电流密度检测复合板及电池内电流密度在线检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种电流密度检测复合板及电池内电流密度在线检测装置，包括：检测板，检测板包括板体、检测单元、第一绝缘件以及电路板或第一导线；检测单元包括两个相互间隔设置的导电片，以及两端一一对应连接于两导电片的标准电阻；流场板，流场板一侧与板体一侧贴合连接并与其中一导电片导通，流场板的另一侧开设有流道。一种电池内部电流密度在线检测装置，包括上述电流密度检测复合板。本实用新型专利技术提供的电流密度检测复合板，通过一块检测板可以配合不同的流场板，以达到能够对不同设计的双极板、阳极板及阴极板以及电堆内任意位置进行电流密度检测的目的，具有很好的互换性，同时，无需具有隔气功能，且无需在检测单元的导电片上加工流道，降低了检测板的制作难度。

【技术实现步骤摘要】
电流密度检测复合板及电池内电流密度在线检测装置
本技术属于燃料电池测试
，更具体地说，是涉及一种电流密度检测复合板及燃料电池内电流密度检测在线测量装置。
技术介绍
燃料电池是把燃料中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置。燃料电池从专利技术至今已经经历了100多年的历程。由于能源与环境已成为人类社会赖以生存的重点问题，近20年以来，燃料电池这种高效、洁净的能量转化装置得到了各国政府、开发商及研究机构的普遍重视，在交通运输、便携式电源、分散电站、航空航天及水下潜器等民用与军用领域展现出广阔的应用前景。燃料电池内部的电流密度是电池中反应物、温度和水分布等因素作用下的电化学反应的综合体现，如果电流密度分布不均匀，则表明活性面积各区域利用率不均衡，从而产生局部电压的差异及面内电流，造成电势损失。此外膜电极过孔时，电流密度会发生反转现象。在线分区电流密度测试技术可以实时、准确地测试燃料电池局部的电流密度分布，从而反映电池内部的电化学反应的差异，对改进电池流场设计和避免由于膜电极衰减过孔引发的重大安全事故具有重要意义。目前电流密度的测试主要有惰性网络电阻法、第一电路板法和霍尔传感器法，惰性网络电阻法主要用于单电池电流密度测试，第一电路板法由于印刷厚度限制无法加工流道故不能作为双极板放置电堆内部任意位置进行电流密度测量；霍尔传感器在极板内部安装步骤繁琐且检测精度不高，均不合适电堆内部任意位置的电流密度检测；且针对不同流场需要跟换不同的检测装置，互换性差，提高检测装置成本。技术内容本技术的目的在于提供一种电流密度检测复合板，以解决现有技术中存在的针对不同流场需要更换不同的检测装置导致提高检测装置成本的技术问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供了一种电流密度检测复合板，包括：检测板，所述检测板包括具有中间活性区的板体，所述中间活性区划分为矩阵分布的多个第一分区，所述中间活性区还开设有通槽；所述检测板还包括至少部分设于所述通槽且与所述第一分区一一对应的检测单元，设于相邻所述检测单元之间的第一绝缘件，以及嵌设于所述板体上并与所述检测单元电连接的电路板或第一导线；所述检测单元包括两个相互间隔设置的导电片，以及两端一一对应连接于两所述导电片的标准电阻；两所述导电片分别靠近于所述板体的两侧面设置；所述标准电阻设于所述通槽中，或者所述标准电阻置于所述板体之外；流场板，所述流场板采用导电材料制成，所述流场板一侧与所述板体一侧贴合连接并与其中一所述导电片导通，所述流场板的另一侧开设有流道，所述流道与燃料电池中流场相同，所述检测板可与具有不同流道的不同流场板贴合连接。进一步地，所述板体的另一侧还贴设有用于散热降温的冷却板。进一步地，所述板体的两侧均为光面，且所述流场板及所述冷却板均以光面与所述板体贴合接触。进一步地，所述流场板的两端开设有与所述流道相通的第一气孔，所述板体的两端开设有第二气孔，所述冷却板的两端开设有第三气孔，所述第一气孔、所述第二气孔及所述第三气孔一一对应相通设置，所述第二气孔的两端分别设有防止气体进入板体中的第一密封圈及第二密封圈。进一步地，所述流场板一侧具有与各所述检测单元对应的第二分区，且各所述第二分区之间相互绝缘。进一步地，所述第一绝缘件为绝缘胶；所述导电片为铜片、金片、银片或不锈钢片；所述板体采用玻纤材料或PEI材料制成；所述流场板采用石墨或不锈钢材料制成。优选地，所述检测板包括层叠设置的两块第一电路板，所述第一电路板具有呈矩阵分布的焊接区，两块所述第一电路板的焊接区一一对应分布，所述第一电路板开设有与所述焊接区一一对应的通孔，两块所述第一电路板的通孔对应相连通；所述第一电路板设有与各个所述焊接区对应电连接的电路走线，所述第一电路板于所述电路走线的末端处开设有插针插口；所述板体包括层叠设置的两个绝缘边框，每一所述绝缘边框均具有用于容纳一个所述第一电路板的容纳槽，两块所述第一电路板分别嵌设并夹持于两个所述绝缘边框之间，所述绝缘边框于所述容纳槽的底面开设有用于一一对应容纳所述导电片的安装孔，所述安装孔与所述焊接区一一对应设置，一个所述绝缘边框的安装孔的数量与一个所述第一电路板的焊接区的数量相等，所述绝缘边框于相邻所述安装孔之间形成有用于使相邻所述导电片绝缘的绝缘筋；所述第一绝缘件填充于所述导电片与所述绝缘筋之间；所述标准电阻的数量与一个所述第一电路板的焊接区的数量相等，所述标准电阻分别安装于两块所述第一电路板对应的所述通孔内，且所述标准电阻的两端分别电连接于两块所述第一电路板的通孔侧面；每组所述导电片对应电连接于一个所述第一电路板的各个所述焊接区的外侧面，所述导电片覆盖于对应的所述通孔；所述第一电路板设有与各个所述焊接区对应电连接的两根电路走线；所述电阻采用四线测量，对应的两个所述焊接区分别设置两个第一测试点形成两对第一测试点，其中一对所述第一测试点作为电流供给接入两个所述焊接区，另外一对所述第一测试点用于测量电压而分别设于两个所述焊接区；所述第一电路板具有安装臂，所述电路走线延伸至所述安装臂，所述插针插口开设于所述安装臂；所述绝缘边框开设有供所述安装臂穿过的过孔。优选地，两所述导电片之间通过两第二电路板隔绝，两所述第二电路板分别嵌设于所述板体中并至少部分露出于所述板体之外，两所述导电片分别与两所述第二电路板电连接，各所述标准电阻分别贴设于所述第二电路板的露出板体之外的部分上。优选地，所述板体为单层结构，两所述导电片之间设有第二绝缘件，所述标准电阻设于两个所述导电片的侧边缘；或者，所述标准电阻嵌设于所述第二绝缘件上；或者所述标准电阻设于外部第三电路板上，且两端分别通过第二导线与两所述导电片电连接；所述标准电阻两端连接有第一导线，控制器通过第一导线与所述标准电阻电连接以测量所述标准电阻两端的电压降；所述标准电阻采用四线测量，所述标准电阻的两端分别设置两个第二测试点，其中一对所述第二测试点作为电流供给直接接入所述标准电阻的两端，另外一对所述第二测试点用于测量电压而靠近于所述标准电阻的两端设置；对应于一个所述检测单元的所述第一导线的数量为四，同一所述检测单元中的其中一个所述导电片与所述标准电阻之间的连接处、另外一个所述导电片与所述标准电阻之间的连接处分别连接有一根所述第一导线，每一所述导电片分别连接有一根所述第一导线。本技术还提供了一种燃料电池内电流密度检测在线测量装置，包括燃料电池、设于所述燃料电池内的上述电流密度检测复合板、与所述燃料电池电连接的控制器、及与所述控制器电连接的上位机；所述燃料电池包括依次连接的第一端板、第一集流板、阳极板、膜电极组件、阴极板、第二集流板及第二端板；所述电流密度检测复合板用于替代所述阳极板或者所述阴极板以检测电流密度，所述燃料电池内电流密度检测在线测量装置还包括电压表，所述电压表两端分别与两所述导电片连接。本技术提供的电流密度检测复合板的有益效果在于：与现有技术相比，本技术的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电流密度检测复合板，其特征在于，包括：/n检测板，所述检测板包括具有中间活性区的板体，所述中间活性区划分为矩阵分布的多个第一分区，所述中间活性区还开设有通槽；所述检测板还包括至少部分设于所述通槽且与所述第一分区一一对应的检测单元，设于相邻所述检测单元之间的第一绝缘件，以及嵌设于所述板体上并与所述检测单元电连接的电路板或第一导线；所述检测单元包括两个相互间隔设置的导电片，以及两端一一对应连接于两所述导电片的标准电阻；两所述导电片分别靠近于所述板体的两侧面设置；所述标准电阻设于所述通槽中，或者所述标准电阻置于所述板体之外；/n流场板，所述流场板采用导电材料制成，所述流场板一侧与所述板体一侧贴合连接并与其中一所述导电片导通，所述流场板的另一侧开设有流道，所述流道与燃料电池中流场相同，所述检测板可与具有不同流道的不同流场板贴合连接。/n

【技术特征摘要】
1.电流密度检测复合板，其特征在于，包括：
检测板，所述检测板包括具有中间活性区的板体，所述中间活性区划分为矩阵分布的多个第一分区，所述中间活性区还开设有通槽；所述检测板还包括至少部分设于所述通槽且与所述第一分区一一对应的检测单元，设于相邻所述检测单元之间的第一绝缘件，以及嵌设于所述板体上并与所述检测单元电连接的电路板或第一导线；所述检测单元包括两个相互间隔设置的导电片，以及两端一一对应连接于两所述导电片的标准电阻；两所述导电片分别靠近于所述板体的两侧面设置；所述标准电阻设于所述通槽中，或者所述标准电阻置于所述板体之外；
流场板，所述流场板采用导电材料制成，所述流场板一侧与所述板体一侧贴合连接并与其中一所述导电片导通，所述流场板的另一侧开设有流道，所述流道与燃料电池中流场相同，所述检测板可与具有不同流道的不同流场板贴合连接。


2.如权利要求1所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述板体的另一侧还贴设有用于散热降温的冷却板。


3.如权利要求2所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述板体的两侧均为光面，且所述流场板及所述冷却板均以光面与所述板体贴合接触。


4.如权利要求2所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述流场板的两端开设有与所述流道相通的第一气孔，所述板体的两端开设有第二气孔，所述冷却板的两端开设有第三气孔，所述第一气孔、所述第二气孔及所述第三气孔一一对应相通设置，所述第二气孔的两端分别设有防止气体进入板体中的第一密封圈及第二密封圈。


5.如权利要求1所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述流场板一侧具有与各所述检测单元对应的第二分区，且各所述第二分区之间相互绝缘。


6.如权利要求1所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述第一绝缘件为绝缘胶；所述导电片为铜片、金片、银片或不锈钢片；所述板体采用玻纤材料或PEI材料制成；所述流场板采用石墨或不锈钢材料制成。


7.如权利要求1至6任一项所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述检测板包括层叠设置的两块第一电路板，所述第一电路板具有呈矩阵分布的焊接区，两块所述第一电路板的焊接区一一对应分布，所述第一电路板开设有与所述焊接区一一对应的通孔，两块所述第一电路板的通孔对应相连通；所述第一电路板设有与各个所述焊接区对应电连接的电路走线，所述第一电路板于所述电路走线的末端处开设有插针插口；
所述板体包括层叠设置的两个绝缘边框，每一所述绝缘边框均具有用于容纳一个所述第一电路板的容纳槽，两块所述第一电路板分别嵌设并夹持于两个所述绝缘边框之间，所述绝缘边框于所述容纳槽的底面开设有用于一一对应容纳所述导电片的安装孔，所述安装孔与所述焊接区一一对应设置，一个所述绝缘边框的安装孔的数量与一个所述第一电路板的焊接区的数量相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚军，陈琼，冯其，周嫦，张小明，李辉，王海江，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：广东;44