一种燃料电池电堆泄漏检测设备的制作方法

本技术涉及一种燃料电池的检测领域的，特别是涉及一种燃料电池电堆泄漏检测设备的。

背景技术：

1、密封性能作为燃料电池电堆的核心技术指标，对于燃料电池性能和寿命至关重要，因此，在燃料电池制造环节，必须对燃料电池密封性进行高精度检测。对于燃料电池电堆，一般有以下泄漏项目需要检测：氢气腔外漏、空气腔外漏、水腔外漏、氢/空腔互串、水/氢腔互串、水/空腔互串。

2、当前，应用较多的泄漏检测方法有水检法和压缩气体检测法。水检法存在检测精度低、检测结果不容易量化、生产效率低等问题，不适合用于批量制造。压缩气体检测法是将压缩气体(一般使用0～200kpa压缩氮气或者空气)，将压缩其他充入燃料电池单元模块内部腔体流道，使用流量法或者压降法，通过检测泄漏流量或者单位时间内气压损失，测量燃料电池单元模块泄漏数值。但是，以上两种测试方法，都存在测量结果不准确、自动化程度低、生产节拍慢的问题等问题。

3、基于当前行业现状及燃料电池电堆的测试精度的要求；由于氦气分子量小，扩散性强、渗透率高，即可以通过极小的孔，另外氦气在空气中的体积含量约为5ppm(体积浓度是用每立方米的大气中含有污染物的体积数来表示,常用的表示单位是ppm)，这说明正常空气环境中氦气的含量很小，即氦的本底噪声(由于氦气在空气中的体积含量约5ppm，5.24×10-6，也就是百万分之五左右)小；以及氦气是无毒无色无味的惰性气体，在正常情况下其可以作为介质在所有的物体中存在，且不发生反应，因此现采用氦气作为示踪气体来发现并量化泄漏，从而提高对泄漏量的高精度检测，可达到10.6～10.9mbar*l/s(采用该单位量化泄漏率)；如专利文献cn109708820a中，公开了一种燃料电池双极板快速检漏装置及方法，该装置公开了一种上下式夹板实现对双极板的夹持，随后通过设置的高纯氮气将双极板中空气清除，再充入氦气，通过检测氦气来验证双极板的泄漏与否。该装置结构简单，但是需要手动方式对双极板进行逐一夹持，导致无法大规模批量对制造的电池电堆进行检测；另外，该设备中采用充入氮气方式清除空气，容易对检测的精度造成影响。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种燃料电池电堆泄漏检测设备，用于解决现有技术中检测的精度不准确以及无法适应大规模批量检测的技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种燃料电池电堆泄漏检测设备，包括：

3、机架，所述机架包括竖直框架和横向框架；

4、工件上料组件，所述工件上料组件设于所述横向框架上，所述工件上料组件上放置有待测的燃料电池电堆，所述工件上料组件可带动所述燃料电池电堆由所述横向框架的上料端移动至检验端；

5、真空箱升降组件，所述真空箱升降组件设于所述竖直框架上，所述竖直框架设于所述检验端；所述真空箱升降组件的真空箱体可盖于所述燃料电池电堆上；

6、真空系统，所述真空系统设于所述机架上，所述真空系统用于对示踪气体的流向空间进行抽真空；

7、氦气充注系统，所述氦气充注系统设于所述机架上，所述氦气充注系统连接至所述燃料电池电堆的待检测空间；

8、工件抽真空系统，所述工件抽真空系统设于所述机架上，所述工件抽真空系统连接至所述待检测空间；

9、氦气检漏系统，所述氦气检漏系统设于所述机架上，所述氦气检漏系统连接至所述流向空间；

10、控制器，所述控制器连接所述真空系统、所述氦气充注系统、所述工件抽真空系统和所述氦气检漏系统；所述控制器通过所述氦气检漏系统判断所述待检测空间内充注的氦气是否流向至所述流向空间。

11、优选地：所述真空箱升降组件包括固定台、竖直设于所述检测端的导向组件和升降组件；所述固定台连接于所述导向组件的上端；所述升降组件连接于所述固定台上，所述升降组件下连接有所述真空箱体，所述真空箱体滑动连接于所述导向组件。

12、优选地：所述真空系统包括真空泵和管路；所述真空泵通过所述管路连接于所述真空箱体；所述管路上连接有压力传感器和真空阀。

13、优选地：所述氦气充注系统包括储气罐、充气管路和真空泵；所述储气罐通过所述充气管路连接至所述真空箱体；所述充气管路上连接有用于传输氦气的所述真空泵。

14、优选地：所述工件上料组件包括上料平台、直线导向件和滑动驱动源；所述上料平台滑动连接于所述直线导向件上；所述上料平台内设有与所述待检测空间相连的内部管路；所述滑动驱动源驱动所述上料平台于所述直线导向件上移动。

15、优选地：所述氦气检漏系统包括氦质谱检漏仪和连接管路；所述氦质谱检漏仪通过连接管路连接至所述内部管路；所述连接管路上连接有多个控制阀门。

16、优选地：所述内部管路还相连有所述工件抽真空系统，所述工件抽真空系统包括抽空泵和管道；所述抽空泵通过管道连接至所述内部管路，所述管道上依次设有控制阀门和压力传感器。

17、优选地：所述真空箱体还连接有清氦系统，所述清氦系统包括清氦泵和清氦管路；所述清氦泵通过所述清氦管路连接至所述真空箱体；所述清氦管路上连接有多个阀组和压力传感器。

18、优选地：所述控制器设于工控显示器内，所述工控显示器通过固定壳体连接于所述机架的一侧。

19、优选地：所述储气罐通过一环形连接件设于所述机架的一侧。

20、如上所述，本实用新型的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，具有以下有益效果：

21、本实用新型通过工件上料组件实现对批量化的燃料电池电堆运送至检测端；本实用新型通过将真空系统、工件抽真空系统、氦气充注系统以及氦气检测系统集成于机架上，能够在检测端实现对大批量的燃料电池电堆自动化检测。

技术特征：

1.一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述真空箱升降组件包括固定台、竖直设于所述检测端的导向组件和升降组件；所述固定台连接于所述导向组件的上端；所述升降组件连接于所述固定台上，所述升降组件下连接有所述真空箱体，所述真空箱体滑动连接于所述导向组件。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述真空系统包括真空泵和管路；所述真空泵通过所述管路连接于所述真空箱体；所述管路上连接有压力传感器和真空阀。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述氦气充注系统包括储气罐、充气管路和真空泵；所述储气罐通过所述充气管路连接至所述真空箱体；所述充气管路上连接有用于传输氦气的所述真空泵。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述工件上料组件包括上料平台、直线导向件和滑动驱动源；所述上料平台滑动连接于所述直线导向件上；所述上料平台内设有与所述待检测空间相连的内部管路；所述滑动驱动源驱动所述上料平台于所述直线导向件上移动。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述氦气检漏系统包括氦质谱检漏仪和连接管路；所述氦质谱检漏仪通过连接管路连接至所述内部管路；所述连接管路上连接有多个控制阀门。

7.根据权利要求5所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述工件抽真空系统包括抽空泵和管道；所述抽空泵通过管道连接至所述内部管路，所述管道上依次设有控制阀门和压力传感器。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述真空箱体还连接有清氦系统，所述清氦系统包括清氦泵和清氦管路；所述清氦泵通过所述清氦管路连接至所述真空箱体；所述清氦管路上连接有多个阀组和压力传感器。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述控制器设于工控显示器内，所述工控显示器通过固定壳体连接于所述机架的一侧。

10.根据权利要求4所述的一种燃料电池电堆泄漏检测设备，其特征在于：所述储气罐通过一环形连接件设于所述机架的一侧。

技术总结
本技术提供一种燃料电池电堆泄漏检测设备，包括：机架包括竖直框架和横向框架；工件上料组件设于横向框架上，工件上料组件上放置有待测的燃料电池电堆，工件上料组件可带动燃料电池电堆由横向框架的上料端移动至检验端；真空箱升降组件设于竖直框架上，竖直框架设于检验端；真空箱升降组件的真空箱体可盖于燃料电池电堆上；真空系统的末端连接至真空箱体，真空系统用于对示踪气体的流向空间进行抽真空；氦气充注系统的末端连接至燃料电池电堆的待检测空间。本技术通过真空系统抽真空方式使得流向空间真空，氦气充注系统向燃料电池的待检测空间充注，最终通过氦气检漏系统检测燃料电池电堆的待检测空间是否向流向空间产生泄漏。

技术研发人员：孙晓宁,邸志岗,杨少生,杨锦夫
受保护的技术使用者：上海韵量新能源科技有限公司
技术研发日：20220905
技术公布日：2024/1/12