專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體填充系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從氣站向搭載于車(chē)輛的儲(chǔ)氣箱填充氣體的氣體填充系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料電池車(chē)輛等搭載有儲(chǔ)氣箱的氣體燃料車(chē)輛在燃料氣體的填充時(shí)停在氣站，從填充噴嘴向儲(chǔ)氣箱填充燃料氣體。已知在燃料氣體為氫氣的情況下，伴隨著填充會(huì)產(chǎn)生溫度上升。專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的氫氣站具備儲(chǔ)藏升壓了的氫氣的蓄壓器單元、向儲(chǔ)氣箱填充來(lái)自蓄壓器單元的氫氣的分配器和冷卻氫氣的吸收式制冷器。通過(guò)吸收式制冷器，預(yù)先冷卻將向蓄壓器單元以及分配器供給的氫氣，將該預(yù)先冷卻后的氫氣向儲(chǔ)氣箱填充，由此謀求填充時(shí)間的縮短化。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi) 2005-8；356
發(fā)明內(nèi)容
但是，在例如連續(xù)填充多個(gè)燃料電池車(chē)輛的情況下，根據(jù)制冷器的冷卻能力，有可能追不上氫氣的冷卻。在不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行冷卻的情況下，如果以與能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行冷卻的情況相同的填充流量填充，則具有溫度上升超過(guò)儲(chǔ)氣箱的設(shè)計(jì)溫度(例如85°C)的危險(xiǎn)。 在這一點(diǎn)，專(zhuān)利文獻(xiàn)1沒(méi)有考慮制冷器的冷卻能力，還要求進(jìn)一步的改善。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)1對(duì)于怎樣確定填充流量也沒(méi)有進(jìn)行研究。假設(shè)如果與車(chē)輛側(cè)的情況無(wú)關(guān)地在氫氣站確定填充流量，則這并不是對(duì)于該車(chē)輛最合適的填充流量。本發(fā)明的目的在于提供能夠與氣站側(cè)的冷卻能力相應(yīng)地將向儲(chǔ)氣箱的填充最合適化的氣體填充系統(tǒng)。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的氣體填充系統(tǒng)具備車(chē)輛，其具有儲(chǔ)氣箱；氣站，其具有冷卻來(lái)自氣體供給源的氣體的冷卻裝置，將由該冷卻裝置冷卻了的氣體釋放而向儲(chǔ)氣箱填充；溫度傳感器，其在儲(chǔ)氣箱的上游側(cè)檢測(cè)由該冷卻裝置冷卻了的氣體的溫度；和第1 控制裝置，其基于溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度確定向儲(chǔ)氣箱的氣體的填充流量。第1控制裝置設(shè)置于車(chē)輛。根據(jù)本發(fā)明，能夠與由冷卻裝置冷卻了的氣體的溫度相應(yīng)地改變填充流量，所以能夠進(jìn)行與冷卻裝置的冷卻能力相應(yīng)的最合適的填充。由此，能夠一邊將儲(chǔ)氣箱內(nèi)保持為穩(wěn)定的狀態(tài)，一邊在盡可能短的時(shí)間內(nèi)填充預(yù)定的填充量(填充滿(mǎn)時(shí)的填充量與指定量填充時(shí)的填充量)。另外，通過(guò)車(chē)輛側(cè)的第1控制裝置確定填充流量，所以能夠確定為反映車(chē)輛側(cè)的情況(例如，儲(chǔ)氣箱的特性)的最合適的填充流量。優(yōu)選的是，第1控制裝置具有對(duì)于由溫度傳感器檢測(cè)出的每個(gè)氣體溫度的與填充流量有關(guān)的映射，基于檢測(cè)出的氣體溫度從映射中選擇填充流量。通過(guò)這樣，能夠簡(jiǎn)易地確定填充流量。特別，能夠使車(chē)輛側(cè)的第1控制裝置具有考慮了車(chē)輛固有的情況(例如，儲(chǔ)氣箱的特性)的映射，所以不必對(duì)每個(gè)車(chē)輛在氣站側(cè)更新映射。
優(yōu)選的是，第1控制裝置也可基于與儲(chǔ)氣箱有關(guān)的特性確定填充流量。通過(guò)這樣， 能夠確定反映了與儲(chǔ)氣箱有關(guān)的特性的最合適的填充流量。在這里，作為與儲(chǔ)氣箱有關(guān)的特性，具有儲(chǔ)氣箱自身的特性和給儲(chǔ)氣箱帶來(lái)影響的特性。作為前者的特性，主要能夠列舉散熱性以及溫度上升率。另外，作為后者的特性，能夠列舉例如與車(chē)輛中的儲(chǔ)氣箱的位置相應(yīng)而不同的冷卻特性。優(yōu)選的是，溫度傳感器在填充開(kāi)始時(shí)或者填充期間檢測(cè)氣體溫度。通過(guò)這樣，能夠在填充開(kāi)始時(shí)判斷冷卻裝置的冷卻能力，能夠在填充中檢測(cè)冷卻裝置的異常的有無(wú)。另外， 在填充期間，能夠與檢測(cè)出的氣體溫度相應(yīng)地，重新確定填充流量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式，車(chē)輛具有連接于第1控制裝置的第1通信設(shè)備。氣站具有流量控制裝置；第2通信設(shè)備，其從第1通信設(shè)備接收確定了的填充流量的信息；和第2控制裝置，其控制流量控制裝置，使得流量成為第2通信設(shè)備接收的填充流量。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使車(chē)輛與氣站進(jìn)行通信，所以不必向氣站手動(dòng)輸入在車(chē)輛側(cè)確定了的填充流量。更優(yōu)選的是，溫度傳感器檢測(cè)冷卻裝置處的氣體溫度。通過(guò)這樣，能夠基于冷卻裝置處的氣體溫度，將填充最合適化，并且對(duì)于冷卻裝置的冷卻能力以及檢測(cè)異常的有無(wú)也適合。優(yōu)選的是，第1控制裝置以及第2控制裝置的至少一個(gè)存儲(chǔ)第1通信設(shè)備與第2 通信設(shè)備之間的發(fā)送接收記錄。更優(yōu)選的是，在發(fā)送接收記錄中，包含將確定了的填充流量的信息從第1通信設(shè)備向第2通信設(shè)備發(fā)送的記錄。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)例如在車(chē)輛的保養(yǎng)時(shí)確認(rèn)發(fā)送接收記錄，而確認(rèn)是否以反映了車(chē)輛側(cè)的情況的最合適的填充流量進(jìn)行了填充。優(yōu)選的是，本發(fā)明的氣體填充系統(tǒng)還具備顯示裝置，該顯示裝置顯示基于溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度正在控制或者已控制了填充流量的信息。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，填充工人能夠通過(guò)視覺(jué)確認(rèn)正在進(jìn)行或者進(jìn)行了與冷卻能力相應(yīng)的最合適的填充。優(yōu)選的是，第1控制裝置，在溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度較高時(shí)與較低時(shí)相比， 確定為小填充流量。通過(guò)這樣，在例如由于連續(xù)填充的影響而使氣體溫度較高時(shí)，能夠一邊抑制儲(chǔ)氣箱內(nèi)的溫度到達(dá)設(shè)計(jì)溫度，一邊在短時(shí)間內(nèi)填充預(yù)定的填充量。另一方面，如果在氣體溫度較低時(shí)增大填充流量，則能夠在比氣體溫度較高時(shí)短的時(shí)間內(nèi)填充預(yù)定的填充量。優(yōu)選的是，本發(fā)明的氣體填充系統(tǒng)還具備獲取儲(chǔ)氣箱內(nèi)的信息的傳感器，第1控制裝置基于傳感器獲取到的信息確定填充流量。通過(guò)這樣，能夠進(jìn)行與作為填充目的地的儲(chǔ)氣箱內(nèi)的狀態(tài)相適應(yīng)的填充。另外，檢測(cè)儲(chǔ)氣箱內(nèi)的信息，所以與推定信息的情況相比， 能夠高精度地進(jìn)行填充流量的控制。更優(yōu)選的是，傳感器包含溫度傳感器以及壓力傳感器中的至少一個(gè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)， 在例如檢測(cè)出儲(chǔ)氣箱的溫度較高的情況下，能夠使填充流量下降，抑制儲(chǔ)氣箱內(nèi)的進(jìn)一步的溫度上升。


圖1是與實(shí)施方式有關(guān)的氣體填充系統(tǒng)的概略圖。
圖2是與實(shí)施方式有關(guān)的氣體填充系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示與實(shí)施方式有關(guān)的氣體填充系統(tǒng)的填充流程的流程圖。圖4是表示在與實(shí)施方式有關(guān)的填充流程中使用的填充流量圖的一例的映射圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)與本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式有關(guān)的氣體填充系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。在這里，作為氣體填充系統(tǒng)，對(duì)相對(duì)于搭載有燃料電池系統(tǒng)的燃料電池車(chē)輛從氣站填充氫氣的例子進(jìn)行說(shuō)明。另外，燃料電池系統(tǒng)如眾所周知那樣，具備通過(guò)燃料氣體(例如氫氣)與氧化氣體(例如空氣)的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的燃料電池等。如圖1所示，氣體填充系統(tǒng)1具備例如作為氣站的氫氣站2 ；和從氫氣站2供給氫氣的燃料電池車(chē)輛3。如圖2所示，氫氣站2具有儲(chǔ)藏氫氣的儲(chǔ)氣池(力一卜^ )(氫氣供給源)11 ；將氫氣向車(chē)載的儲(chǔ)氣箱30釋放的填充噴嘴12 ；和連結(jié)這兩個(gè)構(gòu)件的氣體流道13。填充噴嘴 12是也被稱(chēng)作填充管接頭(力7 / U > )的部件，在氫氣的填充時(shí)，被連接于車(chē)輛3的塞孔(k力夕々> )32。通過(guò)填充噴嘴12與塞孔32構(gòu)成連接氫氣站2與儲(chǔ)氣箱32的連接單元。在氣體流道13上，從儲(chǔ)氣池11側(cè)開(kāi)始按順序設(shè)有壓縮而排出來(lái)自?xún)?chǔ)氣池11的氫氣的壓縮機(jī)14 ；儲(chǔ)存有由壓縮機(jī)14升壓到預(yù)定壓力的氫氣的蓄壓器15 ；調(diào)整來(lái)自蓄壓器15的氫氣的流量的流量控制閥16 ；計(jì)測(cè)氫氣的流量的流量計(jì)17 ；預(yù)備冷卻在氣體流道 13中流動(dòng)的氫氣的預(yù)冷器18 ；和在預(yù)冷器18的下游檢測(cè)氫氣的溫度的溫度傳感器T。另外，氫氣站2具備通信設(shè)備21、顯示裝置22、大氣溫度傳感器23以及控制裝置M，在控制裝置對(duì)電連接有各種設(shè)備。另外，雖然圖示省略，但在蓄壓器13或其下游側(cè)，設(shè)有在填充時(shí)將氣體流道13打開(kāi)的截止閥。流量控制閥16是電驅(qū)動(dòng)的閥，作為驅(qū)動(dòng)源具備例如步進(jìn)電機(jī)。流量控制閥16根據(jù)來(lái)自控制裝置對(duì)的指令，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)變更閥開(kāi)度，由此調(diào)整氫氣的流量。由此，控制氫氣的向儲(chǔ)氣箱30的填充流量。該受控制的填充流量由流量計(jì)17計(jì)測(cè)，控制裝置對(duì)接受該計(jì)測(cè)結(jié)果對(duì)流量控制閥16進(jìn)行反饋控制，使得流量變?yōu)樗Ｍ奶畛淞髁?。另外，也能夠使用流量控制閥16以外的流量控制裝置。預(yù)冷器18通過(guò)熱交換，將來(lái)自蓄壓器15的室溫左右的氫氣冷卻為預(yù)定的低溫 (例如-20°C )。作為由預(yù)冷器18進(jìn)行的熱交換的形式，能夠使用分隔壁式、中間介質(zhì)式以及蓄熱式的任意一種，作為構(gòu)造能夠應(yīng)用眾所周知的構(gòu)造。如果列舉一例，預(yù)冷器18具有氫氣流動(dòng)的管路部，將該管路部收納于制冷劑流動(dòng)的容器，由此在氫氣與制冷劑之間進(jìn)行熱交換。此時(shí)，也可以通過(guò)調(diào)整制冷劑的向容器的供給量以及供給溫度，調(diào)整氫氣的冷卻溫度。這樣一來(lái)，由預(yù)冷器18冷卻了的氫氣溫度由溫度傳感器T檢測(cè)，將該檢測(cè)信號(hào)輸入控制裝置對(duì)。通信設(shè)備21具有例如進(jìn)行紅外線(xiàn)通信等無(wú)線(xiàn)通信的通信接口。顯示裝置22在畫(huà)面上顯示填充期間的填充流量的信息等各種信息。顯示裝置22也可以在顯示畫(huà)面上具備用于選擇或者指定所希望的填充量等的操作面板。控制裝置M構(gòu)成為在內(nèi)部具有CPU、ROM、RAM的微型計(jì)算機(jī)。CPU根據(jù)控制程序執(zhí)行所希望的運(yùn)算，進(jìn)行各種處理和控制。ROM存儲(chǔ)由CPU處理的控制程序和控制數(shù)據(jù)，RAM 主要作為用于控制處理的各種作業(yè)區(qū)域使用?？刂蒲b置M除了通過(guò)在圖2中通過(guò)單點(diǎn)劃線(xiàn)表示的控制線(xiàn)連接的通信設(shè)備21等，還電連接有儲(chǔ)氣池11、壓縮機(jī)14、蓄壓器15以及預(yù)冷器18，綜合控制氫氣站2整體。另外，控制裝置M使用通信設(shè)備21將能夠由氫氣站2把握的信息向車(chē)輛3發(fā)送。車(chē)輛3具備上述的儲(chǔ)氣箱30以及塞孔32。儲(chǔ)氣箱30是向燃料電池的燃料氣體供給源，是能夠儲(chǔ)存例如35Mpa或者70Mpa的氫氣的高壓箱。儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的氫氣經(jīng)由圖示省略的供給管路向燃料電池供給。另一方面，向儲(chǔ)氣箱30的氫氣的補(bǔ)給經(jīng)由塞孔32以及填充管路34從氫氣站2進(jìn)行。在填充管路34上，設(shè)有例如用于防止氫氣的逆流的止回閥 36。溫度傳感器40以及壓力傳感器42分別檢測(cè)儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的氫氣的溫度以及壓力，能夠設(shè)置于供給管路或者填充管路34。另外，車(chē)輛3具備與氫氣站2的通信設(shè)備21之間發(fā)送接收各種信息的通信設(shè)備 44 ；與氫氣站2的控制裝置M同樣由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制裝置46 ；和將各種信息顯示于畫(huà)面的顯示裝置48。通信設(shè)備44為與通信設(shè)備21對(duì)應(yīng)的形式，具有例如進(jìn)行紅外線(xiàn)通信等無(wú)線(xiàn)通信的通信接口。通信設(shè)備44被組裝于塞孔32或者固定于車(chē)輛3的頂盒('J , Y #夂々7 )內(nèi)，以能夠在填充噴嘴12連接于塞孔32的狀態(tài)下與通信設(shè)備21之間進(jìn)行通信?？刂蒲b置46接收包含溫度傳感器40以及壓力傳感器42的各種傳感器的檢測(cè)結(jié)果，綜合控制車(chē)輛3。另外，控制裝置46使用通信設(shè)備44將在車(chē)輛3能夠把握的信息向氫氣站2 發(fā)送。顯示裝置48能夠作為例如汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分而使用。在上述的氣體填充系統(tǒng)1中，在向車(chē)輛3填充氫氣時(shí)，首先，將填充噴嘴12連接于塞孔32。在該狀態(tài)下，使氫氣站2工作。于是，儲(chǔ)存于蓄壓器15的氫氣由預(yù)冷器18冷卻后，從填充噴嘴12向儲(chǔ)氣箱30釋放而填充。在本實(shí)施方式的氣體填充系統(tǒng)1中，由車(chē)輛3確定填充流量，通過(guò)通信將該數(shù)據(jù)向氫氣站2發(fā)送，由此進(jìn)行填充流量的控制。接下來(lái)，參照?qǐng)D3的流程圖，對(duì)氣體填充系統(tǒng)1中填充流量的確定以及控制進(jìn)行說(shuō)明。首先，在由填充工人進(jìn)行填充噴嘴12與塞孔32的連接作業(yè)、進(jìn)行許可從氫氣站2 向儲(chǔ)氣箱30釋放氫氣的填充開(kāi)始操作時(shí)，填充開(kāi)始(步驟Si)。由此，儲(chǔ)存于蓄壓器15的氫氣由預(yù)冷器18冷卻后，從填充噴嘴12釋放。在該填充的開(kāi)始時(shí)，讀取箱壓力、箱溫度以及預(yù)冷器溫度。箱壓力是儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的氫氣的壓力，由壓力傳感器42檢測(cè)。箱溫度是儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的氫氣的溫度，由溫度傳感器 40檢測(cè)。箱壓力以及箱溫度的檢測(cè)信號(hào)向控制裝置46輸入。由此，控制裝置46把握填充剛開(kāi)始之后的箱壓力以及箱溫度。另一方面，預(yù)冷器溫度是預(yù)冷器18處的氫氣的溫度，由溫度傳感器T檢測(cè)。預(yù)冷器溫度的檢測(cè)信號(hào)被向控制裝置M輸入，控制裝置44利用通信設(shè)備21將預(yù)冷器溫度的檢測(cè)值向車(chē)輛3側(cè)的通信設(shè)備44傳遞。由此，車(chē)輛3側(cè)的控制裝置46把握填充剛開(kāi)始之后的預(yù)冷器溫度。在讀取這3種信息后，控制裝置46從存儲(chǔ)于ROM等的填充流量映射選擇/確定填充流量(步驟S2)。填充流量映射的一例如圖4所示，填充流量映射Ma將縱軸設(shè)為箱壓力， 將橫軸設(shè)為箱溫度，按多個(gè)預(yù)冷器溫度(例如1\、T2、T3,并設(shè)為T(mén)1 < T2 < T3的關(guān)系)來(lái)設(shè)置。例如，在檢測(cè)出的預(yù)冷器溫度為T(mén)1、箱壓力為40MPa、箱溫度為0°C時(shí)，控制裝置46作為填充流量選擇并確定D4 (m3/min)。填充流量映射Ma中的各填充流量是在箱壓力、箱溫度以及預(yù)冷器溫度的各條件下能夠向儲(chǔ)氣箱30內(nèi)順暢地高速填充氫氣的流量。更詳細(xì)地說(shuō)，填充流量映射Ma中的各填充流量是能夠以在上述3個(gè)條件下儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的溫度不達(dá)到預(yù)定的上限值(例如85°C ) 的方式在盡可能短的時(shí)間內(nèi)填充盡可能多的填充量(例如滿(mǎn)填充量)的流量。另外，在填充流量映射Ma中，每IOMI^a設(shè)定一次箱壓力，每10°C設(shè)定一次箱溫度，當(dāng)然這些條件的幅度能夠任意設(shè)定。另外，對(duì)于預(yù)冷器溫度，也能夠例如每2 ;TC、5°C或者10°C地任意設(shè)定。在這里，對(duì)于填充流量映射Ma中的填充流量的值的大小關(guān)系，進(jìn)行兩個(gè)說(shuō)明。第1，如果箱壓力以及箱溫度為相同條件，則預(yù)冷器溫度越高，填充流量的值就越小。例如，在箱壓力為40MPa、箱溫度為0°C時(shí)，預(yù)冷器溫度T2下的填充流量比預(yù)冷器溫度T1 下的填充流量D4小。通過(guò)使用這樣的減小的填充流量，即使在預(yù)冷器溫度由于連續(xù)填充的影響而上升時(shí)，也能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)填充，不會(huì)使儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的溫度到達(dá)上限值。第2，如果預(yù)冷器溫度為相同條件，則箱壓力越大，能夠?qū)⑻畛淞髁吭O(shè)置得越大。另外在該條件下，箱溫度越小，能夠?qū)⑻畛淞髁吭O(shè)置得越大。例如，預(yù)冷器溫度T1下，填充流量映射Ma中的填充流量Al H8中，填充流量Hl (箱壓力為80MPa、箱溫度為_(kāi)30°C )最大， 填充流量A8(箱壓力為lOMPa、箱溫度為40°C )最小。這樣，在箱壓力較低時(shí)和箱溫度較高時(shí)，通過(guò)使用減少的填充流量，能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)填充，不會(huì)使儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的溫度到達(dá)上限值。這樣的填充流量映射Ma優(yōu)選設(shè)為基于與搭載于車(chē)輛3的儲(chǔ)氣箱30有關(guān)的特性的映射。如果詳細(xì)敘述，作為儲(chǔ)氣箱30，開(kāi)發(fā)出各種類(lèi)型，根據(jù)其材料、表面面積以及構(gòu)造等，散熱性或者溫度上升率各不相同。例如，在作為儲(chǔ)氣箱30的襯里使用鋁時(shí)，與使用樹(shù)脂 (聚乙烯等)時(shí)相比，儲(chǔ)氣箱30的散熱性?xún)?yōu)異。另外，根據(jù)樹(shù)脂襯里中的樹(shù)脂的特性和/或配合比例，儲(chǔ)氣箱30的散熱性也各不相同。加之，根據(jù)車(chē)輛3中的儲(chǔ)氣箱30的搭載位置， 由行駛風(fēng)等產(chǎn)生的儲(chǔ)氣箱30的冷卻特性也各不相同。這樣，儲(chǔ)氣箱30自身的特性和給儲(chǔ)氣箱30帶來(lái)影響的特性在現(xiàn)在或者將來(lái)的車(chē)輛3中并不一定相同。因此，在本實(shí)施方式的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式中，儲(chǔ)存于車(chē)輛3的控制裝置46的填充流量映射Ma使用也考慮了與搭載于該車(chē)輛3的儲(chǔ)氣箱30有關(guān)的上述的特性的映射。如果列舉一例，在為具有鋁襯里的儲(chǔ)氣箱30的情況下，與為具有樹(shù)脂襯里的儲(chǔ)氣箱30的情況相比，箱壓力、箱溫度以及預(yù)冷器溫度為相同條件下的填充流量的值變大。這樣，對(duì)于散熱性?xún)?yōu)異的儲(chǔ)氣箱30，能夠在更短時(shí)間內(nèi)填充。在步驟S3中，車(chē)輛3側(cè)的控制裝置46通過(guò)通信設(shè)備44-通信設(shè)備21之間的通信，將在步驟S2中確定的填充流量的信息向氫氣站2側(cè)的控制裝置M傳遞。在然后的步驟S4中，控制裝置M控制氫氣站2，使得流量變?yōu)樵摻邮盏奶畛淞髁俊＞唧w地說(shuō)，控制裝置 24 一邊觀察流量計(jì)17的計(jì)測(cè)結(jié)果一邊控制流量控制閥16的開(kāi)度，使得流量變?yōu)樗邮盏奶畛淞髁?。由此，以與箱壓力、箱溫度以及預(yù)冷器溫度的各條件以及與儲(chǔ)氣箱30有關(guān)的特性相應(yīng)的填充流量，將氫氣填充到儲(chǔ)氣箱30。在該填充期間，在氫氣站2的顯示裝置22以及車(chē)輛3的顯示裝置48的至少一個(gè)上，顯示正以在步驟S2中確定的填充流量進(jìn)行填充。即，填充工人能夠通過(guò)氣體填充系統(tǒng) 1中的顯示裝置22、48的至少一個(gè)的顯示確認(rèn)在基于包含預(yù)冷器溫度的諸多條件選擇填充流量的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制。然后，在將預(yù)定的填充量(填充工人指定的填充量或者滿(mǎn)填充量)填充到儲(chǔ)氣箱 30時(shí)，從氫氣站2的氫氣的供給停止，填充結(jié)束(步驟S5)。另外，也可以在填充結(jié)束后或者僅在填充結(jié)束后，在顯示裝置22、48的至少一個(gè)上，進(jìn)行與上述同樣的顯示，例如基于包含預(yù)冷器溫度的諸多條件而控制了填充流量。在填充結(jié)束后，氣體填充系統(tǒng)1中的控制裝置M、46的至少一個(gè)的存儲(chǔ)部(例如上述的RAM)可暫時(shí)存儲(chǔ)通信設(shè)備44-通信設(shè)備21的發(fā)送接收記錄。作為該發(fā)送接收記錄， 可包含例如在步驟Sl的填充開(kāi)始后從通信設(shè)備21向通信設(shè)備44發(fā)送預(yù)冷器溫度的記錄，和在步驟S3中從通信設(shè)備44向通信設(shè)備21發(fā)送“所確定的填充流量”的信息的記錄。 這樣的發(fā)送接收記錄也能夠存儲(chǔ)于氫氣站2以及車(chē)輛3雙方，但特別優(yōu)選存儲(chǔ)于車(chē)輛3。因?yàn)樵谄?chē)自檢等時(shí)，能夠通過(guò)圖3所示的流程簡(jiǎn)單地確認(rèn)是否進(jìn)行了填充。換而言之，因?yàn)樵趦H存儲(chǔ)于氫氣站2時(shí)，從分散于各地的氫氣站3獲取與某一特定的車(chē)輛3的填充有關(guān)的發(fā)送接收記錄比較復(fù)雜。對(duì)上面說(shuō)明的本實(shí)施方式的氣體填充系統(tǒng)1的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。首先，基于檢測(cè)出的預(yù)冷器溫度確定填充流量，所以能夠確定與預(yù)冷器18的冷卻能力相應(yīng)的最合適的填充流量。例如，如上所述，在比較高的預(yù)冷器溫度的情況下，能夠設(shè)為比較小的填充流量。由此，能夠確保不超過(guò)儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的上限溫度的順暢的高速填充。 如果通過(guò)不同的觀點(diǎn)說(shuō)明該效果，即使不能通過(guò)預(yù)冷器18適當(dāng)?shù)乩鋮s氫氣，也不需要中斷或者停止填充，所以不用使填充工人或者駕駛員等待。另一方面，在比較低的預(yù)冷器溫度的情況下，能夠設(shè)為比較大的填充流量。由此，同樣能夠在更短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行不超過(guò)儲(chǔ)氣箱30 內(nèi)的上限溫度的順暢的填充。另外，為了確定填充流量，實(shí)際獲取所謂箱壓力以及箱溫度的儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的信息，所以與推定這些信息的情況相比，能夠確定更合適的填充流量。另外，在其他的實(shí)施方式中，也可以不考慮箱壓力以及箱溫度的一方或者都不考慮，確定并控制填充流量。進(jìn)而，也基于與儲(chǔ)氣箱30有關(guān)的特性(例如散熱性等)確定填充流量，所以能夠確定與車(chē)輛3固有的儲(chǔ)氣箱30相應(yīng)的最合適的填充流量。例如，在車(chē)輛3所搭載的儲(chǔ)氣箱 30為散熱性比較優(yōu)異的儲(chǔ)氣箱的情況下，能夠確定為比較大的填充流量。由此，能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行不超過(guò)儲(chǔ)氣箱30內(nèi)的上限溫度的順暢的填充。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的優(yōu)選的實(shí)施方式，能夠與填充于儲(chǔ)氣箱30的來(lái)自氫氣站 2的氣體溫度(預(yù)冷器溫度)和與作為填充對(duì)象的儲(chǔ)氣箱30相關(guān)的特性及其內(nèi)部的狀態(tài) (箱壓力以及箱溫度)相應(yīng)地確定最合適的填充流量。由此，能夠通過(guò)最合適的填充方法， 在盡可能短的時(shí)間內(nèi)向儲(chǔ)氣箱30填充預(yù)定的填充量。加之，填充流量的確定不由氫氣站2而由車(chē)輛3主導(dǎo)。在與本實(shí)施方式相反在氫氣站2的主導(dǎo)下確定填充流量時(shí)，在氫氣站2經(jīng)常提取與儲(chǔ)氣箱30有關(guān)的特性上受限。艮口， 在將溫度上升率較低的儲(chǔ)氣箱搭載于新制造的車(chē)輛時(shí)，氫氣站2根據(jù)以溫度上升率較高的以往的儲(chǔ)氣箱為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的填充流量映射確定填充流量。由此，不能夠縮短填充時(shí)間。與此相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式，車(chē)輛3確定填充流量，所以能夠不受其他的車(chē)輛影響、根據(jù)以車(chē)輛3固有的儲(chǔ)氣箱30為基準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的填充流量映射Ma確定填充流量。由此， 能夠確定反映了與儲(chǔ)氣箱30有關(guān)的特性的最合適的填充流量。由此，能夠無(wú)損與儲(chǔ)氣箱30 等有關(guān)的技術(shù)進(jìn)步的優(yōu)點(diǎn)地對(duì)儲(chǔ)氣箱30以及車(chē)輛3進(jìn)行最合適的填充。另外，根據(jù)氫氣站 2側(cè)的觀點(diǎn)，也具有在氫氣站2不必對(duì)每種新車(chē)更新填充流量映射的軟件的優(yōu)點(diǎn)。另外，確定后的填充流量的數(shù)據(jù)通過(guò)通信從車(chē)輛3向氫氣站2發(fā)送。由此，不需要通過(guò)手動(dòng)將在車(chē)輛3確定的填充流量輸入氫氣站2。進(jìn)而，存儲(chǔ)了通信的發(fā)送接收記錄，所以在車(chē)檢時(shí)等，能夠確認(rèn)是否以上述的最合適的填充流量進(jìn)行了填充。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，預(yù)冷器溫度的檢測(cè)在填充開(kāi)始時(shí)進(jìn)行，所以能夠在填充開(kāi)始時(shí)判斷預(yù)冷器18的冷卻能力。但是，根據(jù)其他的實(shí)施方式，預(yù)冷器溫度的檢測(cè)也可以在填充期間進(jìn)行。通過(guò)這樣，也能夠在填充期間檢測(cè)預(yù)冷器18有無(wú)異常。另外，當(dāng)在填充期間檢測(cè)預(yù)冷器溫度時(shí)，車(chē)輛3的控制裝置46也能夠再度參照填充流量映射Ma，重新選擇并確定與該檢測(cè)出的預(yù)冷器溫度相應(yīng)的填充流量。其結(jié)果，氫氣站2能夠在填充期間變?yōu)榕c預(yù)冷器溫度相適應(yīng)的填充流量。<變形例>接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施方式的氣體填充系統(tǒng)1的幾個(gè)變形例進(jìn)行說(shuō)明。另外，各實(shí)施例能夠單獨(dú)應(yīng)用于本實(shí)施方式，也能夠與其他的變形例組合而應(yīng)用。在第1變形例中，在確定填充流量時(shí)，也可以推定箱壓力以及箱溫度。此時(shí)，能夠利用氫氣站2側(cè)的設(shè)備進(jìn)行推定。例如，對(duì)于箱壓力，將壓力傳感器設(shè)置于氫氣站2的氣體流道13，根據(jù)由該壓力傳感器得到的填充剛開(kāi)始之后的檢測(cè)結(jié)果來(lái)推定。另外，對(duì)于箱溫度，能夠根據(jù)由大氣傳感器23得到的填充剛開(kāi)始之后的檢測(cè)結(jié)果來(lái)推定。在第2變形例中，也可以變更檢測(cè)預(yù)冷器溫度的溫度傳感器T的位置。溫度傳感器T只要能夠檢測(cè)預(yù)冷器18與儲(chǔ)氣箱30的上游側(cè)之間的氫氣溫度即可，所以也可以設(shè)置于填充噴嘴12。另外在其他的實(shí)施方式中，也可以通過(guò)在車(chē)輛3側(cè)的塞孔32或者填充管路 34上設(shè)置溫度傳感器T，檢測(cè)從氫氣站2向儲(chǔ)氣箱3釋放后的氫氣溫度。在第3變形例中，也可以將儲(chǔ)氣箱30的個(gè)數(shù)設(shè)為多個(gè)。當(dāng)在車(chē)輛3上搭載有多個(gè)儲(chǔ)氣箱時(shí)，由于其搭載位置的不同，散熱率不同，另外，由于向燃料電池的供給的方法，來(lái)自各儲(chǔ)氣箱的釋放量也不同。由此，在具有多個(gè)儲(chǔ)氣箱30時(shí)，優(yōu)選使用多個(gè)儲(chǔ)氣箱中箱溫度最大的儲(chǔ)氣箱或者箱壓力最小的儲(chǔ)氣箱的信息(箱溫度以及箱壓力)，根據(jù)填充流量映射 Ma確定填充流量。由此，對(duì)于所有的儲(chǔ)氣箱，能夠邊抑制達(dá)到上限溫度邊在短時(shí)間內(nèi)填充預(yù)定的填充量。另外，在第3變形例的情況下，對(duì)于各儲(chǔ)氣箱的箱溫度以及箱壓力，也能夠通過(guò)將上述的溫度傳感器40以及壓力傳感器42設(shè)置于每個(gè)儲(chǔ)氣箱而獲取，也可以通過(guò)一個(gè)溫度傳感器40以及一個(gè)壓力傳感器42對(duì)所有的儲(chǔ)氣箱獲取。另外，也能夠如在第2變形例中說(shuō)明那樣，通過(guò)推定而獲取各儲(chǔ)氣箱的箱溫度以及箱壓力。本發(fā)明的氣體填充系統(tǒng)1不光氫氣，還能夠應(yīng)用于在填充時(shí)產(chǎn)生溫度上升的氣體。另外，不僅限于車(chē)輛3，也能夠應(yīng)用于飛機(jī)、船舶、機(jī)器人等搭載有作為來(lái)自外部的氣體的填充目的地的儲(chǔ)氣箱的移動(dòng)體。符號(hào)說(shuō)明1 氣體填充系統(tǒng)
2 氫氣站(氣站)3:車(chē)輛(燃料電池車(chē)輛)16 流量控制閥(流量控制裝置)18 預(yù)冷器21 通信設(shè)備(第1通信設(shè)備)22 顯示裝置24 控制裝置(第2控制裝置)30 儲(chǔ)氣箱40 溫度傳感器42 壓力傳感器44 通信設(shè)備(第2通信設(shè)備)46 控制裝置(第1控制裝置)48:顯示裝置T 溫度傳感器Ma:填充流量映射。
權(quán)利要求
1.一種氣體填充系統(tǒng)，其具備車(chē)輛和氣站，所述車(chē)輛具有儲(chǔ)氣箱，所述氣站具有冷卻來(lái)自氣體供給源的氣體的冷卻裝置、將由該冷卻裝置冷卻了的氣體釋放并向所述儲(chǔ)氣箱填充，該氣體填充系統(tǒng)具備溫度傳感器，其在所述儲(chǔ)氣箱的上游側(cè)檢測(cè)由所述冷卻裝置冷卻了的氣體的溫度；和第1控制裝置，其設(shè)置于所述車(chē)輛，基于所述溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度確定向所述儲(chǔ)氣箱的氣體的填充流量。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述第1控制裝置，具有對(duì)于每個(gè)由所述溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度的與填充流量有關(guān)的映射，基于所述溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度從該映射中選擇填充流量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述第1控制裝置也基于與所述儲(chǔ)氣箱有關(guān)的特性確定填充流量。
4.如權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器在填充開(kāi)始時(shí)檢測(cè)所述氣體溫度。
5.如權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器在填充期間檢測(cè)所述氣體溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述車(chē)輛具有連接于所述第1控制裝置的第1通信設(shè)備；所述氣站具有流量控制裝置；第2通信設(shè)備，其從所述第1通信設(shè)備接收所述確定了的填充流量的信息；和第2控制裝置，其控制所述流量控制裝置，使得流量成為所述第2通信設(shè)備接收到的填充流量。
7.如權(quán)利要求6所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器檢測(cè)所述冷卻裝置處的氣體溫度。
8.如權(quán)利要求7所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器在填充開(kāi)始時(shí)或者填充期間檢測(cè)所述氣體溫度。
9.如權(quán)利要求6至8中的任意一項(xiàng)所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述第1控制裝置以及所述第2控制裝置的至少一個(gè)存儲(chǔ)所述第1通信設(shè)備與所述第2通信設(shè)備之間的發(fā)送接收記錄。
10.如權(quán)利要求9所述的氣體填充系統(tǒng)，其中在所述發(fā)送接收記錄中，包含從所述第1 通信設(shè)備向所述第2通信設(shè)備發(fā)送了所述確定了的填充流量的信息的記錄。
11.如權(quán)利要求6至10中的任意一項(xiàng)所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述第1控制裝置也基于與所述儲(chǔ)氣箱有關(guān)的特性確定填充流量。
12.如權(quán)利要求6至11中的任意一項(xiàng)所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述第1控制裝置具有對(duì)于每個(gè)由所述溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度的與填充流量有關(guān)的映射，基于所述溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度從該映射中選擇填充流量。
13.如權(quán)利要求6至12中的任意一項(xiàng)所述的氣體填充系統(tǒng)，其中還具備顯示裝置，該顯示裝置顯示基于所述溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度正在控制或者已控制了所述填充流量的信息。
14.如權(quán)利要求1至13中的任意一項(xiàng)所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述第1控制裝置， 在所述溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度較高時(shí)與較低時(shí)相比，確定為較少的填充流量。
15.如權(quán)利要求1至14中的任意一項(xiàng)所述的氣體填充系統(tǒng)，其中 還具備獲取所述儲(chǔ)氣箱內(nèi)的信息的傳感器；所述第1控制裝置也基于所述傳感器獲取到的信息確定填充流量。
16.如權(quán)利要求15所述的氣體填充系統(tǒng)，其中所述傳感器包含溫度傳感器以及壓力傳感器的至少一個(gè)。
全文摘要
課題在于能夠與氣站側(cè)的冷卻能力相應(yīng)地將向儲(chǔ)氣箱的填充最合適化的氣體填充系統(tǒng)。氣體填充系統(tǒng)具備車(chē)輛，其具有儲(chǔ)氣箱；氣站，其具有冷卻來(lái)自氣體供給源的氣體的冷卻裝置，將由該冷卻裝置冷卻了的氣體釋放并向儲(chǔ)氣箱填充；和溫度傳感器，其在儲(chǔ)氣箱的上游側(cè)檢測(cè)由該冷卻裝置冷卻了的氣體的溫度。在車(chē)輛上設(shè)有基于溫度傳感器檢測(cè)出的氣體溫度確定向儲(chǔ)氣箱的氣體的填充流量的第1控制裝置。
文檔編號(hào)F17C5/06GK102282410SQ20098015452
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者西海弘章 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社