本公開涉及一種向氫發(fā)動機供給氫氣的氫供給裝置的結(jié)構(gòu)以及搭載了氫供給裝置的氫發(fā)動機車輛的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、在日本特開2004-316779中，公開了一種具備液態(tài)氫罐、氫泵、蒸發(fā)器、壓力氫罐的氫供給裝置。該氫供給裝置在利用氫泵而對貯存在液態(tài)氫罐中的液態(tài)氫進行加壓后，利用蒸發(fā)器而使液態(tài)氫氣化，從而將氫氣貯存在壓力氫罐中。并且，該氫供給裝置將貯存在壓力氫罐中的氫氣供給給燃料電池。

2、此外，在日本特開2021-21433中，公開了一種通過使用了氦氣的熱交換器而使液態(tài)氫氣化并向燃氣輪機等設(shè)備供給的液化氣氣化器。

3、此外，在日本特表2006-527808中，公開了一種使由熱交換器氣化的氫氣和空氣在配置于氣缸的外側(cè)的燃燒室內(nèi)燃燒并使燃燒氣體流入到氣缸中從而對活塞進行驅(qū)動的發(fā)動機。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、近年來，使用了一種搭載了直接使氫氣燃燒以代替汽油的氫發(fā)動機的氫發(fā)動機車輛。在氫發(fā)動機車輛中，對貯存在氫氣罐中的高壓的氫氣進行減壓并供給到氫發(fā)動機的氫發(fā)動機車輛較多。但是，能夠貯存在氫氣罐中的氫氣的容量不太大，從而存在有氫發(fā)動機車輛的續(xù)航距離較短這樣的問題。因此，正在研究一種代替氫氣罐而將貯存在液態(tài)氫罐內(nèi)的液態(tài)氫氣化并供給到氫發(fā)動機的方法。

2、在此，氫發(fā)動機車輛僅通過氫發(fā)動機的驅(qū)動力來進行行駛。因此，氫發(fā)動機車輛與搭載了燃料電池和驅(qū)動用蓄電池的fuel?cell?electric?vehicle(燃料電池電動汽車)相比，氫氣的消耗量變動很大。因此，如日本特開2004-316779中所記載的現(xiàn)有技術(shù)那樣，在通過壓力氫罐的壓力來對氫泵的動作進行控制的方法中，存在有無法抑制供給到氫發(fā)動機的氫氣的壓力的變動的情況。

3、此外，氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)越低，則向氫發(fā)動機供給的必要供給壓力越低。此外，氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)越高，則向氫發(fā)動機供給的必要供給壓力越高。因此，為了抑制氫氣的壓力變動，如果將氫氣的壓力保持在高轉(zhuǎn)數(shù)時的較高的壓力，則氫供給裝置的能量消耗量變大。此外，由于始終向氫發(fā)動機施加較高的壓力，因此所需強度會變大。并且，存在有導(dǎo)致氫發(fā)動機的重量增加的情況。

4、因此，本公開的目的在于，向氫發(fā)動機穩(wěn)定地供給氫氣，并且抑制氫供給裝置的能量消耗量。

5、本公開的氫供給裝置，其具備：

6、液態(tài)氫泵，其對被貯存于液態(tài)氫罐中的液態(tài)氫進行升壓；

7、氣化器，其使從所述液態(tài)氫泵被噴出的液態(tài)氫成為氫氣；

8、壓力腔室，其被填充有從所述氣化器流出的氫氣，并向氫發(fā)動機供給被填充的氫氣；

9、泵控制單元，其對所述液態(tài)氫泵的噴出流量進行調(diào)節(jié)，

10、所述泵控制單元基于被供給至所述氫發(fā)動機的所述氫氣的流量、所述壓力腔室的實際壓力、所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)，從而以使所述壓力腔室的所述實際壓力成為目標(biāo)壓力的方式來對所述液態(tài)氫泵的噴出流量進行調(diào)節(jié)，并且根據(jù)所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)而使所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力變化。

11、以此方式，基于被供給至氫發(fā)動機的氫流量、壓力腔室的實際壓力、氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)，從而以使壓力腔室的實際壓力成為目標(biāo)壓力的方式來對液態(tài)氫泵的噴出流量進行調(diào)節(jié)，并且根據(jù)氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)而使壓力腔室的目標(biāo)壓力變化。因此，能夠穩(wěn)定地向氫發(fā)動機供給氫氣，并且能夠抑制氫供給裝置的能量消耗量。

12、在本公開的氫供給裝置中，也可以采用如下方式，即，

13、所述泵控制單元在所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)較低的情況下，以與所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)較高的情況相比而使所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力變低的方式而使所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力變化。

14、由此，本公開的氫供給裝置無需將壓力腔室的壓力保持為與氫發(fā)動機的高轉(zhuǎn)數(shù)相對應(yīng)的高壓狀態(tài)。并且，本公開的氫供給裝置能夠抑制氫供給裝置的能量消耗量。

15、在本公開的氫供給裝置中，也可以采用如下方式，即，

16、所述泵控制單元在所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)為空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，將所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力設(shè)定為第一設(shè)定壓力，在所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)高于比所述空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)高的設(shè)定轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，將所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力設(shè)定為比所述第一設(shè)定壓力高的第二設(shè)定壓力，在所述氫發(fā)動機停止時，將所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力設(shè)定為比所述第一設(shè)定壓力高且在所述第二設(shè)定壓力以下的第三設(shè)定壓力，在所述壓力腔室的所述實際壓力成為所述第三設(shè)定壓力的情況下，停止所述液態(tài)氫泵。

17、以此方式，由于在氫發(fā)動機的停止時在壓力腔室中貯存了高壓的氫氣，因此使氫發(fā)動機的下一次的啟動變得容易。

18、本公開的氫發(fā)動機車輛，其具備：

19、車輛驅(qū)動用的氫發(fā)動機；

20、氫供給裝置，其向所述氫發(fā)動機供給氫氣，

21、所述氫供給裝置包括：

22、液態(tài)氫泵，其對被貯存于液態(tài)氫罐中的液態(tài)氫進行升壓；

23、氣化器，其使從所述液態(tài)氫泵被噴出的液態(tài)氫成為氫氣；

24、壓力腔室，其被填充有從所述氣化器流出的氫氣，并向所述氫發(fā)動機供給被填充的氫氣；

25、泵控制單元，其對所述液態(tài)氫泵的噴出流量進行調(diào)節(jié)，

26、所述泵控制單元在所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)較低的情況下，以與所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)較高的情況相比而使所述壓力腔室的目標(biāo)壓力變低的方式使所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力變化，并基于被供給至所述氫發(fā)動機的所述氫氣的流量、所述壓力腔室的實際壓力、所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)而以使所述壓力腔室的所述實際壓力成為所述目標(biāo)壓力的方式來對所述液態(tài)氫泵的噴出流量進行調(diào)節(jié)。

27、在本公開的氫發(fā)動機車輛中，也可以采用如下方式，即，

28、所述泵控制單元在所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)為空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，將所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力設(shè)定為第一設(shè)定壓力，在所述氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)高于比所述空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)高的設(shè)定轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，將所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力設(shè)定為比所述第一設(shè)定壓力高的第二設(shè)定壓力，在所述氫發(fā)動機停止時，將所述壓力腔室的所述目標(biāo)壓力設(shè)定為比所述第一設(shè)定壓力高且在所述第二設(shè)定壓力以下的第三設(shè)定壓力，在所述壓力腔室的所述實際壓力成為所述第三設(shè)定壓力的情況下，停止所述液態(tài)氫泵。

29、本公開能夠向氫發(fā)動機穩(wěn)定地供給氫氣，并且抑制氫供給裝置的能量消耗量。

技術(shù)特征：

1.一種氫供給裝置，具備：

2.如權(quán)利要求1所述的氫供給裝置，其中，

3.如權(quán)利要求2所述的氫供給裝置，其中，

4.一種氫發(fā)動機車輛，具備：

5.如權(quán)利要求4所述的氫發(fā)動機車輛，其中，

技術(shù)總結(jié)
本公開提供一種氫供給裝置以及氫發(fā)動機車輛。該氫供給裝置具備：液態(tài)氫泵，其對被貯存于液態(tài)氫罐中的液態(tài)氫進行升壓；氣化器，其使從液態(tài)氫泵被噴出的液態(tài)氫成為氫氣；壓力腔室，其被填充有從氣化器流出的氫氣，并向氫發(fā)動機供給被填充的氫氣；泵控制單元。泵控制單元基于被供給至氫發(fā)動機的流量、壓力腔室的實際壓力、氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)，從而以使壓力腔室的實際壓力成為目標(biāo)壓力的方式來對液態(tài)氫泵的噴出流量進行調(diào)節(jié)，并且根據(jù)氫發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)而使壓力腔室的目標(biāo)壓力變化。

技術(shù)研發(fā)人員：山本亮介,中野智洋,長田裕也,川上佳史
受保護的技術(shù)使用者：豐田自動車株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9