CN110780213A - 电流密度检测复合板及电池内电流密度在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电流密度检测复合板，包括：检测板，检测板包括板体、检测单元、第一绝缘件以及电路板或第一导线；检测单元包括两个相互间隔设置的导电片，以及两端一一对应连接于两导电片的标准电阻；流场板，流场板一侧与板体一侧贴合连接并与其中一导电片导通，流场板的另一侧开设有流道。一种电池内部电流密度在线检测装置，包括上述电流密度检测复合板。本发明提供的电流密度检测复合板，通过一块检测板可以配合不同的流场板，以达到能够对不同设计的双极板、阳极板及阴极板以及电堆内任意位置进行电流密度检测的目的，具有很好的互换性，同时，无需具有隔气功能，且无需在检测单元的导电片上加工流道，降低了检测板的制作难度。

Description

电流密度检测复合板及电池内电流密度在线检测装置

技术领域

本发明属于燃料电池测试技术领域，更具体地说，是涉及一种电流密度检测复合板及燃料电池内电流密度检测在线测量装置。

背景技术

燃料电池是把燃料中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置。燃料电池从发明至今已经经历了100多年的历程。由于能源与环境已成为人类社会赖以生存的重点问题，近20年以来，燃料电池这种高效、洁净的能量转化装置得到了各国政府、开发商及研究机构的普遍重视，在交通运输、便携式电源、分散电站、航空航天及水下潜器等民用与军用领域展现出广阔的应用前景。

燃料电池内部的电流密度是电池中反应物、温度和水分布等因素作用下的电化学反应的综合体现，如果电流密度分布不均匀，则表明活性面积各区域利用率不均衡，从而产生局部电压的差异及面内电流，造成电势损失。此外膜电极过孔时，电流密度会发生反转现象。

在线分区电流密度测试技术可以实时、准确地测试燃料电池局部的电流密度分布，从而反映电池内部的电化学反应的差异，对改进电池流场设计和避免由于膜电极衰减过孔引发的重大安全事故具有重要意义。

目前电流密度的测试主要有惰性网络电阻法、第一电路板法和霍尔传感器法，惰性网络电阻法主要用于单电池电流密度测试，第一电路板法由于印刷厚度限制无法加工流道故不能作为双极板放置电堆内部任意位置进行电流密度测量；霍尔传感器在极板内部安装步骤繁琐且检测精度不高，均不合适电堆内部任意位置的电流密度检测；且针对不同流场需要跟换不同的检测装置，互换性差，提高检测装置成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流密度检测复合板，以解决现有技术中存在的针对不同流场需要更换不同的检测装置导致提高检测装置成本的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种电流密度检测复合板，包括：

检测板，所述检测板包括具有中间活性区的板体，所述中间活性区划分为矩阵分布的多个第一分区，所述中间活性区还开设有通槽；所述检测板还包括至少部分设于所述通槽且与所述第一分区一一对应的检测单元，设于相邻所述检测单元之间的第一绝缘件，以及嵌设于所述板体上并与所述检测单元电连接的电路板或第一导线；所述检测单元包括两个相互间隔设置的导电片，以及两端一一对应连接于两所述导电片的标准电阻；两所述导电片分别靠近于所述板体的两侧面设置；所述标准电阻设于所述通槽中，或者所述标准电阻置于所述板体之外；

流场板，所述流场板采用导电材料制成，所述流场板一侧与所述板体一侧贴合连接并与其中一所述导电片导通，所述流场板的另一侧开设有流道，所述流道与燃料电池中流场相同，所述检测板可与具有不同流道的不同流场板贴合连接。

进一步地，所述板体的另一侧还贴设有用于散热降温的冷却板。

进一步地，所述板体的两侧均为光面，且所述流场板及所述冷却板均以光面与所述板体贴合接触。

进一步地，所述流场板的两端开设有与所述流道相通的第一气孔，所述板体的两端开设有第二气孔，所述冷却板的两端开设有第三气孔，所述第一气孔、所述第二气孔及所述第三气孔一一对应相通设置，所述第二气孔的两端分别设有防止气体进入板体中的第一密封圈及第二密封圈。

进一步地，所述流场板一侧具有与各所述检测单元对应的第二分区，且各所述第二分区之间相互绝缘。

进一步地，所述第一绝缘件为绝缘胶；所述导电片为铜片、金片、银片或不锈钢片；所述板体采用玻纤材料或PEI材料制成；所述流场板采用石墨或不锈钢材料制成。

优选地，所述检测板包括层叠设置的两块第一电路板，所述第一电路板具有呈矩阵分布的焊接区，两块所述第一电路板的焊接区一一对应分布，所述第一电路板开设有与所述焊接区一一对应的通孔，两块所述第一电路板的通孔对应相连通；所述第一电路板设有与各个所述焊接区对应电连接的电路走线，所述第一电路板于所述电路走线的末端处开设有插针插口；

所述板体包括层叠设置的两个绝缘边框，每一所述绝缘边框均具有用于容纳一个所述第一电路板的容纳槽，两块所述第一电路板分别嵌设并夹持于两个所述绝缘边框之间，所述绝缘边框于所述容纳槽的底面开设有用于一一对应容纳所述导电片的安装孔，所述安装孔与所述焊接区一一对应设置，一个所述绝缘边框的安装孔的数量与一个所述第一电路板的焊接区的数量相等，所述绝缘边框于相邻所述安装孔之间形成有用于使相邻所述导电片绝缘的绝缘筋；所述第一绝缘件填充于所述导电片与所述绝缘筋之间；

所述标准电阻的数量与一个所述第一电路板的焊接区的数量相等，所述标准电阻分别安装于两块所述第一电路板对应的所述通孔内，且所述标准电阻的两端分别电连接于两块所述第一电路板的通孔侧面；

每组所述导电片对应电连接于一个所述第一电路板的各个所述焊接区的外侧面，所述导电片覆盖于对应的所述通孔；

所述第一电路板设有与各个所述焊接区对应电连接的两根电路走线；所述电阻采用四线测量，对应的两个所述焊接区分别设置两个第一测试点形成两对第一测试点，其中一对所述第一测试点作为电流供给接入两个所述焊接区，另外一对所述第一测试点用于测量电压而分别设于两个所述焊接区；

所述第一电路板具有安装臂，所述电路走线延伸至所述安装臂，所述插针插口开设于所述安装臂；所述绝缘边框开设有供所述安装臂穿过的过孔。

优选地，两所述导电片之间通过两第二电路板隔绝，两所述第二电路板分别嵌设于所述板体中并至少部分露出于所述板体之外，两所述导电片分别与两所述第二电路板电连接，各所述标准电阻分别贴设于所述第二电路板的露出板体之外的部分上。

优选地，所述板体为单层结构，两所述导电片之间设有第二绝缘件，所述标准电阻设于两个所述导电片的侧边缘；或者，所述标准电阻嵌设于所述第二绝缘件上；或者所述标准电阻设于外部第三电路板上，且两端分别通过第二导线与两所述导电片电连接；所述标准电阻两端连接有第一导线，控制器通过第一导线与所述标准电阻电连接以测量所述标准电阻两端的电压降；

所述标准电阻采用四线测量，所述标准电阻的两端分别设置两个第二测试点，其中一对所述第二测试点作为电流供给直接接入所述标准电阻的两端，另外一对所述第二测试点用于测量电压而靠近于所述标准电阻的两端设置；

对应于一个所述检测单元的所述第一导线的数量为四，同一所述检测单元中的其中一个所述导电片与所述标准电阻之间的连接处、另外一个所述导电片与所述标准电阻之间的连接处分别连接有一根所述第一导线，每一所述导电片分别连接有一根所述第一导线。

本发明还提供了一种燃料电池内电流密度检测在线测量装置，包括燃料电池、设于所述燃料电池内的上述电流密度检测复合板、与所述燃料电池电连接的控制器、及与所述控制器电连接的上位机；所述燃料电池包括依次连接的第一端板、第一集流板、阳极板、膜电极组件、阴极板、第二集流板及第二端板；所述电流密度检测复合板用于替代所述阳极板或者所述阴极板以检测电流密度，所述燃料电池内电流密度检测在线测量装置还包括电压表，所述电压表两端分别与两所述导电片连接。

本发明提供的电流密度检测复合板的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的电流密度检测复合板包括检测板及流场板，通过将流场板从检测板中分离出来，并将制作成本高的板体、检测单元及电路板集成制作于检测板中，而将流道设于制作成本低的流场板中，如此，可以根据需要，设计不同流道的流场板，也可以设计阴极流场、阳极流场及双极流场，使得一块检测板可以配合不同的流场板，以达到能够对不同设计的双极板进行电流密度检测，也可以对阴阳极板进行电流密度分布的测量或者放置在电堆内的任意位置进行电流密度检测，使用灵活无风险，具有很好的互换性。此外，因流道开设于流场板的另一侧，使得测试时检测单元不直接接触流道中的反应气体，检测板只需具有良好的导电功能，无需具有隔气功能，且无需在检测单元的导电片上加工流道，大大降低了检测板的制作难度，可靠性大大提高了。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的电流密度检测复合板的立体示意图；

图2为图1中电流密度检测复合板的分解示意图；

图3为图1中检测板的结构示意图；

图4为图1中流场板的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的燃料电池内电流密度在线检测装置的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的电流密度检测复合板的正面示意图；

图7为图1中绝缘边框的内侧示意图；

图8为图1中第一电路板的内部电路示意图；

图9为图8的局部放大图；

图10为图6的局部剖视图；

图11为本发明实施例二提供的电流密度检测复合板的局部示意图；

图12为本发明实施例三提供的电流密度检测复合板的局部示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的电流密度检测复合板1000进行说明。该电流密度检测复合板1000包括检测板100及流场板200。

检测板100包括具有中间活性区的板体1，板体1的中间活性区开设有通槽，中间活性区划分为矩阵分布的多个第一分区10；检测板100还包括检测单元2、第一绝缘件3、电路板4或第一导线，检测单元2至少部分设于通槽且与第一分区10一一对应，第一绝缘件3设于相邻检测单元2之间，电路板4或第一导线嵌设于板体1上并与检测单元2电连接；请参阅图12，检测单元2包括两个相互间隔设置的导电片21，以及两端一一对应连接于两导电片21的标准电阻22，两导电片21分别靠近于板体1的两侧面设置。其中，标准电阻22设于通槽中，或者标准电阻22置于板体1之外，也即是，只要满足检测单元2对流场的检测功能，标准电阻22具体是集成于板体1中，还是置于板体1之外，均可以，此处不做唯一限定。

流场板200采用导电材料制成，流场板200一侧与板体1一侧贴合连接并与其中一导电片21导通，流场板200的另一侧开设有流道210，检测板100可与具有不同流道210的不同流场板200贴合连接。其中，流道210与燃料电池中流场相同，流道210可以为阳极流场也可以为阴极流场，加工的流道210类型可以为任意形式。

进行电流密度检测时，将电流密度检测复合板1000安装在电堆或燃料电池中待测位置，然后将上位机的检测接口(图未示)与电路板或第一导线连接，通过现有的控制电路快速切换分别检测各第一分区10上下对应的两个导电片21间的电压降，用电压降除以各第一分区10的电阻22和面积即可计算出各第一分区10的电流密度大小，即采用以下公式：

其中，J为电流密度，I为各第一分区10电流，U为各第一分区10电压降，R为各第一分区10的电阻，A为第一分区10面积大小。

本发明提供的电流密度检测复合板1000包括检测板100及流场板200，通过将流场板200从检测板100中分离出来，并将制作成本高的板体1、检测单元2及电路板4集成制作于检测板100中，而将流道210设于制作成本低的流场板200中，如此，可以根据需要，设计不同流道210的流场板200，也可以设计阴极流道210、阳极流场及双极流场，使得一块检测板100可以配合不同的流场板200，以达到能够对不同设计的双极板进行电流密度检测，也可以对阴阳极板4000进行电流密度分布的测量或者放置在电堆内的任意位置进行电流密度检测，使用灵活无风险，具有很好的互换性。此外，因流道210开设于流场板200的另一侧，使得测试时检测单元2不直接接触流道210中的反应气体，检测板100只需具有良好的导电功能，无需具有隔气功能，且无需在检测单元2的导电片21上加工流道210，大大降低了检测板100的制作难度，可靠性大大提高了。

优选的，在本实施例中，请参阅图1及图2，上述板体1的另一侧还贴设有冷却板300，冷却板300用于对燃料电池内部产生的热量进行散热，并具有冷却降温的作用。可以理解地，在本发明的其他实施例中，上述冷却板300也可以不贴设于板体1的另一侧，而是设置于燃料电池的其他部位，如当电流密度检测复合板1000用于替代燃料电池的阴极板时，该冷却板300可以设置于集流板与阳极板之间，反之，亦是如此，此处不做唯一限定。

优选地，在本实施例中，请参阅图1至图4，上述板体1的两侧均为光面，且流场板200及冷却板300均以光面与板体1贴合接触，如此，可以使得板体1的两侧分别与流场板200及冷却板300贴合紧密，密封效果好，可以防止气体进入检测板100的检测单元2以影响检测结果。

进一步地，流场板200的两端开设有与流道210相通的第一气孔220，板体1的两端开设有第二气孔110，冷却板300的两端开设有第三气孔310，第一气孔220、第二气孔110及第三气孔310一一对应相通设置，第二气孔110的两端分别设有防止气体进入板体1中的第一密封圈400及第二密封圈500，通过第一密封圈400及第二密封圈500的设置，可以进一步地防止流道210中的气体通过各气孔进入板体1中的检测单元2中，进而保证了检测单元2的检测效果良好。

具体的，流场板200一侧开设有第一密封槽230，第一密封槽230围设于第一气孔220***，第一密封圈400部分设于第一密封槽230中并抵持于流场板200与板体1之间。同样的，冷却板300的与板体1贴合的一侧开设有第二密封槽320，第二密封槽320围设于第三气孔310***，第二密封圈500部分设于第二密封槽320中并抵持于冷却板300与板体1之间。

在本实施例中，请参阅图4，流场板200一侧设置有与各检测单元2对应的第二分区240，且各第二分区240之间相互绝缘。具体的，可以通过在流场板200一侧铣槽的方式形成第二分区240，并在铣槽中填充绝缘胶进行阻隔。通过一个第二分区240对应一个检测单元2，且流场板200上与第二分区240相背对侧一侧即为流道210，如此，一个第二分区240与一个检测单元2组合形成一个用于检测流道210的分区单元，并配合数据采集***依次扫描检测各个检测单元的电压降。

优选地，在本实施例中，相邻检测单元2之间相间隔，第一绝缘件3为绝缘树脂。各第一分区10之间留有缝隙，填入绝缘树脂使其相互绝缘，以保证各第一分区10测试结果的相对独立性。可以理解地，在本发明的其他实施例中，上述第一绝缘件3也可以是其他耐高温的绝缘胶水，此处不做唯一限定。

优选地，在本实施例中，上述导电片21为铜片，铜片的两侧均为光面，标准电阻22与铜片通过焊接连接。可以理解地，在本发明的其他实施例中，上述导电片21也可以是金片、银片或不锈钢片金属片，此处不做唯一限定。

优选地，在本实施例中，板体1采用玻纤材料或PEI材料制成，其不仅绝缘，且具有耐高温的特性。

优选地，在本实施例中，流场板200采用石墨制成，石墨具有导电性，且易于加工各种流道210。可以理解地，在本发明的其他实施例中，上述流场板200也可以使用其他具有导电性且易于加工的材料，如不锈钢，此处不做唯一限定。

请参阅图5，本发明还提供了一种燃料电池内电流密度检测在线测量装置。该燃料电池内电流密度检测在线测量装置，包括燃料电池、设于燃料电池内的电流密度检测复合板1000、与燃料电池电连接的控制器、及与控制器电连接的上位机；燃料电池包括依次连接的第一端板2000、第一集流板3000、阳极板4000、膜电极组件5000、阴极板6000、第二集流板7000及第二端板8000。电流密度检测复合板1000用于替代阳极板4000或者阴极板6000以检测电流密度，燃料电池内电流密度检测在线测量装置还包括电压表9000，电压表9000两端分别与两导电片21连接。

采用电流密度检测复合板1000替代阳极板4000或阴极板6000，根据需求将电流密度检测复合板1000置于燃料电池或电堆中的不同位置，实现对电堆内电流密度的在线监测。此外，位于其中一侧的所有导电片21的外侧面开设有流道210，流场结构与电堆实际用的标准单电池流场完全一致。不因测量而引入新干扰因素，不改变电堆结构、流场结构和接触部件，对电堆的结构不产生影响。

实施例一：

请参阅图6至图10，检测板100包括层叠设置的两块第一电路板40，第一电路板40具有呈矩阵分布的焊接区41，两块第一电路板40的焊接区41一一对应分布，第一电路板40开设有与焊接区41一一对应的通孔42，两块第一电路板40的通孔42对应相连通；第一电路板40设有与各个焊接区41对应电连接的电路走线43，第一电路板40于电路走线43的末端处开设有插针插口44；板体1包括层叠设置的两个绝缘边框10，每一绝缘边框10均具有用于容纳一个第一电路板40的容纳槽11，两块第一电路板40分别嵌设并夹持于两个绝缘边框10之间，绝缘边框10于容纳槽11的底面开设有用于一一对应容纳导电片21的安装孔12，安装孔12与焊接区41一一对应设置，一个绝缘边框10的安装孔12的数量与一个第一电路板40的焊接区41的数量相等，绝缘边框10于相邻安装孔12之间形成有用于使相邻导电片21绝缘的绝缘筋13，对应的两安装孔12及两通孔42组合成上述通槽。标准电阻22的数量与一个第一电路板40的焊接区41的数量相等，标准电阻22分别安装于两块第一电路板40对应的通孔42内，且标准电阻22的两端分别电连接于两块第一电路板40的通孔42侧面；每组导电片21对应电连接于一个第一电路板40的各个焊接区41的外侧面，导电片21覆盖于对应的通孔42。其中一组导电片21中的一个导电片21、对应的第一电路板40的焊接区41、对应的标准电阻22、另外一个第一电路板40对应的焊接区41、另外一组导电片21中对应的导电片21串联连接，在两个导电片21所在区域形成一个第一分区10。

采用两块第一电路板40的通孔42内安装标准电阻22，并且标准电阻22两端分别连接于两第一电路板40的通孔42侧面，将第一电路板40嵌入安装在两个绝缘边框10中形成一个复合板，即可得到电流密度检测复合板1000。采用的标准电阻22具有体积小、精度高且温度系数非常小的优点，能大大提高电流密度的测量精度，此外标准电阻22安装步骤简单，操作难度小；嵌入式的安装能避免对电池结构产生影响，同时可以大大减少电流密度检测复合板1000的厚度，非常方便安装在电堆的任意位置，实现电堆内部三维空间任意位置的电流密度测量，测量稳定可靠；采用第一电路板40可以使布线整齐、可靠，能避免出现各区短路现象，大大减少了装配复杂性，制作成本低，第一电路板40上开设插针插口44非常方便电流密度测量时的电压采集接线；第一电路板40上安装导电片21可以实现流道210的加工，很好解决直接用第一电路板40时铜箔太薄不能加工流道210的问题。

可以理解地，在本发明中，上述第一电路板40为印刷电路板，也可以为柔性电路板，此处不做唯一限定。

第一电路板40具有定位孔45，将两块第一电路板40的定位孔45对齐并焊接定位，这样可以防止其他零件焊接时第一电路板40发生错位现象。第一电路板40的通孔42为方形孔或者圆形孔，容易加工，便于标准电阻22端部的焊接于第一电路板40的通孔42侧面。

导电片21呈矩形，焊接区41的外形呈矩形，容易成型，可以非常方便导电片21焊接时的定位。焊接区41包括矩形部与连接于矩形部的一侧边的框形部，矩形部内开设有用于填充焊锡的填充区，通孔42开设于框形部内，该结构容易成型，便于导电片21连接于焊接区41。

标准电阻22可以为贴片标准电阻22或者色环标准电阻22，具有体积小、精度高且温度系数非常小的优点。标准电阻22尺寸不大于10mm*10mm*2mm，标准电阻22阻值在5～10毫欧，标准电阻22功率大于1W，可以承受至少10A的大电流，同时温度在25℃～120℃变化时标准电阻22的温度系数不大于1％。贴片标准电阻22体积为5mm*3mm*0.6mm。

进一步地，第一绝缘件3(绝缘胶)填充于导电片21与绝缘筋13之间，绝缘边框10与第一电路板40之间也填充有绝缘胶。绝缘胶粘合力强、耐高温、抗腐蚀，实现绝缘和密封。绝缘胶采用粘接牢固、耐高温(适用温度-40℃～140℃)、抗腐蚀性的单组分环氧树脂或者其它结构胶水，能实现电流密度检测复合板1000各分区间的绝缘。

进一步地，请参阅图8、图9，第一电路板40设有与各个焊接区41对应电连接的两根电路走线43；标准电阻22采用四线测量，对应的两个焊接区41分别设置两个第一测试点形成两对第一测试点，其中一对第一测试点作为电流供给接入两个焊接区41(即标准电阻22的两端)，另外一对第一测试点用于测量电压而分别设于两个焊接区41且靠近标准电阻22的两端设置。作为测量电压的第一测试点比作为电流供给的第一测试点更靠近标准电阻22的端部，作为测量电压的一对第一测试点在内，作为电流供给的一对第一测试点在外。上下对应的第一电路板40各引出两根电路走线43到插针插口44，方便对安装后各分区标准电阻22进行精确标定。标准电阻22的阻值随温度变化，采用四线法测量标准电阻22的阻值，排除了测量线阻的影响。由于测量电压回路的阻抗很高，流过电压引线的电流非常小，可以忽略不计，因而被测标准电阻22的阻值就等于电压引线测量到的电压除以通过电流引线的电流，有效的消除引线标准电阻22带来的误差，实现被测标准电阻22阻值的精确测量。此法随时精确校准用于电流密度测量的各个标准电阻22在任意操作温度下的标准电阻22值，保证精确测量标准电阻22两端电压降，避免温度干扰导致电流密度计算误差。

进一步地，请参阅图5、图6、图8、图9，第一电路板40具有安装臂46，电路走线43延伸至安装臂46，插针插口44开设于安装臂46；绝缘边框10开设有供安装臂46穿过的过孔17。该结构便于将上位机的检测接口***第一电路板40的插针插口44，便于安装臂46装配于绝缘边框10，使得整体结构厚度小。

进一步地，第一电路板40具有至少两个安装臂46。两块第一电路板40的安装臂46错开设置。该结构容易成型，容易装配，便于将上位机的检测接口***第一电路板40的插针插口44，对更多分区进行电流密度测试。于第一电路板40的两侧边均分布有安装臂46，便于将上位机的检测接口***第一电路板40的插针插口44，对更多分区进行电流密度测试。

进一步地，标准电阻22的两端通过焊接分别电连接于两块第一电路板40的通孔42侧面；该结构容易成型，实现两者电连接。每组导电片21通过焊接对应电连接于一个第一电路板40的各个焊接区41的外侧面。该结构容易成型，实现两者电连接。

进一步地，请参阅图8及图9，第一电路板40开设有与焊接区41一一对应的填充槽47，填充槽47内填充有焊锡。填充槽47呈工字型，焊锡涂在填充槽47远离标准电阻22的一端，方便容纳足够的焊锡焊接导电片21，同时填充槽47内填锡可以增加各分区承受的最大电流值。用电烙铁对填充槽47中的焊锡进行加热至熔融态，然后迅速将导电片21盖上并对齐第一电路板40上预先布置的焊接区41，并用电烙铁调节至400℃在导电片21的上表面填充槽47对应处进行加热，直至导电片21完全贴合焊接至第一电路板40。

实施例二：

本实施例中的电流密度检测复合板1000的技术特征与实施例一中电流密度检测复合板1000的技术特征基本相同，其区别在于：在本实施例中，请参阅图11，标准电阻22外置于板体1外。具体的，导电片21之间通过两第二电路板60隔绝，两第二电路板60分别嵌设于板体1中并至少部分露出于板体1之外，两导电片21分别与两第二电路板60电连接，各标准电阻22分别贴设于第二电路板60的露出板体1之外的部分上。

此外，板体1可以是有两块绝缘边框组成，此时，两第二电路板60相互贴合并夹持于两绝缘边框之间；板体1也可以直接为单层结构，此时，两第二电路板60相互贴合并嵌设于板本1之间，且至少部分露出板体1之外。

实施例三：

本实施例中的电流密度检测复合板1000的技术特征与实施例一中电流密度检测复合板1000的技术特征基本相同，其区别在于：在本实施例中，请参阅图12，板体1为单层结构，两导电片21之间设有第二绝缘件23，标准电阻22设于两个导电片21的侧边缘；或者，标准电阻22嵌设于第二绝缘件23上；或者标准电阻22设于外部第三电路板上，且两端分别通过第二导线与两导电片21电连接；标准电阻22两端连接有第一导线24，外部控制器通过第一导线24与标准电阻22电连接以测量标准电阻22两端的电压降。

每个检测单元2中，两个导电片21之间设有第二绝缘件23，标准电阻22两端分别连接于两个导电片21，结构紧凑。控制器测量标准电阻22两端的电压降，结合标准电阻22与导电片21面积，换算得到电流密度。实现对电池内部电流密度的同步在线监测，真实形象的反映电池运行过程中电流密度分布状况。

优选地，第二绝缘件23为绝缘胶，第二绝缘件23粘接于同一检测单元2的两个导电片21之间。该结构容易装配，实现两个导电片21的装配，整体结构紧凑。

进一步地，在本实施例中，标准电阻22采用四线测量，标准电阻22的两端分别设置两个第二测试点，其中一对第二测试点作为电流供给直接接入标准电阻22的两端，另外一对第二测试点用于测量电压而靠近于标准电阻22的两端设置。标准电阻22的阻值随温度变化，采用四线法测量标准电阻22的阻值，排除了测量线阻的影响。由于测量电压回路的阻抗很高，流过电压引线的电流非常小，可以忽略不计，因而被测标准电阻22的阻值就等于电压引线测量到的电压除以通过电流引线的电流，有效的消除引线标准电阻22带来的误差，实现被测标准电阻22阻值的精确测量。此法随时精确校准用于电流密度测量的各个标准电阻22在任意操作温度下的标准电阻22值，保证精确测量标准电阻22两端电压降，避免温度干扰导致电流密度计算误差。

更进一步地，对应于一个检测单元2的第一导线24的数量为四，同一检测单元2中的其中一个导电片21与标准电阻22之间的连接处、另外一个导电片21与标准电阻22之间的连接处分别连接有一根第一导线24，每一导电片21分别连接有一根第一导线24。该结构容易连接，采用四线法测量标准电阻22的阻值，排除了测量线阻的影响，便于精确测量两个导电片21之间的电压降。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电流密度检测复合板，其特征在于，包括：

检测板，所述检测板包括具有中间活性区的板体，所述中间活性区划分为矩阵分布的多个第一分区，所述中间活性区还开设有通槽；所述检测板还包括至少部分设于所述通槽且与所述第一分区一一对应的检测单元，设于相邻所述检测单元之间的第一绝缘件，以及嵌设于所述板体上并与所述检测单元电连接的电路板或第一导线；所述检测单元包括两个相互间隔设置的导电片，以及两端一一对应连接于两所述导电片的标准电阻；两所述导电片分别靠近于所述板体的两侧面设置；所述标准电阻设于所述通槽中，或者所述标准电阻置于所述板体之外；

流场板，所述流场板采用导电材料制成，所述流场板一侧与所述板体一侧贴合连接并与其中一所述导电片导通，所述流场板的另一侧开设有流道，所述流道与燃料电池中流场相同，所述检测板可与具有不同流道的不同流场板贴合连接。

2.如权利要求1所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述板体的另一侧还贴设有用于散热降温的冷却板。

3.如权利要求2所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述板体的两侧均为光面，且所述流场板及所述冷却板均以光面与所述板体贴合接触。

4.如权利要求2所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述流场板的两端开设有与所述流道相通的第一气孔，所述板体的两端开设有第二气孔，所述冷却板的两端开设有第三气孔，所述第一气孔、所述第二气孔及所述第三气孔一一对应相通设置，所述第二气孔的两端分别设有防止气体进入板体中的第一密封圈及第二密封圈。

5.如权利要求1所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述流场板一侧具有与各所述检测单元对应的第二分区，且各所述第二分区之间相互绝缘。

6.如权利要求1所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述第一绝缘件为绝缘胶；所述导电片为铜片、金片、银片或不锈钢片；所述板体采用玻纤材料或PEI材料制成；所述流场板采用石墨或不锈钢材料制成。

7.如权利要求1至6任一项所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述检测板包括层叠设置的两块第一电路板，所述第一电路板具有呈矩阵分布的焊接区，两块所述第一电路板的焊接区一一对应分布，所述第一电路板开设有与所述焊接区一一对应的通孔，两块所述第一电路板的通孔对应相连通；所述第一电路板设有与各个所述焊接区对应电连接的电路走线，所述第一电路板于所述电路走线的末端处开设有插针插口；

所述板体包括层叠设置的两个绝缘边框，每一所述绝缘边框均具有用于容纳一个所述第一电路板的容纳槽，两块所述第一电路板分别嵌设并夹持于两个所述绝缘边框之间，所述绝缘边框于所述容纳槽的底面开设有用于一一对应容纳所述导电片的安装孔，所述安装孔与所述焊接区一一对应设置，一个所述绝缘边框的安装孔的数量与一个所述第一电路板的焊接区的数量相等，所述绝缘边框于相邻所述安装孔之间形成有用于使相邻所述导电片绝缘的绝缘筋；所述第一绝缘件填充于所述导电片与所述绝缘筋之间；

所述标准电阻的数量与一个所述第一电路板的焊接区的数量相等，所述标准电阻分别安装于两块所述第一电路板对应的所述通孔内，且所述标准电阻的两端分别电连接于两块所述第一电路板的通孔侧面；

每组所述导电片对应电连接于一个所述第一电路板的各个所述焊接区的外侧面，所述导电片覆盖于对应的所述通孔；

所述第一电路板设有与各个所述焊接区对应电连接的两根电路走线；所述标准电阻采用四线测量，对应的两个所述焊接区分别设置两个第一测试点形成两对第一测试点，其中一对所述第一测试点作为电流供给接入两个所述焊接区，另外一对所述第一测试点用于测量电压而分别设于两个所述焊接区；

所述第一电路板具有安装臂，所述电路走线延伸至所述安装臂，所述插针插口开设于所述安装臂；所述绝缘边框开设有供所述安装臂穿过的过孔。

8.如权利要求1至6任一项所述的电流密度检测复合板，其特征在于，两所述导电片之间通过两第二电路板隔绝，两所述第二电路板分别嵌设于所述板体中并至少部分露出于所述板体之外，两所述导电片分别与两所述第二电路板电连接，各所述标准电阻分别贴设于所述第二电路板的露出板体之外的部分上。

9.如权利要求1至6任一项所述的电流密度检测复合板，其特征在于，所述板体为单层结构，两所述导电片之间设有第二绝缘件，所述标准电阻设于两个所述导电片的侧边缘；或者，所述标准电阻嵌设于所述第二绝缘件上；或者所述标准电阻设于外部第三电路板上，且两端分别通过第二导线与两所述导电片电连接；所述标准电阻两端连接有第一导线，控制器通过第一导线与所述标准电阻电连接以测量所述标准电阻两端的电压降；

所述标准电阻采用四线测量，所述标准电阻的两端分别设置两个第二测试点，其中一对所述第二测试点作为电流供给直接接入所述标准电阻的两端，另外一对所述第二测试点用于测量电压而靠近于所述标准电阻的两端设置；

对应于一个所述检测单元的所述第一导线的数量为四，同一所述检测单元中的其中一个所述导电片与所述标准电阻之间的连接处、另外一个所述导电片与所述标准电阻之间的连接处分别连接有一根所述第一导线，每一所述导电片分别连接有一根所述第一导线。

10.燃料电池内电流密度检测在线测量装置，其特征在于，包括燃料电池、设于所述燃料电池内的如权利要求1至9任一项所述的电流密度检测复合板、与所述燃料电池电连接的控制器、及与所述控制器电连接的上位机；所述燃料电池包括依次连接的第一端板、第一集流板、阳极板、膜电极组件、阴极板、第二集流板及第二端板；所述电流密度检测复合板用于替代所述阳极板或者所述阴极板以检测电流密度，所述燃料电池内电流密度检测在线测量装置还包括电压表，所述电压表两端分别与两所述导电片连接。

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