[发明专利]燃料电池内部湿度-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湿度-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

燃料电池膜电极上的电化学反应速率决定着燃料电池性能的高低，然而，膜电极表面的电化学反应速率并不是完全相同，这就导致了燃料电池内部温度场和电流密度分布的不同，同时，燃料电池内部的区域温度和湿度的不同又会加剧电化学反应速率的不同。

通过对燃料电池内部湿度、热流密度和电流密度分布的监测，有助于寻找最佳的燃料电池运行参数和结构设计方案，以提高燃料电池的性能。

湿度的测量，方法有通过在燃料电池流场板上开孔，植入湿度传感器来对燃料电池内部的湿度进行测量，但该方法需要对燃料电池的流场板进行特殊的加工改造，加工难度大，且对燃料电池的密封性有一定的破坏性；另外，还有采用光刻和刻蚀技术制作湿度传感器并植入燃料电池内部进行测量的方法，该方法虽然不需要对燃料电池的结构进行特殊改造，但刻蚀工艺较为复杂。对于热流密度的测量，大多为植入热流计来进行测量，这些方法通常会就燃料电池的流场板进行特殊改造，往往加工难度大，成本高，使用不方便，同时也对燃料电池的性能有一定的影响。电流密度的测量有子电池法、膜电极分割法、磁环组法等，也需要对燃料电池进行特殊改造，加工复杂，成本高。

若分别对某单一参数测量，则需要对燃料电池进行多次改造或制作专门的测试用燃料电池，增加了燃料电池的拆装次数，将会对燃料电池性能的稳定产生不利影响。

本发明在导电基片的筋上布置有湿度-热流密度-电流密度联测传感器，可作为独立构件安装在燃料电池流场板和膜电极之间，不影响反应物向膜电极方向地扩散，在燃料电池运行的过程中实现了同步测量燃料电池内部湿度分布、热流密度分布和电流密度分布，不需要对燃料电池的结构进行特殊改造，减少了燃料电池的拆装次数，从而保证了燃料电池性能的稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能对燃料电池内部湿度分布、热流密度分布和电流密度分布进行联测的装置，以解决燃料电池内部湿度分布、热流密度分布和电流密度分布的同步在线测量问题。该装置可作为独立构件安装于燃料电池内部，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，减少了燃料电池的拆装次数，保证了燃料电池性能的稳定。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案如下：燃料电池内部湿度-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、湿度-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；所述湿度-热流密度-电流密度联测传感器4设置在筋3上；引线5的一端与湿度-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，燃料电池内部湿度-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，其设置有湿度-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。