一、設(shè)備概述

BEST?307 質(zhì)子交換膜碳紙雙極板接觸電阻檢測儀，是面向質(zhì)子交換膜燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)的專用理化檢測設(shè)備，同時(shí)兼容全釩液流電池、鐵?鉻液流電池相關(guān)電極與雙極板樣品測試工作，主要用于測定質(zhì)子交換膜燃料電池碳紙、雙極板配對組合的界面接觸電阻，也可完成碳紙、各類多孔碳基電極材料垂直方向電阻率的檢測工作。在質(zhì)子交換膜燃料電池電堆內(nèi)部，碳紙作為氣體擴(kuò)散層核心材料，和雙極板相互貼合壓緊，兩者之間的界面接觸電阻，會(huì)直接影響電堆內(nèi)部電流傳導(dǎo)損耗，接觸電阻的數(shù)值變化，對電堆輸出性能、運(yùn)行能耗有著直接的影響，是評價(jià)燃料電池關(guān)鍵零部件品質(zhì)的重要測試指標(biāo)。

質(zhì)子交換膜碳紙以碳纖維為主要原料，屬于多孔結(jié)構(gòu)材料，同時(shí)具備透氣與導(dǎo)電屬性。電堆在裝配過程中會(huì)施加一定的裝配壓緊力，不同壓緊壓強(qiáng)條件之下，碳紙自身孔隙會(huì)發(fā)生形變，碳紙與雙極板之間的貼合狀態(tài)也會(huì)隨之改變，最終帶來接觸電阻的變化。在新材料研發(fā)、來料檢驗(yàn)、生產(chǎn)質(zhì)控、成品型式檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，需要模擬電堆實(shí)際裝配壓緊工況，采集不同壓力條件下接觸電阻的變化數(shù)據(jù)，以此評估碳紙、雙極板的匹配性能。BEST?307 質(zhì)子交換膜碳紙雙極板接觸電阻檢測儀可以復(fù)現(xiàn)電堆裝配時(shí)的軸向加壓工況，采集壓力、壓強(qiáng)與電阻之間的對應(yīng)關(guān)系，為材料選型、工藝優(yōu)化、批次質(zhì)量判定提供可復(fù)現(xiàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。

該設(shè)備適用場景覆蓋燃料電池材料研發(fā)企業(yè)、電堆組裝制造工廠、液流電池新材料實(shí)驗(yàn)室、第三方新能源檢測機(jī)構(gòu)、高等院校與科研院所。除質(zhì)子交換膜燃料電池碳紙?雙極板配對試樣之外，設(shè)備還可對全釩液流電池電極、鐵?鉻液流電池電極、碳素導(dǎo)電板材開展垂直電阻率測試，兼顧多類碳基導(dǎo)電材料的實(shí)驗(yàn)室評價(jià)需求。

整機(jī)采用一體化集成設(shè)計(jì)，搭載觸摸彩屏人機(jī)交互系統(tǒng)，整套測試流程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。試驗(yàn)時(shí)將試樣放置在上下電極壓板之間，設(shè)備通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠機(jī)構(gòu)施加可控軸向壓力，壓力傳感器實(shí)時(shí)采集壓力信號，低電阻測量單元同步采集回路電阻數(shù)值，自動(dòng)記錄不同壓強(qiáng)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的電阻數(shù)據(jù)。設(shè)備菜單內(nèi)置兩種測試模式，操作人員可按需切換碳紙垂直電阻率測試模式與雙極板接觸電阻測試模式，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，減少實(shí)驗(yàn)室設(shè)備配置數(shù)量，節(jié)約試驗(yàn)場地空間。

設(shè)備配置微型打印單元，試驗(yàn)結(jié)束后可直接輸出紙質(zhì)試驗(yàn)記錄；本機(jī)存儲(chǔ)模塊能夠保存多批次試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，支持通過樣品批號檢索歷史試驗(yàn)記錄。配套專業(yè)測控軟件，軟件具備對應(yīng)軟件著作權(quán)，可以完成試驗(yàn)流程管控，對多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，輸出測試結(jié)果的最大值、最小值、平均值，降低人工統(tǒng)計(jì)計(jì)算帶來的工作量。

在質(zhì)子交換膜燃料電池的產(chǎn)品迭代過程中，碳紙的碳纖維配比、孔隙結(jié)構(gòu)、表面改性工藝，雙極板的基材材質(zhì)、鍍層工藝、平面加工精度，都會(huì)改變配對之后的界面接觸電阻。如果接觸電阻偏大，會(huì)造成電堆歐姆損耗增加，降低整體能量轉(zhuǎn)換效率。通過標(biāo)準(zhǔn)化檢測設(shè)備模擬裝配壓緊工況，開展接觸電阻測試，能夠提前識別材料存在的性能問題，為配方改良、加工工藝調(diào)整提供試驗(yàn)依據(jù)，助力燃料電池零部件產(chǎn)品的質(zhì)量管控。

二、適用執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

1. GB/T20042.7 質(zhì)子交換膜燃料電池 第 7 部分：炭紙?zhí)匦詼y試方法

2. GB/T20042.6 質(zhì)子交換膜燃料電池 第 6 部分：雙極板特性測試方法

3. NB/T 42082?2016 全釩液流電池 電極測試方法

4. NB/T42007?2013 全釩液流電池用雙極板測試方法

5. T/CEEIA 577—2022 鐵?鉻液流電池用電極材料技術(shù)要求及測試方法

6. GB/T24525?2009 碳素材料電阻率測定方法

GB/T20042.6 標(biāo)準(zhǔn)對質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板接觸電阻測試的試樣準(zhǔn)備、試驗(yàn)工況、測試步驟、數(shù)據(jù)計(jì)算做出明確規(guī)定，是碳紙?雙極板配對接觸電阻測試主要參考依據(jù)；GB/T20042.7 規(guī)定了炭紙垂直電阻率的測試條件與試樣預(yù)處理要求。NB/T 系列標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)范全釩液流電池電極、雙極板的測試方法；T/CEEIA 577?2022 針對鐵?鉻液流電池電極材料提出對應(yīng)的測試要求；GB/T24525?2009 提供碳素材料電阻率通用測定規(guī)范。

正式開展檢測之前，檢測人員需要結(jié)合被測樣品類型選定對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成試樣裁切、狀態(tài)調(diào)節(jié)工作，在設(shè)備端設(shè)置壓力區(qū)間、加壓速度等試驗(yàn)參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)文件中對試樣尺寸、環(huán)境溫濕度、壓力梯度設(shè)置、平行試樣數(shù)量都有相應(yīng)說明。設(shè)備采集得到壓力、電阻原始數(shù)據(jù)后，結(jié)合試樣厚度、有效導(dǎo)電接觸面積，代入標(biāo)準(zhǔn)給定計(jì)算公式，完成接觸電阻、垂直電阻率的換算。批量樣品檢測時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成多組平行試驗(yàn)，剔除異常數(shù)據(jù)之后再做統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，降低偶然因素帶來的數(shù)據(jù)離散。

三、設(shè)備試驗(yàn)原理

BEST?307 質(zhì)子交換膜碳紙雙極板接觸電阻檢測儀依靠機(jī)械加壓機(jī)構(gòu)、壓力傳感單元、低電阻測量單元協(xié)同完成整套檢測流程。測試碳紙?雙極板接觸電阻時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成試樣堆疊，碳紙放置于兩片雙極板中間，整體放置在上下電極壓板之間；開展碳紙垂直電阻率測試時(shí)，將單片碳紙?jiān)嚇又苯臃胖迷趦蓧K電極壓板中間。

數(shù)字調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密絲杠副，帶動(dòng)上壓板向下位移，對試樣組合施加軸向壓緊力，壓力傳感器實(shí)時(shí)采集施加到試樣表面的壓力數(shù)值，換算得到試樣承受的壓強(qiáng)；與此同時(shí)低電阻測量單元持續(xù)采集導(dǎo)電回路中的電阻信號。設(shè)備按照預(yù)先設(shè)定的步長逐步提升壓緊力，每到達(dá)一個(gè)壓強(qiáng)記錄節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)保存當(dāng)前壓力、壓強(qiáng)、電阻讀數(shù)。

測試碳紙?雙極板配對試樣時(shí)，得到的電阻數(shù)值包含電極本體電阻、雙極板本體電阻、碳紙本體垂直電阻以及碳紙和雙極板兩處界面接觸電阻，結(jié)合空白校正試驗(yàn)，即可分離計(jì)算得到碳紙與雙極板之間的界面接觸電阻。切換至碳紙垂直電阻率測試模式，采集碳紙?jiān)嚇釉诓煌瑝毫ο碌谋倔w垂直電阻，結(jié)合試樣厚度與接觸面積，計(jì)算得到碳紙垂直方向電阻率。

碳紙屬于多孔碳纖維材料，隨著壓緊壓強(qiáng)提升，碳紙內(nèi)部孔隙被壓縮，碳纖維之間接觸狀態(tài)發(fā)生改變，碳紙本體電阻會(huì)隨之變化；碳紙和雙極板之間的界面貼合程度同樣會(huì)受壓緊力影響，界面接觸電阻隨壓強(qiáng)升高呈現(xiàn)變化趨勢。設(shè)備通過梯度加壓連續(xù)采集，完整記錄壓力與電阻的對應(yīng)關(guān)系，還原燃料電池電堆裝配壓緊工況下零部件的導(dǎo)電表現(xiàn)。全部原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本機(jī)存儲(chǔ)單元，可在觸摸屏直接查看，也可通過微型打印機(jī)輸出紙質(zhì)記錄。整套加壓、采集、記錄流程自動(dòng)運(yùn)行，減少人工干預(yù)帶來的操作偏差。試驗(yàn)結(jié)束后，測控軟件對多組采集數(shù)據(jù)開展統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，輸出最大值、最小值、平均值，輔助檢測人員完成數(shù)據(jù)分析。

四、設(shè)備核心功能特點(diǎn)

4.1 自動(dòng)化測試與人機(jī)交互能力

設(shè)備搭載觸摸彩屏顯示器，屏幕界面同步展示壓力、壓強(qiáng)、電阻等多項(xiàng)實(shí)時(shí)參數(shù)，試驗(yàn)全過程運(yùn)行狀態(tài)直觀可視。操作人員完成試樣放置與參數(shù)配置之后，啟動(dòng)測試，設(shè)備自動(dòng)完成加壓、信號采集、數(shù)據(jù)記錄整套流程，無需人工手動(dòng)調(diào)節(jié)壓力，降低人為操作引入的試驗(yàn)誤差。

設(shè)備設(shè)置 0.01MPa 壓強(qiáng)記錄步長，壓強(qiáng)每增加 0.01MPa，即可同步采集并且存儲(chǔ)對應(yīng)的電阻數(shù)值，各個(gè)壓力節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在屏幕界面留存展示，試驗(yàn)人員可以直觀觀察壓強(qiáng)變化過程中電阻參數(shù)的演變趨勢，便于實(shí)時(shí)判斷試樣測試狀態(tài)。設(shè)備具備本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，完成的試驗(yàn)結(jié)果完整保存在本機(jī)，后續(xù)輸入樣品批號，就可以快速調(diào)取對應(yīng)批次歷史試驗(yàn)記錄，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)溯源復(fù)核，適配企業(yè)質(zhì)檢實(shí)驗(yàn)室大批量樣品檢測的數(shù)據(jù)留存需求。

4.2 機(jī)械傳動(dòng)與壓力采集系統(tǒng)

設(shè)備采用數(shù)字調(diào)速高性能電機(jī)作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)精密絲杠副完成壓板位移調(diào)節(jié)。精密絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，壓板上行、下行運(yùn)行過程沖擊小，能夠避免沖擊壓力造成碳紙多孔結(jié)構(gòu)發(fā)生非預(yù)期形變，保障壓力施加的可控性，適配碳紙這類質(zhì)地偏脆多孔材料的測試需求。

設(shè)備搭載高精度壓力傳感器，壓力分辨力可達(dá) 0.1N，壓力采集準(zhǔn)確度滿足燃料電池零部件測試的使用需求，能夠識別微小壓力變化，保障壓強(qiáng)換算結(jié)果可靠。壓力測量范圍覆蓋 30?5000N，換算壓強(qiáng)區(qū)間 0.05MPa?5.0MPa，該區(qū)間覆蓋質(zhì)子交換膜燃料電池電堆常規(guī)裝配壓緊壓強(qiáng)范圍，可以模擬不同裝配預(yù)緊力工況，完成多梯度壓力條件下接觸電阻測試。

4.3 電極與電阻采集單元

設(shè)備上下壓板采用銅鍍金工藝制作電極工作面。鍍金材質(zhì)導(dǎo)電表現(xiàn)穩(wěn)定，能夠降低電極自身帶來的附加電阻，同時(shí)減緩電極表面氧化速度，減少電極氧化污染對測試結(jié)果造成的干擾，為碳紙?雙極板配對試樣提供穩(wěn)定的導(dǎo)電接觸條件。

配套低電阻測量單元，電阻測量區(qū)間覆蓋 1μΩ?20kΩ，電阻分辨率達(dá)到 1μΩ。碳紙?雙極板配對試樣整體屬于低電阻體系，高精度電阻采集單元可以識別電阻的細(xì)微波動(dòng)，捕捉不同壓緊壓強(qiáng)之下接觸電阻的變化情況，還原零部件真實(shí)導(dǎo)電性能。

4.4 數(shù)據(jù)輸出與模式切換功能

設(shè)備標(biāo)配微型打印機(jī)，單組或者多組試驗(yàn)結(jié)束之后，操作人員可以按需啟動(dòng)打印，直接輸出紙質(zhì)試驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告包含壓力、壓強(qiáng)、電阻以及統(tǒng)計(jì)后的最大值、最小值、平均值，滿足實(shí)驗(yàn)室紙質(zhì)檔案歸檔需求。

設(shè)備內(nèi)置兩套獨(dú)立測試模式，通過操作菜單完成切換，分別對應(yīng)碳紙垂直電阻率測試模式、雙極板接觸電阻測試模式。同一臺儀器既可以開展碳紙材料本體垂直電阻率檢測，也可以完成碳紙與雙極板配對樣品的界面接觸電阻測試，一機(jī)兩用，適配燃料電池實(shí)驗(yàn)室多類型試樣檢測需求。

設(shè)備配備專業(yè)測控軟件，擁有對應(yīng)的軟件著作權(quán)。測控軟件承擔(dān)整機(jī)邏輯調(diào)度、試驗(yàn)流程管控、原始數(shù)據(jù)接收、試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理工作，軟件自動(dòng)計(jì)算同批次樣品測試數(shù)據(jù)的最大值、最小值、平均值，減少人工統(tǒng)計(jì)計(jì)算的工作量，降低人工計(jì)算失誤概率。

五、性能參數(shù)

測量范圍 ：（30～5000）N (0.05~5.0MPa) ；1μΩ-20kΩ 分辨力 ：0.1N 準(zhǔn)確度 ：±0.5% 壓力傳感器：美國 CHCONTECH 電阻分辨率：1μΩ 、0.001mΩ 試驗(yàn)速度： (1-300) mm/min 樣品尺寸：大于 50mm 外形尺寸 ：560×560×780mm 質(zhì)量： 65kg 電源 ：220V, 50Hz

六、設(shè)備基礎(chǔ)配置構(gòu)成

1. 設(shè)備主機(jī)：整機(jī)柜體，集成觸摸彩屏人機(jī)交互界面、數(shù)字調(diào)速電機(jī)、精密絲杠加壓機(jī)構(gòu)，集成整機(jī)控制電路與信號采集單元，實(shí)現(xiàn)整機(jī)一體化運(yùn)行。

2. 鍍金電極組件：上、下銅鍍金電極壓板，作為試樣夾持導(dǎo)電部件，用于對試樣施加壓力同時(shí)建立導(dǎo)電接觸，完成壓力施加與電阻信號采集。

3. 低電阻測量儀：電阻信號采集單元，完成試樣回路電阻信號采集，實(shí)現(xiàn)低阻值的高精度測量。

4. 微型打印單元：集成于主機(jī)內(nèi)部，用于輸出紙質(zhì)版試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告。

5. 電源線：整機(jī)供電連接配件。

6. 產(chǎn)品合格證：設(shè)備出廠合格證明文件。

7. 使用說明書：設(shè)備操作指引、參數(shù)設(shè)置方法、故障排查、日常維護(hù)指導(dǎo)性文檔。

8. 保修卡：設(shè)備售后保修憑證。

七、設(shè)備工作操作流程簡述

7.1 試驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作

正式開展測試前，操作人員查閱對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)文件，完成試樣制備處理。如果進(jìn)行質(zhì)子交換膜碳紙?雙極板接觸電阻測試，需要準(zhǔn)備碳紙?jiān)嚇优c雙極板試樣；如果開展碳紙垂直電阻率測試，準(zhǔn)備碳紙單片試樣。試樣尺寸需要大于 50mm，保證試樣可以完整覆蓋電極壓板有效接觸區(qū)域。

碳紙屬于脆性多孔材料，裁切過程避免出現(xiàn)裂口、折痕、擠壓損傷，外力造成的內(nèi)部纖維斷裂與孔隙變形，會(huì)直接改變電阻測試結(jié)果。雙極板試樣需要檢查被測表面，確認(rèn)表面無明顯劃痕、油污、顆粒雜質(zhì)、鍍層脫落等缺陷，表面附著雜質(zhì)會(huì)改變界面接觸狀態(tài)，帶來測試數(shù)據(jù)偏移。

試樣裁切完成之后，按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成狀態(tài)調(diào)節(jié)，放置在規(guī)定溫濕度環(huán)境下靜置，消除試樣內(nèi)部應(yīng)力，控制試樣含水率。檢查設(shè)備擺放位置，設(shè)備需要放置在水平穩(wěn)固工作臺面，確認(rèn)供電接線完好。檢查上下鍍金電極壓板工作面，保證電極表面潔凈，沒有碎屑、油污、氧化斑點(diǎn)；存在污染物時(shí)，使用無塵軟布擦拭清潔，避免電極污染干擾導(dǎo)電接觸效果。接通 220V 電源，開啟主機(jī)，等待觸摸彩屏完成開機(jī)自檢。

7.2 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置與模式選擇

設(shè)備開機(jī)自檢完畢，進(jìn)入主操作界面。操作人員結(jié)合本次測試樣品類型，在菜單中選擇對應(yīng)的測試模式：雙極板接觸電阻測試模式或者碳紙垂直電阻率測試模式。模式選定之后，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，錄入樣品批號，便于后期歷史數(shù)據(jù)檢索。參照對應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)，包含壓力區(qū)間、加壓速度、壓強(qiáng)記錄步長。試驗(yàn)速度可在 1?300mm/min 區(qū)間設(shè)定，加壓速度不宜設(shè)置過高，防止高速加壓造成碳紙?jiān)嚇訖C(jī)械破損。

設(shè)置壓力終點(diǎn)以及壓強(qiáng)采集節(jié)點(diǎn)，設(shè)備默認(rèn)每達(dá)到 0.01MPa 記錄一組電阻數(shù)據(jù)。核對全部參數(shù)確認(rèn)無誤后，保存參數(shù)配置。同類型樣品重復(fù)測試時(shí)，直接調(diào)用已經(jīng)保存好的參數(shù)配置，減少重復(fù)設(shè)置操作。

7.3 放置試樣，啟動(dòng)測試

打開設(shè)備艙門，將預(yù)處理完成的試樣平穩(wěn)放置在下鍍金電極壓板的中心位置。開展雙極板接觸電阻測試時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的堆疊順序擺放雙極板與碳紙，試樣組合居中擺放，不出現(xiàn)偏移錯(cuò)位。確認(rèn)試樣擺放位置準(zhǔn)確，關(guān)閉設(shè)備艙門。

在觸摸屏界面點(diǎn)擊啟動(dòng)測試指令，數(shù)字調(diào)速電機(jī)開始工作，驅(qū)動(dòng)精密絲杠副帶動(dòng)上電極壓板向下移動(dòng)，逐步對試樣施加壓緊壓力。壓力傳感器實(shí)時(shí)采集壓力數(shù)值，換算為壓強(qiáng)，低電阻測量單元同步采集回路電阻數(shù)值。設(shè)備每到達(dá)預(yù)設(shè)壓強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)保存壓力、壓強(qiáng)、電阻數(shù)據(jù)，各項(xiàng)參數(shù)實(shí)時(shí)展示在觸摸屏幕。

設(shè)備持續(xù)加壓直至設(shè)定壓力終點(diǎn)，完成全量程梯度數(shù)據(jù)采集之后，設(shè)備驅(qū)動(dòng)上壓板向上回位，解除試樣壓緊力，單次測試流程結(jié)束。測試運(yùn)行過程中，操作人員觀察屏幕參數(shù)變化，如出現(xiàn)異常報(bào)警，需要立刻終止測試，排查故障誘因，排除異常之后再繼續(xù)開展試驗(yàn)。

7.4 試驗(yàn)結(jié)束，數(shù)據(jù)查看、保存與打印

單次測試流程結(jié)束，全部壓力?電阻原始數(shù)據(jù)自動(dòng)保存在本機(jī)存儲(chǔ)單元。操作人員可以直接在屏幕查看本組全部試驗(yàn)記錄，系統(tǒng)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，輸出該組試樣測試結(jié)果的最大值、最小值、平均值。

根據(jù)實(shí)際工作需求，啟動(dòng)微型打印機(jī)，打印輸出紙質(zhì)版試驗(yàn)記錄報(bào)告，紙質(zhì)報(bào)告用于實(shí)驗(yàn)室檔案歸檔。如需調(diào)取歷史試驗(yàn)，進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)查詢界面，輸入樣品批號，檢索對應(yīng)批次全部測試記錄，完成查看、打印操作。

全部測試工作結(jié)束，確認(rèn)壓板完全回位，打開艙門，取出已經(jīng)完成測試的試樣。清理電極表面，清除測試殘留碎屑，做好電極防護(hù)。當(dāng)日試驗(yàn)全部結(jié)束，關(guān)閉設(shè)備電源，整理配套配件。

八、不同試樣測試要點(diǎn)以及影響測試結(jié)果的關(guān)鍵因素

BEST?307 質(zhì)子交換膜碳紙雙極板接觸電阻檢測儀主要面向質(zhì)子交換膜燃料電池碳紙、雙極板，同時(shí)兼顧全釩液流電池、鐵?鉻液流電池電極材料測試。碳基多孔材料的電阻測試結(jié)果，會(huì)受到試樣本身狀態(tài)、裝夾擺放方式、加壓速率、電極工作面狀態(tài)、環(huán)境溫濕度等多重條件影響，檢測過程需要做好條件管控，降低數(shù)據(jù)離散程度，保障試驗(yàn)結(jié)果可復(fù)現(xiàn)。

8.1 質(zhì)子交換膜碳紙?雙極板配對接觸電阻測試要點(diǎn)

碳紙?雙極板接觸電阻測試模擬燃料電池電堆內(nèi)部裝配壓緊工況，試樣包含碳紙與雙極板兩類零部件，兩類樣品的表面狀態(tài)都會(huì)對測試結(jié)果產(chǎn)生直接影響。雙極板表面鍍層磨損、劃痕、氧化、沾染油污顆粒，碳紙表面破損、纖維碎屑附著，都會(huì)提升界面接觸電阻，造成測試結(jié)果偏離實(shí)際水平。測試前需要仔細(xì)檢查兩個(gè)接觸面，使用無塵材料做表面清潔處理。

試樣堆疊擺放必須保證整體居中對齊，發(fā)生偏移錯(cuò)位會(huì)造成局部應(yīng)力集中，實(shí)際有效接觸面積發(fā)生改變，得到失真的測試數(shù)據(jù)。測試模式選擇雙極板接觸電阻測試模式，設(shè)置壓力區(qū)間需要覆蓋電堆實(shí)際裝配壓強(qiáng)范圍，獲取不同壓緊力條件下接觸電阻變化規(guī)律。同一批次零部件，需要完成多組平行配對測試，剔除異常數(shù)據(jù)再做統(tǒng)計(jì)計(jì)算，降低零部件個(gè)體差異帶來的數(shù)據(jù)波動(dòng)。

8.2 質(zhì)子交換膜碳紙垂直電阻率測試要點(diǎn)

碳紙為碳纖維多孔材料，質(zhì)地偏脆，彎折、擠壓會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部微裂紋，改變孔隙結(jié)構(gòu)，直接影響垂直電阻率。裁切試樣選用鋒利刀具，規(guī)避裁切位置擠壓變形、出現(xiàn)毛邊；裁切后的試樣禁止彎折，存放采用平鋪方式，避免堆疊重壓。試樣尺寸必須大于 50mm，保證完整覆蓋電極壓板，防止電極邊緣直接接觸，造成測試數(shù)據(jù)失真。

碳紙多孔結(jié)構(gòu)會(huì)吸附環(huán)境水汽，含水率變化會(huì)改變導(dǎo)電性能，測試前按照標(biāo)準(zhǔn)完成試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)，在規(guī)定溫濕度環(huán)境靜置足夠時(shí)長，控制試樣含水率。加壓速度不宜過高，高速加壓帶來的沖擊會(huì)破壞碳紙內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)，一般選用中等偏慢試驗(yàn)速度，模擬電堆緩慢裝配壓緊過程。同批次碳紙樣品完成多組平行試樣測試，減少材料局部不均勻帶來的數(shù)據(jù)偏差。

8.3 全釩、鐵?鉻液流電池電極材料測試要點(diǎn)

全釩液流電池與鐵?鉻液流電池用電極屬于高孔隙率碳基材料，部分電極材質(zhì)偏軟。設(shè)置壓力上限時(shí)，不能超出材料可承受壓力區(qū)間，壓力過大容易造成電極材料被壓潰，原始孔隙結(jié)構(gòu)被破壞。參照 NB/T、T/CEEIA 對應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成試樣預(yù)處理，設(shè)置合理加壓參數(shù)，完成垂直方向電阻率測試，評估液流電池電極在壓緊工況下的導(dǎo)電表現(xiàn)。

8.4 共性干擾因素說明

電極工作面狀態(tài)對測試準(zhǔn)確度影響突出，上下鍍金電極壓板表面出現(xiàn)劃痕、氧化層、附著試樣碎屑，會(huì)引入額外接觸電阻，造成測試偏差。每次試驗(yàn)前后需要檢查電極，及時(shí)做清潔維護(hù)。環(huán)境濕度過高，碳基多孔材料吸附空氣中水汽，導(dǎo)電特性發(fā)生改變，條件允許盡量在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度實(shí)驗(yàn)室開展測試。加壓速度參數(shù)會(huì)影響試樣形變響應(yīng)，加壓過快，材料形變無法充分完成，壓力?電阻對應(yīng)關(guān)系會(huì)出現(xiàn)偏移，需要按照標(biāo)準(zhǔn)選用適配的試驗(yàn)速度。

九、軟件界面及功能說明

9.1 主操作界面

設(shè)備開機(jī)自檢完成后進(jìn)入主操作界面，觸摸彩屏分區(qū)展示實(shí)時(shí)壓力、壓強(qiáng)、電阻數(shù)值，同步顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，區(qū)分待機(jī)、測試中、測試完成等工作狀態(tài)。界面設(shè)置模式選擇、參數(shù)設(shè)置、開始、停止、數(shù)據(jù)查詢、打印等觸控功能按鍵。操作人員在此完成測試模式切換，選擇雙極板接觸電阻測試模式或者碳紙垂直電阻率測試模式；測試運(yùn)行階段，屏幕實(shí)時(shí)刷新每一個(gè)壓強(qiáng)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的電阻數(shù)據(jù)，全部采集點(diǎn)數(shù)據(jù)在界面留存，試驗(yàn)人員實(shí)時(shí)觀察壓力?電阻變化趨勢。

9.2 參數(shù)設(shè)置界面

進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，完成樣品批號錄入、壓力區(qū)間設(shè)置、試驗(yàn)速度設(shè)置、壓強(qiáng)記錄步長設(shè)置等操作。系統(tǒng)支持參數(shù)方案保存，不同類型試樣可以存儲(chǔ)多套參數(shù)配置，后續(xù)測試直接調(diào)用，不需要逐項(xiàng)重復(fù)輸入。界面配置參數(shù)確認(rèn)、保存、取消觸控按鈕，參數(shù)確認(rèn)保存之后配置生效，作用于下一輪測試流程。

9.3 歷史數(shù)據(jù)查詢界面

歷史數(shù)據(jù)查詢界面用于調(diào)取本機(jī)存儲(chǔ)的過往試驗(yàn)記錄，操作人員輸入樣品批號，檢索對應(yīng)批號下全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。列表展示各組試驗(yàn)的壓力、壓強(qiáng)、電阻原始數(shù)據(jù)，同時(shí)展示每組測試統(tǒng)計(jì)得到的最大值、最小值、平均值。選中目標(biāo)記錄，可直接執(zhí)行打印操作，輸出紙質(zhì)試驗(yàn)報(bào)告。研發(fā)與質(zhì)檢工作中，可以通過歷史查詢完成不同批次試樣數(shù)據(jù)回溯對比，支撐材料迭代和批次質(zhì)量判定。

9.4 測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)界面

單次試驗(yàn)結(jié)束自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)界面，展示本次試驗(yàn)全部原始采集點(diǎn)數(shù)據(jù)，軟件自動(dòng)完成統(tǒng)計(jì)計(jì)算，輸出本組試樣最大值、最小值、平均值。操作人員可以選擇保存本組記錄，或者直接啟動(dòng)打印輸出紙質(zhì)報(bào)告。統(tǒng)計(jì)結(jié)果直觀反映試樣在不同壓緊壓強(qiáng)條件下的電阻性能，為燃料電池零部件性能評價(jià)提供數(shù)據(jù)支撐。

十、設(shè)備使用注意事項(xiàng)

BEST?307 質(zhì)子交換膜碳紙雙極板接觸電阻檢測儀屬于力學(xué)電學(xué)一體化精密檢測設(shè)備，操作人員需要完整閱讀設(shè)備說明書，理解設(shè)備測試原理之后，開展試樣檢測工作。設(shè)備應(yīng)當(dāng)放置在水平穩(wěn)固工作臺面，臺面振動(dòng)會(huì)干擾壓力采集精度，需要規(guī)避震動(dòng)源。設(shè)備運(yùn)行環(huán)境保持干燥通風(fēng)，遠(yuǎn)離腐蝕性氣體、粉塵，粉塵進(jìn)入絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者電極接觸面，會(huì)影響機(jī)械傳動(dòng)效果與導(dǎo)電接觸條件。

設(shè)備供電采用 220V，50Hz 交流電源，保障供電穩(wěn)定，盡量不和大功率沖擊類設(shè)備共用同一供電回路，降低供電波動(dòng)對信號采集單元造成干擾。設(shè)備開機(jī)之后，不要直接用手觸碰上下鍍金電極工作面，手上油脂、人體靜電會(huì)污染電極表面，同時(shí)電阻采集回路處于通電狀態(tài)，規(guī)避不必要觸電風(fēng)險(xiǎn)。

放置試樣時(shí)保證試樣居中擺放，禁止金屬硬物直接接觸電極壓板，防止劃傷鍍金工作面。鍍金電極出現(xiàn)劃傷會(huì)改變導(dǎo)電接觸狀態(tài)，降低測試準(zhǔn)確度。測試運(yùn)行過程中，壓板向下移動(dòng)，禁止手、工具伸入上下壓板之間，避免擠壓傷害。設(shè)置壓力上限不能超出設(shè)備標(biāo)稱測量范圍，防止超壓損壞壓力傳感器、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

碳紙、液流電池電極多屬于脆性多孔材料，試驗(yàn)速度參數(shù)不能設(shè)置過高，高速加壓容易造成試樣破碎，沖擊壓力同樣會(huì)干擾壓力采集精度。設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常報(bào)警，立刻停止測試，切斷電源，排查故障誘因，故障沒有排除不可以再次啟動(dòng)測試。

每次試驗(yàn)結(jié)束，及時(shí)清理電極壓板表面殘留試樣碎屑，使用無塵軟布擦拭電極，保持電極工作面潔凈。不使用強(qiáng)腐蝕性溶劑擦拭鍍金電極，避免腐蝕破壞鍍金層。設(shè)備配套微型打印機(jī)，需要定期檢查打印紙余量，及時(shí)補(bǔ)充打印紙，保障打印功能正?？捎谩?/span>

十一、設(shè)備數(shù)據(jù)管理、輸出與數(shù)據(jù)處理說明

設(shè)備依靠本機(jī)存儲(chǔ)單元保存多批次試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，每一條記錄關(guān)聯(lián)對應(yīng)樣品批號，便于后期檢索調(diào)取。試驗(yàn)完成之后有兩類數(shù)據(jù)輸出途徑，第一類是本機(jī)微型打印機(jī)打印紙質(zhì)報(bào)告，報(bào)告包含壓力、壓強(qiáng)、電阻原始數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)后的最大值、最小值、平均值，用于實(shí)驗(yàn)室紙質(zhì)檔案歸檔；第二類依托配套測控軟件讀取數(shù)據(jù)，開展二次分析處理。

設(shè)備輸出的為壓力與電阻原始記錄，檢測人員需要結(jié)合試樣厚度、試樣有效導(dǎo)電接觸面積，參照對應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的計(jì)算公式，代入原始數(shù)據(jù)，換算得到碳紙?雙極板界面接觸電阻或者碳紙垂直方向電阻率。開展接觸電阻測試時(shí)，需要按照標(biāo)準(zhǔn)完成空白校正試驗(yàn)，扣除電極、雙極板本體電阻帶來的影響，得到真實(shí)界面接觸電阻數(shù)值。多組平行試樣，利用軟件統(tǒng)計(jì)得到的平均值開展批次樣品性能評價(jià)。

在燃料電池材料研發(fā)工作中，經(jīng)常對比改性前后碳紙、不同鍍層雙極板的接觸電阻表現(xiàn)，設(shè)備保存的歷史記錄，能夠用于橫向?qū)Ρ?，分析不同工藝條件下接觸電阻隨壓強(qiáng)的變化差異，輔助研發(fā)人員篩選材料配方，優(yōu)化零部件加工工藝。企業(yè)質(zhì)檢場景，依靠同批次多組樣品統(tǒng)計(jì)結(jié)果，完成零部件批次性能判定。

設(shè)備配套測控軟件具備軟件著作權(quán)，軟件負(fù)責(zé)整機(jī)邏輯調(diào)度、采集數(shù)據(jù)接收、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，減少人工計(jì)算帶來的失誤。操作人員需要熟悉標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的計(jì)算方法，結(jié)合試樣實(shí)際幾何參數(shù)完成電阻率、接觸電阻換算，設(shè)備輸出原始電阻數(shù)據(jù)，最終性能指標(biāo)需要結(jié)合試樣參數(shù)計(jì)算得出。

十二、設(shè)備行業(yè)應(yīng)用場景

BEST?307 質(zhì)子交換膜碳紙雙極板接觸電阻檢測儀面向氫能質(zhì)子交換膜燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)、檢測機(jī)構(gòu)，同時(shí)覆蓋液流電池相關(guān)材料測試業(yè)務(wù)，適配多種實(shí)際業(yè)務(wù)場景。

燃料電池氣體擴(kuò)散層（碳紙）生產(chǎn)企業(yè)，用于產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量管控。碳紙經(jīng)過抄造、碳化、石墨化、表面改性多道工序，每一批次成品碳紙，需要抽樣開展垂直電阻率測試，同時(shí)搭配標(biāo)準(zhǔn)雙極板開展配對接觸電阻測試，評估成品性能是否達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，完成成品出廠檢驗(yàn)；在碳紙改性研發(fā)階段，對比不同工藝制備碳紙，在不同壓緊壓強(qiáng)條件下的電阻變化，篩選適配電堆工況的工藝方案。

燃料電池電堆制造企業(yè)，用于碳紙、雙極板來料入廠檢驗(yàn)。針對采購進(jìn)廠的碳紙?jiān)牧?、雙極板零部件開展抽樣檢測，測試碳紙?雙極板配對試樣的界面接觸電阻，評估來料品質(zhì)，篩選適配電堆裝配工況的零部件，規(guī)避不合格原材料流入組裝生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

雙極板生產(chǎn)制造企業(yè)，用于雙極板鍍層工藝研發(fā)與出廠質(zhì)檢。搭配標(biāo)準(zhǔn)碳紙?jiān)嚇?，測試不同鍍層方案雙極板的界面接觸電阻，評估鍍層工藝優(yōu)劣，完成成品批次抽檢，保障雙極板產(chǎn)品的導(dǎo)電匹配性能。

全釩液流電池、鐵?鉻液流電池制造企業(yè)，參照 NB/T、T/CEEIA 系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對電極、雙極板開展垂直電阻率與配對接觸電阻測試，支撐液流電池材料研發(fā)和來料質(zhì)檢。

第三方新能源材料檢測機(jī)構(gòu)，承接質(zhì)子交換膜燃料電池碳紙、雙極板委托檢測業(yè)務(wù)，按照國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開展測試，輸出試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為委托方提供零部件性能檢測服務(wù)。

高校、科研院所新能源與材料實(shí)驗(yàn)室，用于課題研究與教學(xué)試驗(yàn)，開展碳基多孔導(dǎo)電材料相關(guān)科研試驗(yàn)，研究不同制備工藝、不同壓緊條件對碳紙?雙極板接觸電阻的影響，獲取壓力?電阻變化規(guī)律，支撐燃料電池新材料課題研究。

該設(shè)備既適用于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段小批量樣品性能評價(jià)，也可以滿足工廠質(zhì)檢實(shí)驗(yàn)室常態(tài)化批量樣品檢測需求，覆蓋配方研發(fā)篩選、原材料入廠質(zhì)檢、生產(chǎn)過程質(zhì)控、成品出廠檢驗(yàn)、第三方委托檢測、科研教學(xué)多個(gè)業(yè)務(wù)場景。

十三、設(shè)備維護(hù)與校準(zhǔn)

設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行，需要執(zhí)行常態(tài)化維護(hù)工作，保障壓力、電阻采集準(zhǔn)確度，保證碳紙、雙極板接觸電阻測試的數(shù)據(jù)重復(fù)性。

每一次試驗(yàn)結(jié)束，檢查上下鍍金電極壓板，清除試樣碎屑、粉塵，使用無塵軟布擦拭電極工作面，保持電極潔凈；禁止硬質(zhì)物件刮擦電極鍍金表面，防止鍍層劃傷磨損。電極出現(xiàn)明顯氧化、磨損時(shí)，按照設(shè)備指引開展維護(hù)處理。

定期檢查傳動(dòng)絲杠副，保持傳動(dòng)部件潔凈，避免粉塵堆積，按照設(shè)備說明書要求開展?jié)櫥S護(hù)，保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠運(yùn)行順暢，無卡頓異響。設(shè)備放置環(huán)境做好防塵防護(hù)，設(shè)備長期不使用，斷開供電電源，做好整機(jī)防塵遮蓋。

壓力傳感器與低電阻測量單元屬于精密采集器件，需要定期開展計(jì)量校準(zhǔn)。參照計(jì)量規(guī)范，使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具完成壓力示值校準(zhǔn)以及電阻示值校準(zhǔn)，確認(rèn)設(shè)備采集準(zhǔn)確度滿足檢測工作需求。經(jīng)過計(jì)量校準(zhǔn)，保障設(shè)備輸出的壓力、電阻原始數(shù)據(jù)可靠，使得碳紙?雙極板接觸電阻測試結(jié)果具備可信度。

設(shè)備運(yùn)行過程出現(xiàn)異常報(bào)警報(bào)錯(cuò)，優(yōu)先停止測試，斷開電源，核對操作參數(shù)，排查試樣放置、環(huán)境、接線等外部因素；排除外部因素之后故障依舊存在，聯(lián)系技術(shù)人員協(xié)助排查，不可以自行拆解設(shè)備內(nèi)部傳感與電路組件。

日常使用禁止超量程加載壓力，防止壓力傳感器、絲杠機(jī)構(gòu)出現(xiàn)機(jī)械損傷；微型打印機(jī)定期檢查打印紙余量，及時(shí)補(bǔ)充打印紙，保障打印輸出功能可用。建立設(shè)備使用記錄，登記設(shè)備使用時(shí)長、校準(zhǔn)時(shí)間、故障維護(hù)情況，完成設(shè)備全生命周期管理。