[发明专利]一种燃料电池电堆串漏在线检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池电堆串漏在线检测系统及方法，该系统包括向电堆阳极和阴极对应通入氢气和氮气的气体加载器、用于给单节电池阳极和阴极加载电压的恒压电源、用于依次选通电堆中单节电池并加载电压的通路选择器以及用于监测电流的电流仪，所述的恒压电源通过通路选择器连接至任意一节单节电池阳极和阴极形成检测回路，所述的电流仪串联于检测回路中；电堆串漏检测时，气体加载器向电堆阳极和阴极对应通入氢气和氮气，通路选择器依次选择电堆中的单节单池进行串漏检测；单节电池串漏检测时，恒压电源向单节电池阳极和阴极加载电压，电流仪获取检测回路电流值。与现有技术相比，本发明具有等优点测试准确，通用性强，受外界干扰较小。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池电堆检测系统及方法，尤其是涉及一种燃料电池电堆串漏在线检测系统及方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种清洁能源，由于其环保、低噪声、高能量等优势被认为是最有前景的清洁能源之一，在车载能源领域得到广泛推广。

质子交换膜燃料电池的核心部分是由质子交换膜、催化剂和扩散层组成的膜电极，其中，质子交换膜是用于质子传导和阴阳极气体隔离。为了降低质子传导阻力，质子交换膜厚度越来越薄，却带来了可能微孔或者破裂的可能。

由于质子交换膜微孔或者破裂导致的阴阳极气体渗漏到对侧的现象称为串漏。为了检测串漏，在实验室里和车载状态下一般采用饱压测试方法，在泄漏量微小的单节电池条件下一般会使用恒电位漏氢电流测试法，而对于多节电堆，目前尚未有较为成熟串漏检测方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆串漏在线检测系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池电堆串漏在线检测系统，该系统包括向电堆阳极和阴极对应通入氢气和氮气的气体加载器、用于给单节电池阳极和阴极加载电压的恒压电源、用于依次选通电堆中单节电池并加载电压的通路选择器以及用于监测电流的电流仪，所述的恒压电源通过通路选择器连接至任意一节单节电池阳极和阴极形成检测回路，所述的电流仪串联于检测回路中；

电堆串漏检测时，气体加载器向电堆阳极和阴极对应通入氢气和氮气，通路选择器依次选择电堆中的单节单池进行串漏检测；

单节电池串漏检测时，恒压电源向单节电池阳极和阴极加载电压，电流仪获取检测回路电流值。

该系统还包括自动检测记录装置，所述的自动检测记录装置包括控制器和记录仪，所述的控制器分别连接至恒压电源、通路选择器、电流仪和记录仪；

电堆串漏检测时，控制器控制通路选择器依次选择单节电池阳极和阴极与恒压电源接通形成检测回路进行单节电池串漏检测；

单节电池串漏检测时，控制器控制恒压电源输出电压，同时控制器控制电流仪读取检测回路中的电流值并通过记录仪记录。

所述的恒压电源电压小于1V。

一种燃料电池电堆串漏在线检测方法，采用上述燃料电池电堆串漏在线检测系统，所述的检测方法包括如下步骤：

(1)向电堆阳极和阴极对应通入氢气和氮气；

(2)从电堆中依次选择单节电池，将单节电池的阳极和阴极接通恒压电源形成检测回路；

(3)恒压电源对单节电池加载电压，电流仪监测检测回路中的电流值直至电流值稳定，完成单节电池串漏检测；

(4)循环执行步骤(2)～(3)直至完成电堆中所有单节电池的串漏检测。

步骤(1)中通入电堆阳极和阴极的氢气和氮气的所有参量相同，所述的参量包括气体压力、气体温度和气体湿度。