专利名称：一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及燃料电池的氢气侧排水技术。
背景技术：
燃料电池发电运行过程中，反应产生液态水，现有技术中，燃料电池模块内部 的液态水，通常是通过脉冲排气或氢气循环将燃料电池堆内部的液态水排出，并在系统 低点汇集，然后通过排水管路系统将液态水排出燃料电池模块。现有技术的不足是由 于氢气分子量较低，燃料电池模块内部的液态水不易被排放，通常聚集在单池流道或公 用管道等处，影响氢气侧的气态分配，对燃料电池的整体性能和一致性影响很大；而且 系统结构复杂，并在排水管路中存在将氢气和液态水一同排出燃料电池模块的可能，存 在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法和使用该方法 的装置。本发明的技术方案是一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法，其特征在 于所述方法是将燃料电池氢气侧排出的液态水汇集并加热汽化后，以气态形式排出燃料 电池堆或回流到燃料电池堆。本发明所述一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法，其特征在于所述加热 汽化的方法是用PTC热敏电阻加热气化燃料电池氢气侧排出的液态水。使用本发明所述一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法所用的装置，包括 燃料电池堆和燃料电池堆氢气侧氢气排出通道，燃料电池堆氢气侧氢气排出通道上连接 有氢气排放阀，其特征在于所述装置还包括氢气侧分水器、保温盒和PTC热敏电阻，所 述氢气侧分水器串接在燃料电池堆的氢气排出管路的最低点，氢气侧分水器置于保温盒 内，氢气侧分水器的进气接口与燃料电池堆的氢气出口连接，氢气侧分水器的排气接口 与和氢气排放阀连接，所述PTC热敏电阻置于保温盒内氢气侧分水器集水部分的外部， PTC热敏电阻与燃料电池的负载线连接。本发明的基本原理是利用PTC热敏电阻发热温度恒定的特性来加热氢气侧排出 的液态水。PTC热敏电阻通电后发热达到设定温度时，电阻将急剧增加，发热功率将急 剧下降，几乎停止发热；当其温度低于设定温度时，电阻又将急剧下降，开始继续发热 来维持该温度。所以PTC热敏电阻的发热温度是一定的。不需要再外加温度控制系统。本发明的有益效果是可以将燃料电池电堆模块排出的液态水进行集中和汽化， 解决了氢气侧排水的困难，具有实现简单、安全可靠、成本低和系统结构简单等优点。
本发明共有附图二幅，其中
图1是燃料电池模块氢气侧液态水排放系统原理框图，图2是氢气侧分水器和保温盒组件的结构示意图。附图中，101 102、燃料电池堆，201、氢气侧分水器和保温盒组件，202、 PTC热敏电阻，300、氢气排气阀，400、控制单元，2010、氢气侧分水器，2011、挡 板，2012、分水盒，2013、保温盒，2014、氢气进气接口，2015、氢气排气接口。
具体实施例方式以30kw燃料电池模块为例，结合附图对本发明作进一步说明。燃料电池系统由氢气供给系统、空气供给系统和冷却系统组成，电池堆是两个 150节单电池组成的电堆，在燃料电池氢气供给系统的氢气排出管路的最低点串接有氢气 侧分水器2010、保温盒2013和PTC热敏电阻202，氢气侧分水器2010置于保温盒2013 内，氢气侧分水器2010的氢气进气接口 2014和氢气排气接口 2015分别与燃料电池的氢 气出口和燃料电池的氢气排放阀300连通，PTC热敏电阻202置于保温盒2013内氢气侧 分水器集水部分的外部，PTC热敏电阻202与燃料电池的负载线相连接。PTC热敏电 阻202的工作电压12-380V，绝缘电压23700V，加热温度100-250°C，额定功率 200W,功率密度(加热功率/水接触的面积)大约为6W/cm2 (水温25°C时)，外形尺 寸根据实际制做。
权利要求
1.一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法，其特征在于所述方法是将燃料电池 氢气侧排出的液态水汇集并加热汽化后，以气态形式排出燃料电池堆或回流到燃料电池堆。
2.根据权利要求1所述一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法，其特征在于所述 加热汽化的方法是用PTC热敏电阻加热气化燃料电池氢气侧排出的液态水。
3.权利要求1所述一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法所用的装置，包括燃 料电池堆(101、102)和燃料电池堆氢气侧氢气排出通道，燃料电池堆氢气侧氢气排出通 道上连接有氢气排放阀(300)，其特征在于所述装置还包括氢气侧分水器(2010)、保温 盒(2013)和PTC热敏电阻(202)，所述氢气侧分水器(2010)串接在燃料电池堆(101、 102)的氢气排出通道的最低点，氢气侧分水器(2010)置于保温盒(2013)内，氢气侧分 水器(2010)的进气接口(2014)与燃料电池堆的氢气出口连接，氢气侧分水器的排气接口 (2015)与和氢气排放阀(300)连接，所述PTC热敏电阻(202)置于保温盒(2013)内氢气 侧分水器集水部分的外部，PTC热敏电阻(202)与燃料电池的负载线连接。
全文摘要
一种燃料电池模块氢气侧液态水的排放方法及装置，方法是将燃料电池氢气侧排出的液态水汇集并用PTC热敏电阻加热汽化后，以气态形式排出燃料电池堆或回流到燃料电池堆。应用该方法的装置是在燃料电池的氢气排出管路的最低点串接有氢气侧分水器，氢气侧分水器置于保温盒内，氢气侧分水器的进出口分别与燃料电池的氢气出口和氢气排放阀连通，PTC热敏电阻置于保温盒内氢气侧分水器集水部分的外部，PTC热敏电阻与燃料电池的负载线相连接。本发明的有益效果是可以将燃料电池电堆模块排出的液态水进行集中和汽化，解决了氢气侧排水的困难，具有实现简单、安全可靠、成本低和系统结构简单等优点。
文档编号H01M8/04GK102024969SQ20101056387
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者丁鹏, 侯中军, 刘超, 杨景官, 王克勇 申请人:新源动力股份有限公司