一种燃料电池单体的筛选方法、预测方法及检测装置与流程

本发明属于燃料电池，具体涉及一种燃料电池单体的筛选方法、预测方法及检测装置。

背景技术：

1、燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。质子交换膜燃料电池堆是燃料电池的一种，它由多个燃料电池单体以串联形式堆叠而成。通常燃料电池单体性能的一致性是影响燃料电池堆高性能发挥的重要影响因素之一。

2、由于燃料电池单体在生产过程中的差异，经常导致成品也会存在不一致性，特别是在大功率燃料电池中，由于单体片数较多，装配后电堆的成品率较低。现阶段主要通过优化电堆结构、改善材料一致性等方法提高燃料电池堆的成品率，但在后期实际操作过程中也较难解决燃料电池堆的一致性问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，本发明一方面提供一种燃料电池单体的检测装置，能够对燃料电池单体的透气率及内阻进行检测。

2、为达到上述目的，本发明提供的一种燃料电池单体检测装置，包括：

3、至少一对压板，用于对所述燃料电池单体定位；其中一压板上开设有进气口，用于连通检测气源和所述燃料电池单体的气流通道入口；另一压板上开设有出气口，用于连通所述燃料电池单体的气流通道出口；

4、流量检测单元，用于检测并调节注入所述燃料电池单体的气流通道的气体流量，保持所述气体流道内的气压恒定；

5、内阻检测单元，通过一对所述压板分别与所述燃料电池单体的双极板电连，以检测所述燃料电池单体的内阻。

6、可选的，所述燃料电池单体检测装置还包括测试压头，所述测试压头与其中一压板传动连接，以驱动一对压板相互靠近或远离。

7、可选的，所述燃料电池单体检测装置还包括底座、架设于所述底座上的支架，所述支架包括用于固定所述测试压头的顶板和用于实现压板运动导向的导向杆。

8、可选的，一对所述压板表层均设有用于与所述内阻检测单元电连的镀金层或镀银层。

9、可选的，一对所述压板上还分别设有用于定位和固定燃料电池单体的凹槽和定位销。

10、可选的，所述出气口还连接用于控制所述出气口启闭的阀门。

11、本发明还提供一种燃料电池单体的性能一致性筛选方法，通过对所检测的各燃料电池单体的性能参数进行分析计算，实现对燃料电池单体进行一致性筛选，有助于提高燃料电池堆的性能。

12、为达到上述目的，本发明提供的一种燃料电池单体的性能一致性筛选方法，包括：

13、检测所有参与一致性检测的燃料电池单体的内阻及透气率，分别计算所有燃料电池单体的平均内阻和平均透气率；

14、根据所检测的所述燃料电池单体的内阻及透气率和计算所得到的平均内阻及平均透气率分别计算所述燃料电池单体的内阻标准差和透气率标准差；

15、根据所述内阻标准差、所述透气率标准差分别计算所述燃料电池单体的内阻离散变异系数、透气率离散变异系数；

16、根据所述平均内阻、所述平均透气率分别确定所述燃料电池单体的内阻概率分布区间及透气率概率分布区间；

17、根据所述燃料电池单体的内阻离散变异系数、内阻概率分布区间、透气率离散变异系数及透气率概率分布区间筛选获取性能一致的燃料电池单体。

18、本发明还提供了一种燃料电池单体的极化电压预测方法，对装配前的燃料电池单体进行极化电压预测，可以减少装配后燃料电池堆的活化及标定的时间及成本。

19、为达到上述目的，本发明提供的一种燃料电池单体的极化电压预测方法，包括：

20、检测所述燃料电池单体的内阻；

21、根据预构建的极化电压模型及所检测所述燃料电池单体的内阻预测所燃料电池单体的极化电压。

22、可选的，所述预构建的极化电压模型的表达式如下：

23、ucell＝a+irint

24、式中，ucell表示电极极化电压，参数a表示与燃料电池单体使用的材料及测试条件有关的常数，rint表示所检测的所述燃料电池单体的内阻，i表示检测燃料电池内阻时电池单体通过的电流。

25、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现前述的燃料电池单体的性能一致性筛选方法或前述的燃料电池单体的极化电压预测方法。

26、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

27、1.本发明提供的燃料电池单体的检测装置，配置有流量检测单元和内阻检测单元，检测时通过压板进行定位，可对燃料电池单体同时进行透气率检测和内阻检测，可有效检测出待检测燃料电池单体的内阻及透气率；

28、2.本发明提供的燃料电池单体的性能一致性筛选方法，通过所采集的燃料电池单体的内阻及透气率，可计算获得燃料电池单体的内阻离散变异系数、内阻概率分布区间、透气率离散变异系数及透气率概率分布区间，从而快速对燃料电池单体进行一致性筛选和分级，最终获取性能一致的燃料电池单体；

29、3.本发明提供的燃料电池单体的极化电压预测方法通过将所检测所述燃料电池单体的内阻代入至预构建的极化电压模型，即可预测出影响燃料电池单体性能的极化电压，该方法可对燃料电池单体的极化特性进行快速预测，可降低燃料电池堆活化及标定过程中的成本及时间。

技术特征：

1.一种燃料电池单体检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池单体的检测装置，其特征在于，还包括测试压头，所述测试压头与其中一压板传动连接，以驱动一对压板相互靠近或远离。

3.根据权利要求2所述的燃料电池单体的检测装置，其特征在于，还包括底座、架设于所述底座上的支架，所述支架包括用于固定所述测试压头的顶板和用于实现压板运动导向的导向杆。

4.根据权利要求1所述的燃料电池单体的检测装置，其特征在于，一对所述压板表层均设有用于与所述内阻检测单元电连的镀金层或镀银层。

5.根据权利要求1所述的燃料电池单体的检测装置，其特征在于，一对所述压板上还分别设有用于定位和固定燃料电池单体的凹槽和定位销。

6.根据权利要求1所述的燃料电池单体的检测装置，其特征在于，所述出气口还连接用于控制所述出气口启闭的阀门。

7.一种燃料电池单体的性能一致性筛选方法，其特征在于，所述方法包括：

8.一种燃料电池单体的极化电压预测方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的燃料电池单体的极化电压预测方法，其特征在于，所述预构建的极化电压模型的表达式如下：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求7所述的燃料电池单体的性能一致性筛选方法或如权利要求8或9所述的燃料电池单体的极化电压预测方法。

技术总结
本发明公开了燃料电池技术领域的一种燃料电池单体的筛选方法、预测方法、检测装置及存储介质，旨在解决在电堆装配前燃料电池单体的性能一致性问题。其装置包括：至少一对压板，用于对所述燃料电池单体定位；其中一压板上开设有进气口，用于连通检测气源和所述燃料电池单体的气流通道入口；另一压板上开设有出气口，用于连通所述燃料电池单体的气流通道出口；流量检测单元，用于检测并调节注入所述燃料电池单体的气流通道的气体流量，保持所述气体流道内的气压恒定；内阻检测单元，通过一对所述压板分别与所述燃料电池单体的双极板电连，以检测所述燃料电池单体的内阻，能够有效检测出燃料电池单体的内阻和透气率。

技术研发人员：白清友,朱玉,王佳
受保护的技术使用者：上海徐工智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15