一种质子交换膜燃料电池用高效分水器制造技术

技术编号:13820197 阅读:102 留言:0更新日期:2016-10-11 18:31
一种质子交换膜燃料电池用高效分水器,分水器设有液位计和保温外套,液位计探头伸入分水器下部储水区;保温外套是设有换热水入口和换热水出口的封闭夹层,换热水入口和换热水出口连接在质子交换膜燃料电池系统的电堆循环冷却水的管路中,分水器出水口处设有出水口电磁阀,液位计和出水口电磁阀通过控制线与控制器相连。有益效果是:降低了液态水进入电池堆的机率,改善系统水平衡,延长燃料电池的寿命;结构简单,便于安装和维修,液位传感器和出水口电磁阀自动控制水位,实现自动操作。保温外套内的循环水利用了电堆余热,减少能源损耗,同时使分水器在与电堆温度相同的环境下分水,更适于质子交换膜燃料电池系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于质子交换膜燃料电池
,尤其涉及车、船用质子交换膜燃料电池系统的分水器。
技术介绍
燃料电池中在阴极反应过程中产生水,同时,反应气在进入燃料电池前需对自反应气体加湿,也带有水。理想的状态下,这些水能够保证电解质正常水化的要求。实际操作过程中,需对燃料电池中的水进行管理,做到使聚合物电解质中含有足够的水分,因为电解质的质子传导能力与含水量成正比,但含水量又不能过高,否则会引起电解质淹没,导致与其相连的电极或气体扩散中的孔道被堵。因此需要保证一个良好的水平衡关系。现有技术中,燃料电池的水管理大部分通过湿焓转换装置、分水器、氢气尾排和空气尾排来完成。目前车、船使用的质子交换摸燃料电池的空气系统分水器,普遍采用箱体式分水器,把分水器设在燃料电池堆的空气入口处。现有技术的分水器的不足是:(1)新鲜空气增湿后,湿气较大,并且含有部分液态水,容易腐蚀气体供给装置,并且由于液态水的存在,使气体供给装置功耗增加。(2)箱体式分水器的分水效果较差,容易使液态水直接进入电池,从而破坏电解质的水平衡,引起电极、气体扩散衬底或气体流道的淹没,从而阻止反应物向各个催化点的扩散,将增大扩散过电压,影响发电效率,降低电池寿命。(3)常规分水器没有保温,随着温度降低,水的露点降低,将大量的水带入电堆。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷,并根据质子交换摸燃料电池自身特点及车、船使用条件,提供一种结构简单,分水效率高,寿命长,维护成本低,适用范围广的车、船用质子交换膜燃料电池系统 的分水器。本技术的目的通过以下技术方案来实现:一种质子交换膜燃料电池用高效分水器,包括分水器壳体和壳体内隔水板,分水器壳体上设入气口、出气口和出水口,其特征在于;所述分水器还设有液位计和保温外套,所述液位计安装在分水器壳体的上盖上,液位计探头伸入分水器下部储水区;所述保温外套设置在分水器储水区上部,是沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置的保温外壳,保温外壳与分水器储水区上部壳体之间形成封闭夹层,封闭夹层设有换热水入口和换热水出口,换热水入口和换热水出口连接在质子交换膜燃料电池系统的电堆循环冷却水的管路中,换热水入口与电堆循环冷却水管路的出口端连接,换热水出口与电堆循环冷却水管路的入口端连接;所述分水器出水口处设有出水口电磁阀,液位计和出水口电磁阀通过控制线与控制器相连。本专利技术所述一种质子交换膜燃料电池用高效分水器,其特征在于;所述液位计设有液位计保护套,液位计保护套套装在液位计上。本技术使用方法是:将反应气气体管路与分水器的入气口相连,分水器的出气口与电堆的入气口连接,气体进入分水器分水后,液态水流入分水器下部的储水区,气体由出气口进入电堆。分水器上的液位传感器对储水区水位进行监控,当达到一定高度时,控制器控制电磁阀打开排水,属脉冲式排水。本技术的有益效果是:1、降低了液态水进入电池堆的机率,避免淹堆。2、结构简单,便于安装和维修,生产效率高。3、将分离出的液态水回收或从尾排将其排出,改善系统水平衡,使整个系统运作更平稳,延长燃料电池的寿命。4、液位传感器带有液位计保护套,可缩小液体晃动范围,降低液体晃动对液位计滴影响,通过液位传感器和出水口电磁阀自动控制水位,实现自动操作。5、保温外套内的循环水是质子交换膜燃料电池系统的电堆循环冷却水,利用了电堆余热,减少能源损耗,同时使分水器在与电堆温度相同的环境下 分水,更适于质子交换膜燃料电池系统。附图说明图1是本技术的分水器的主视示意图,图2是本技术的分水器的内部结构剖视示意图,图中:1、入气口,2、保温外套,3、分水器壳体,4、出气口,5、换热水入口,6、换热水出口,7、液位计保护套,8、液位计,9、隔水板,10、出水口电磁阀,11、出水口。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步说明。本实施例是燃料电池氢气入口的分水器。包括分水器壳体3和壳体内隔水板9,分水器壳体3上设入气口1、出气口4和出水口11,分水器壳体3的上盖上安装有液位计8,液位计8设有液位计保护套7,液位计保护套7套装在液位计8上,液位计8探头伸入分水器下部储水区;分水器储水区上部设有保温外套2,保温外套2沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置,保温外套2是沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置的保温外壳,保温外壳与分水器储水区上部壳体之间形成封闭夹层,保温外壳上设有换热水入口5和换热水出口6,换热水入口5和换热水出口6与夹层连通,换热水入口5和换热水出口6连接在质子交换膜燃料电池系统的电堆循环冷却水的管路中,换热水入口5与电堆循环冷却水管路的出口端连接,换热水出口6与电堆循环冷却水管路的入口端连接;分水器出水口11处设有出水口电磁阀10,液位计8和出水口电磁阀10通过控制线与控制器相连。使用时,将分水器盒体上的入气口1与氢气口连接,出气口4与电堆的氢气入口连接,换热水入口5与电堆循环冷却水出口连接,换热水出口6与电堆循环冷却水入口连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质子交换膜燃料电池用高效分水器,包括分水器壳体(3)和壳体内隔水板(9),分水器壳体(3)上设入气口(1)、出气口(4)和出水口(11),其特征在于;所述分水器还设有液位计(8)和保温外套(2),所述液位计(8)安装在分水器壳体(3)的上盖上,液位计(8)探头伸入分水器下部储水区;所述保温外套(2)设置在分水器储水区上部,是沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置的保温外壳,保温外壳与分水器储水区上部壳体之间形成封闭夹层,封闭夹层设有换热水入口(5)和换热水出口(6),换热水入口(5)和换热水出口(6)连接在质子交换膜燃料电池系统的电堆循环冷却水的管路中,换热水入口(5)与电堆循环冷却水管路的出口端连接,换热水出口(6)与电堆循环冷却水管路的入口端连接;所述分水器出水口(11)处设有出水口电磁阀(10),液位计(8)和出水口电磁阀(10)通过控制线与控制器相连。

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池用高效分水器,包括分水器壳体(3)和壳体内隔水板(9),分水器壳体(3)上设入气口(1)、出气口(4)和出水口(11),其特征在于;所述分水器还设有液位计(8)和保温外套(2),所述液位计(8)安装在分水器壳体(3)的上盖上,液位计(8)探头伸入分水器下部储水区;所述保温外套(2)设置在分水器储水区上部,是沿分水器壳体的储水区上部的壳体设置的保温外壳,保温外壳与分水器储水区上部壳体之间形成封闭夹层,封闭夹层设有换热水入口(5)和换...

【专利技术属性】
技术研发人员:李秋红于长云丁鹏梁晓丹韩霜
申请(专利权)人:新源动力股份有限公司
类型:新型
国别省市:辽宁;21

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