[发明专利]燃料电池内部温度-热流密度-电流密度分布测量插片

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池内部温度-热流密度-电流密度分布测量插片，属于燃料电池检测技术领域。

背景技术

燃料电池内部的参数能够反映出燃料电池运行过程中传热传质的变化情况，对于掌握燃料电池最佳运行工况和优化传热传质过程有重要的意义。许多研究人员针对燃料电池内部的温度、热流密度和电流密度展开了多种方法的测量，以探索燃料电池运行过程中传热传质的机理和需找提高燃料电池性能的办法。

燃料电池内部温度场的均匀程度很大程度上影响到燃料电池膜电极表面上电化学反应的均匀性程度，从而影响到了燃料电池的性能；燃料电池结构设计的合理与否会对其内部热量的释放产生重要的影响，热量传递的好坏也会影响温度场的分布；燃料电池内部的局部电流密度能够反映出反应物流量、水淹状况、接触电阻等因素对燃料电池性能的影响，通过测量燃料电池内部的局部电流密度可以预测燃料电池内部的水淹情况，气体分别情况；因此可以看出，温度、热流密度和电流密度对燃料电池内部的传热传质有很大的影响，通过测量该参数有助于寻找强化燃料电池内部传热传质的途径，提高燃料电池的性能。

温度的测量，传统的方法主要是将微型温度传感器、热电偶或热电阻埋入燃料电池的流道中，或与燃料电池的膜电极热压为一体，这些方法不仅加工制作困难，而且测温元件的植入也破坏了燃料电池整体结构的气密性，甚至降低了膜电极的活性面积，进而影响到了燃料电池的性能；电流密度测量，主要方法有子电池法、局部膜电极法、磁环组法等，这些方法大多需要对燃料电池的极板或流场板进行加工改造或分割膜电极组件，加工难度大、工艺复杂、制作成本高。而对燃料电池内部的参数进行逐一测量，无疑增加了测量工作的复杂程度和工作量，同时对燃料电池性能的稳定也有很大的影响，因此制作能够同步测量燃料电池内部多种参数的测量装置是很有必要的。

本发明的燃料电池内部温度-热流密度-电流密度分布测量插片能够实现同步在线测量燃料电池内部温度、热流密度和电流密度的分布情况，独立于被测燃料电池，不需要对被测燃料电池的结构进行特殊改造，减少了对燃料电池的拆装次数，从而降低了由于多参数分布测量而带来的成本增加和工作量增加，也减少了对燃料电池性能的破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能同步在线测量燃料电池内部温度分布、热流密度分布和电流密度分布的装置。该装置独立于被测燃料电池，结构简单，制作方便，无需对燃料电池内部结构进行特殊改造，简化了燃料电池内部温度、热流密度和电流密度分布测量的步骤。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案如下：燃料电池内部温度-热流密度-电流密度分布测量插片，包括导电基片1、漏缝2、筋3、温度-热流密度-电流密度联测传感器4、引线5、定位孔7；所述漏缝2、筋3设置在导电基片1上，筋3位于两相邻漏缝2之间，漏缝2和筋3的形状和尺寸分别与燃料电池流场板上流道和脊的形状和尺寸相同，漏缝2和筋3的位置分别与燃料电池流场板流道和脊相对应；所述温度-热流密度-电流密度联测传感器4设置在筋3上；引线5的一端与温度-热流密度-电流密度联测传感器4的接线引出端相接，另一端延伸至导电基片1的边缘并放大形成引脚6；定位孔7对称、均匀设置在导电基片1四周，用以将导电基片1固定在燃料电池流场板上；燃料电池组装时，燃料电池内部温度-热流密度-电流密度分布测量插片布置在燃料电池流场板与膜电极中间，其设置有温度-热流密度-电流密度联测传感器4的面朝向膜电极侧并与之紧密接触。