一种氢燃料电池电堆活化测试自动化装置及其工作方法与流程

本发明涉及氢燃料电池，具体涉及一种氢燃料电池电堆活化测试自动化装置及其工作方法。

背景技术：

1、氢燃料电池系统是一种将氢气燃料的化学能转换为电能的发电装置，因其反应产物是水，具有高效、清洁的特点，所以氢能是实现碳达峰、碳中和最有利的支撑。近年来氢能及氢燃料电池已经在交通运输、工业和建筑产业中取得成绩，中国在氢燃料电池研发方面步入了高速发展阶段。

2、在氢燃料电池系统中，燃料电池电堆是其最重要的零部件，它是一种将反应物的化学能转化为电能的装置，能量转化是通过将氢气、空气和水这三种物质通入电堆进行化学反应，从而将化学能转化为电能，所以在电堆产品检测中，往往会对电堆通入氢气、空气和水，对电堆进行活化处理。

3、在目前的实际应用中，都是人工搬运、安装电堆，导致在运输过程中存在损坏风险且效率低下，另外，检测装置过于简单没有形成规范，检测过程中也常常因为活化条件不满足或不充分，导致检测结果受到影响，出现检测数据可靠性低、一致性差的情况。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，目的在于，提供一种集成化、自动化高的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，减少检测过程中的人为因素干扰，并通过实时监控检测反应并根据反馈数据调整测试参数，来保证活化条件充分有效，得到可靠性高，一致性好的检测结果。

2、为达上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，所述自动化装置包括活化测试控制模块，还包括自动运输上料模块、电堆固定放置模块、电堆测试工作台和上位机；

3、所述自动运输上料模块包括三个不同方向的运动模组和一个控制单元；

4、所述电堆固定放置模块具有多层结构，用于同时放置多个电堆；

5、电堆测试工作台设置在自动运输上料模块和活化测试控制模块之间；

6、所述活化测试控制模块包括进气组件、出气组件和控制柜；

7、所述上位机控制自动运输上料模块将电堆固定放置模块放置在电堆测试工作台上，活化测试控制模块对电堆固定放置模块中的电堆进行电堆活化测试。

8、进一步的，所述自动运输上料模块包括第一运动模组、第二运动模组和第三运动模组；

9、所述第一运动模组包括滑轨、滚轮、外部齿轮链条和电机，电机驱动外部齿轮链条带动滚轮沿滑轨运动；

10、所述第二运动模组包括第一导轨安装座、第一电机以及第一导轨丝杆模组，第一导轨丝杆模组安装在第一导轨安装座上，滚轮安装在第一导轨安装座下方，第一电机安装在第一导轨丝杆模组上，通过第一电机驱动第一导轨丝杆模组上的滑块在两根滑轨之间往复运动；

11、所述第三运动模组包括第二导轨安装座、第二电机以及第二导轨丝杆模组，第二导轨安装座的一端连接第一导轨丝杆模组上的滑块，另一端连接第二导轨丝杆模组，第二电机安装在第二导轨丝杆模组上，通过第二电机驱动第二导轨丝杆模组上的滑块在竖直方向上做升降运动。

12、进一步的，自动运输上料模块的三个运动模组的指定位置都设置有位置传感器，每个运动模组达到指定位置时都会触发位置传感器信号。

13、进一步的，所述自动运输上料模块还包括电堆托座，电堆托座固定在第二导轨丝杆模组的滑块上。

14、进一步的，所述电堆固定放置模块包括电堆绝缘座、第一电堆托板、托板支柱以及第二电堆托板，电堆绝缘座固定连接在第一电堆托板下方，四个托板支柱的一端固定连接在第一电堆托板上方，另一端可拆卸的连接在第二电堆托板下方。

15、进一步的，所述活化测试控制模块的进气组件包括进气分配块、进气管024以及电堆分配进气歧管；

16、所述活化测试控制模块的出气组件包括出气分配块、出气管以及电堆分配出气歧管。

17、进一步的，所述活化测试控制模块的控制柜包括柜体和设置在柜体内的控制器、电磁阀组、流量计、信息反馈单元。

18、进一步的，活化测试控制模块还包括导轨滑板、导轨和电机，电机驱动导轨滑板沿导轨运动。

19、进一步的，电堆上设置有两个分配腔，分别用于与电堆分配进气歧管和电堆分配出气歧管连接，用于为活化测试提供气体和回收气体。

20、本发明还提供了一种基于上述氢燃料电池电堆活化测试自动化装置的工作方法，所述工作方法包括：

21、通过上位机界面控制，下达测试指令，命令反馈到自动运输上料模块的控制单元，控制单元下达指令，将电堆固定放置模块放置在电堆测试工作台上，上料工作完成；

22、自动运输上料模块完成上料工作后，反馈信号给上位机，测试工位测试人员将活化测试控制模块与电堆连接，开始进行测试工位操作控制，通过上位机发送指令给活化测试控制模块的控制柜，控制柜控制测试参数，且控制柜实时反馈信号和检测数据给上位机

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、(1)通过将氢燃料电池电堆活化测试自动化装置的结构与控制系统集成化，在活化测试过程中，自动运输上料模块完全替代人工搬运，减少人为因素干扰，运输过程安全准确；具有多层结构的电堆固定放置模块可同时固定多个电堆，在一个测试工位可同时完成多个电堆的活法测试，提高工作效率；活化测试控制模块的控制器可精确控制测试参数，信息反馈单元可实时反馈检测数据，从而根据反馈信息调整不同工况下的数据变化，使活化条件满足且充分，提高电堆活化检测数据可靠性、一致性。

25、(2)通过设置自动运输上料模块，使生产现场的电堆运输规范性提升、操作简单、效率提高，且安全性增加。

26、(3)通过在生产现场布置多个测试工位，每个测试工位设置一个电堆测试工作台，在每个电堆测试工作台后设置一个活化测试控制模块，在每个电堆测试工作台前铺设滑轨，自动运输上料模块可分别为每个测试工位运输待测电堆，能够进行快速实现自动化作业，多个测试工位共用一个自动运输上料模块，有利于生产线布局，极大提高生产效率。

27、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，所述自动化装置包括活化测试控制模块(03)，其特征在于，还包括自动运输上料模块(01)、电堆固定放置模块(02)、电堆测试工作台(04)和上位机；

2.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，其特征在于，所述自动运输上料模块(01)包括第一运动模组、第二运动模组和第三运动模组；

3.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，其特征在于，自动运输上料模块(01)的三个运动模组的指定位置都设置有位置传感器，每个运动模组达到指定位置时都会触发位置传感器信号。

4.如权利要求2所述的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，其特征在于，所述自动运输上料模块(01)还包括电堆托座(010)，电堆托座(010)固定在第二导轨丝杆模组(007)的滑块上。

5.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，其特征在于，所述电堆固定放置模块(02)包括电堆绝缘座(012)、第一电堆托板(013)、托板支柱(015)以及第二电堆托板(016)，电堆绝缘座(012)固定连接在第一电堆托板(013)下方，四个托板支柱(015)的一端固定连接在第一电堆托板(013)上方，另一端可拆卸的连接在第二电堆托板(016)下方。

6.如权利要求1所述的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，其特征在于，所述活化测试控制模块(03)的进气组件包括进气分配块(025)、进气管(024)以及电堆分配进气歧管(022)；

7.如权利要求6所述的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，其特征在于，所述活化测试控制模块(03)的控制柜(021)包括柜体和设置在柜体内的控制器、电磁阀组、流量计、信息反馈单元。

8.如权利要求7所述的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，其特征在于，活化测试控制模块(03)还包括导轨滑板(026)、导轨(027)和电机，电机驱动导轨滑板(026)沿导轨(027)运动。

9.如权利要求6所述的氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，其特征在于，电堆(05)上设置有两个分配腔(06)，分别用于与电堆分配进气歧管(022)和电堆分配出气歧管(020)连接，用于为活化测试提供气体和回收气体。

10.一种基于权利要求1-9任一项氢燃料电池电堆活化测试自动化装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括：

技术总结
本发明涉及一种氢燃料电池电堆活化测试自动化装置，包括活化测试控制模块，还包括自动运输上料模块、电堆固定放置模块、电堆测试工作台和上位机；自动运输上料模块包括三个不同方向的运动模组和一个控制单元，电堆固定放置模块具有多层结构，用于同时放置多个电堆，活化测试控制模块包括进气组件、出气组件和控制柜，上位机控制自动运输上料模块和活化测试控制模块进行电堆活化测试，通过将氢燃料电池电堆活化测试自动化装置的结构与控制系统集成化，活化测试控制模块的控制器可精确控制测试参数，信息反馈单元可实时反馈检测数据，从而根据反馈信息调整不同工况下的数据变化，使活化条件满足且充分，提高电堆活化检测数据可靠性、一致性。

技术研发人员：刘犇,王中国,唐廷江,张凤姣,张明远
受保护的技术使用者：武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15