一种电拖拽系数测量装置的制作方法

本技术涉及质子交换膜燃料电池领域，尤其是涉及一种电拖拽系数测量装置。

背景技术：

1、燃料电池可通过电化学反应，将燃料中的化学能转化为电能，是实现氢能源高效利用的重要装置。膜电极作为燃料电池的核心部件，主要由气体扩散层、催化层、质子交换膜等具有不同功能的层状材料堆叠构成，其水含量对燃料电池的性能有着至关重要的作用。当膜电极中水含量过高时，会在流道内产生水淹现象从而降低单电池性能；当膜电极中水含量过低时，会使质子交换膜的电阻升高从而降低单电池的性能。膜电极内水的分布主要受到质子交换膜对水分子的电拖拽性能、扩散性能以及阴阳极两侧气压差的影响，其中，质子交换膜对水分子的电拖拽性能需要在放电条件下进行测试。由于测量过程中获得的水的迁移量不仅来自于电拖拽过程，还可能来自于扩散过程、压差过程等，因此，如何利用合理的测试装置完成不同工作温度、湿度下质子交换膜电拖拽系数的快速准确测量，成为本领域需要解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的质子交换膜电拖拽系数测量时间长、测量结果不准确的缺陷而提供一种电拖拽系数测量装置。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本实用新型提供一种电拖拽系数测量装置，应用于待测膜电极，所述装置包括夹持单元，所述待测膜电极安装于所述夹持单元内部，所述装置还包括露点仪、加热单元、阳极通气管道和阴极通气管道，

4、所述阳极通气管道和所述阴极通气管道贯穿于所述夹持单元，两通气管道位于所述夹持单元内部的区域均为直流道，并分别紧贴于所述待测膜电极的两侧表面；

5、所述露点仪设置于所述阳极通气管道的进气端和出气端、以及所述阴极通气管道的进气端；

6、所述加热单元包裹于所述露点仪与所述夹持单元之间的通气管道外壁。

7、作为优选的技术方案，所述待测膜电极包括自上而下依次紧密贴合的第一半膜电极、质子交换膜和第二半膜电极。

8、作为优选的技术方案，所述夹持单元的气体流场为平行直流场。

9、作为优选的技术方案，所述直流场的直线长度为0.5cm～2cm。

10、作为优选的技术方案，所述加热单元包括加热套和保温套。

11、作为优选的技术方案，所述加热单元连接于温度测量元件。

12、作为优选的技术方案，所述温度测量元件包括热电偶。

13、作为优选的技术方案，所述阴极通气管道的出气端设置有露点仪。

14、作为优选的技术方案，所述阳极通气管道、所述阴极通气管道各自与所述待测膜电极接触区域的长度，均小于或等于所述待测膜电极的长度。

15、作为优选的技术方案，所述阳极通气管道和所述阴极通气管道的进气端均设有压力传感器和背压阀。

16、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

17、1、本实用新型通过在露点仪与夹持单元之间的通气管道上设置包裹于管道外壁的加热单元，能够实现将液态水蒸发，并通过露点仪读数查表得到水分压，即获得水含量的变化值，能够有效缩短电拖拽系数的测量时间，快速测量不同工作温度、湿度下的电拖拽系数；

18、2、本实用新型采用的阳极通气管道和阴极通气管道均为直流道，利用直流道的小面积进行电池测试，显著降低了质子交换膜内水分布不均导致的测量误差，提高了不同工作温度、湿度下的电拖拽系数测量准确性。

技术特征：

1.一种电拖拽系数测量装置，应用于待测膜电极，所述装置包括夹持单元，所述待测膜电极安装于所述夹持单元内部，其特征在于，所述装置还包括露点仪、加热单元、阳极通气管道和阴极通气管道，

2.根据权利要求1所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述待测膜电极包括自上而下依次紧密贴合的第一半膜电极、质子交换膜和第二半膜电极。

3.根据权利要求1所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述夹持单元的气体流场为平行直流场。

4.根据权利要求3所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述直流场的直线长度为0.5cm～2cm。

5.根据权利要求1所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述加热单元包括加热套和保温套。

6.根据权利要求1所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述加热单元连接于温度测量元件。

7.根据权利要求6所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述温度测量元件包括热电偶。

8.根据权利要求1所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述阴极通气管道的出气端设置有露点仪。

9.根据权利要求1所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述阳极通气管道、所述阴极通气管道各自与所述待测膜电极接触区域的长度，均小于或等于所述待测膜电极的长度。

10.根据权利要求1所述的电拖拽系数测量装置，其特征在于，所述阳极通气管道和所述阴极通气管道的进气端均设有压力传感器和背压阀。

技术总结本技术涉及一种电拖拽系数测量装置。该装置应用于待测膜电极，包括夹持单元、露点仪、加热单元、阳极通气管道和阴极通气管道，待测膜电极安装于夹持单元内；阳极通气管道和阴极通气管道贯穿于夹持单元，两通气管道位于夹持单元内部的区域均为直流道，并分别紧贴于待测膜电极的两侧表面；露点仪设置于阳极通气管道的进气端和出气端、以及阴极通气管道的进气端；加热单元包裹于露点仪与夹持单元之间的通气管道外壁。与现有技术相比，本技术具有能够快速准确测量不同工作温度、湿度下质子交换膜的电拖拽系数等优点。技术研发人员：唐富民,潘相敏,余卓平受保护的技术使用者：上海智能新能源汽车科创功能平台有限公司技术研发日：20231208技术公布日：2024/7/25