【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池测试，尤其涉及一种可快速选型和性能比对的燃料电池测试系统及方法。
技术介绍
1、目前燃料电池设计迭代周期较慢，尤其是膜电极零部件的选型开发，需要经历subscale材料筛选、短堆验证等多轮设计验证实验造成时间、物料等资源的浪费。随着市场变化逐渐加快，几乎每年都会有新燃料电池产品指标发布，对各厂商膜电极零部件选型开发也提出了更高的挑战。
2、目前传统的膜电极选型存在如下切实问题。传统的膜电极筛选通常采用小样片进行，为了保证数据可复现性，通常需要对同一种膜电极重复测试3-5片样品；而在每次更换膜电极时需要重新组装测试夹具，操作过于繁琐，且多个样品重复测试的周期较长，极大影响了工作效率，而且，同批次的膜电极样品分次组装时，由于组装精度不同等不可避免的人为因素使得每次样品的接触电阻大小、压装均匀程度存在差异，受限于膜电极测试状态不同的影响，无法进行有效的性能损失定量对比和分离。
3、基于此，有必要提出一种技术方案，以克服现有技术存在的不足。
技术实现思路
1、本专利技术为了克服现有技术的缺陷，提出了一种燃料电池测试系统及方法，可对多种测试单池的性能进行有效比对，有利于单池膜电极的快速选型，提升燃料电池的开发效率。
2、本专利技术通过如下技术方案实现：一种燃料电池测试系统，包括测试电堆和测试分析装置，所述测试分析装置连接所述测试电堆以检测所述测试电堆的性能，其中，所述测试电堆包括两端板、设于两端板之间的两种以上的测试单池，以及设置在相
3、作为进一步改进的技术方案，所述假单池还设置在两端板和与所述两端板相邻的测试单池之间。
4、作为进一步改进的技术方案，所述假单池包括反应气体不流通的假双极板和不具有ccm层的假膜电极。
5、作为进一步改进的技术方案，所述测试系统包括对所述两端板施压的施压装置，所述施压装置采用气囊施加压力。
6、作为进一步改进的技术方案，不同种类的测试单池包括：双极板相同、膜电极不同的测试单池；或者是，膜电极相同、双极板不同的测试单池；或者是，双极板和膜电极均不同的测试单池。
7、作为进一步改进的技术方案，每一种测试单池的数量均不少于3片，且全部测试单池的数量不大于50片。
8、作为进一步改进的技术方案，所述双极板的厚度为0.5-3mm，材质为柔性石墨、层状石墨或金属。
9、本专利技术还通过如下技术方案实现：一种燃料电池测试方法，所述测试方法应用于如上所述的燃料电池测试系统中，所述测试分析装置包括与所述两种以上的测试单池分别连接的cvm模块、eis模块和极化损失分析模块；所述测试方法包括：获取所述两种以上的测试单池的性能参数，分析得到在同一测试电堆中不同种类的测试单池的极化损失性能。
10、作为进一步改进的技术方案，所述分析得到在同一测试电堆中不同种类的测试单池的极化损失性能包括：
11、计算泄漏电流极化损失η_cross，η_cross=e_rev-e_ocv；
12、计算活化极化损失η_act，η_act=e_ocv-（a*ln(j)+b）；
13、计算欧姆极化损失η_ohm，η_ohm=j*hfr；
14、计算浓差极化损失η_conc，η_conc=(e_ocv-η_act)-(η_ohm+u)；
15、其中，e_rev为可逆电势，e_ocv为测得的开路电压，hfr为测试单池平均高频阻抗值，j为电流密度，a、b为塔非尔常数，u为测试单池平均电压。
16、作为进一步改进的技术方案，所述测试方法包括：逐渐减小测试单池的电流密度，分别在每个电流密度下计算上述极化损失值，其中，在每个电流密度下，所述测试电堆的温度、流量和压力维持在恒定区间内。
17、作为进一步改进的技术方案，所述测试方法包括：设置电流密度≤0.1a/cm2的测试点为不少于四个，并在该些测试点下计算所述活化极化损失。
18、作为进一步改进的技术方案，在测试前对所述测试电堆进行活化，使得测试电堆运行在稳定的状态下时，获得测试单池的性能参数。
19、本专利技术提供的燃料电池测试系统，将多种不同种类的测试单池布置于同一测试电堆中，使得不同种类的测试单池所处的测试环境基本相同，可一次获得多种测试单池的性能参数，且由于多种测试单池处于相同的测试环境中，排除了因组装的测试环境差异导致的性能参数不具有可比性的问题，使得性能参数的比对较为有效、可靠，有利于提升膜电极选型的效率，提升燃料电池的开发效率。 本专利技术提供的燃料电池测试方法，提出了一种对测试单池的极化性能定量分解的计算方法，能够对活化极化损失、欧姆极化损失、浓差极化损失三大极化损失逐一分析、对比，对于识别膜电极的性能差异以及确定膜电极的材料选型及改进方向具有重大且明确的指导意义。
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1.一种燃料电池测试系统，包括测试电堆和测试分析装置，所述测试分析装置连接所述测试电堆以检测所述测试电堆的性能，其特征在于，所述测试电堆包括两端板、设于两端板之间的两种以上的测试单池，以及设置在相邻的两种测试单池之间的假单池；所述测试分析装置与所述两种以上的测试单池分别连接，以获取同一测试电堆中不同种类的测试单池的性能参数。
2.如权利要求1所述的燃料电池测试系统，其特征在于，所述假单池还设置在两端板和与所述两端板相邻的测试单池之间。
3.如权利要求1或2所述的燃料电池测试系统，其特征在于，所述假单池包括反应气体不流通的假双极板和不具有CCM层的假膜电极。
4.如权利要求1所述的燃料电池测试系统，其特征在于，所述测试系统包括对所述两端板施压的施压装置，所述施压装置采用气囊施加压力。
5.如权利要求1所述的燃料电池测试系统，其特征在于，每一种测试单池的数量均不少于3片，且全部测试单池的数量不大于50片。
6.一种燃料电池测试方法，其特征在于，所述测试方法应用于如权利要求1至5中任一所述的燃料电池测试系统中，所述测试分析装置
7.如权利要求6所述的燃料电池测试方法，其特征在于，所述分析得到在同一测试电堆中不同种类的测试单池的极化损失性能包括：
8.如权利要求7所述的燃料电池测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：逐渐减小测试单池的电流密度，分别在每个电流密度下计算上述极化损失值，其中，在每个电流密度下，所述测试电堆的温度、流量和压力维持在恒定区间内。
9.如权利要求8所述的燃料电池测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：设置电流密度≤0.1A/cm2的测试点为不少于四个，并在该些测试点下计算所述活化极化损失。
10.如权利要求6或7所述的燃料电池测试方法，其特征在于，在测试前对所述测试电堆进行活化，使得测试电堆运行在稳定的状态下时，获得测试单池的性能参数。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池测试系统，包括测试电堆和测试分析装置，所述测试分析装置连接所述测试电堆以检测所述测试电堆的性能，其特征在于，所述测试电堆包括两端板、设于两端板之间的两种以上的测试单池，以及设置在相邻的两种测试单池之间的假单池；所述测试分析装置与所述两种以上的测试单池分别连接，以获取同一测试电堆中不同种类的测试单池的性能参数。
2.如权利要求1所述的燃料电池测试系统，其特征在于，所述假单池还设置在两端板和与所述两端板相邻的测试单池之间。
3.如权利要求1或2所述的燃料电池测试系统，其特征在于，所述假单池包括反应气体不流通的假双极板和不具有ccm层的假膜电极。
4.如权利要求1所述的燃料电池测试系统，其特征在于，所述测试系统包括对所述两端板施压的施压装置，所述施压装置采用气囊施加压力。
5.如权利要求1所述的燃料电池测试系统，其特征在于，每一种测试单池的数量均不少于3片，且全部测试单池的数量不大于50片。
6.一种燃料电池测试方法，其特征在于，所述测试方法应用于如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：何晓波，
申请(专利权)人：上海重塑能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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