专利名称：燃料电池内部电流的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及燃料电池领域，具体为质子交换膜燃料电池内部电流的测 量装置。
背景技术：
燃料电池是一种将燃料与氧化剂中的化学能通过电极上的电催化反应直接 转化为电能的发电装置。它不受卡诺循环的限制，可以高效地将化学能转化为 电能。由于世界环境污染日益严重和能源危机的出现加强了人们对石油替代品 的开发，燃料电池是最有希望成为石油的可替代产品，因此世界各国都在投巨 资加大燃料电池事业的研究和开发，由于燃料电池在电动汽车上的应用，成为 下一代汽车的发展方向，世界各大汽车公司也纷纷加入到燃料电池事业开发的 行列，促进了燃料电池事业的快速发展，燃料电池已经进入到商业化的前夜。
随着燃料电池事业的快速发展和商业化的推进，燃料电池的寿命和可靠性 成为燃料电池向前的发展的关键。要想提高燃料电池的寿命和可靠性，必须了 解燃料电池内部反应情况和状态变化情况，也就是燃料电池内部电流分布情况。 以便对燃料电池进行结构改进，提高燃料电池的寿命和可靠性。针对上述现有 技术中所存在的问题，研究设计一种新型的燃料电池内部电流的测量装置，从 而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。 发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研究设计一种新 型的燃料电池内部电流测量装置，从而可以观察燃料电池运行过程中内部电流 分布情况，以便对燃料电池进行结构改进，提高燃料电池的寿命和可靠性。本 实用新型是用镶嵌子集流块的有机玻璃板作为集流板，子集流块与有机玻璃板 一面保持同一水平面，在有机玻璃板和子集流块表面刻有用于气体流动的沟槽 和密封沟槽，利用该集流板组装成电池。子集流块背面与电流输出的导线相连， 导线上装有电流互感元件。本实用新型所述的集流板中镶嵌子集流块个数可以 是几个，也可以是几十个。本实用新型所述的有机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。本实用新型所述的集流板也 可以用作电池的端板。本实用新型所述的集流板也可以用作电池的流场板。本 实用新型所述的集流板带有气体流动的沟槽的一面也带有密封沟槽。
本实用新型通过将多个子集流块镶嵌到一块有机玻璃板上，在有机玻璃板 和子集流块表面刻上用于气体流动的沟槽和密封沟槽，利用带子集流块的集流 板组装成电池，用导线从子集流块单独引出进行集流，各子集流块导线上安装 电流互感元件。用电流互感元件测量电池运行过程中，各子集流块上通过的电 流和电流变化。根据电池内部电流分布和变化情况，观察电池内部反应状况， 发现问题，改进电池结构，提高电池的运行寿命和可靠性。促进燃料电池的商 业化发展。其具体工作步骤如下
A、 将多个子集流块镶嵌到有机玻璃板上作为燃料电池的集流板，再将镶有 子集流块的有机玻璃板表面磨平，使子集流块和有机玻璃板一面保持同一水平 面，在该表面刻上用于气体流动的沟槽和密封沟槽，子集流块背面与电流输出 的导线相连，在导线上安装用于测量电流的电流互感元件。
B、 利用该集流板组装成电池。
C、 将燃料电池至于燃料电池评价装置上运行，利用电流互感元件测量燃料 电池运行过程中各子集流块上通过的电流大小和变化。
通过该装置可以直观地观察到电池内部电流分布和变化，有效的获悉电池 内部反应情况，发现电池存在的问题，从而改进电池组结构，提高电池组的运 行寿命和可靠性。促进燃料电池的商业化发展。本实用新型具有结构新颖、方 法简单、经济实用等特点，并具有积极的社会效益和显著的经济效益。

本实用新型共有4张附图，其中
图1是燃料电池内部电流测量的集流板结构示意图； 图2是用于测量电池内部电流的子集流块结构示意图； 图3是不同化学计量比时的电池内部电流分布图； 图4是加载过程中电池内部各处电流变化图。
图中1、集流板2、子集流块3、气体流动的沟槽4、密封沟槽5、 电流输出导线6、电流互感元件。
具体实施方式

本实用新型的具体实施例如附图所示，附图1所示是在一块有机玻璃板上
镶嵌20个子集流块2作为集流板1，并在子集流板2和有机玻璃板表面磨平后 刻上用于气体流动的沟槽3和密封沟槽4，利用该集流板1组装成电池。附图2 子集流块2背面与电流输出导线5连接，电流互感元件6安装在子集流块2背 面电流输出导线5上，通过电流互感元件6测量电池运行过程中各子集流块2 上通过的电流和电流变化。其具体工作步骤如下
A、 在一块有机玻璃板上镶嵌20个子集流块2作为集流板1，将镶有子集流块 2的有机玻璃板表面磨平，使子集流块2和有机玻璃板表面保持同一水平面，在 该表面刻上用于气体流动的沟槽3和密封沟槽4，子集流块2背面与电流输出的导 线5相连，将电流互感元件6安装在子集流块2背面电流输出导线5上。
B、 利用该集流板l组装成电池。
C、 将燃料电池至于燃料电池评价装置上运行，电池运行温度为6(TC，空气 压力25kpa，氢气压力40kpa，空气利用率40% ，氢气利用率95% ，利用电流互 感元件6测量电池运行过程中，各子集流块2上通过的电流和电流变化。
D、 测试不同化学计量比时的电池内部电流分布。试验结果表明不同利用率 时电池内部的电流分布有所不同(如图3所示)。气体供应充足时电池中间电流 较高，进出口电流较低。当气体供应不足时，电池进口电流较高，出口电流较 低。
E、 测试加载过程中电池内部各处电流变化。试验结果表明加载过程中不同 位置电流变化有所不同(如图4所示)，电池进口加载过程中电流先迅速增加， 然后降低逐渐平稳，而电池出口电流先下降再上升逐渐平稳。
通过该装置可以直观地观察到电池内部电流分布和变化，有效的获悉电池 内部反应情况，发现电池存在的问题，从而改进电池结构，提高电池的运行寿 命和可靠性。促进燃料电池的商业化发展。
权利要求1、一种燃料电池内部电流的测量装置，其特征在于是用镶嵌子集流块(2)的有机玻璃板作为集流板(1)，子集流块(2)与有机玻璃板一面保持同一水平面，在有机玻璃板和子集流块(2)表面刻有用于气体流动的沟槽(3)和密封沟槽(4)，利用该集流板(1)组装成电池；子集流块(2)背面与电流输出的导线(5)相连，导线上装有电流互感元件(6)。
2、 根据权利要求l所述的燃料电池内部电流的测量装置，其特征在于所用 的集流板(1)中镶嵌子集流块个数可以是几个，也可以是几十个。
3、 根据权利要求l所述的燃料电池内部电流的测量装置，其特征在于所用 的集流板(1)也可以用作电池的端板。
4、 根据权利要求l所述的燃料电池内部电流的测量装置，其特征在于所用 的集流板(1)也可以用作电池的流场板。
5、 根据权利要求l所述的燃料电池内部电流的测量装置，其特征在于所用 的集流板(1)带气体流动的沟槽(3)的一面也带有密封沟槽(4)。
专利摘要本实用新型涉及一种燃料电池内部电流测量的装置，是将多个子集流块镶嵌到一块有机玻璃板上，在有机玻璃板和子集流块表面刻上用于气体流动的沟槽，利用带子集流块的集流板组装成电池。用导线从子集流块上单独引出进行集流，分别测量集流板上各子集流块上的电流。观察电池运行过程中电池内部电流分布和变化。通过该装置可以直观地观察到电池内部电流分布和变化，有效的获悉电池内部反应情况，发现电池存在的问题，从而改进电池结构，提高电池的运行寿命和可靠性。促进燃料电池的商业化发展。本实用新型具有结构新颖、方法简单、经济实用等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型燃料电池内部电流的测量装置。
文档编号G01R19/00GK201382996SQ20082021963
公开日2010年1月13日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者明 侯, 侯中军, 徐洪峰, 明平文, 栋 梁, 燕希强, 衣宝廉 申请人:新源动力股份有限公司