專利名稱：燃料電池雙極板氣密性測試系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于檢測質子交換膜燃料電池雙極板氣密性的系統，尤其是一種 可以同時對雙極板上的水流場、氫氣流場及空氣流場進行氣密性測試的系統。
背景技術：
隨著質子交換膜燃料電池技術的不斷完善和發展，以及其在汽車上的成功應用， 質子交換膜燃料電池發動機被認為是替代傳統內燃機發動機的新型清潔能源發動機。一般 車用質子交換膜燃料電池堆有幾十至幾百節單電池組成，而每節單電池主要由石墨雙極板 和膜電極組成，電池中的密封結構將電池阻隔分成氫氣、冷卻劑及空氣三個各自獨立的腔 體。三個腔體氣密性的好壞直接影響燃料電池能否安全使用，并影響到其發電性能。
燃料電池中的腔體主要由雙極板、膜電極及密封結構組成，各零部件氣密性的好 壞直接影響到燃料電池單電池或電堆氣密性的好壞。因此，非常有必要對燃料電池各零部 件進行氣密性檢驗。然而目前還沒有類似可以用于燃料電池零部件氣密性檢測的系統、設 備或方法。
發明內容
本發明是要提供一種燃料電池雙極板氣密性測試系統，該測試系統，可以同時對 雙極板上的水流場、氫氣流場及空氣流場進行氣密性測試，能夠自動判斷燃料電池雙極板 零部件氣密性是否合格，并能夠對檢測結果合格和不合格的燃料電池雙極板零部件進行自 動分揀。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種燃料電池雙極板氣密性測試系 統，由供氣系統、壓裝系統、測試夾具、自動進料系統、自動分揀系統、中央控制系統六大部 分組成；中央控制系統安裝在機架后背的控制箱內，機架右側面安裝有自動進料系統的供 料機構，機架臺面左邊上安裝有壓裝系統和測試夾具，右邊上安裝有自動分揀系統，中間設 有流水線。壓裝系統由汽缸、線性軸承組成，內含工裝定位機構與供檢測的氣流出口。測試夾具由與石墨雙極板大小開口相同的樹脂板構成，其中朝上的樹脂板開有 氫，空，及水流場的接口分別接供氣系統的三個接口。供料機構由電機，絲桿，產品放置區組成，電機輸出軸與絲桿連接，絲桿通過傳動 螺母與放置區下面的疊放送料板連接。自動分揀系統內設有兩個阻擋門，前阻擋門用于阻擋不合格的產品，后阻擋門用 于阻擋合格的產品。機架上面安裝有與自動分揀系統相連接的不合格品收料機構和不合格品收料機 械手，合格品收料機構和合格品收料機械手；壓裝系統和測試夾具內分別安裝有送料機械 手和出料機械手。不合格品收料機械，合格品收料機械手，送料機械手，出料機械手均由無桿汽缸、上下汽缸，真空吸盤組成，無桿汽缸的缸體上固定連接上下汽缸，上下汽缸下面連接有提料支架，提料支架下面設有真空吸盤。本發明的有益效果是本發明能夠高效、準確檢測每組燃料電池雙極板的氫氣、空 氣和冷卻劑流場的氣密性，能夠自動判斷、分揀氣密性檢測結果合格和不合格的燃料電池 雙極板零部件，保證裝堆雙極板零部件質量。
圖1是本發明的結構框圖；圖2是本發明的結構立體圖；圖3是供氣系統原理圖；圖4是供料機構立體圖；圖5是機械手結構立體圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明的實施方式。應理解，這些實施例僅用于 說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本 領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要 求書所限定的范圍。如圖1所示，本發明的燃料電池雙極板氣密性測試系統由供氣系統、壓裝系統、測 試夾具、自動進料系統、自動分揀系統、中央控制系統六大部分組成。如圖2所示，中央控制系統安裝在機架5后背的控制箱1內，機架5右側面安裝有 自動進料系統的供料機構4，機架5臺面左邊上安裝有壓裝系統和測試夾具2，右邊上安裝 有自動分揀系統，中間設有流水線3。一.供氣系統1.供氣系統原理圖(圖3)供氣系統包括減壓閥18，進氣電磁閥19，壓力傳感器20，流量計21，待測流場電磁 閥22，排氣電磁閥23。其中，減壓閥減壓范圍入口 3-20bar，出口 0-0. 5bar ；壓力傳感器壓 力傳感范圍0-l. 6bar ；流量計計量范圍0_0. 02ml/min。2.供氣系統工作原理打開進氣電磁閥19和其中一路待測流場電磁閥22，關閉其他電磁閥22，給待測流 場注入0. 5Bbar氮氣，再關閉進氣電磁閥19，觀察壓力表數據，在60S數據不變表示該待測 流場氣密性合格。二 .壓裝系統壓裝系統要由汽缸、線性軸承組成。內含工裝定位機構與供檢測的氣流出口。壓 裝系統和測試夾具2內分別安裝有送料機械手6和出料機械手7。三.測試夾具由和石墨雙極板大小開口相同樹脂板構成，其中朝上的樹脂板開有氫，空，及水流 場的接口分別接供氣系統的三個接口。四.自動進料系統
供料機構如圖4所示，主要由電機12，絲桿，產品放置區組成。電機12輸出軸與絲 桿連接，絲桿通過傳動螺母與放置區下面的疊放送料板13連接。產品放置區可疊放100片 產品。對供料機構，每取出一片產品，電機12控制產品上移一片厚度的距離。五.自動分揀系統流水線3為運送檢測完的產品。內有兩個阻擋門，前阻擋門阻擋不合格的產品，后 阻擋門阻擋合格的產品。機架5上面安裝有與自動分揀系統相連接的不合格品收料機構8和不合格品收料 機械手10，合格品收料機構9和合格品收料機械手11。如圖5所示，不合格品收料機械手10，合格品收料機械手11，送料機械手6，出料機 械手7均由無桿汽缸14、上下汽缸15，真空吸盤17組成，無桿汽缸14的缸體上固定連接上 下汽缸15，上下汽缸下面連接有提料支架16，提料支架16下面設有真空吸盤17。真空吸盤 17可抓放產品，無桿汽缸14可如圖中箭頭所示方向運動。六.中央控制系統如圖1所示中央控制系統是整合和控制供氣系統、壓裝系統、測試夾具、自動進料 系統、自動分揀系統五部分使其能正常工作。具體工作流程(1)供料機構上升一片產品厚度的距離。(2)進料機械手抓取產品，放入壓合檢測機構內，定位好，退出等待。(3)壓合機構下壓壓緊產品，通氣，時間到后上提，并把最后的氣壓值反饋，由機器 判斷是否合格(4)出料機械手進入取出產品，放入流水線上(5)產品由流水線帶動，如不合格，則遇第一個阻擋門阻擋，手工取出。(6)如產品合格，則遇第二個阻擋門阻擋，手工取出。(7)循環直至供料機構上無產品，并報警。具體實施案例(1)設定程序先給氫氣場進氣0. 5Bbr20秒后大于0. 49Bbr，合格，排氣；再依次分 別給水場和空場設定進氣0. 5Bbr20秒后大于0. 49Bbr，合格，排氣。(2)供料機構裝入50片石墨雙極板。(3)按下按鈕開關。(4)產品由流水線帶動，如不合格，則遇第一個阻擋門阻擋，手工取出。(5)如產品合格，則遇第二個阻擋門阻擋，手工取出。(6)循環直至供料機構上無產品，并報警。(7)最后統計50片產品，合格49片，合格率98%。
權利要求
一種燃料電池雙極板氣密性測試系統，由供氣系統、壓裝系統、測試夾具、自動進料系統、自動分揀系統、中央控制系統六大部分組成；其特征在于所述中央控制系統安裝在機架(5)后背的控制箱(1)內，機架(5)右側面安裝有自動進料系統的供料機構(4)，機架(5)臺面左邊上安裝有壓裝系統和測試夾具(2)，右邊上安裝有自動分揀系統，中間設有流水線(3)。
2.根據權利要求1所述的燃料電池雙極板氣密性測試系統，其特征在于所述壓裝系 統由汽缸、線性軸承組成，內含工裝定位機構與供檢測的氣流出口。
3.根據權利要求1所述的燃料電池雙極板氣密性測試系統，其特征在于所述測試夾 具(2)由與石墨雙極板大小開口相同的樹脂板構成，其中朝上的樹脂板開有氫，空，及水流 場的接口分別接供氣系統的三個接口。
4.根據權利要求1所述的燃料電池雙極板氣密性測試系統，其特征在于所述供料機 構(4)由電機(12)，絲桿，產品放置區組成，電機(12)輸出軸與絲桿連接，絲桿通過傳動螺 母與放置區下面的疊放送料板(13)連接。
5.根據權利要求1所述的燃料電池雙極板氣密性測試系統，其特征在于所述自動分 揀系統內設有兩個阻擋門，前阻擋門用于阻擋不合格的產品，后阻擋門用于阻擋合格的產P m o
6.根據權利要求1所述的燃料電池雙極板氣密性測試系統，其特征在于所述機架(5) 上面安裝有與自動分揀系統相連接的不合格品收料機構(8)和不合格品收料機械手(10)， 合格品收料機構(9)和合格品收料機械手(11)；所述壓裝系統和測試夾具(2)內分別安裝 有送料機械手(6)和出料機械手(7)。
7.根據權利要求6所述的燃料電池雙極板氣密性測試系統，其特征在于所述不合格 品收料機械手(10)，合格品收料機械手(11)，送料機械手(6)，出料機械手(7)均由無桿汽 缸(14)、上下汽缸(15)，真空吸盤(17)組成，無桿汽缸(14)的缸體上固定連接上下汽缸 (15)，上下汽缸(15)下面連接有提料支架(16)，提料支架(16)下面設有真空吸盤(17)。
全文摘要
本發明涉及一種燃料電池雙極板氣密性測試系統，由供氣系統、壓裝系統、測試夾具、自動進料系統、自動分揀系統、中央控制系統六大部分組成；中央控制系統安裝在機架后背的控制箱內，機架右側面安裝有自動進料系統的供料機構，機架臺面左邊上安裝有壓裝系統和測試夾具，右邊上安裝有自動分揀系統，中間設有流水線。機架上面安裝有與自動分揀系統相連接的不合格品收料機構和不合格品收料機械手，合格品收料機構和合格品收料機械手；壓裝系統和測試夾具內分別安裝有送料機械手和出料機械手。本發明能夠高效、準確檢測每組燃料電池雙極板的氫氣、空氣和冷卻劑流場的氣密性，能夠自動判斷、分揀氣密性檢測結果合格和不合格的燃料電池雙極板零部件，保證裝堆雙極板零部件質量。
文檔編號B07C5/36GK101832844SQ20101014780
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月15日 優先權日2010年4月15日
發明者張超, 徐麟, 沈軍, 章波, 陳凌云, 陳捷 申請人:昆山弗爾賽能源有限公司