CN101006304A - 燃料装置、车辆、燃料填充装置及燃料填充系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于移动体的燃料装置包括燃料箱(35)，电力消耗装置(36)，用于接收燃料供给的燃料填充连接器(31)，以及用于接收电力供给的电力供给连接器(33)。一种燃料填充系统包括：具有燃料箱(35)和箱信息处理单元(36)的车辆(30)，以及用于为车辆(30)填充燃料的燃料填充装置(10)，其中当燃料箱(35)基于箱信息而被填充燃料时，箱信息处理单元(36)在燃料填充时启动或由来自车辆外部的电力供给而启动。车辆(30)包括燃料箱(35)和箱信息处理单元(36)，并且箱信息处理单元(36)在燃料填充时启动。燃料填充装置(10)具有填充喷嘴(11)，该填充喷嘴与燃料填充连接器(31)连接并且设有用于供给电力的供给侧连接器(21)。

Description

燃料装置、车辆、燃料填充装置及燃料填充系统
技术领域
本发明涉及一种用于移动体的燃料装置及燃料填充系统，该燃料装置和燃料填充系统用气体形式的燃料填充例如使用高压气体作为燃料的气体燃料车辆的箱。
背景技术
为了减少引起全球变暖和环境问题的污染物如二氧化碳、硫的氧化物(SOx)以及颗粒物质(PM)的排放，利用气化燃料工作的车辆得到了发展。这包括，例如，使用压缩天然气(CNG)作为燃料的天然气动力车，由填充有氢气的燃料电池提供动力的燃料电池动力车。这样的车辆以下简称为“气体燃料车辆”，典型地具有包括用于将诸如CNG或氢气的燃料气体存储为压缩气体的燃料气体箱的结构并且其中内燃机或燃料电池填充有来自该燃料气体箱的燃料气体。因此，当燃料气体箱内的燃料气体减少时，燃料气体箱必须在燃料气体填充站，例如加气站，填充燃料气体。
当从外部向燃料气体箱填充压缩气体形式的燃料气体时，箱内的压力上升。尽管随着燃料气体的使用该压力逐渐降低，但是当再次向燃料气体箱填充燃料气体时，箱内的压力再次上升。也就是说，对于气体箱的每次填充，箱内产生压力变化。当向箱内急速填充燃料气体时，产生特别大的压力变化。因此，对气体箱的每次再填充，在填充过程中箱内的压力变化导致气体箱的结构强度降低，最终结果可能危害燃料气体箱的安全。
迄今为止，考虑到再填充燃料气体会降低燃料气体箱的安全界限这一事实，通常的标准程序是通过在预定的填充操作次数后更换燃料箱以确保足够的安全水平。
例如，日本专利申请未审定公报No.2003-28393中记载了一种结构，其中气体燃料车辆配备了用于检测燃料气体箱已被填充燃料气体的填充检测装置，和用于计数由填充检测装置检测到的填充次数的计数装置。在这种情况下，当计数出的填充次数达到预定允许次数时向车辆的操作者报警。由于利用这样的结构可以知道更换燃料箱的正确时间，所以可确保燃料箱的安全。
此外，在日本专利申请未审定公报No.2003-269693中记载了一种结构，其中填充次数数据预先存储在车辆的存储单元中，并且在填充操作过程中，为车辆填充燃料气体的燃料气体填充控制单元将填充次数数据传递到车辆。在这种情况下，当由燃料气体填充控制单元接收的填充次数数据达到预定允许的填充次数时，燃料气体填充控制单元判定应当禁止填充，并且连通警报以警告填充应被禁止。根据该结构，可以可靠地防止对已经超过预定安全界限的气体箱的再填充，并且由此确保燃料气体箱的安全。
然而，在日本专利申请未审定公报No.2003-28393和日本专利申请未审定公报No.2003-269693记载的技术中，操作需要电力供给，并且取决于在燃料气体的再填充过程中车辆电池的状态，可能出现再填充操作未被计数或数据未被传递的情况，这样可能产生安全问题或导致补给燃料操作不能执行的问题。
本发明的目的是提供一种燃料填充系统，该系统能够确保充分的电力以在补给燃料操作过程中没有任何电力短缺的情况下可靠地执行适当的燃料填充操作。
发明内容
本发明涉及一种用于移动体的燃料装置，所述燃料装置具有存储供给的燃料的燃料箱，和安装在所述移动体上的电力消耗装置，所述燃料装置还包括：从外部设备为所述燃料箱填充燃料的燃料填充连接器；和从外部设备向所述电力消耗装置供给电力的电力供给连接器。
此外，本发明涉及一种燃料填充系统，该燃料填充系统包括：具有存储燃料的箱和箱信息处理单元的车辆，所述箱信息处理单元取得表示在燃料填充期间所述箱的使用状态的箱信息以使该箱信息经受预定处理；和为所述车辆的所述箱填充燃料的燃料填充装置，所述燃料填充系统构成为基于所述箱信息为所述箱填充燃料，其中所述箱信息处理单元在燃料填充期间来自电源的电力供给而启动。
具有以上结构的燃料填充系统还可以包括在所述箱信息处理单元和车辆电池之间断开或闭合的开关，其中，当在燃料填充期间所述开关闭合时，所述箱信息处理单元可以与所述车辆电池连接，并且由在燃料填充期间来自所述车辆电池的电力供给而启动。或者，所述箱信息处理单元可以在从外部电源供给电力时启动。
此外，本发明涉及一种燃料填充系统，该燃料填充系统包括：具有存储燃料的箱和箱信息处理单元的车辆，所述箱信息处理单元取得表示在燃料填充期间所述箱的使用状态的箱信息以使该箱信息经受预定处理；和为所述车辆的所述箱填充燃料的燃料填充装置，所述燃料填充系统构成为基于所述箱信息为所述箱填充燃料，其中所述箱信息处理单元由在燃料填充期间从外部电源供给的电力驱动。
这里，在构成为箱信息处理单元由来自外部电源的电力供给而启动的燃料填充系统中，所述车辆具有布置为所述箱的燃料填充口的燃料填充连接器，和布置为所述箱信息处理单元的电力供给口的接收侧连接器；所述燃料填充装置具有在燃料填充期间与所述车辆的所述燃料填充连接器连接的喷嘴；且所述喷嘴设有与所述车辆的所述接收侧连接器连接以从所述外部电源供给电力，从而在燃料填充期间，所述喷嘴与所述车辆的所述燃料填充连接器连接以使所述供给侧连接器与所述接收侧连接器连接。
此外，在具有上述结构的燃料填充系统中，所述箱信息处理单元可以包括用于计数所述箱已被填充燃料的次数的计数装置，并且取得由所述计数装置获得的燃料填充操作的次数作为所述箱信息。此外，所述计数装置可以检测在燃料填充期间所述喷嘴已经与所述车辆的所述燃料填充连接器连接，并增加燃料填充操作的次数。所述箱信息处理单元可以将所述箱信息传送至所述燃料填充装置，并且所述燃料填充装置可以基于所接收的箱信息执行燃料填充。
根据以上说明的本发明，箱信息处理单元构成为在车辆停止状态下填充燃料期间使用从外部电源等供给的电力而操作。结果，在燃料填充操作期间在没有任何电力短缺或中断的情况下，可以确保电力的供给以适当地执行燃料填充操作。
附图说明
图1示出根据本发明第一实施例的燃料气体填充系统的结构；
图2示出根据本发明第二实施例的燃料气体填充系统的结构。
具体实施方式
将参照图1说明本发明第一实施例的燃料气体填充系统的结构。图1示出根据本发明第一实施例的燃料气体填充系统的结构。
图1示出这样一种结构，该结构包括与外部燃料填充设备的燃料气体填充装置10相连的气体填充管12的端部上的填充喷嘴11，和在电源电缆22的端部上的供给侧连接器21。另一方面，气体燃料车辆30配备有，作为车辆用的燃料装置，与燃料气体填充装置10的填充喷嘴11相连的气体连接器31，和布置为接近该气体连接器31并且与电源电缆22的端部上的供给侧连接器21相连的接收侧连接器33。更详细地，在车辆侧，接收侧连接器33布置为接近气体连接器31从而在燃料气体填充期间当填充喷嘴11与气体连接器31连接时，实现供给侧连接器21与接收侧连接器33的连接。
此外，在图1的气体燃料车辆30中，气体连接器31经由管32与用于存储燃料气体的燃料气体箱35连接。此外，车辆30的接收侧连接器33经由配线34与计数处理单元36相连，该计数处理单元36计数燃料气体箱已被再填充的总次数(填充操作的次数)，包括在燃料气体箱35的填充期间进行中的填充操作。因此，计数处理单元36使用由外部电源20供给的电力执行计数操作。即，计数处理单元36是在燃料气体填充期间消耗电力的电力消耗装置。
计数处理单元36包括诸如非易失性存储器的存储装置36a，计数控制装置36b，以及显示装置36c。存储装置36a存储表示填充操作的总次数的数据(填充次数数据)，以及表示预设为燃料气体箱35能够被再填充的允许次数的填充操作次数的数据(允许填充次数数据)。
当从外部电源20经由配线34向计数控制装置36b供给电力时，计数控制装置36b读取存储在存储装置36a中的填充次数数据并且在该次数上增加1，然后新数值被存储到存储装置36a中并且显示在显示装置36c上。此外，计数控制装置36b从存储装置36a中读取允许填充次数数据以比较填充操作允许次数与填充操作的新值。当填充操作次数达到预定允许次数时，显示装置36c显示表示填充次数已经达到允许次数的消息，例如，推荐更换燃料箱35的消息等。
下面将说明具有上述结构的燃料气体填充系统在填充过程中的操作示例。首先，为了用来自燃料气体填充装置10的燃料气体填充燃料气体箱，将填充喷嘴11与气体连接器31相连，并且同时将与填充喷嘴11一体的供给侧连接器21与车辆30的接收侧连接器33相连。这样，电力从外部电源20供给到作为车辆30的电力消耗装置的计数处理单元36，由此计数处理单元36被驱动。
当电力从外部电源20供给时，计数处理单元36的计数控制装置36b从存储装置36a读取填充次数数据，将该填充次数加上1，在存储装置36a中存储该增加后的值。此时，计数控制装置36b还从存储装置36a中读取允许填充次数数据以比较填充操作的允许次数与填充操作次数的新值。在通常情况下，增加后的填充操作次数在显示装置36c中显示。当增加后的填充操作次数达到填充操作的允许次数时，推荐更换燃料气体箱35等的消息在显示装置36c中显示。以这种方式，增加后的填充操作次数，推荐更换燃料气体箱35的消息等在显示装置36c的屏幕上显示，由此操作者等可以知道燃料气体箱35的更换操作的适当时间。
根据本实施例的燃料气体填充系统，在燃料气体填充期间填充喷嘴11与气体连接器31连接，从而使电力从外部电源20供给到利用该电力的计数处理单元36，并且计数处理单元36增加填充操作的次数。因此，不管车辆电池37的状态，为计数处理单元36确保了可靠的电力供给，由此确保能够执行适当的计数操作。
需要指出的是，本实施例中车辆30中的计数处理单元36可以构造为：在燃料气体的填充期间当供给侧连接器21与接收侧连接器33连接时，该计数处理单元36在电力供给时开始操作并且执行计数操作。
此外，在本实施例中，供给侧连接器21和接收侧连接器33中的一个可以构造成插头，而另一个连接器可以构造成具有使插头插入其中的插入孔的插座。然而，对于这样的结构，当诸如水之类的液体与插头等接触时可能发生电力泄露。为了解决这个问题，优选使用所谓的“非接触式电力供给系统”的连接器，在该连接器中供给侧连接器21和接收侧连接器33中分别布置有线圈，从而电流流经供给侧连接器21中的线圈，并且电力通过电磁感应供给到接收侧连接器33。
此外，除如上所述在显示装置36c的屏幕上显示消息等，车辆还可以配备如包括报警灯和蜂鸣器的报警装置(未示出)。当填充操作次数达到允许填充操作次数时，报警灯可点亮，并且蜂鸣器可发出声音。通过这种方式，能够确保操作者等将意识到并且察觉到更换燃料箱35的适当时间。
此外，优选形成设定时间常量的电路，从而在从电源20供给电力期间计数处理单元36迟于包括计数处理单元36的集成电路(IC)的驱动电压的上升时间而上升。从而，在IC被驱动后计数处理单元36才被驱动，因此可能可靠地执行计数。
在以上实施例中，与表示在燃料气体填充期间箱35的使用状态的信息(箱信息)一样，使用燃料气体箱35的填充操作次数的信息。此外，在第一实施例的例子中，取得填充次数信息以比较填充操作的次数允许填充操作的次数的计数处理单元36被作为箱信息处理单元的例子进行了说明，为了执行正确的燃料气体填充操作等，该箱信息处理单元取得箱信息以使该箱信息经受预定处理。然而，可应用到本发明中燃料气体填充系统的箱信息并不限于填充次数信息，箱信息处理单元并不限于计数处理单元36。
例如，在诸如已提及的现有技术的燃料气体填充系统中(在日本专利申请未审定公报No.2003-269693中记载的技术)——其中箱信息处理单元将燃料气体填充操作所需的信息(例如除填充操作的次数外，燃料气体箱35的类型及在填充前箱35的剩余气体容积)作为箱信息从车辆30传送至燃料气体填充装置10并且燃料气体填充装置10基于该信息控制燃料气体填充操作，执行诸如信息通信处理(传递处理)的预定处理的车辆30的箱信息处理单元可以构造成在补给燃料期间接收来自外部电源20的电力供给。
此外，根据本实施例的燃料气体填充系统，获得了以下效果。即，为了在车辆的停止状态将箱填充以燃料气体，即使在车辆的停止状态下箱信息处理单元(计数处理单元36)也需要进入接通状态。迄今为止，由于必须将箱信息处理单元与车辆电池37连接，即使在车辆停止状态下非燃料气体填充期间，也不能防止不希望的暗电流流过箱信息处理单元。然而，根据本实施例的燃料气体填充系统，没有必要如常规系统中那样将箱信息处理单元与车辆电池37连接。因此，可以防止如常规技术中暗电流的产生。
此外，考虑到避免如常规系统中暗电流的产生的效果，例如，如图2中所示，可以在计数处理单元36和车辆电池37之间布置开关38，开关38可以控制为在正常操作期间断开而在添加燃料期间闭合。在示出本发明第二实施例的图2中，控制单元(ECU)39检测填充喷嘴11与气体连接器31的连接，并且执行控制以闭合开关38，但该控制可以通过其它控制装置执行。对于这样的结构，由于在通常时计数处理单元36没有与车辆电池37连接，可以避免常规的暗电流的产生。然而，与图2的结构相比以上实施例的结构更优之处在于：在不需要从车辆电池37的任何电力供给的情况下确保了电力，从而在燃料气体填充期间计数处理单元36可以执行操作，因而不管车辆电池37的状态如何都可执行正确的计数。
尽管以上说明了实施本发明的示意性的实施例，但是本发明并不限于这些例子，而是可以在不背离本发明的范围的情况下很自然地以各种方式实施。例如，尽管在以上实施例中，说明的是燃料在气态下使用的例子，但是本发明也可应用于燃料处于其它状态(例如，液态等)的情况。此外，本发明还可以应用于车辆以外的移动体(例如，船舶、飞机等)。

Claims (16)

1.一种用于移动体的燃料装置，包括存储供给的燃料的燃料箱，和安装在所述移动体上的电力消耗装置，所述燃料装置还包括：
从外部设备为所述燃料箱填充燃料的燃料填充连接器；和
从外部设备向所述电力消耗装置供给电力的电力供给连接器。
2.一种燃料填充系统，包括：
具有存储燃料的箱和箱信息处理单元的车辆，所述箱信息处理单元取得表示在燃料填充期间所述箱的使用状态的箱信息以使该箱信息经受预定处理；和
为所述车辆的所述箱填充燃料的燃料填充装置，
所述燃料填充系统构成为基于所述箱信息为所述箱填充燃料，
其中所述箱信息处理单元由在燃料填充期间来自电源的电力供给而启动。
3.根据权利要求2所述的燃料填充系统，还包括：
在所述箱信息处理单元和车辆电池之间断开或闭合的开关，
其中，当在燃料填充期间所述开关闭合时，所述箱信息处理单元与所述车辆电池连接，并且由在燃料填充期间来自所述车辆电池的电力供给而启动。
4.根据权利要求2所述的燃料填充系统，其中所述箱信息处理单元由来自外部电源的电力供给而启动。
5.一种燃料填充系统，包括：
具有存储燃料的箱和箱信息处理单元的车辆，所述箱信息处理单元取得表示在燃料填充期间所述箱的使用状态的箱信息以使该箱信息经受预定处理；和
为所述车辆的所述箱填充燃料的燃料填充装置，
所述燃料填充系统构成为基于所述箱信息为所述箱填充燃料，
其中所述箱信息处理单元由在燃料填充期间从外部电源供给的电力驱动。
6.根据权利要求4或5所述的燃料填充系统，其中所述车辆具有布置为所述箱的燃料填充口的燃料填充连接器，和布置为所述箱信息处理单元的电力供给口的接收侧连接器，
所述燃料填充装置具有在燃料填充期间与所述车辆的所述燃料填充连接器连接的喷嘴，且
所述喷嘴设有与所述车辆的所述接收侧连接器连接以执行从所述外部电源的电力供给的供给侧连接器，从而在燃料填充期间，所述喷嘴与所述车辆的所述燃料填充连接器连接以将所述供给侧连接器与所述接收侧连接器连接。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的燃料填充系统，其中所述箱信息处理单元包括计数所述箱已经填充燃料的次数的计数装置，
并且取得由所述计数装置计数出的燃料填充操作的次数作为所述箱信息。
8.根据权利要求7所述的燃料填充系统，其中所述计数装置在燃料填充期间检测所述喷嘴已经与所述车辆的所述燃料填充连接器连接，并增加燃料填充操作的次数。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的燃料填充系统，其中所述箱信息处理单元将所述箱信息传送至所述燃料填充装置，且
所述燃料填充装置基于所接收的箱信息执行燃料填充。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的燃料填充系统，其中所述燃料处于气态。
11.一种车辆，包括：
存储从外部燃料填充装置供给的燃料的箱；和取得表示在燃料填充期间所述箱的使用状态的箱信息以使该箱信息经受预定处理的箱信息处理单元，所述车辆基于所述箱信息从所述燃料填充装置填充燃料，
其中所述箱信息处理单元由在燃料填充期间从电源供给的电力而启动。
12.根据权利要求11所述的车辆，还包括：
在所述箱信息处理单元和车辆电池之间断开或闭合的开关，
其中，当在燃料填充期间所述开关闭合时，所述箱信息处理单元与所述车辆电池连接，并且由在燃料填充期间来自所述车辆电池的电力供给而启动。
13.根据权利要求11所述的车辆，其中所述箱信息处理单元由来自外部电源的电力供给而启动。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的车辆，其中所述燃料处于气态。
15.一种为车辆的箱填充来自车辆外部的燃料的燃料填充装置，所述车辆具有存储燃料的箱，布置为所述箱的燃料填充口的燃料填充连接器，由来自外部电源的电力供给启动并且取得表示在燃料填充期间所述箱的使用状态的箱信息以使该箱信息经受预定处理的箱信息处理单元，以及布置为所述箱信息处理单元的电力供给口的接收侧连接器，
所述燃料填充装置包括：
在燃料填充期间与所述车辆的所述燃料填充连接器连接的填充喷嘴，
所述填充喷嘴设有与所述车辆的所述接收侧连接器连接以执行从所述外部电源的电力供给的供给侧连接器，从而在燃料填充期间，所述填充喷嘴与所述车辆的所述燃料填充连接器连接以将所述供给侧连接器与所述接收侧连接器连接。
16.根据权利要求15所述的燃料填充装置，其中所述燃料处于气态。
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