申请/专利权人：深圳市南科燃料电池有限公司

申请日：2017-12-27

公开（公告）日：2024-02-06

公开（公告）号：CN107966249B

主分类号：G01M3/06

分类号：G01M3/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.06#授权;2018.05.22#实质审查的生效;2018.04.27#公开

摘要：本发明提供了一种MEA检测夹具。该MEA检测夹具适用于多片MEA同时检测，在检测夹具上预先安装有双极板，且夹具有定位装置，MEA的安放和定位十分方便。当多片进行检测时，本发明的MEA检测夹具可模拟燃料电池真实的装配状态；当检测完毕时，本发明的MEA检测夹具的双极板可自动打开，MEA的取出十分方便。检测方便快速，能满足商业化生产的检测需求。

主权项：1.一种MEA检测夹具，其特征在于：包括底座、压板、伸缩部件、设置于所述底座和所述压板之间的若干双极板、安装于所述底座的定位导杆、与所述压板抵接并推动所述压板朝所述双极板运动的驱动装置；所述伸缩部件连接相邻所述双极板，并且用于连接与所述压板相邻的所述双极板和所述压板；所述定位导杆贯穿于所述压板，并与所述双极板镶套；所述双极板一面为阴极流道，另一面为阳极流道；所述压板的一端开设有与所述双极板的阴极对应的氢气入口和氧气出口，另一端开设有与所述双极板的阳极对应的氧气的入口和氢气出口；检测时，将多片MEA放入相邻所述双极板之间，所述驱动装置推动所述压板，关闭所述氢气出口，从所述氢气入口通入气体，同时打开所述氧气出、入口检测是否有气体泄漏，从而判断MEA是否漏气；当所述氧气出、入口检测到气体，则说明氢氧互漏，即MEA漏气不能用于生产电堆。

全文数据：一种MEA检测夹具技术领域[0001]本发明涉及燃料电池侧漏的技术领域，具体而言，涉及一种MEA检测夹具。背景技术[0002]燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，具有功率密度高、能量转化率高、零污染、零噪声及燃料充足的优点。[0003]燃料电池中的双极板起到集流、导电及机械支撑的作用，MEA则是燃料电池发生氧化还原反应的场所，也就是燃料电池的最关键核心部件。MEA具有隔气、交换质子的作用。为保证燃料电池安全工作，在进行电池装配前必须对MEA进行漏气检测，电池装配后必须对电堆进行漏气检测，防止氢气和氧气直接混合而发生爆炸。[0004]目前，MEA的漏气检测大多为模拟单片装配状态检测，无法对多片MEA—起进行模拟装配状态检测，个别对MEA进行多片检测的装置存在着操作复杂，同时存在着MEA装配定位不准及拆卸复杂的缺点，无法满足商业化生产时检测速度快、检测精准、操作方便的需求。发明内容[0005]有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供了一种MEA检测夹具，包括底座、压板、伸缩部件、设置于所述底座和所述压板之间的若干双极板、安装于所述底座的定位导杆、与所述压板抵接并推动所述压板朝所述双极板运动的驱动装置；[0006]所述伸缩部件连接相邻所述双极板，并且用于连接与所述压板相邻的所述双极板和所述压板；[0007]所述定位导杆贯穿于所述压板，并与所述双极板镶套；[0008]所述双极板一面为阴极流道，另一面为阳极流道；[0009]所述压板的一端开设有与所述双极板的阴极对应的氢气入口和氧气出口，另一端开设有与所述双极板的阳极对应的氧气的入口和氢气出口；[0010]检测时，将多片MEA放入相邻所述双极板之间，所述驱动装置推动所述压板，关闭所述氢气出口，从所述氢气入口通入气体，同时打开所述氧气出、入口检测是否有气体泄漏，从而判断MEA是否漏气；[0011]当所述氧气出、入口检测到气体，则说明氢氧互漏，即MEA漏气不能用于生产电堆。[0012]在某些实施方式中，所述双极板设有横向通向流场的通道。[0013]在某些实施方式中，还包括置于所述驱动装置和所述压板之间的压力检测装置。[0014]在某些实施方式中，所述压力检测装置为压力传感器；[0015]当压力达到装配压力IOOPSI后，从所述氢气入口通入0·2Mpa气压的气体。[0016]在某些实施方式中，还包括与所述氢气出、入口和所述氧气出入、口连通的气管；所述气管均设有开关阀。[0017]在某些实施方式中，所述氢气入口处设有快插接头;所述快插接头连接所述氢气入口的所述气管和所述开关阀；[0018]检测时，将多片MEA放入相邻所述双极板中间，所述驱动装置推动所述压板，关闭所述氢气出口，从所述氢气入口的所述快插接头通入气体。[0019]在某些实施方式中，所述底座、所述压板、所述双极板均设有密封圈。[0020]在某些实施方式中，所述伸缩部件为锥形压缩弹簧、连杆机构、柔性绳索、压缩海绵中的任意一种。[0021]在某些实施方式中，所述驱动装置为伺服电动缸、气缸、油缸中的任意一种。[0022]在某些实施方式中，所述定位导杆与MEA外缘相切。[0023]本发明提供的一种MEA检测夹具相对于现有技术而言，有益效果是：现有技术在MEA检测装配时多为单片检测，夹具只能模拟单片MEA装配状态。少数技术可以对MEA同时进行检漏，当进行多片MEA检测时，现有夹具需要先安装与MEA配对的双极板且现有夹具上无定位装置，即现有技术双极板没有预先安装在检测夹具上，当同时进行多片MEA检漏时，需要先装配双极板再装配MEA，操作比较繁琐，检测完毕时也需要手动将双极板片片分开然后拿出MEA。[0024]本发明提供的MEA检测夹具适用于多片MEA同时检测，在检测夹具上预先安装有双极板，且夹具有定位装置，MEA的安放和定位十分方便。当多片进行检测时，本发明的MEA检测夹具可模拟燃料电池真实的装配状态；当检测完毕时，本发明的MEA检测夹具的双极板可自动打开，MEA的取出十分方便。检测方便快速，能满足商业化生产的检测需求。[0025]基于该结构，该种MEA检测夹具，实施时，底座上安装有定位导杆，双极板镶套在定位导杆上，定位导杆贯穿压板，双极板与双极板之间安装有伸缩部件，在压板压力作用下可以实现压紧闭合。当压板泄压时，双极板在伸缩部件的作用下自动分开，方便待测MEA的放入和取出。[0026]检测时，将多片MEA分别放入双极板中间，控制驱动装置对压板进行施压。[0027]优选的，压板处设有压力传感器。[0028]优选的，压力传感器达到装配压力100PSI后，从压板氢气入口通入气体，然后关闭氢气出气口，并打开氧气入口和出口。[0029]可以理解的是，既可以通过插入水中用冒泡法检测氧气出入口是否有气体泄漏，也可在氧气出入口连接气体流量计对泄漏量进行定量检测。[0030]判断标准为：当氢气入口通入气体且关闭氢气出口时，将氧气出入口接入水中，若在氧气出或入口检测到气泡产生，则说明氢氧互漏，则说明MEA破损或存在封装问题，S卩MEA漏气不能用于生产电堆。[0031]由此可知，通过该MEA检测夹具对MEA检漏时不必安装双极板，极大的简化了检漏的操作繁琐性。[0032]并且，各个双极板之间安装有伸缩部件，在施压状态下能压缩实现良好密封，在泄压状态下双极板能在伸缩部件的作用下自动分开，方便MEA的放置和取出。[0033]同时，双极板设计为一面阴极，一面阳极，可以在检漏时代替两块双极板，简化了测试装置，且可以真实模拟MEA在电堆中的装配情况。[0034]优选的，双极板各面设计有横向通向流场的通道，可以完全模拟真实电堆安装时MEA的装配状态。[0035]优选的，定位导杆安装位置设计为与MEA外缘相切，这样可以起到装配定位作用，即定位导杆起到定位和导向双重作用。[0036]优选的，该MEA检测夹具可以一次实现多片MEA的同时检漏，且各个气体出入口均安装有开关阀，在进行冒泡法检测时能非常方便操作各个管路的通路和断路。[0037]优选的，驱动装置为伺服电动缸，配合压力传感器可以实现非常精确位移和力控制，相对传统气缸而言，伺服电动缸可控性是气缸不能相比的，操作精度也大大提高。[0038]优选的，当检测时发现即该批次MEA中存在漏气MEA，可通过二分法减半MEA的检测片数并在未装MEA的双极板中间装配开口的一体化隔气膜充当假MEA来寻找漏气MEA，也可通过用开口的一体化隔气膜充当假MEA替换不同位置的MEA，然后再次进行检漏，如果替换为假MEA后不出现漏气现象，说明被替换的MEA漏气。该方法可更为快速、准确的找到漏气的MEA0[0039]总之，该一种MEA检测夹具使用方便，结构稳定性佳，易于操作。可以快速、方便的实现多个MEA的检测，并便于检测后取出MEA。极大提高了操作的便利性。更为符合实际应用过程中的需求。[0040]综上所述，本发明提供的一种MEA检测夹具的结构及操作方法其具有上述诸多的优点及价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了好用且实用的效果，较现有的技术具有增进的多项功效，从而较为适于实用，并具有广泛的产业价值。附图说明[0041]应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0042]图1为本发明斜俯视图；[0043]图2是本发明正视图；[0044]图3为图2中B的放大图；[0045]图4是本发明俯视图；[0046]图5为本发明中特殊设计的双极板前视图；[0047]图6为本发明中特殊设计的双极板后视图；[0048]图7为本发明采用绳索连接的另一种结构形式图；[0049]图8为图7中A的放大图；[0050]图9为本发明采用连杆机构的另一种结构形式图；[0051]图10为图9中C的放大图。[0052]附图标记：[0053][0054]具体实施方式[0055]在下文中，将结合附图更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。因此，将参照在附图中示出的特定实施例更详细地描述本公开。然而，应理解:不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和或可选方案。结合附图的描述，同样的附图标号标示同样的元件。[0056]在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。[0057]在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。[0058]在本公开的各种实施例中使用的表述诸如“第一”、“第二”等可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。[0059]应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。[0060]在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语诸如在一般使用的词典中限定的术语将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。[0061]参见图1至图10,在本发明某些实施例中，一种MEA检测夹具1，包括底座11、压板12、伸缩部件、设置于所述底座11和所述压板12之间的若干双极板14、安装于所述底座11的定位导杆15、与所述压板12抵接并推动所述压板12朝所述双极板14运动的驱动装置16;[0062]所述伸缩部件连接相邻所述双极板14,并且用于连接与所述压板12相邻的所述双极板14和所述压板12;[0063]所述定位导杆15贯穿于所述压板12,并与所述双极板14镶套；[0064]所述双极板14一面为阴极流道，另一面为阳极流道；[0065]所述压板12的一端开设有与所述双极板14的阴极对应的氢气入口和氧气出口，另一端开设有与所述双极板14的阳极对应的氧气的入口和氢气出口；[0066]检测时，将多片MEA放入相邻所述双极板14之间，所述驱动装置16推动所述压板12,关闭所述氢气出口，从所述氢气入口通入气体，同时打开所述氧气出、入口检测是否有气体泄漏，从而判断MEA是否漏气；[0067]当所述氧气出、入口检测到气体，则说明氢氧互漏，即MEA漏气不能用于生产电堆。[0068]上述，可以理解的是，现有技术在MEA检测装配时多为单片检测，夹具只能模拟单片MEA装配状态。少数技术可以对MEA同时进行检漏，当进行多片MEA检测时，现有夹具需要先安装与MEA配对的双极板14且现有夹具上无定位装置，即现有技术双极板14没有预先安装在检测夹具上，当同时进行多片MEA检漏时，需要先装配双极板14再装配MEA，操作比较繁琐，检测完毕时也需要手动将双极板14片片分开然后拿出MEA。[0069]本发明提供的MEA检测夹具1适用于多片MEA同时检测，在检测夹具上预先安装有双极板14,且夹具有定位装置，MEA的安放和定位十分方便。当多片进行检测时，本发明的MEA检测夹具1可模拟燃料电池真实的装配状态；当检测完毕时，本发明的MEA检测夹具1的双极板14可自动打开，MEA的取出十分方便。检测方便快速，能满足商业化生产的检测需求。[0070]基于该结构，该种MEA检测夹具1，实施时，底座11上安装有定位导杆15，双极板14镶套在定位导杆15上，定位导杆15贯穿压板12,双极板14与双极板14之间安装有伸缩部件，在压板12压力作用下可以实现压紧闭合。当压板12泄压时，双极板14在伸缩部件的作用下自动分开，方便待测MEA的放入和取出。[0071]检测时，将多片MEA分别放入双极板14中间，控制驱动装置16对压板12进行施压。[0072]从压板12氢气入口通入气体，然后关闭氢气出气口，并打开氧气入口和出口。[0073]可以理解的是，既可以通过插入水中用冒泡法检测氧气出入口是否有气体泄漏，也可在氧气出入口连接气体流量计对泄漏量进行定量检测。[0074]判断标准为：当氢气入口通入气体且关闭氢气出口时，将氧气出入口接入水中，若在氧气出或入口检测到气泡产生，则说明氢氧互漏，则说明MEA破损或存在封装问题，S卩MEA漏气不能用于生产电堆。[0075]优选的，判断标准为：当氢气入口通入气体且关闭氢气出口时，将氧气出入口接入水中，若在氧气出或入口检测到气泡产生，则说明氢氧互漏，即该批次MEA中存在漏气MEA，此时可通过二分法减半MEA的检测片数并在未装MEA的双极板中间装配开口的一体化隔气膜充当假MEA来寻找漏气MEA，也可通过用开口的一体化隔气膜充当假MEA替换不同位置的MEA，然后再次进行检漏，如果替换为假MEA后不出现漏气现象，说明被替换的MEA漏气，则说明MEA破损或存在封装问题，即MEA漏气不能用于生产电堆。[0076]由此可知，通过该MEA检测夹具1对MEA检漏时不必安装双极板14，极大的简化了检漏的操作繁琐性。[0077]并且，各个双极板14之间安装有伸缩部件，在施压状态下能压缩实现良好密封，在泄压状态下双极板14能在伸缩部件的作用下自动分开，方便MEA的放置和取出。[0078]同时，双极板14设计为一面阴极，一面阳极，可以在检漏时代替两块双极板14,简化了测试装置，且可以真实模拟MEA在电堆中的装配情况。[0079]可以理解的是，该MEA检测夹具1还可以包括一个顶板，该顶板用于固定驱动装置16,设置于压板12的上方。[0080]在本发明某些实施例中，所述双极板14设有横向通向流场的通道。[0081]上述，可以理解的是，该种设计的双极板14可以完全模拟真实电堆安装时MEA的装配状态。[0082]在本发明某些实施例中，还包括置于所述驱动装置16和所述压板12之间的压力检测装置17。[0083]在本发明某些实施例中，所述压力检测装置17为压力传感器；[0084]当压力达到装配压力100PSI后，从所述氢气入口通入0.2Mpa气压的气体。[0085]在本发明某些实施例中，还包括与所述氢气出、入口和所述氧气出入、口连通的气管18;所述气管18均设有开关阀181。[0086]在本发明某些实施例中，所述氢气入口处设有快插接头121;所述快插接头121连接所述氢气入口的所述气管18和所述开关阀181;[0087]检测时，将多片MEA放入相邻所述双极板14中间，所述驱动装置16推动所述压板12,关闭所述氢气出口，从所述氢气入口的所述快插接头121通入气体。[0088]上述，可以理解的是，该MEA检测夹具1可以一次实现多片MEA的同时检漏，且各个气体出入口均安装有开关阀181，在进行冒泡法检测时能非常方便操作各个管路的通路和断路。[0089]在本发明某些实施例中，所述底座11、所述压板12、所述双极板14均设有密封圈19。[0090]在本发明某些实施例中，所述伸缩部件为锥形压缩弹簧13a、连杆机构13b、柔性绳索13c、压缩海绵中的任意一种。[0091]上述，图7为本方案的一种替代方案，该方案将安装在各个双极板14中间的锥形压缩弹簧13a换成柔性绳索13c，即用柔性绳索13c依次连接各个双极板14的边缘，双极板14的柔性绳索13c连接部位加工出沉台并钻孔方便柔性绳索13c连接，最顶端的双极板14用柔性绳索13c与压板12连接。当压板12上升时，可通过柔性绳索13c依次拉起各个双极板14,实现各个特制双极板14的自动分开。[0092]图9为本方案的一种替代方案，图中13bl为连杆13bl，13b2为销轴13b2。该方案将安装在各个双极板14中间的锥形压缩弹簧13a换成连杆机构13b，即用连杆13bl连接各个双极板14,连杆机构13b可在双极板14贴合时折叠，在双极板14泄压时，最顶部的双极板14通过连杆13bl拉动与之相连的双极板14,即连杆机构13b可以实现双极板14的依次自动分开。[0093]此外，另一种替代方案为将安装在各个双极板14之间的锥形压缩弹簧13a换成压缩海绵，双极板14外围区域加工下沉以容纳海绵压缩后的体积。压板12泄压时双极板14在海绵回弹作用力下实现自动分开。[0094]在本发明某些实施例中，所述驱动装置16为伺服电动缸、气缸、油缸中的任意一种。[0095]上述，可以理解的是，优选的，驱动装置16为伺服电动缸，配合压力传感器可以实现非常精确位移和力控制，相对传统气缸而言，伺服电动缸可控性是气缸不能相比的，操作精度也大大提高。[0096]在本发明某些实施例中，所述定位导杆15与MEA外缘相切。[0097]上述，可以理解的是，定位导杆15与MEA外缘相切可以起到装配定位作用，即定位导杆15起到定位和导向双重作用。[0098]应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。[0099]发明人声明，本发明通过上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程。并且即不意味着本发明应依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

权利要求：1.一种MEA检测夹具，其特征在于:包括底座、压板、伸缩部件、设置于所述底座和所述压板之间的若干双极板、安装于所述底座的定位导杆、与所述压板抵接并推动所述压板朝所述双极板运动的驱动装置；所述伸缩部件连接相邻所述双极板，并且用于连接与所述压板相邻的所述双极板和所述压板；所述定位导杆贯穿于所述压板，并与所述双极板镶套；所述双极板一面为阴极流道，另一面为阳极流道；所述压板的一端开设有与所述双极板的阴极对应的氢气入口和氧气出口，另一端开设有与所述双极板的阳极对应的氧气的入口和氢气出口；检测时，将多片MEA放入相邻所述双极板之间，所述驱动装置推动所述压板，关闭所述氢气出口，从所述氢气入口通入气体，同时打开所述氧气出、入口检测是否有气体泄漏，从而判断MEA是否漏气；当所述氧气出、入口检测到气体，则说明氢氧互漏，即MEA漏气不能用于生产电堆。2.如权利要求1所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:所述双极板设有横向通向流场的通道。3.如权利要求1所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:还包括置于所述驱动装置和所述压板之间的压力检测装置。4.如权利要求3所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:所述压力检测装置为压力传感器；当压力达到装配压力IOOPSI后，从所述氢气入口通入O·2Mpa气压的气体。5.如权利要求1所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:还包括与所述氢气出、入口和所述氧气出入、口连通的气管;所述气管均设有开关阀。6.如权利要求5所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:所述氢气入口处设有快插接头；所述快插接头连接所述氢气入口的所述气管和所述开关阀；检测时，将多片MEA放入相邻所述双极板中间，所述驱动装置推动所述压板，关闭所述氢气出口，从所述氢气入口的所述快插接头通入气体。7.如权利要求1所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:所述底座、所述压板、所述双极板均设有密封圈。8.如权利要求1所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:所述伸缩部件为锥形压缩弹簧、连杆机构、柔性绳索、压缩海绵中的任意一种。9.如权利要求1所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:所述驱动装置为伺服电动缸、气缸、油缸中的任意一种。10.如权利要求1所述的一种MEA检测夹具，其特征在于:所述定位导杆与MEA外缘相切。

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