專利名稱：燃料電池內部電流的測量方法
技術領域：
本發明涉及燃料電池領域，具體為質子交換膜燃料電池內部電流的測量方法。
背景技術：
燃料電池是一種將燃料與氧化劑中的化學能通過電極上的電催化反應直接 轉化為電能的發電裝置。它不受卡諾循環的限制，可以高效地將化學能轉化為 電能。由于世界環境污染日益嚴重和能源危機的出現加強了人們對石油替代品 的開發，燃料電池是最有希望成為石油的可替代產品，因此世界各國都在投巨 資加大燃料電池事業的研究和開發，由于燃料電池在電動汽車上的應用，成為 下一代汽車的發展方向，世界各大汽車公司也紛紛加入到燃料電池事業開發的 行列，促進了燃料電池事業的快速發展，燃料電池已經進入到商業化的前夜。
隨著燃料電池事業的快速發展和商業化的推進，燃料電池的壽命和可靠性 成為燃料電池向前的發展的關鍵。要想提高燃料電池的壽命和可靠性，必須了 解燃料電池內部反應情況和狀態變化情況，也就是燃料電池內部電流分布情況。 以便對燃料電池進行結構改進，提高燃料電池的壽命和可靠性。針對上述現有 技術中所存在的問題，研究設計一種新型的燃料電池內部電流的測量方法，從 而克服現有技術中所存在的問題是十分必要的。
發明內容
鑒于上述現有技術中所存在的問題，本發明的目的是研究設計一種新型的 燃料電池內部電流測量方法，從而可以觀察燃料電池運行過程中內部電流分布 情況，以便對燃料電池進行結構改進，提高燃料電池的壽命和可靠性。本發明 是通過將多個子集流塊鑲嵌到一塊有機玻璃板上，在有機玻璃板和子集流塊表 面刻上用于氣體流動的溝槽和密封溝槽，利用帶子集流塊的集流板組裝成電池， 用導線從子集流塊單獨引出進行集流，各子集流塊導線上安裝電流互感元件。 用電流互感元件測量電池運行過程中各子集流塊上通過的電流和電流變化。根據電池內部電流分布和變化情況，觀察電池內部反應狀況，發現問題，改進電 池結構，提高電池的運行壽命和可靠性。促進燃料電池的商業化發展。其具體 工作步驟如下
A、 將多個子集流塊鑲嵌到有機玻璃板上作為燃料電池的集流板，再將鑲有 子集流塊的有機玻璃板表面磨平，使子集流塊和有機玻璃板一面保持同一水平 面，在該表面刻上用于氣體流動的溝槽和密封溝槽，子集流塊背面與電流輸出 的導線相連，在導線上安裝用于測量電流的電流互感元件。
B、 利用該集流板組裝成電池。
C、 將燃料電池至于燃料電池評價裝置上運行，利用電流互感元件測量燃料 電池運行過程中各子集流塊上通過的電流大小和變化。
本發明所用的有機玻璃板也可以使用其它的工程塑料板，如聚甲醛板、聚 碳酸酯板、聚砜板等。本發明所用的集流板也可以用作電池的端板。本發明所 用的集流板也可以用作電池的流場板。本發明所用的集流板帶有氣體流動的溝 槽和密封溝槽。
通過該方法可以直觀地觀察到電池內部電流分布和變化，有效的獲悉電池 內部反應情況，發現電池存在的問題，從而改進電池組結構，提高電池組的運 行壽命和可靠性。促進燃料電池的商業化發展。本發明具有結構新穎、方法簡 單、經濟實用等特點，并具有積極的社會效益和顯著的經濟效益。
本發明共有4張附圖，其中
附圖1燃料電池內部電流測量的集流板結構示意圖 附圖2用于測量電池內部電流的子集流塊結構示意圖 附圖3不同化學計量比時的電池內部電流分布圖 附圖4加載過程中電池內部各處電流變化圖
圖中1、集流板2、子集流塊3、氣體流動的溝槽4、密封溝槽5、 電流輸出導線6、電流互感元件
具體實施例方式
本發明的具體實施例如附圖1所示，是在一塊有機玻璃板上鑲嵌多個子集 流塊2作為集流板1，并在子集流板2和有機玻璃板表面磨平后刻上用于氣體流動的溝槽3和密封溝槽4，子集流塊2背面與電流輸出導線5連接，利用該集流 板1組裝成電池，電流互感元件6安裝在子集流塊2背面電流輸出導線5上， 測量電池運行過程中各子集流塊2上通過的電流和電流變化。其具體工作步驟 如下
A、 在一塊有機玻璃板上鑲嵌多個子集流塊2作為集流板1，將鑲有子集流塊 2的有機玻璃板表面磨平，使子集流塊2和有機玻璃板表面保持同一水平面，在 該表面刻上用于氣體流動的溝槽3和密封溝槽4，子集流塊2背面與電流輸出的導 線5相連，將電流互感元件6安裝在子集流塊2背面電流輸出導線5上。
B、 利用該集流板l組裝成電池。
C、 將燃料電池至于燃料電池評價裝置上運行，電池運行溫度為60T，空氣 壓力25kpa，氫氣壓力40kpa，空氣利用率40% ，氫氣利用率95% ，利用電流互 感元件6測量電池運行過程中，各子集流塊2上通過的電流和電流變化。
D、 測試不同化學計量比時的電池內部電流分布。試驗結果表明不同利用率 時電池內部的電流分布有所不同(如圖3所示)。氣體供應充足時電池中間電流 較高，進出口電流較低。當氣體供應不足時，電池進口電流較高，出口電流較 低。
E、 測試加載過程中電池內部各處電流變化。試驗結果表明加載過程中不同 位置電流變化有所不同(如圖4所示)，電池進口加載過程中電流先迅速增加， 然后降低逐漸平穩，而電池出口電流先下降再上升逐漸平穩。
通過該方法可以直觀地觀察到電池內部電流分布和變化，有效的獲悉電池 內部反應情況，發現電池存在的問題，從而改進電池結構，提高電池的運行壽 命和可靠性。
權利要求
1、一種燃料電池內部電流的測量方法，其特征在于是用鑲嵌子集流塊(2)的有機玻璃板作為集流板(1)，子集流塊(2)與有機玻璃板一面保持同一水平面，在有機玻璃板和子集流塊(2)表面刻有用于氣體流動的溝槽(3)和密封溝槽(4)，利用該集流板(1)組裝成電池；子集流塊(2)背面與電流輸出的導線(5)相連，導線上裝有電流互感元件(6)，用于測試燃料電池內部電流；其具體工作步驟如下A、將子集流塊(2)鑲嵌到有機玻璃板上，與有機玻璃板一面保持同一水平面，在表面刻上用于氣體流動的溝槽(3)和密封溝槽(4)，子集流塊(2)背面與電流輸出的導線(5)相連接，導線上裝有電流互感元件(6)；B、利用該集流板(1)組裝成電池；C、將燃料電池至于燃料電池評價裝置上進行性能測試；D、利用電流互感元件(6)測量燃料電池運行過程中各子集流塊(2)上通過的電流大小和變化。
2、 根據權利要求1所述的燃料電池內部電流的測量方法，其特征在于所用 的集流板中鑲嵌子集流塊個數可以是幾個，也可以是幾十個。
3、 根據權利要求l所述的燃料電池內部電流的測量方法，其特征在于所用 的有機玻璃板也可以使用其它的工程塑料板，如聚甲醛板、聚碳酸酯板、聚砜 板等。
4、 根據權利要求l所述的燃料電池內部電流的測量方法，其特征在于所用 的集流板(1)也可以用作電池的端板。
5、 根據權利要求l所述的燃料電池內部電流的測量方法，其特征在于所用 的集流板(1)也可以用作電池的流場板。
6、 根據權利要求l所述的燃料電池內部電流的測量方法，其特征在于所用 的集流板(1)帶氣體流動的溝槽(3)的一面也帶有密封溝槽(4)。
全文摘要
本發明涉及一種燃料電池內部電流的測量方法，該方法是將多個子集流塊鑲嵌到一塊有機玻璃板上，在有機玻璃板和子集流塊表面刻上用于氣體流動的溝槽，利用帶子集流塊的集流板組裝成電池，用導線從子集流塊上單獨引出進行集流，分別測量集流板上各子集流塊上的電流。觀察電池運行過程中電池內部電流分布和變化。通過該方法可以直觀地觀察到電池內部電流分布和變化，有效的獲悉電池內部反應情況，發現電池存在的問題，從而改進電池結構，提高電池的運行壽命和可靠性。促進燃料電池的商業化發展。本發明具有結構新穎、方法簡單、經濟實用等特點，故屬于一種集經濟性與實用性為一體的新型燃料電池內部電流的測量方法。
文檔編號G01R31/36GK101206247SQ20071015737
公開日2008年6月25日 申請日期2007年10月9日 優先權日2007年10月9日
發明者明 侯, 侯中軍, 徐洪峰, 明平文, 棟 梁, 燕希強, 衣寶廉 申請人:新源動力股份有限公司