一种燃料电池电堆测试装置的制作方法

本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种燃料电池电堆测试装置。

背景技术：

在经济快速发展的当今，能源利用涉及到社会生活的方方面面。目前，能源利用主要依靠石化能源，包括石油、天然气、煤等，但是石化能源燃烧后产生的污染物质对环境的污染程度日益严重，并且石化能源是非可再生能源，随着长时间的大量使用，石化能源的储量令人堪忧。因此，寻找清洁能源以替代石化能源是当务之急。其中，燃料电池作为一种新能源，使用清洁，利用效率高，是一种理想的零排放、无污染的清洁新型能源应用方式。

直接甲醇燃料电池(dmfc)直接以甲醇为燃料，具有结构简单、能量密度高、环境污染小等特点。直接甲醇燃料电池的核心部分是膜电极(membraneelectrodeassembly，mea)。燃料电池电堆性能的高低很大程度取决于膜电极性能的发挥，虽然膜电极的组成部分(如电催化剂、质子交换膜、气体扩散层等)的性能以及膜电极的制备工艺对其性能固然具有较大影响，然而对于给定的膜电极，为了使其在较短时间内迅速达到和发挥其固有的最优性能，对其进行有效活化是重要的方法之一，而且活化过程亦能提高膜电极的性能(包括电催化活性，催化剂的利用率等)。

燃料电池电堆测试系统是用于监测燃料电池电堆在活化过程中膜电极性能表现的装置，通过对燃料电池电堆单层电池进行电压巡检测试、电流-电压性能曲线测试等检测方法来判定燃料电池电堆的性能是满足使用要求，保证燃料电池电堆的合格率。

但是，现有的测试方式比较简单，只能针对膜电极或燃料电池电堆单一性能进行测试，无法满足对燃料电池电堆所有测试性能的兼容，同时整个测试需要人工手动完成，无法实现自动化，测试效率低，不利于大批量生产应用和产业化。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种燃料电池电堆测试装置，用于解决现有的测试方法所存在的测试效率低的问题。

为此，根据本发明的实施例，该燃料电池电堆测试装置包括：

定位结构，所述定位结构具有用于放置燃料电池电堆的放料位，所述定位结构用于驱动燃料电池电堆移动到指定位置；

注液结构，所述注液结构活动设置，在其活动路径上至少具有与燃料电池电堆对接的注液位及与燃料电池电堆分离的分离位；及

测试结构，所述测试结构活动设置在所述定位结构的上方，用于对燃料电池电堆进行测试。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述定位结构包括：

定位平台，所述定位平台的表面形成所述放料位；及

定位驱动机构，所述定位平台安装在所述定位驱动机构上，所述定位驱动机构能够输出至少沿两个方向的往复运动，使得所述定位平台移动到指定位置。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述定位驱动机构包括第一定位驱动机构和第二定位驱动机构，所述第一定位驱动机构输出沿第一方向的往复运动，所述第二定位驱动机构安装在所述第一定位驱动机构上，且所述第二定位驱动机构输出沿第二方向的往复运动，所述定位平台安装在所述第二定位驱动机构上。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述定位结构还包括感应器，用于感应燃料电池电堆是否移动到指定位置。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述注液结构包括：

注液针，所述注液针外连接于用于提供测试燃料的管路；及

注液驱动机构，所述注液针安装在所述注液驱动机构上，所述注液驱动机构能够输出至少沿一个方向的往复运动，使得所述注液针靠近或远离燃料电池电堆。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述注液驱动机构包括支架、安装在所述支架上的注液驱动件及安装在所述注液驱动件上的安装板，所述注液针安装在所述安装板上。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述注液针内套设有密封嘴，用于与燃料电池电堆实现密封对接。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述测试结构包括：

测试机构，用于对燃料电池电堆进行测试；及

测试驱动机构，所述测试机构安装在所述测试驱动机构上，所述测试驱动机构能够输出至少沿一个方向的往复运动，使得所述测试机构靠近或远离燃料电池电堆。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述测试驱动机构包括支撑架、安装在所述支撑架上的测试驱动件及安装在所述测试驱动件上的安装架，所述测试机构安装在所述安装架上。

作为所述燃料电池电堆测试装置的进一步可选方案，所述测试机构包括测试探针、测试夹爪及测温探头。

本发明的有益效果：

依据以上实施例中的燃料电池电堆测试装置，由于定位结构能够实现对燃料电池电堆的自动化定位，注液结构能够自主的将测试燃料注入到燃料电池电堆内，同时测试结构能够自动化活动以完成对燃料电池电堆的检测，通过定位结构、注液结构和测试结构的联合作用，使得对燃料电池电堆的整个测试过程都不需要人力的介入，节省了人力，提高了效率，有利于实现大批量生产应用和产业化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，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。

图1示出了根据本发明实施例所提供的一种燃料电池电堆测试装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例所提供的一种燃料电池电堆测试装置的定位结构的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例所提供的一种燃料电池电堆测试装置的注液结构的结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例所提供的一种燃料电池电堆测试装置的测试结构的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-定位结构；200-注液结构；300-测试结构；400-机架；110-定位平台；120-第一定位驱动机构；130-第二定位驱动机构；140-感应器；150-挡板；210-注液针；220-密封嘴；230-注液挡环；240-支架；250-注液驱动件；260-安装板；310-支撑架；320-测试驱动件；330-安装架；340-测试探针；350-测试夹爪；360-测温探头；410-底板；121-第一驱动件；131-第二驱动件；1000-燃料电池电堆。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

本实施例提供了一种燃料电池电堆测试装置，可以实现在活化过程中对燃料电池电堆的测试。

请参考图1，该燃料电池电堆测试装置包括定位结构100、注液结构200及测试结构300。

其中，定位结构100具有用于放置燃料电池电堆1000的放料位，定位结构100用于驱动燃料电池电堆1000移动到指定位置。注液结构200活动设置，在其活动路径上至少具有与燃料电池电堆1000对接的注液位及与燃料电池电堆1000分离的分离位。测试结构300活动设置在定位结构100的上方，用于对燃料电池电堆1000进行测试。

如此，由于定位结构100能够实现对燃料电池电堆1000的自动化定位，注液结构200能够自主的将测试燃料注入到燃料电池电堆1000内，同时测试结构300能够自动化活动以完成对燃料电池电堆1000的检测，通过定位结构100、注液结构200和测试结构300的联合作用，使得对燃料电池电堆1000的整个测试过程都不需要人力的介入，节省了人力，提高了效率，有利于实现大批量生产应用和产业化。

请结合参考图2，在一种实施例中，定位结构100包括定位平台110及定位驱动机构。

该定位平台110具体可被构造成一平板，此时该定位平台110的上表面即可形成放料位，该放料位可以是一个固定不变的位置，由人工或者机械手等将燃料电池电堆1000放置在该放料位上。此外，该放料位也可以是位于某些输送设置的末端，由这些输送设备将燃料电池电堆1000输送到放料位上。

该定位驱动机构能够输出至少沿两个方向的往复运动，而定位平台110安装在该定位驱动机构上，使得定位平台110能够移动到指定位置。

具体而言，定位驱动机构包括第一定位驱动机构120和第二定位驱动机构130，第一定位驱动机构120输出沿第一方向的往复运动，第二定位驱动机构130安装在第一定位驱动机构120上，且第二定位驱动机构130输出沿第二方向的往复运动，定位平台110安装在第二定位驱动机构130上。

由此，首先通过第一定位驱动机构120驱动第二定位驱动机构130及定位平台110沿着第一方向运动，接着再通过第二定位驱动机构130驱动定位平台110沿着第二方向运动，通过上述两个方向上的运动结合，最终可使得定位平台110载着燃料电池电堆1000移动到指定位置。

在某些具体的实施例中，第一定位驱动机构120包括第一驱动件121，该第一驱动件121能够输出沿直线的往复运动，第二定位驱动机构130包括第二驱动件131，该第二驱动件131也能够输出直线的往复运动，第一驱动件121和第二驱动件131垂直设置，使得定位平台110能够在xy平面内移动，直至将燃料电池电堆1000驱动到指定位置。

在某些更加具体的实施例中，第一驱动件121和第二驱动件131均可采用直线模组或者气缸等。

另一方面，定位结构100还可以包括感应器140，该感应器140用于感应燃料电池电堆1000是否移动到指定位置。

此外，还可以在定位平台110的一端设置挡板150，该挡板150一方面能够对燃料电池电堆1000进行限位，防止燃料电池电堆1000越过指定位置，另一方面还可以为前述感应器140提供安装条件。

请结合参考图3，在一种实施例中，注液结构200包括注液针210及注液驱动机构。

该注液针210外连接于用于提供测试燃料的管路，此时测试燃料通过该管路即可进入到注液针210内，继而经由注液针210进入到燃料电池电堆1000内。

该注液驱动机构能够输出至少沿一个方向的往复运动，而注液针210安装在该注液驱动机构上，使得注液针210能够靠近或远离燃料电池电堆1000。

结合前文所述，当燃料电池电堆1000移动到指定位置后，且注液针210逐渐靠近燃料电池电堆1000时，注液针210即可自主的与燃料电池电堆1000的阴、阳极进、出口对接，接着按照特定的活化程序往燃料电池电堆1000里注入规定的测试燃料即可。

另一方面，为了保证注液针210与燃料电池电堆1000的密封对接，在注液针210内还可以套设密封嘴220。

此外，还可以在注液针210的外周套设注液挡环230，该注液挡环230能够指示注液针210是否与燃料电池电堆1000对接到位，也能够防止在注液的过程中，注液针210与燃料电池电堆1000脱离。

在某些具体的实施例中，注液驱动机构包括支架240、安装在支架240上的注液驱动件250及安装在注液驱动件250上的安装板260，注液针210安装在安装板260上。

该注液驱动件250能够输出沿直线的往复运动，此时支架240正对着燃料电池电堆1000的一端(该端设置有阴、阳极进、出口)，注液驱动件250能够驱动支架240靠近或远离燃料电池电堆1000，最终使得注液针210靠近或远离燃料电池电堆1000。

在某些更加具体的实施例中，注液驱动件250可采用直线模组或者气缸等。

请结合参考图4，在一种实施例中，测试结构300包括测试机构及测试驱动机构。

该测试机构用于对燃料电池电堆1000进行测试。该测试驱动机构能够输出至少沿一个方向的往复运动，而测试机构安装在该测试驱动机构上，使得该测试机构靠近或远离燃料电池电堆1000。

具体而言，测试驱动机构包括支撑架310、安装在支撑架310上的测试驱动件320及安装在测试驱动件320上的安装架330，测试机构安装在安装架330上。

该支撑架310沿竖向布置，该测试驱动件320能够输出沿直线的往复运动，该直线往复运动可以理解为沿竖向的往复运动，此时安装架330位于燃料电池电堆1000的上方，该安装架330在测试驱动件320的驱动下能够靠近或远离燃料电池电堆1000。

在某些更加具体的实施例中，测试驱动件320可采用直线模组或者气缸等。

测试机构包括测试探针340、测试夹爪350及测温探头360，在安装架330向下移动时，测试探针340接触燃料电池电堆1000的每层双极板，测试夹爪350则夹住燃料电池电堆1000两端的集流板，同时测温探头360则测试燃料电池电堆1000的前端、中部、后端的温度，按照规定的测试程序完成燃料电池电堆1000的单层电池电压巡检测试、电流-电压性能曲线测试，从而判定燃料电池电堆1000的各项性能数据是否合格。

除以上所述外，为了合理的布置定位结构100、注液结构200和测试结构300，本发明实施例中的燃料电池电堆测试装置还可以包括机架400，前述定位结构100、注液结构200和测试结构300均可以安装在该机架400上。

具体而言，请参考图1，该机架400应至少包括一底板410，定位结构100沿左右方向(即第二方向)设置在底板410上，注液结构200位于定位结构100的一端，该注液结构200也沿左右方向布置，测试结构300则设置在定位结构100的前方。

通过上述布置，能够确保定位结构100、注液结构200和测试结构300的运动均可独立的完成，它们之间不会产生相互干扰，有利于测试工作的顺利进行。

通过以上对本发明各实施例的描述可知，本发明各实施方式至少具备如下的一种技术效果：

1、对燃料电池电堆的整个测试过程都不需要人力的介入(换言之，可自动实现定位、注液等动作)，节省了人力，提高了效率，有利于实现大批量生产应用和产业化；

2、能够同时完成对燃料电池电堆的各项性能的测试。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。