本發(fā)明涉及燃料電池，尤其涉及一種用于電堆組裝的檢測設備和方法。

背景技術：

1、燃料電池是一種通過電化學反應將氫氣和氧氣中的化學能直接轉換為電能的發(fā)電裝置，具有能量效率高、響應速度快等優(yōu)點，燃料電池電堆由膜電極、雙極板、集流板、端板、緊固件、歧管等部件組成，大功率電堆通常含有三四百片膜電極和雙極板，組裝下線后經氣密檢測、絕緣檢測、活化測試、極化曲線測試等項目測試合格后方可出廠；

2、生產過程中因氣密不合格入氫空互竄、氣水互竄、單低、短路等問題，需要對燃料電池進行返修、更換問題部件后再次壓裝、測試，導致一次下線合格率偏低；返修過程不僅費時費力、增加測試費用，而多次拆裝易損傷膜電極和極板，對電堆耐久產生不利影響，影響燃料電池的出廠質量。

3、因此，如何提高電堆組裝一次下線合格率、降低生產成本，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，而提出的一種用于電堆組裝的檢測設備和方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

3、一種用于電堆組裝的檢測設備，包括底座、氣密檢測箱體和對電堆主體進行合格率檢測的檢測部，所述氣密檢測箱體頂部外壁固定有墊板，所述氣密檢測箱體側壁連接有氣密檢測工裝，且氣密檢測箱體頂部外壁安裝有滑軌機構，滑軌機構輸出端分別活動連接有滑動件一和滑動件二，滑動件一和滑動件二上均活動連接有兩個滑塊二，位于兩側的兩個滑塊二底部均活動連接有擺臂，兩個擺臂之間通過轉軸活動連接，所述擺臂頂部固定有用于對電堆主體進行安裝的輥件。

4、優(yōu)選的：所述滑軌機構包括雙向螺紋桿、襯板和滑桿，所述滑桿固定于氣密檢測箱體頂部外壁，所述襯板固定于氣密檢測箱體頂部外壁，雙向螺紋桿活動連接于兩個襯板之間，其中一個所述襯板一側外壁固定有驅動電機一。

5、進一步的：所述滑動件一包括橫向桿和兩個滑塊三，橫向桿和兩個滑塊三之間固定連接，其中兩個滑塊二和橫向桿活動連接，其中一個滑塊三和滑桿之間活動連接，另外一個滑塊三和雙向螺紋桿之間螺紋連接。

6、進一步的：所述滑動件二包括雙向螺紋桿一和兩個滑塊一，其中一個滑塊一和滑桿之間活動連接，另外一個滑塊一和雙向螺紋桿之間螺紋連接，雙向螺紋桿一活動連接于兩個滑塊一之間，且其中一個滑塊一一側外壁固定有驅動電機二。

7、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案：所述電堆主體包括端板一、端板二和堆芯，所述端板一、端板二和多個堆芯之間通過堆疊方式進行安裝，所述底座頂部外壁放置有cvm和工控機，cvm和工控機之間電性連接，所述堆芯側壁固定有檢測頭，檢測頭和cvm之間電性連接。

8、作為本發(fā)明進一步的方案：所述氣密檢測箱體頂部外壁固定有支架，支架頂部外壁固定有壓機，壓機輸出端通過銷固定有壓頭。

9、作為本發(fā)明再進一步的方案：所述氣密檢測工裝包括排氣球閥和排氣管道，所述排氣管道通過接頭連接于氣密檢測箱體側壁，排氣球閥固定于排氣管道一端，所述氣密檢測箱體側壁通過接頭固定有中間管，中間管一端固定有進氣電磁閥，進氣電磁閥遠離中間管的一端通過多通管連接有氣源電磁閥，氣源電磁閥一端通過管路連接有壓力調節(jié)閥，兩個壓力調節(jié)閥分別通過接頭連接有氫氣氣源和氮氣氣源，所述氣密檢測箱體頂部通過接頭連接有檢測管道，檢測管道通過接頭連接于端板二底部。

10、在前述方案的基礎上：所述氣密檢測箱體頂部外壁固定有安裝板，安裝板表面開設的通孔活動連接有導向柱，導向柱一端和橫向桿外壁均固定有剔除機構，所述剔除機構包括連接座、移動座和滑動框，所述連接座和移動座之間一體成型，所述滑動框和移動座之間活動連接，滑動框表面開設的通孔活動連接有驅動板，驅動板和壓頭之間固定連接，所述滑動框底部外壁固定有液壓缸，液壓缸輸出端通過銷固定有夾板。

11、在前述方案的基礎上：所述輥件包括限位板和輥輪，所述限位板焊接于擺臂頂部，輥輪活動連接于限位板兩側內壁之間。

12、一種提高電堆組裝合格率的方法，包括如下步驟：

13、s1、將電堆主體各電池節(jié)按順序堆疊，電堆主體組完畢后利用壓機和壓頭向電堆主體頂部施加壓力，達到預設組裝壓力f1進行預壓；

14、s2、電堆主體各電池節(jié)與檢測頭、cvm和工控機連接，向電堆主體陽極通入氫氮混合氣或氫氣，監(jiān)控燃料電池電堆開路電壓，標記明顯偏低的電池節(jié)，用于剔除有氫空互竄或短路問題的電池節(jié)；氮氣吹掃將電壓降至0v，向電堆主體的冷卻腔通入氫氮混合氣或氫氣，監(jiān)控電堆主體的各節(jié)電壓，標記有電壓的電池節(jié)，用于剔除有氣水互竄問題的電池節(jié)；

15、s3、判斷步驟s2是否有標記的問題電池節(jié)，如有，更換標記的問題電池節(jié)，重復步驟s1-s2；如沒有，進行步驟s4；

16、s4、施加目標組裝壓力f0，電堆主體緊固下線進行活化測試。

17、本發(fā)明的有益效果為：

18、1.一種用于電堆組裝的檢測設備，解決了現(xiàn)有技術中電堆組裝一次下線合格率低的問題；膜電極經預壓可有效降低接觸電阻，提升燃料電池電堆的性能和可靠性，同時方法簡單有效，電堆生產效率高，減少電堆活化次數(shù)降低生產成本。

19、2.一種用于電堆組裝的檢測設備，通過將輥件設置為在橫向和縱向上均可以進行位置調節(jié)，使得當需要對電堆主體進行裝配時使得各組電池節(jié)之間準確對齊。

20、3.一種用于電堆組裝的檢測設備，通過設置有液壓缸和夾板使得當需要將不合格的電池節(jié)剔除時，可以將其上方的電池節(jié)整體提升，便于將不合格的電池節(jié)抽出，實現(xiàn)對其的快速更換。

21、4.一種用于電堆組裝的檢測設備，通過向電堆主體的陽極通入氫氮混合氣或氫氣，利用檢測頭監(jiān)控電堆主體開路電壓，便于標記明顯偏低的電池節(jié)，用于剔除有氫空互竄或短路問題的電池節(jié)。

22、5.一種用于電堆組裝的檢測設備，通過向冷卻腔通入氫氮混合氣或氫氣，利用檢測頭監(jiān)控電堆主體各節(jié)電壓，通過標記有電壓的電池節(jié)，用于剔除有氣水互竄問題的電池節(jié)。

技術特征：

1.一種用于電堆組裝的檢測設備，包括底座(1)、氣密檢測箱體(2)和對電堆主體進行合格率檢測的檢測部，其特征在于，所述氣密檢測箱體(2)頂部外壁固定有墊板(15)，所述氣密檢測箱體(2)側壁連接有氣密檢測工裝，且氣密檢測箱體(2)頂部外壁安裝有滑軌機構，滑軌機構輸出端分別活動連接有滑動件一和滑動件二，滑動件一和滑動件二上均活動連接有兩個滑塊二(33)，位于兩側的兩個滑塊二(33)底部均活動連接有擺臂(36)，兩個擺臂(36)之間通過轉軸活動連接，所述擺臂(36)頂部固定有用于對電堆主體進行安裝的輥件。

2.根據權利要求1所述的一種用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，所述滑軌機構包括雙向螺紋桿(11)、襯板(42)和滑桿(43)，所述滑桿(43)固定于氣密檢測箱體(2)頂部外壁，所述襯板(42)固定于氣密檢測箱體(2)頂部外壁，雙向螺紋桿(11)活動連接于兩個襯板(42)之間，其中一個所述襯板(42)一側外壁固定有驅動電機一(12)。

3.根據權利要求2所述的一種用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，所述滑動件一包括橫向桿(34)和兩個滑塊三(35)，橫向桿(34)和兩個滑塊三(35)之間固定連接，其中兩個滑塊二(33)和橫向桿(34)活動連接，其中一個滑塊三(35)和滑桿(43)之間活動連接，另外一個滑塊三(35)和雙向螺紋桿(11)之間螺紋連接。

4.根據權利要求3所述的一種用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，所述滑動件二包括雙向螺紋桿一(30)和兩個滑塊一(32)，其中一個滑塊一(32)和滑桿(43)之間活動連接，另外一個滑塊一(32)和雙向螺紋桿(11)之間螺紋連接，雙向螺紋桿一(30)活動連接于兩個滑塊一(32)之間，且其中一個滑塊一(32)一側外壁固定有驅動電機二(31)。

5.根據權利要求4所述的一種用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，所述電堆主體包括端板一(4)、端板二(13)和堆芯(14)，所述端板一(4)、端板二(13)和多個堆芯(14)之間通過堆疊方式進行安裝，所述底座(1)頂部外壁放置有cvm(17)和工控機(18)，cvm(17)和工控機(18)之間電性連接，所述堆芯(14)側壁固定有檢測頭(16)，檢測頭(16)和cvm(17)之間電性連接。

6.根據權利要求5所述的一種用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，所述氣密檢測箱體(2)頂部外壁固定有支架(6)，支架(6)頂部外壁固定有壓機(5)，壓機(5)輸出端通過銷固定有壓頭(19)。

7.根據權利要求6所述的一種用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，所述氣密檢測工裝包括排氣球閥(20)和排氣管道(21)，所述排氣管道(21)通過接頭連接于氣密檢測箱體(2)側壁，排氣球閥(20)固定于排氣管道(21)一端，所述氣密檢測箱體(2)側壁通過接頭固定有中間管(28)，中間管(28)一端固定有進氣電磁閥(27)，進氣電磁閥(27)遠離中間管(28)的一端通過多通管(26)連接有氣源電磁閥(10)，氣源電磁閥(10)一端通過管路連接有壓力調節(jié)閥(9)，兩個壓力調節(jié)閥(9)分別通過接頭連接有氫氣氣源(7)和氮氣氣源(8)，所述氣密檢測箱體(2)頂部通過接頭連接有檢測管道(22)，檢測管道(22)通過接頭連接于端板二(13)底部。

8.根據權利要求7所述的一種用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，所述氣密檢測箱體(2)頂部外壁固定有安裝板(24)，安裝板(24)表面開設的通孔活動連接有導向柱(25)，導向柱(25)一端和橫向桿(34)外壁均固定有剔除機構，所述剔除機構包括連接座(23)、移動座(37)和滑動框(41)，所述連接座(23)和移動座(37)之間一體成型，所述滑動框(41)和移動座(37)之間活動連接，滑動框(41)表面開設的通孔活動連接有驅動板(38)，驅動板(38)和壓頭(19)之間固定連接，所述滑動框(41)底部外壁固定有液壓缸(40)，液壓缸(40)輸出端通過銷固定有夾板(39)。

9.根據權利要求8所述的一種用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，所述輥件包括限位板(3)和輥輪(29)，所述限位板(3)焊接于擺臂(36)頂部，輥輪(29)活動連接于限位板(3)兩側內壁之間。

10.一種用于電堆組裝的檢測方法，使用權利要求1-9任一所述的用于電堆組裝的檢測設備，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種用于電堆組裝的檢測設備和方法，涉及燃料電池技術領域；為了提高檢測效率；包括底座、氣密檢測箱體和對電堆主體進行合格率檢測的檢測部，所述氣密檢測箱體頂部外壁固定有墊板，所述氣密檢測箱體側壁連接有氣密檢測工裝，且氣密檢測箱體頂部外壁安裝有滑軌機構，滑軌機構輸出端分別活動連接有滑動件一和滑動件二，滑動件一和滑動件二上均活動連接有兩個滑塊二，位于兩側的兩個滑塊二底部均活動連接有擺臂。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術中電堆組裝一次下線合格率低的問題；膜電極經預壓可有效降低接觸電阻，提升燃料電池電堆的性能和可靠性，同時方法簡單有效，電堆生產效率高，減少電堆活化次數(shù)降低生產成本。

技術研發(fā)人員：張林松,鄭子濤,胡偉偉,王和龍,潘永志
受保護的技術使用者：安徽明天氫能科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26