JP2010144771A - Device for filling fuel and system for filling fuel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料充填装置および燃料充填システムに関する。 The present invention relates to a fuel filling device and a fuel filling system.
燃料電池システムは、反応ガスである燃料ガスと酸化ガスの供給を受け、この反応ガスの電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギ源として用いる。この燃料電池に供給される燃料ガスは、燃料充填装置から燃料電池システムの燃料タンク内に充填される。下記特許文献1には、互いに異なる圧力で圧縮された燃料ガスを貯留する複数の蓄圧器を備えた燃料充填装置が開示されている。この燃料充填装置では、貯留されている燃料ガスの圧力が低い蓄圧器から順に、燃料電池システムの燃料タンク内に燃料ガスを充填している。
ところで、燃料ガスを充填する際には、安全上の問題から燃料タンク内の温度が規定温度を超過することがないように充填する必要がある。したがって、上述した従来の燃料充填装置では、充填時における諸条件を考慮し、充填中に燃料タンク内の温度が規定温度を超過することがないように、余裕を持って少なめに設定された一定の流量で充填することになる。しかしながら、燃料タンク内の温度は、そのときの環境状況等によって変動するため、安全を考慮して少なめに設定された一定の流量で充填すると、充填時間が、本来であれば充填可能な時間よりも大幅に長くなることがある。 By the way, when filling the fuel gas, it is necessary to fill the fuel tank so that the temperature in the fuel tank does not exceed the specified temperature for safety reasons. Therefore, in the above-described conventional fuel filling device, the constant in the fuel tank is set with a small margin so that the temperature in the fuel tank does not exceed the specified temperature during filling in consideration of various conditions during filling. It will be filled with the flow rate of. However, since the temperature in the fuel tank varies depending on the environmental conditions at that time, filling with a constant flow rate set to a small amount in consideration of safety, the filling time is longer than the time that can be filled if originally intended. Can be significantly longer.
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、燃料ガスの充填時間を短縮させることができる燃料充填装置および燃料充填システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and an object of the present invention is to provide a fuel filling device and a fuel filling system that can shorten the filling time of fuel gas.
上述した課題を解決するため、本発明に係る燃料充填装置は、貯留する燃料ガスの圧力が異なる複数の蓄圧器と、前記蓄圧器からの燃料ガスの供給をそれぞれ遮断または許容し、前記蓄圧器のうちの燃料ガスの供給が許容された一の蓄圧器から供給される燃料ガスの流量を調整するための弁機構と、燃料ガスの充填先の温度および圧力に関する情報を受信する受信部と、前記受信部により受信された前記情報に含まれる温度および圧力に応じて前記弁機構を制御することで、燃料ガスの供給が許容される蓄圧器を切り替え、燃料ガスの供給が許容された蓄圧器から供給される燃料ガスの流量を調整する制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a fuel filling device according to the present invention includes a plurality of pressure accumulators having different pressures of fuel gas to be stored, and a fuel gas supply from the pressure accumulator, which is cut off or allowed, respectively. A valve mechanism for adjusting the flow rate of the fuel gas supplied from one pressure accumulator allowed to supply the fuel gas, a receiving unit for receiving information on the temperature and pressure of the fuel gas filling destination, By controlling the valve mechanism according to the temperature and pressure included in the information received by the receiving unit, the accumulator allowed to supply fuel gas is switched, and the accumulator allowed to supply fuel gas. And a control unit that adjusts the flow rate of the fuel gas supplied from the vehicle.
この発明によれば、燃料ガスの充填先の温度および圧力を受信することができ、この受信した温度および圧力に応じて弁機構を制御することができるため、充填先の温度および圧力に適した蓄圧器から、最適な流量の燃料ガスを供給することが可能となる。それゆえに、燃料ガスの充填時間を短縮させることができる。 According to the present invention, the temperature and pressure of the fuel gas filling destination can be received, and the valve mechanism can be controlled according to the received temperature and pressure. It is possible to supply fuel gas at an optimal flow rate from the pressure accumulator. Therefore, the fuel gas filling time can be shortened.
上記燃料充填装置において、上記受信部は、燃料ガスの供給が許容される蓄圧器を切り替えている間に測定された燃料ガスの充填先の温度および圧力に関する情報を受信することとしてもよい。 In the fuel filling apparatus, the receiving unit may receive information on the temperature and pressure of the filling destination of the fuel gas measured while switching the accumulator that is allowed to supply the fuel gas.
これにより、燃料ガスの供給が一時的に停止しているときに測定された温度および圧力を取得することができるため、誤差の少ない温度および圧力に基づいて燃料ガスの流量を制御することができ、流量制御の精度を向上させることができる。 As a result, the temperature and pressure measured when the supply of the fuel gas is temporarily stopped can be acquired, so that the flow rate of the fuel gas can be controlled based on the temperature and pressure with less error. The accuracy of flow control can be improved.
上記燃料充填装置において、上記蓄圧器ごとに温度および圧力に対応する燃料ガスの流量を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記受信部により受信された前記情報に含まれる温度および圧力を用いて前記記憶部を参照することで燃料ガスの流量を決定し、決定した燃料ガスの流量を用いて、燃料ガスの供給が許容された蓄圧器から供給される燃料ガスの流量を調整することとしてもよい。 The fuel filling device further includes a storage unit that stores a flow rate of fuel gas corresponding to temperature and pressure for each of the accumulators, and the control unit includes the temperature and pressure included in the information received by the receiving unit. The flow rate of the fuel gas is determined by referring to the storage unit using and the flow rate of the fuel gas supplied from the pressure accumulator allowed to supply the fuel gas is adjusted using the determined flow rate of the fuel gas. It is good as well.
これにより、蓄圧器ごとに温度および圧力に対応する最適な燃料ガスの流量を予め記憶させておくことができるため、燃料ガスの供給が許容された蓄圧器から供給される燃料ガスを最適な流量に制御する処理を迅速に行うことができる。 As a result, the optimum flow rate of the fuel gas corresponding to the temperature and pressure can be stored in advance for each pressure accumulator, so that the fuel gas supplied from the pressure accumulator allowed to supply the fuel gas is flowed to the optimum flow rate. It is possible to quickly perform the processing to be controlled.
上記燃料充填装置において、上記制御部は、燃料ガスの供給が許容される蓄圧器を切り替える際に、貯留されている燃料ガスの圧力が現時点で燃料ガスの供給が許容されている蓄圧器よりも高い他の蓄圧器に切り替えることとしてもよい。 In the fuel filling device, when the controller switches the accumulator allowed to supply the fuel gas, the pressure of the stored fuel gas is higher than the accumulator allowed to supply the fuel gas at the present time. It is good also as switching to another high pressure accumulator.
本発明に係る燃料充填システムは、上記燃料充填装置と、前記燃料充填装置から供給される燃料ガスを充填する燃料タンクを有する移動体と、を備えることを特徴とする。 A fuel filling system according to the present invention includes the fuel filling device and a moving body having a fuel tank filled with fuel gas supplied from the fuel filling device.
この発明によれば、燃料ガスの充填先である燃料タンクの温度および圧力を受信することができ、この受信した温度および圧力に応じて弁機構を制御することができるため、燃料タンクの温度および圧力に適した蓄圧器から、最適な流量の燃料ガスを供給することが可能となる。それゆえに、燃料ガスの充填時間を短縮させることができる。 According to the present invention, the temperature and pressure of the fuel tank that is the filling destination of the fuel gas can be received, and the valve mechanism can be controlled according to the received temperature and pressure. It is possible to supply fuel gas at an optimal flow rate from a pressure accumulator suitable for pressure. Therefore, the fuel gas filling time can be shortened.
上記燃料充填システムにおいて、上記移動体は、前記燃料充填装置との接続部から前記燃料タンクに向けて燃料ガスを流入させるための流路と、前記燃料タンクに充填される燃料ガスの圧力を測定するための圧力センサと、前記燃料タンクに充填される燃料ガスの温度を測定するための温度センサと、前記圧力センサにより測定された圧力および前記温度センサにより測定された温度を含む情報を送信する送信部と、をさらに備えることとしてもよい。 In the fuel filling system, the moving body measures the pressure of the fuel gas filled in the fuel tank and the flow path for allowing the fuel gas to flow into the fuel tank from the connection portion with the fuel filling device. A pressure sensor for measuring, a temperature sensor for measuring a temperature of the fuel gas filled in the fuel tank, a pressure measured by the pressure sensor, and information including a temperature measured by the temperature sensor And a transmission unit.
これにより、移動体は、燃料タンクに充填される燃料ガスの温度と圧力を燃料充填装置に送信することができるため、燃料充填装置では、移動体から受信した温度と圧力に基づいて弁機構を制御することができる。 As a result, the moving body can transmit the temperature and pressure of the fuel gas filled in the fuel tank to the fuel filling device. Therefore, the fuel filling device uses the valve mechanism based on the temperature and pressure received from the moving body. Can be controlled.
上記燃料充填システムにおいて、上記圧力センサは、前記流路に設けられることとしてもよい。 In the fuel filling system, the pressure sensor may be provided in the flow path.
これにより、圧力センサを燃料タンクに設ける場合に比べて、圧力センサの耐用温度範囲を狭めることが可能となるため、圧力センサの品質や測定精度を向上させることができる。 Thereby, compared with the case where a pressure sensor is provided in a fuel tank, since it becomes possible to narrow the durable temperature range of a pressure sensor, the quality and measurement accuracy of a pressure sensor can be improved.
本発明によれば、燃料ガスの充填時間を短縮させることができる。 According to the present invention, the fuel gas filling time can be shortened.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る燃料充填装置および燃料充填システムの好適な実施形態について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a fuel filling device and a fuel filling system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図1を参照して、本実施形態における燃料充填システムの構成について説明する。図1は、本実施形態における燃料充填システムを模式的に示した構成図である。 First, with reference to FIG. 1, the structure of the fuel filling system in this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a fuel filling system in the present embodiment.
同図に示すように、燃料充填システム1は、燃料充填装置2と、燃料電池システムを搭載した燃料電池車両3(移動体)とを有する。
As shown in the figure, the
燃料充填装置2は、例えば、水素ステーションであり、複数の蓄圧器20A〜20Cと、弁機構を構成する複数の遮断弁21A〜21Cおよび調整弁22と、ノズル23と、通信部26と、制御部27とを有する。蓄圧器20と調整弁22との間にはガス配管24が接続され、調整弁22とノズル23との間にはガス供給管25が接続されている。
The
蓄圧器20A〜20Cは、高圧に圧縮された燃料ガスとしての水素を貯留するタンクである。各蓄圧器20A〜20Cに貯留される水素の圧力は、それぞれ互いに異なる圧力が設定されており、蓄圧器20A、蓄圧器20B、蓄圧器20Cの順に水素の圧力が高くなるように設定されている。なお、必ずしも全ての蓄圧器の圧力を互いに異なる圧力に設定する必要はないが、少なくとも一部の蓄圧器の圧力を他の蓄圧器の圧力と異なる圧力に設定することを要する。
The
遮断弁21A〜21Cは、各蓄圧器20A〜20Cからの水素の供給をそれぞれ遮断または許容する弁である。遮断弁21A〜21Cは、水素供給時に、制御部27の指示に従って、いずれか一の遮断弁21のみを開弁し、他の遮断弁21を閉弁する。これにより、開弁した一の遮断弁21に対応する一の蓄圧器20から水素を供給させることができる。このように遮断弁21A〜21Cの開閉を制御することで、水素を供給する蓄圧器20を切り替えることが可能となる。
The
調整弁22は、いずれか一の蓄圧器20から供給される水素の流量を調整する弁である。調整弁22は、水素供給時に、制御部27の指示に従って、弁体の弁開度を変更することで、水素の流量を調整する。ノズル23は、燃料電池車両3に水素を供給する際に、後述する燃料電池車両3のレセプタクル31に結合させる接続部である。
The regulating
ガス配管24は、各蓄圧器20A〜20Cに接続する複数の分岐配管と、これらの分岐配管を合流させて調整弁22に接続する合流配管とを有する。ガス配管24によって、各蓄圧器20A〜20Cから調整弁22に向けて水素を流すためのガス流路が形成される。ガス供給管25は、調整弁22からノズル23に向けて水素を流すためのガス流路を形成する。
The
通信部26は、物理的には、例えば、赤外線通信等の無線通信を行う通信インターフェースを有する。通信部26は、燃料充填装置2と燃料電池車両3との間でやりとりされる各種情報を送受信する。各種情報としては、例えば、燃料充填装置2から燃料電池車両3に送信される測定要求信号や、燃料電池車両3から燃料充填装置2に送信される測定結果信号がある。測定要求信号には、燃料電池車両3の燃料タンク30の温度と圧力を測定して送信するように要求するための情報が含まれる。測定結果信号には、燃料電池車両3の燃料タンク30の温度と圧力の測定結果に関する燃料タンク情報が含まれる。
The
制御部27は、物理的には、例えば、CPUと、メモリ271と、入出力インターフェースとを有する。メモリ271は、CPUで処理される制御プログラムや制御データを記憶するROMと、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるRAMとを有する。これらの要素は、互いにバスを介して接続されている。入出力インターフェースには、通信部26等が接続されているとともに、遮断弁21A〜21Cおよび調整弁22等を駆動させるための各種ドライバが接続されている。CPUは、ROMに記憶された制御プログラムに従って、通信部26を介して送受信される各種情報を、RAM内の各種データ等を用いて処理することによって、燃料充填装置2における各種制御処理を実行する。また、CPUは、入出力インターフェースを介して各種ドライバに制御信号を出力することで、燃料充填装置2全体を制御する。
The
制御部27は、通信部26を介して受信された測定結果信号に含まれる燃料タンクの温度および圧力を用いて遮断弁21A〜21Cおよび調整弁22を制御する。
The
具体的に、制御部27は、測定結果信号に含まれる圧力よりも大きな圧力の水素を貯留する蓄圧器20を、燃料電池車両3に水素を供給する蓄圧器20として決定する。制御部27は、決定した蓄圧器20に対応する遮断弁21を開弁させ、他の蓄圧器20に対応する遮断弁21を閉弁させる。水素を供給する蓄圧器20を決定する際に、対象となる蓄圧器20が複数存在する場合には、例えば、圧力が最小の蓄圧器20を選択することとしてもよいし、受信した温度および圧力に基づいて算出される充填時間が最小となる蓄圧器20を選択することとしてもよい。
Specifically, the
制御部27は、燃料タンク情報に含まれる温度および圧力を用いて、予めメモリに記憶されている弁開度マップを参照し、水素を供給する蓄圧器20に対応する調整弁22の弁開度を決定する。弁開度マップは、蓄圧器20A〜20Cごとに温度および圧力に対応付けて調整弁22の弁開度を記憶するテーブルであり、予め実験などにより求められ、制御部27のメモリ271に格納される。弁開度マップに登録される各要素は、温度が高くなるほど弁開度が小さくなり、圧力が高くなるほど弁開度が大きくなる関係を有する。各要素は、温度が安全を確保することができる範囲内に収まり、かつ、充填時間が極力短くなるように、設定される。
The
具体的には、図2に示す各グラフA〜C部分の傾きが可能な限り急勾配になるように、各要素の値を設定する。図2は、充填時の燃料タンク内の圧力変化を例示するグラフである。図2に示す横軸は充填に要する時間を示し、縦軸は燃料タンク30内の圧力を示す。図2に示すグラフA部分は、蓄圧器20Aから充填したときの燃料タンク内の圧力の変化を示すものであり、グラフB部分は、蓄圧器20Bから充填したときの燃料タンク内の圧力の変化を示すものであり、グラフC部分は、蓄圧器20Cから充填したときの燃料タンク内の圧力の変化を示すものである。グラフA部分とグラフB部分の間、およびグラフB部分とグラフC部分の間にある圧力変化が0の部分は、蓄圧器20を切り替えている際の圧力変化を示すものである。Pmは燃料タンク30が満充填されたときの圧力であり、Tfは満充填までに要した時間である。
Specifically, the value of each element is set so that the slopes of the graphs A to C shown in FIG. 2 are as steep as possible. FIG. 2 is a graph illustrating the pressure change in the fuel tank during filling. The horizontal axis shown in FIG. 2 indicates the time required for filling, and the vertical axis indicates the pressure in the
制御部27は、弁開度マップを用いて決定した弁開度を目標弁開度にして調整弁22を制御することで、水素の供給流量を調整する。
The
制御部27は、燃料電池車両3に水素の供給を開始する前、および燃料電池車両3に水素を供給する蓄圧器20を切り替える際に、上記測定要求信号を、通信部26を介して燃料電池車両3側に送信する。
The
蓄圧器20を切り替えるか否かを判定する際の切替条件としては、例えば、蓄圧器20からの水素の供給量が予め定められた所定供給量以下に減少したことや、蓄圧器20で供給を開始してから予め定められた所定時間が経過したこと等が該当する。この所定時間は、例えば、蓄圧器20の圧力と調整弁22の弁開度とから求められる単位時間当たりの充填量と、蓄圧器20から燃料タンク30に充填する際の目標充填量とから求めることができる。
As a switching condition when determining whether or not to switch the
制御部27は、蓄圧器20を切り替える際に、貯留されている水素の圧力が、現時点で水素の供給が許容されている蓄圧器20よりも高い他の蓄圧器20に切り替える。なお、必ずしも圧力のより高い蓄圧器20に切り替える必要はなく、例えば、同じ圧力の蓄圧器20が存在する場合には、同じ圧力の蓄圧器20に切り替えることとしてもよい。
When switching the
制御部27は、終了条件を満たした場合に、全ての遮断弁21A〜21Cを閉弁させて、燃料電池車両3への水素の供給を終了させる。終了条件としては、例えば、各蓄圧器20からの水素の総供給量が燃料タンク30に充填する際の目標充填量に達したことや、燃料充填装置2で故障が発生したこと等が該当する。
When the end condition is satisfied, the
燃料電池車両3は、燃料電池システムを搭載しており、この燃料電池システムには、燃料タンク30と、レセプタクル31と、通信部33と、制御部34とが含まれる。燃料タンク30とレセプタクル31との間にはガス供給管32が接続されている。
The
燃料タンク30は、燃料充填装置2から供給される水素を充填するタンクである。燃料タンク30のバルブには、燃料タンク30内の温度を測定するための温度センサTが取り付けられている。
The
レセプタクル31は、燃料タンク30に水素を充填する際に燃料充填装置2のノズル23を結合させる接続部である。
The
ガス供給管32は、レセプタクル31から燃料タンク30に向けて水素を流すためのガス流路を形成する。ガス供給管32には、燃料タンク30に充填される水素の圧力を測定するための圧力センサPが取り付けられている。ここで、水素を充填している間に、ガス供給管32に取り付けられた圧力センサPで水素の圧力を測定すると、ガス供給管32を流れる水素の影響で圧力が変動するため、正確な圧力を測定するのは難しくなる。このような問題を鑑みて、本実施形態では、水素の供給量が0となる水素供給開始前および蓄圧器20の切り替え時に送信される測定要求信号を受信したタイミングで圧力を測定している。これにより、水素の供給が一時的に停止しているときに圧力を測定させることができるため、ガス供給管32に取り付けられた圧力センサPを用いて水素の圧力を精度良く測定することが可能となる。
The gas supply pipe 32 forms a gas flow path for flowing hydrogen from the
なお、圧力センサPを燃料タンク30のバルブに取り付けることとしてもよいが、圧力センサPをガス供給管32に取り付けた場合には、以下のようなメリットがある。一つ目は、ガス供給管32の環境温度範囲が燃料タンク30内の環境温度範囲よりも小さいため、圧力センサPの耐用温度範囲を狭めることが可能となり、圧力センサPの品質や測定精度を向上させることができる。二つ目は、燃料充填時以外に圧力センサPの測定結果を監視することで、ガス供給管32のガス漏れ検知を行うことが可能となり、燃料電池車両3の安全性を向上させることができる。三つ目は、燃料タンク30のバルブの構造を簡素化することができるため、バルブの小型化、低コスト化を図ることができる。
The pressure sensor P may be attached to the valve of the
通信部33は、物理的には、例えば、赤外線通信等の無線通信を行う通信インターフェースを有する。通信部33は、燃料充填装置2と燃料電池車両3との間でやりとりされる各種情報を送受信する。各種情報は、上述した燃料充填装置2の通信部26で送受信される各種情報と同様である。
The
制御部34は、物理的には、例えば、CPUと、メモリと、入出力インターフェースとを有する。メモリは、CPUで処理される制御プログラムや制御データを記憶するROMと、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるRAMとを有する。これらの要素は、互いにバスを介して接続されている。入出力インターフェースには、通信部33、温度センサTおよび圧力センサP等が接続されているとともに、燃料電池システムの電力消費装置等を駆動させるための各種ドライバが接続されている。CPUは、ROMに記憶された制御プログラムに従って、通信部26を介して送受信される各種情報や、温度センサTおよび圧力センサPで測定された値等を、RAM内の各種データ等を用いて処理することで、燃料電池車両3における各種制御処理を実行する。また、CPUは、入出力インターフェースを介して各種ドライバに制御信号を出力することにより、燃料電池車両3全体を制御する。
The
制御部34は、燃料充填装置2から送信された上記測定要求信号を、通信部33を介して受信するたびに、温度センサTで測定されている現時点の温度および圧力センサPで測定されている現時点の圧力を取得する。制御部34は、取得した温度と圧力を含む燃料タンク情報を測定結果信号として、通信部33を介して燃料充填装置2側に送信する。
The
ここで、燃料電池車両3に搭載される燃料電池システムは、例えば、酸化ガスとしての空気および燃料ガスとしての水素の供給を受けて電気化学反応により電力を発生する燃料電池と、空気を燃料電池に供給する空気配管系と、水素を燃料電池に供給する水素配管系と、システムの電力を充放電する電力系と、燃料電池に冷却水を循環供給する冷却系と、システム全体を統括制御する制御系とを有する。燃料タンク30およびレセプタクル31は水素配管系に含まれ、通信部33および制御部34は制御系に含まれる。
Here, the fuel cell system mounted on the
次に、図3を参照して、燃料充填システム1における燃料充填処理について説明する。この燃料充填処理は、例えば、燃料充填装置2に設けられた充填スタートボタンが押下されたときに開始する。
Next, the fuel filling process in the
最初に、燃料充填装置2の制御部27は、燃料タンク30の温度と圧力を測定して送信するように要求するための測定要求信号を、通信部26を介して送信する(ステップS101)。
First, the
続いて、燃料電池車両3の制御部34は、上記ステップS101で送信された測定要求信号を、通信部33を介して受信した場合に、温度センサTと圧力センサPから現時点の測定値をそれぞれ取得する(ステップS102)。
Subsequently, the
続いて、燃料電池車両3の制御部34は、上記ステップS102で取得した温度と圧力に関する燃料タンク情報を含む測定結果信号を、通信部33を介して送信する(ステップS103)。
Subsequently, the
続いて、燃料充填装置2の制御部27は、上記ステップS103で送信された測定結果信号を、通信部26を介して受信した場合に、受信した測定結果信号に含まれる圧力を用いて、燃料電池車両3に水素を供給する蓄圧器20を決定するとともに、受信した燃料タンク情報に含まれる温度および圧力を用いて弁開度マップを参照し、水素を供給する蓄圧器20に対応する調整弁22の弁開度を決定する(ステップS104)。
Subsequently, when the
続いて、燃料充填装置2の制御部27は、上記ステップS104で決定した水素を供給する蓄圧器20に対応する遮断弁21のみを開弁させ、決定した弁開度を目標弁開度にして調整弁22を制御することで、燃料電池車両3への水素の供給を開始する(ステップS105)。
Subsequently, the
続いて、燃料充填装置2の制御部27は、終了条件を満たしているか否かを判定する(ステップS106)。この判定がYESである場合(ステップS106;YES)には、燃料充填処理を終了する。
Subsequently, the
一方、上記ステップS106の判定において、終了条件を満たしていないと判定した場合(ステップS106;NO)に、燃料充填装置2の制御部27は、切替条件を満たしているか否かを判定する(ステップS107)。この判定がNOである場合(ステップS107;NO)には、処理を上記ステップS106に移行する。
On the other hand, when it is determined in step S106 that the end condition is not satisfied (step S106; NO), the
一方、上記ステップS107の判定において、切替条件を満たしていると判定した場合(ステップS107;YES)に、燃料充填装置2の制御部27は、測定要求信号を、通信部26を介して送信する(ステップS108)。
On the other hand, when it is determined in the determination of step S107 that the switching condition is satisfied (step S107; YES), the
続いて、燃料電池車両3の制御部34は、上記ステップS108で送信された測定要求信号を、通信部33を介して受信した場合に、温度センサTと圧力センサPから現時点の測定値をそれぞれ取得する(ステップS109)。
Subsequently, the
続いて、燃料電池車両3の制御部34は、上記ステップS109で取得した温度と圧力を含む燃料タンク情報を測定結果信号として、通信部33を介して送信する(ステップS110)。
Subsequently, the
続いて、燃料充填装置2の制御部27は、上記ステップS110で送信された測定結果信号を、通信部26を介して受信した場合に、受信した燃料タンク情報に含まれる圧力を用いて、切り替え先の蓄圧器20を決定するとともに、受信した燃料タンク情報に含まれる温度および圧力を用いて弁開度マップから、切り替え先の蓄圧器20に対応する調整弁22の弁開度を決定する(ステップS111)。
Subsequently, when the
続いて、燃料充填装置2の制御部27は、上記ステップS111で決定した切り替え先の蓄圧器20に対応する遮断弁21のみを開弁させ、決定した弁開度を目標弁開度にして調整弁22を制御することで、燃料電池車両3に水素を供給する(ステップS112)。
Subsequently, the
続いて、燃料充填装置2の制御部27は、終了条件を満たしているか否かを判定する(ステップS113)。この判定がYESである場合(ステップS113;YES)には、燃料充填処理を終了し、この判定がNOである場合(ステップS113;NO)には、処理を上記ステップS107に移行する。
Subsequently, the
上述してきたように、実施形態における燃料充填システム1によれば、水素の充填先である燃料タンク30の温度および圧力を取得することができ、この取得した温度および圧力に応じて遮断弁21A〜21Cおよび調整弁22を制御することができるため、燃料タンク30の温度および圧力に適した蓄圧器20から、最適な流量の水素を供給することが可能となる。それゆえに、水素の充填時間を短縮させることができ、かつ、充填量(SOC)を向上させることができる。
As described above, according to the
ここで、水素の充填先である燃料タンク30の温度および圧力を取得して水素の供給量を制御する方法としては、上述した実施形態における方法の他に、例えば、充填開始前にのみ温度および圧力を取得して水素の供給量を決定する方法や、充填開始前および充填中に常時温度および圧力を取得して水素の供給量を温度および圧力の変動に応じて制御する方法も考えられる。これらの方法を本願発明に適用することも可能であるが、これらの方法には、以下のようなデメリットがある。前者の方法では、外気温や充填している水素の温度等の影響を受けて、充填時のタンク内の温度にばらつきが生ずることが考えられ、最適な供給量を決定することは難しい。また、後者の方法では、常時取得される温度および圧力に応じて供給量を決定するために、さまざまな状況に対応する弁開度マップを予め用意する必要があり、構成が複雑になり過ぎてしまう。
Here, as a method of acquiring the temperature and pressure of the
なお、上述した実施形態では、複数の遮断弁21A〜21Cおよび調整弁22により弁機構を構成しているが、弁機構の構成はこれに限定されない。例えば、各遮断弁21A〜21Cに調整弁22の機能を持たせ、調整弁22を省略することとしてもよい。
In addition, in embodiment mentioned above, although the valve mechanism is comprised by several shut-off
また、上述した実施形態では、燃料電池車両から受信した温度および圧力を用いて弁開度マップから、水素を供給する蓄圧器20に対応する調整弁22の弁開度を決定しているが、調整弁22の弁開度を決定する方法はこれに限定されない。例えば、蓄圧器20を切り替える際の温度または圧力を予め決めておき、この固定温度または固定圧力ごとに準備された弁開度マップから、水素を供給する蓄圧器20に対応する調整弁22の弁開度を決定することとしてもよい。
In the above-described embodiment, the valve opening degree of the regulating
また、上述した実施形態では、燃料電池システムを搭載した移動体として燃料電池車両を用いて説明しているが、これに限定されず、燃料電池システムを搭載する移動体として、例えば、ロボット、船舶、航空機等を採用することができる。 In the above-described embodiment, the fuel cell vehicle is used as the mobile body on which the fuel cell system is mounted. However, the present invention is not limited to this, and examples of the mobile body on which the fuel cell system is mounted include robots and ships. An aircraft or the like can be employed.
1…燃料充填システム、2…燃料充填装置、3…燃料電池車両、20…蓄圧器、21…遮断弁、22…調整弁、23…ノズル、24…ガス配管、25…ガス供給管、26…通信部、27…制御部、271…メモリ、30…燃料タンク、31…レセプタクル、32…ガス供給管、33…通信部、34…制御部、P…圧力センサ、T…温度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記蓄圧器からの燃料ガスの供給をそれぞれ遮断または許容し、前記蓄圧器のうちの燃料ガスの供給が許容された蓄圧器から供給される燃料ガスの流量を調整するための弁機構と、
燃料ガスの充填先の温度および圧力に関する情報を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記情報に含まれる温度および圧力に応じて前記弁機構を制御することで、燃料ガスの供給が許容される蓄圧器を切り替え、燃料ガスの供給が許容された蓄圧器から供給される燃料ガスの流量を調整する制御部と、
を備えることを特徴とする燃料充填装置。 A plurality of pressure accumulators having different fuel gas pressures;
A valve mechanism for cutting off or allowing the supply of fuel gas from the pressure accumulator, and adjusting the flow rate of the fuel gas supplied from the pressure accumulator allowed to supply the fuel gas in the accumulator,
A receiver for receiving information on the temperature and pressure of the fuel gas filling destination;
By controlling the valve mechanism according to the temperature and pressure included in the information received by the receiving unit, the accumulator allowed to supply fuel gas is switched, and the accumulator allowed to supply fuel gas. A control unit for adjusting the flow rate of the fuel gas supplied from
A fuel filling device comprising:
前記制御部は、前記受信部により受信された前記情報に含まれる温度および圧力を用いて前記記憶部を参照することで燃料ガスの流量を決定し、決定した燃料ガスの流量を用いて、燃料ガスの供給が許容された蓄圧器から供給される燃料ガスの流量を調整することを特徴とする請求項1または2記載の燃料充填装置。 A storage unit for storing the flow rate of the fuel gas corresponding to the temperature and pressure for each pressure accumulator;
The control unit determines the flow rate of the fuel gas by referring to the storage unit using the temperature and pressure included in the information received by the reception unit, and uses the determined flow rate of the fuel gas to determine the fuel gas flow rate. 3. The fuel filling device according to claim 1, wherein the flow rate of the fuel gas supplied from the pressure accumulator allowed to supply the gas is adjusted.
前記燃料充填装置から供給される燃料ガスを充填する燃料タンクを有する移動体と、
を備えることを特徴とする燃料充填システム。 The fuel filling device according to any one of claims 1 to 4,
A moving body having a fuel tank filled with fuel gas supplied from the fuel filling device;
A fuel filling system comprising:
前記燃料充填装置との接続部から前記燃料タンクに向けて燃料ガスを流入させるための流路と、
前記燃料タンクに充填される燃料ガスの圧力を測定するための圧力センサと、
前記燃料タンクに充填される燃料ガスの温度を測定するための温度センサと、
前記圧力センサにより測定された圧力および前記温度センサにより測定された温度を含む情報を送信する送信部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項5記載の燃料充填システム。 The moving body is
A flow path for allowing fuel gas to flow into the fuel tank from a connection with the fuel filling device;
A pressure sensor for measuring the pressure of the fuel gas filled in the fuel tank;
A temperature sensor for measuring the temperature of the fuel gas filled in the fuel tank;
A transmitter for transmitting information including the pressure measured by the pressure sensor and the temperature measured by the temperature sensor;
The fuel filling system according to claim 5, further comprising:
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102330885A (en) * | 2011-08-05 | 2012-01-25 | 山西高碳能源低碳化利用研究设计院有限公司 | Automatic control method of device in hydrogen-natural gas filling station |
DE102013204633A1 (en) | 2012-03-19 | 2013-09-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Mobile body |
US8948947B2 (en) | 2013-03-18 | 2015-02-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Moving body |
JP2015110989A (en) * | 2013-11-01 | 2015-06-18 | 本田技研工業株式会社 | Movable body |
WO2016133068A1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | 株式会社神戸製鋼所 | Gas filling system |
JP2016536540A (en) * | 2013-08-28 | 2016-11-24 | ヌヴェラ・フュエル・セルズ・インコーポレーテッド | Integrated electrochemical compressor and cascade storage method and system |
DE102011111609B4 (en) * | 2010-09-14 | 2018-02-01 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Procedures to prevent a pressure in containers from falling below a minimum allowable pressure |
JP2018076893A (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 大陽日酸株式会社 | Hydrogen charging method, hydrogen charging system and control program |
JP2019158126A (en) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | Jxtgエネルギー株式会社 | Hydrogen fuel filling system and hydrogen fuel filling method |
CN117002332A (en) * | 2023-07-21 | 2023-11-07 | 上海徐工智能科技有限公司 | Determination method for residual hydrogen quantity threshold of vehicle-mounted high-pressure hydrogen storage system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005069332A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Hydrogen supplying station and hydrogen filling method |
JP2006214512A (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | Gas filling abnormality diagnostic system |
JP2007024152A (en) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Tokiko Techno Kk | Gas supply device |
-
2008
- 2008-12-17 JP JP2008320545A patent/JP2010144771A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005069332A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Hydrogen supplying station and hydrogen filling method |
JP2006214512A (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | Gas filling abnormality diagnostic system |
JP2007024152A (en) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Tokiko Techno Kk | Gas supply device |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011111609B4 (en) * | 2010-09-14 | 2018-02-01 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Procedures to prevent a pressure in containers from falling below a minimum allowable pressure |
CN102330885A (en) * | 2011-08-05 | 2012-01-25 | 山西高碳能源低碳化利用研究设计院有限公司 | Automatic control method of device in hydrogen-natural gas filling station |
DE102013204633A1 (en) | 2012-03-19 | 2013-09-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Mobile body |
US8948947B2 (en) | 2013-03-18 | 2015-02-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Moving body |
JP2016536540A (en) * | 2013-08-28 | 2016-11-24 | ヌヴェラ・フュエル・セルズ・インコーポレーテッド | Integrated electrochemical compressor and cascade storage method and system |
JP2015110989A (en) * | 2013-11-01 | 2015-06-18 | 本田技研工業株式会社 | Movable body |
US10400954B2 (en) | 2015-02-20 | 2019-09-03 | Kobe Steel, Ltd. | Gas filling system |
WO2016133068A1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | 株式会社神戸製鋼所 | Gas filling system |
JP2018076893A (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 大陽日酸株式会社 | Hydrogen charging method, hydrogen charging system and control program |
JP2019158126A (en) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | Jxtgエネルギー株式会社 | Hydrogen fuel filling system and hydrogen fuel filling method |
WO2019176915A1 (en) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | Jxtgエネルギー株式会社 | Hydrogen fuel filling system and hydrogen fuel filling method |
CN111868433A (en) * | 2018-03-16 | 2020-10-30 | 引能仕株式会社 | Filling system and filling method for hydrogen fuel |
AU2019234804B2 (en) * | 2018-03-16 | 2021-11-04 | Eneos Corporation | Hydrogen fuel filling system and hydrogen fuel filling method |
US11754226B2 (en) | 2018-03-16 | 2023-09-12 | Eneos Corporation | Hydrogen fuel filling system and hydrogen fuel filling method |
CN111868433B (en) * | 2018-03-16 | 2023-11-14 | 引能仕株式会社 | Hydrogen fuel filling system and hydrogen fuel filling method |
CN117002332A (en) * | 2023-07-21 | 2023-11-07 | 上海徐工智能科技有限公司 | Determination method for residual hydrogen quantity threshold of vehicle-mounted high-pressure hydrogen storage system |
CN117002332B (en) * | 2023-07-21 | 2024-06-04 | 上海徐工智能科技有限公司 | Determination method for residual hydrogen quantity threshold of vehicle-mounted high-pressure hydrogen storage system |
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