一種質(zhì)子交換膜燃料電池用高效分水器的制造方法
【專利摘要】一種質(zhì)子交換膜燃料電池用高效分水器，分水器設(shè)有液位計(jì)和保溫外套，液位計(jì)探頭伸入分水器下部?jī)?chǔ)水區(qū)；保溫外套是設(shè)有換熱水入口和換熱水出口的封閉夾層，換熱水入口和換熱水出口連接在質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的電堆循環(huán)冷卻水的管路中，分水器出水口處設(shè)有出水口電磁閥，液位計(jì)和出水口電磁閥通過控制線與控制器相連。有益效果是：降低了液態(tài)水進(jìn)入電池堆的機(jī)率，改善系統(tǒng)水平衡，延長(zhǎng)燃料電池的壽命；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝和維修，液位傳感器和出水口電磁閥自動(dòng)控制水位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。保溫外套內(nèi)的循環(huán)水利用了電堆余熱，減少能源損耗，同時(shí)使分水器在與電堆溫度相同的環(huán)境下分水，更適于質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)。
【專利說明】
一種質(zhì)子交換膜燃料電池用高效分水器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的分水器。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池中在陰極反應(yīng)過程中產(chǎn)生水，同時(shí)，反應(yīng)氣在進(jìn)入燃料電池前需對(duì)自反應(yīng)氣體加濕，也帶有水。理想的狀態(tài)下，這些水能夠保證電解質(zhì)正常水化的要求。實(shí)際操作過程中，需對(duì)燃料電池中的水進(jìn)行管理，做到使聚合物電解質(zhì)中含有足夠的水分，因?yàn)殡娊赓|(zhì)的質(zhì)子傳導(dǎo)能力與含水量成正比，但含水量又不能過高，否則會(huì)引起電解質(zhì)淹沒，導(dǎo)致與其相連的電極或氣體擴(kuò)散中的孔道被堵。因此需要保證一個(gè)良好的水平衡關(guān)系。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，燃料電池的水管理大部分通過濕焓轉(zhuǎn)換裝置、分水器、氫氣尾排和空氣尾排來完成。目前車、船使用的質(zhì)子交換摸燃料電池的空氣系統(tǒng)分水器，普遍采用箱體式分水器，把分水器設(shè)在燃料電池堆的空氣入口處。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的分水器的不足是:
[0005](I)新鮮空氣增濕后，濕氣較大，并且含有部分液態(tài)水，容易腐蝕氣體供給裝置，并且由于液態(tài)水的存在，使氣體供給裝置功耗增加。
[0006](2)箱體式分水器的分水效果較差，容易使液態(tài)水直接進(jìn)入電池，從而破壞電解質(zhì)的水平衡，引起電極、氣體擴(kuò)散襯底或氣體流道的淹沒，從而阻止反應(yīng)物向各個(gè)催化點(diǎn)的擴(kuò)散，將增大擴(kuò)散過電壓，影響發(fā)電效率，降低電池壽命。
[0007](3)常規(guī)分水器沒有保溫，隨著溫度降低，水的露點(diǎn)降低，將大量的水帶入電堆。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，并根據(jù)質(zhì)子交換摸燃料電池自身特點(diǎn)及車、船使用條件，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分水效率高，壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低，適用范圍廣的車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的分水器。
[0009]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種質(zhì)子交換膜燃料電池用高效分水器，包括分水器殼體和殼體內(nèi)隔水板，分水器殼體上設(shè)入氣口、出氣口和出水口，其特征在于;所述分水器還設(shè)有液位計(jì)和保溫外套，所述液位計(jì)安裝在分水器殼體的上蓋上，液位計(jì)探頭伸入分水器下部?jī)?chǔ)水區(qū)；所述保溫外套設(shè)置在分水器儲(chǔ)水區(qū)上部，是沿分水器殼體的儲(chǔ)水區(qū)上部的殼體設(shè)置的保溫外殼，保溫外殼與分水器儲(chǔ)水區(qū)上部殼體之間形成封閉夾層，封閉夾層設(shè)有換熱水入口和換熱水出口，換熱水入口和換熱水出口連接在質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的電堆循環(huán)冷卻水的管路中，換熱水入口與電堆循環(huán)冷卻水管路的出口端連接，換熱水出口與電堆循環(huán)冷卻水管路的入口端連接;所述分水器出水口處設(shè)有出水口電磁閥，液位計(jì)和出水口電磁閥通過控制線與控制器相連。
[0010]本發(fā)明所述一種質(zhì)子交換膜燃料電池用高效分水器，其特征在于;所述液位計(jì)設(shè)有液位計(jì)保護(hù)套，液位計(jì)保護(hù)套套裝在液位計(jì)上。[0011 ]本實(shí)用新型使用方法是:將反應(yīng)氣氣體管路與分水器的入氣口相連，分水器的出氣口與電堆的入氣口連接，氣體進(jìn)入分水器分水后，液態(tài)水流入分水器下部的儲(chǔ)水區(qū)，氣體由出氣口進(jìn)入電堆。分水器上的液位傳感器對(duì)儲(chǔ)水區(qū)水位進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)達(dá)到一定高度時(shí)，控制器控制電磁閥打開排水，屬脈沖式排水。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1、降低了液態(tài)水進(jìn)入電池堆的機(jī)率，避免淹堆。
[0014]2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝和維修，生產(chǎn)效率高。
[0015]3、將分離出的液態(tài)水回收或從尾排將其排出，改善系統(tǒng)水平衡，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作更平穩(wěn)，延長(zhǎng)燃料電池的壽命。
[0016]4、液位傳感器帶有液位計(jì)保護(hù)套，可縮小液體晃動(dòng)范圍，降低液體晃動(dòng)對(duì)液位計(jì)滴影響，通過液位傳感器和出水口電磁閥自動(dòng)控制水位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。
[0017]5、保溫外套內(nèi)的循環(huán)水是質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的電堆循環(huán)冷卻水，利用了電堆余熱，減少能源損耗，同時(shí)使分水器在與電堆溫度相同的環(huán)境下分水，更適于質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的分水器的主視示意圖，
[0019]圖2是本實(shí)用新型的分水器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視示意圖，
[0020]圖中:1、入氣口，2、保溫外套，3、分水器殼體，4、出氣口，5、換熱水入口，6、換熱水出口，7、液位計(jì)保護(hù)套，8、液位計(jì)，9、隔水板，1、出水口電磁閥，11、出水口。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0022]本實(shí)施例是燃料電池氫氣入口的分水器。包括分水器殼體3和殼體內(nèi)隔水板9，分水器殼體3上設(shè)入氣口 1、出氣口 4和出水口 11，分水器殼體3的上蓋上安裝有液位計(jì)8，液位計(jì)8設(shè)有液位計(jì)保護(hù)套7，液位計(jì)保護(hù)套7套裝在液位計(jì)8上，液位計(jì)8探頭伸入分水器下部?jī)?chǔ)水區(qū)；分水器儲(chǔ)水區(qū)上部設(shè)有保溫外套2，保溫外套2沿分水器殼體的儲(chǔ)水區(qū)上部的殼體設(shè)置，保溫外套2是沿分水器殼體的儲(chǔ)水區(qū)上部的殼體設(shè)置的保溫外殼，保溫外殼與分水器儲(chǔ)水區(qū)上部殼體之間形成封閉夾層，保溫外殼上設(shè)有換熱水入口 5和換熱水出口 6，換熱水入口 5和換熱水出口 6與夾層連通，換熱水入口 5和換熱水出口 6連接在質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的電堆循環(huán)冷卻水的管路中，換熱水入口 5與電堆循環(huán)冷卻水管路的出口端連接，換熱水出口 6與電堆循環(huán)冷卻水管路的入口端連接;分水器出水口 11處設(shè)有出水口電磁閥1，液位計(jì)8和出水口電磁閥10通過控制線與控制器相連。
[0023]使用時(shí)，將分水器盒體上的入氣口 I與氫氣口連接，出氣口4與電堆的氫氣入口連接，換熱水入口 5與電堆循環(huán)冷卻水出口連接，換熱水出口6與電堆循環(huán)冷卻水入口連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種質(zhì)子交換膜燃料電池用高效分水器，包括分水器殼體(3)和殼體內(nèi)隔水板(9)，分水器殼體(3)上設(shè)入氣口(I)、出氣口(4)和出水口(11)，其特征在于;所述分水器還設(shè)有液位計(jì)(8)和保溫外套(2)，所述液位計(jì)(8)安裝在分水器殼體(3)的上蓋上，液位計(jì)(8)探頭伸入分水器下部?jī)?chǔ)水區(qū)；所述保溫外套(2)設(shè)置在分水器儲(chǔ)水區(qū)上部，是沿分水器殼體的儲(chǔ)水區(qū)上部的殼體設(shè)置的保溫外殼，保溫外殼與分水器儲(chǔ)水區(qū)上部殼體之間形成封閉夾層，封閉夾層設(shè)有換熱水入口(5)和換熱水出口(6)，換熱水入口(5)和換熱水出口(6)連接在質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的電堆循環(huán)冷卻水的管路中，換熱水入口(5)與電堆循環(huán)冷卻水管路的出口端連接，換熱水出口( 6)與電堆循環(huán)冷卻水管路的入口端連接;所述分水器出水口(11)處設(shè)有出水口電磁閥(10)，液位計(jì)(8)和出水口電磁閥(10)通過控制線與控制器相連。2.如權(quán)利要求1所述一種質(zhì)子交換膜燃料電池用高效分水器，其特征在于;所述液位計(jì)(8)設(shè)有液位計(jì)保護(hù)套(7)，液位計(jì)保護(hù)套(7)套裝在液位計(jì)(8)上。
【文檔編號(hào)】H01M8/04291GK205488355SQ201521100348
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【發(fā)明人】李秋紅, 于長(zhǎng)云, 丁鵬, 梁曉丹, 韓霜
【申請(qǐng)人】新源動(dòng)力股份有限公司