止閥11，測(cè)試端板進(jìn)、出氣孔的直徑為5mm ；測(cè)試上端板8的四個(gè)角的位置設(shè)有與被測(cè)雙極板10上的定位孔22、23對(duì)應(yīng)的測(cè)試上端板定位孔14 ；測(cè)試上端板定位孔14、測(cè)試下端板定位孔15和被測(cè)雙極板定位孔22、23都是通孔，定位銷貫通定位孔；測(cè)試上端板進(jìn)氣孔12通過管路與減壓閥3連接，減壓閥3通過管路與氣源連接，壓力表4連接在測(cè)試上端板進(jìn)氣孔12與減壓閥3連接的管路上；測(cè)試端板夾持被測(cè)雙極板10，置于壓機(jī)的上模6和下模7之間。組裝測(cè)試件時(shí)，將陽極板(圖4)和陰極板(圖幻按照規(guī)定的粘結(jié)標(biāo)準(zhǔn)或激光焊接流程沿著粘結(jié)線或焊接線18、21進(jìn)行連接，形成雙極板水腔的密閉結(jié)構(gòu)，室溫放置于平整、光潔的地方使其性能得到穩(wěn)定。將連接性能穩(wěn)定后的雙極板水腔口粘結(jié)密封膠線，具體為陽極板水腔進(jìn)、出口 16、17粘結(jié)陽極板水腔密封膠線，如圖6所示；陰極板水腔進(jìn)、出口 19、20粘結(jié)陰極板水腔密封膠線，如圖7所示。如圖3所示，在測(cè)試端板的下端板9的4個(gè)定位孔15處安裝定位銷，此操作可以保證測(cè)試雙極板10、測(cè)試端板上端板8和測(cè)試端板下端板9之間實(shí)現(xiàn)精確定位。將粘好密封膠線的雙極板10放于測(cè)試端板下端板9之上，兩者依靠定位銷可精確定位。合上測(cè)試端板上端板8，三者同樣依靠定位銷定位。將已裝好測(cè)試樣品的端板平放于壓機(jī)下模7的中間位置，并通過旋轉(zhuǎn)壓機(jī)上模6上的旋轉(zhuǎn)手柄5，給測(cè)試端板施加一定的壓力，使得測(cè)試雙極板得到可靠密封。關(guān)閉截止閥11的閥門，使得測(cè)試裝置密閉。在以上準(zhǔn)備工作結(jié)束后開始測(cè)試，首先開啟減壓閥3的閥門，調(diào)節(jié)壓力至0. lOMPa，待氣體壓力穩(wěn)定后，用秒表計(jì)時(shí)觀察精密壓力表4在aiiin內(nèi)指數(shù)變化情況。若指數(shù)不變，則調(diào)節(jié)減壓閥3提高壓力至0. 12MPa、0. 14MPa、0. 16MPa……，保壓并觀察精密壓力表4。若提高到某壓力數(shù)值并在該數(shù)值保壓期間，壓力表指數(shù)突然下降，則此時(shí)的壓力判定為雙極板水腔的密封強(qiáng)度。樣品檢測(cè)完畢后，關(guān)閉減壓閥3及高壓氣瓶1的閥門，測(cè)試工作結(jié)束。例如，壓力增大到3. 02MPa時(shí)聽到“嘭” 一聲響，伴隨著精密壓力表4指數(shù)突降為0，則判定3. 02MPa為該雙極板水腔的密封強(qiáng)度。需要注意的是，測(cè)試的初始加載壓力和保壓時(shí)間可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整，并且每次提高壓力越小則最終結(jié)果越準(zhǔn)確。
權(quán)利要求1.一種燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，包括氣源、氣體流通管路、減壓閥 (3)、壓力表、測(cè)試端板(8、9)和壓機(jī)組成，其特征在于所述測(cè)試端板為兩端厚、中間薄的“凹，，形結(jié)構(gòu)，包括測(cè)試下端板和測(cè)試上端板，測(cè)試下端板為正“凹”形結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的測(cè)試上端板為倒“凹”形結(jié)構(gòu)；測(cè)試下端板(9)的四個(gè)角的位置設(shè)有與被測(cè)雙極板(10)上的定位孔(22、2；3)對(duì)應(yīng)的測(cè)試下端板定位孔(1 ；測(cè)試上端板(8)的一端設(shè)有與被測(cè)雙極板(10)水腔進(jìn)口(16、19) 連通的測(cè)試上端板進(jìn)氣孔(12)，測(cè)試上端板(8)的另一端設(shè)有與被測(cè)雙極板(10)水腔出口(17、20)連通的測(cè)試端板出氣孔(13)，測(cè)試端板出氣孔端連接截止閥(11)，測(cè)試上端板 (8)的四個(gè)角的位置設(shè)有與被測(cè)雙極板(10)上的定位孔(22、2；3)對(duì)應(yīng)的測(cè)試上端板定位孔 (14)；測(cè)試上端板定位孔(14)、測(cè)試下端板定位孔(1 和被測(cè)雙極板定位孔(22、2；3)都是通孔，定位銷貫通定位孔；測(cè)試上端板進(jìn)氣孔(1 通過管路與減壓閥C3)連接，減壓閥(3) 通過管路與氣源連接，壓力表(4)連接在測(cè)試上端板進(jìn)氣孔(1 與減壓閥C3)連接的管路上；測(cè)試端板夾持被測(cè)雙極板(10)，置于壓機(jī)的上模(6)和下模(7)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，其特征在于所述測(cè)試上端板定位孔(14)、測(cè)試下端板定位孔(1 的孔徑與被測(cè)雙極板定位孔(22、23)的孔徑相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，其特征在于所述測(cè)試上端板的進(jìn)氣孔(12)和出氣孔(13)的直徑為5 10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，其特征在于所述壓力表(4)是精密壓力表，壓力表精度為0. 002MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，其特征在于所述壓機(jī)由旋轉(zhuǎn)手柄和上下模組成；上下模大小不一，下模為一固定不動(dòng)的大平面，上模為左右兩端相互對(duì)稱的小平面，通過旋轉(zhuǎn)手柄使上模向下移動(dòng)給測(cè)試端板兩端施力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，其特征在于所述氣源為高壓氣瓶(1)，測(cè)試氣體為空氣或氮?dú)狻?br> 專利摘要本實(shí)用新型涉及一種燃料電池雙極板水腔密封強(qiáng)度的檢測(cè)裝置，包括氣源、氣體流通管路、減壓閥、壓力表、測(cè)試端板和壓機(jī)；測(cè)試上、下端板上設(shè)有與被測(cè)雙極板定位孔對(duì)應(yīng)的測(cè)試端板定位孔，定位銷貫通定位孔；測(cè)試上端板上還設(shè)有與被測(cè)雙極板水腔進(jìn)出口連通的測(cè)試端板進(jìn)出氣孔，出氣孔端連接截止閥，進(jìn)氣孔通過管路與減壓閥和氣源連接，壓力表連接在進(jìn)氣孔與減壓閥之間；測(cè)試端板夾持被測(cè)雙極板，置于壓機(jī)的上模和下模之間。本實(shí)用新型提供的檢測(cè)裝置操作簡單，并且能真實(shí)反映雙極板水腔的密封強(qiáng)度，因此其測(cè)試結(jié)果真實(shí)、有效、準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01M3/26GK202329964SQ20112044180
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者付宇, 侯中軍, 徐乃濤, 明平文, 王紅梅, 竇永香 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司