在寒冷的环境下使用质子交换膜燃料电池需要在停机后将残留在燃料电池内部的水分排出电池外，以防止这部分水结冰对燃料电池产生不利影响。停机后可以使用扫气的办法把内部的残余水分排出电池外。本文建立一个三维两相流质子交换膜燃料电池扫气除水模型，研究燃料电池扫气过程内部水含量的变化及不同条件下燃料电池的扫气排水特性。探究各种不同参数对扫气除水过程的影响。研究的操作参数有扫气工况，包含流速和温度参数；结构参数包括电池部件几何尺寸、流道深度和膜厚度；物性参数，包含气体扩散层渗透率和孔隙率。研究结果表明，扫气除水的基本过程为，在扫气初始阶段，阴极气体扩散层肋下方的水饱和度下降比流道下方的饱和度下降要快。当饱和度降低到一定程度后，流道下方的气体扩散层的水先蒸发干燥，然后再是肋下方的气体扩散层蒸发干燥。阳极则与阴极的后一个过程相同。在不同的电池初始温度下用相同温度气体扫气，燃料电池的排水过程不相同。初始温度较高的情况下燃料电池的扫气除水过程较快。而在相同的电池初始温度下，用不同的气体对燃料电池进行扫气，则燃料电池的扫气排水过程差别较小。在不同的流速下扫气，燃料电池的扫气干燥过程不同。流速越大燃料电池的扫气除水过程越快，但随着流速的加快，加快流速带来的效益也越来越小。在阴、阳极扫气速度不相同时，阴、阳极气体扩散层及膜内的水排出速率差别都不明显。在不同的电池流道深度条件下，较浅的流道深度对于扫气除水过程来说不利。当气体扩散层的渗透率不相同时，扫气过程中阴极和阳极内液态水的排除速率有很大差别，但膜内水的排除速率则差别不大。不同的膜厚情况下，阴、阳极气体扩散层的水分排出过程为初始阶段相同，后期不同，膜越厚，排水过程越慢。在气体扩散层的渗透率不相同时，其液态水排出的速率不相同，但膜内的水分排出速率则基本相同。在气体扩散层孔隙率不相同时，燃料电池内阴、阳极气体扩散层和膜内的水分排出速率基本相同。本研究对于燃料电池的冷启动和控制具有理论指导意义和参考价值。