CN105393044A - 气体填充方法和填充站 - Google Patents

Abstract

一种用于填充氢气填充站(100)的至少一个缓冲容器(1，2，3)的方法，所述站(100)包括链接至所述至少一个缓冲容器(1，2，3)的流体回路(11，12，13，4，5，6)，填充站(100)的回路包括链接到至少一个氢气源(14，15)的第一端，回路(11，12，13，4，5，6)包括第二端，该第二端设置有用于可拆卸地连接至罐(8)的输送管(6)，所述方法的特征在于，其包括在填充缓冲容器(1，2，3)时确定其中的氢气中的至少一种杂质的当前浓度的步骤(9，10)，使杂质的所述当前浓度与预定阈值浓度相比较的步骤，以及在所述至少一种杂质的当前浓度达到所述阈值浓度时，停止填充所述缓冲容器(1，2，3)。

Description

气体填充方法和填充站

技术领域

本发明涉及一种填充方法和填充站。

本发明更具体地涉及用加压气态氢填充填充站的至少一个缓冲容器的方法，所述填充站包括至少一个缓冲容器以及连接到所述至少一个缓冲容器的流体回路，所述填充站的回路包括连接到至少一个气态氢源的第一端，该第一端用于利用来自所述源的气体对所述至少一个缓冲容器进行填充，所述回路包括配备有用于可拆卸地连接至罐的输送管的第二端，以便从所述至少一个缓冲容器填充所述罐。

背景技术

车辆的(氢)气罐的快速填充(即，通常15分钟以内)通常通过连续的压力平衡来执行。也就是说，处于增加的高压(例如200，300，450或850巴(bar))的储存气体的缓冲容器被连续地设置成与待填充的罐之间流体连通。

这些方法在文献中有大量描述。例如可以参考文献FR2919375A1，FR2973858A1和FR2919375A1，所述文献描述本发明可适用的填充站。

通常提供这种车辆的罐中的氢气以供应燃料电池。燃料电池(特别是“PEMFC”型)必须被供应非常“纯”的氢气。事实上，大量文献描述了氢气中的杂质(例如化学品，水，CO，H₂S)对燃料电池的性能和使用寿命的负面影响。

因此开发出严格的标准以确保输送到罐的氢气不损伤电池(参见例如ISO14687-2标准)。

借助于已知的且相对便宜的制造过程获得的工业用气体的标准不可能确保这种程度的纯度。公知的是，为了保证氢气的纯度总是符合燃料电池的要求，有必要在填充站的上游添加净化工业生产的氢气的步骤，然而这些净化步骤很贵(例如在低温操作的吸附床层或钯膜上净化)。

因此，为了保证氢气纯度符合燃料电池的规格，一种已知的解决方案包括用液态氢供应填充站。这种氢根据定义是非常纯的，因为其温度(20K的数量级)使所有的杂质沉淀成固体形式。另一解决方案包括使用通过低温操作的吸附净化器净化的氢。另一解决方案包括使用直接来自电解槽随后在催化剂床层上脱氧以及在吸附剂上干燥的步骤的氢。

这些解决方案通常也导致大的额外费用(相对于工业生产氢气的成本的40％至100％的附加成本)。

另一种已知的解决方案使用安装在填充站的压缩机的上游以验证气体纯度的气体分析器。当供应到压缩机的气体超过杂质阈值时，(多个)压缩机的入口阀被关闭，导致压缩机停机。填充站则处于降级模式(填充能力刻意下降以便保持运行自动性)。压缩机的重新启动则在大多数情况下是手动的操作，需要操作者在现场。此外，如果该站是由来自现场的或分散的发生器的气体源供给的，不纯(即不符合规格)的氢气随后被排放到空气中，以允许该系统通过自动或手动作用于氢气生产参数而恢复标称纯度水平。这样就产生了能量的浪费。

发明内容

本发明的目的是消除现有技术的全部或部分上述缺点。

为此，根据本发明并且根据上述前序部分给出一般定义的方法，实质上其特征在于，该方法包括在所述缓冲容器的填充过程中确定缓冲容器中的氢气内的至少一种杂质的当前浓度的步骤，将杂质的所述当前浓度与给定浓度阈值相比较的步骤，并在所述至少一种杂质的当前浓度达到所述浓度阈值时，停止填充所述缓冲容器。

此外，本发明的一些实施例可包括一个或多个下列特征：

-确定至少一种杂质的当前浓度的步骤包括通过传感器测量至少一个氢气源和/或填充站的流体回路中的杂质浓度，并在填充缓冲容器过程中确定实时输送到该缓冲容器的气体的量，

-在填充缓冲容器过程中确定实时输送到缓冲容器的气体的量包括以下至少一个：在填充缓冲容器的过程中，通过回路中的流量计测量，以及测量缓冲容器中的压力变化，

-所述方法包括存储/记录所述被确定的当前浓度的步骤，在填充过程中确定缓冲容器中的氢气内的至少一种杂质的当前浓度的步骤考虑到在先前填充过程中确定的缓冲容器中杂质的残留浓度。

-所述填充站包括填充有加压至不同压力的气态氢的若干个缓冲容器，

-在填充后，根据压力递增的顺序依次使用缓冲容器从而经由相继/连续的压力平衡填充罐(8)，

-至少一个氢气源包括以下至少一者：压力处于1.3barabs和200barabs之间的氢气网络以及用于产生氢气的部件，

-用于产生氢气的部件包括以下至少一者：电解槽，天然气重整器，甲醇裂化装置，自热重整装置和部分氧化装置，

-所述至少一种杂质包括以下至少一者：一氧化碳，水，至少一种含硫或卤代化合物，CO₂，氮气，氦气，NH₃，至少一种烃，O₂和氩气，

-所述至少一种杂质包括一氧化碳，浓度阈值在0.1ppm和10ppm之间，优选在0.1ppm和0.3ppm之间，

-所述至少一种杂质包括水，并且浓度阈值在1ppm和100ppm之间，优选在3ppm和7ppm之间，

-填充站包括至少一个压缩部件，其用于压缩供应到缓冲容器或罐的气态氢，

-由于杂质的当前浓度处于阈值水平而停止填充所述缓冲容器后，所述方法包括填充另一缓冲容器的步骤，也就是说，来自所述源的气体的传输按照相同程序被切换到另一缓冲容器，

-由于杂质的当前浓度处于阈值水平而停止填充所述缓冲容器后，对该相同缓冲容器的填充仅在来自再次供应的源的气体中的杂质浓度变得低于缓冲容器中的杂质浓度时重新启动，

-该方法包括将由所述至少一个源供应的气体在供应至缓冲容器之前进行临时中间储存的步骤，以便必要时在填充缓冲容器之前等待确定当前浓度的可用性，

-填充站的回路包括定位于所述至少一个源与至少一个缓冲存储装置之间的中间气体存储装置，以便在必要时使缓冲容器的填充与来自用于确定杂质当前浓度的部件的可用信息同步，

-所述中间存储装置被定位在用于确定当前浓度的部件与紧邻用于确定当前浓度的部件的阀之间，

-填充站包括用于储存加压到各自的压力(例如分别在150和350巴之间、350和700巴之间、700巴和850巴之间)的氢气的三个缓冲容器，

-所述站包括至少一个冷却交换器，其与用于被供应到罐和/或供应到缓冲容器的气体进行热交换，

-电子逻辑控制器包括用于采集和处理数据的系统，

-电子逻辑控制器包括数据存储器，其通过在每次填充时更新而存储所述至少一个缓冲容器中的杂质的当前浓度。

本发明还涉及一种用于加压气态氢罐的填充站，包括设置成用于容纳加压气态氢的至少一个缓冲容器、包括多个阀的流体回路以及用于控制所述填充站且特别用于控制至少一个阀的电子逻辑控制器，所述回路连接至所述至少一个缓冲容器并包括第一端，该第一端用于连接到至少一个气态氢源，以使得能够利用由所述至少一个源供应的气体填充所述至少一个缓冲容器，所述流体回路包括第二端，该第二端包括用于可拆卸地连接至罐以便从所述至少一个缓冲容器填充所述罐的填充管，所述站包括用于在填充缓冲容器的过程中确定缓冲容器中的氢气中的至少一种杂质的当前浓度的至少一个部件，所述电子逻辑控制器设置成适于：

-用于接收和/或计算由确定部件确定的杂质的当前浓度，

-用于将杂质的所述当前浓度与预定浓度阈值相比较，并且当所述至少一种杂质的当前浓度达到所述浓度阈值时，停止所述缓冲容器的填充。

根据其它可能的具体特征：

-用于确定当前浓度的部件包括至少一个氢气源中的和/或填充站的流体回路中的至少一个杂质浓度传感器，以及用于在填充缓冲容器的过程中确定实时输送到缓冲容器内的气体量的至少一个部件，

-用于确定输送到缓冲容器内的气体量的部件包括以下至少一者：位于回路中的流量计和用于测量缓冲容器中的压力的传感器。

本发明还涉及包括上文或下文的特征的任意组合的任何替代装置或方法。

附图说明

其它具体特征和优点将通过阅读以下参照附图给出的描述变得显而易见，在附图中：

-图1是示意性局部视图，示出了根据本发明的一个可能的示例性实施例的填充站的结构和运行，

-图2是根据另一可能的实施例的图1的站的细节的示意性局部视图，

-图3是本发明的一般工作原理的示意性局部视图。

具体实施方式

通过非限制性示例的方式示出的填充站100是设置成用于进行在高压下(例如在300巴和850巴之间的压力下)填充气态氢罐8的站。

传统地，填充站100包括数个缓冲容器1、2、3(在这个非限制性示例中为三个)。

每个缓冲容器1、2、3是设置用于容纳被加压至给定压力的气态氢的一个或一组罐。所述站100包括流体回路11、12、13、4、5、6，所述流体回路包括多个管道和阀。该回路11、12、13、4、5、6被连接至缓冲容器1、2、3。该回路包括用于连接到至少一个气态氢源14、15以便能够用来自至少一个源14、15的气体填充所述至少一个缓冲容器1、2、3的第一端4、5。

氢气的(多个)源14、15可常规地包含以下至少一种：处于1.3barabs(巴，绝对压力)至200barabs之间的压力下的氢气网络14，以及用于产生氢气的部件15如电解槽，天然气重整器(“SMR”)，甲醇裂化装置，自热重整(“ATR”)装置，部分氧化(“POX”)装置等。

回路11、12、13、4、5、6包括配备有至少一个填充管6的第二端，该填充管旨在(经由适当的连接器66)可拆卸地连接至待填充的罐8。

更具体地，缓冲容器1、2、3经由各自的阀11、12、13并联连接至填充管6。

同样，一个、两个或两个以上的气体源14、15可以经由各自的阀24、25并联连接至填充管6。

填充管6可在连接器66的上游包括一个或如本实例所示的两个压缩机67、7。所述两个压缩机67、7可串联定位并各配备有相应的上游阀16、26以及配备有相应的下游阀17、27。如图所示，也可设置用于绕过下游压缩机7(连接器66侧)的旁通管18。旁通管18可包括两个阀19和119，并且可以是将缓冲容器1、2、3连接至填充管6的收集管。旁通管18也使得能够经由所述(多个)压缩机67、7填充缓冲容器1、2、3。

此外，如由虚线所示，缓冲罐21可以任选地同时设置有填充管6以便在压缩前存储来自所述源的气体。最终，在本身已知并示意性示出的方式，用于冷却输送到罐8的气体的冷却系统22(热交换器等)可以任选地设置在回路中，例如填充管6的下游部分中。

以已知的方式，这样的体系结构使得能够通过压缩由一个或多个氢气源14、15供应的气体在给定的压力下填充缓冲罐1、2、3。缓冲容器1、2、3然后可用于通过“级联填充”来填充罐8。在必要时，所述(多个)压缩机67、7可以完善或补充这些压力平衡阶段(可以参考例如上面引用的文献中所述的内容)。

站100可包括用于控制该填充站的电子逻辑控制器20，所述电子逻辑控制器20可以特别控制该回路的至少一个阀，例如用于进入压缩机67、7的气体的进气阀和/或压缩机67、7的开关。电子逻辑控制器20包括例如执行存储和计算功能的微处理器，以及如有必要，用户界面。

根据一个有利的具体特征，所述站100使得可以确定用于填充缓冲容器1、2、3的氢气中的至少一种杂质的当前浓度。更具体地，缓冲容器1、2、3中的杂质的浓度在填充这些容器的过程中连续地被测量和/或被计算。此外，当该杂质浓度达到给定的阈值时(例如，下游使用(由待填充的罐8供应的燃料电池)的最大规格耐受性)，缓冲容器1、2、3的填充被停止。以这种方式，填充站100可以保证预定的氢气纯度。

这样，本发明使得可以从缓冲容器1、2、3允许的杂质的可稀释性获益。压缩机67、7的停机和/或阀的关闭和/或缓冲容器的填充的停止因此仅在引入缓冲容器1、2、3的杂质总量高于可导致罐8中的杂质水平不可接受(超出规格)的阈值时进行。

这个解决方案使得能够吸收瞬时不纯气体的数量。实际上，通常，由源14、15供应的氢气的杂质是上游生产装置的瞬时故障造成的。

也就是说，氢气因此包含零星的/偶尔发生的杂质“浪”。用于生产或净化氢气的工业过程都具有用于自动控制氢气纯度和使氢回到规格内的装置。例如，在通过PSA净化的情况下，这是通过在等同流速下减少吸附器生产时间进行的。

本发明使得可以吸收这些不定时的杂质而不影响供应到下游罐8的氢气的纯度规格，同时减少或消除氢气浪费。

确定至少一种杂质的当前浓度可通过借助于至少一个杂质浓度传感器的测量装置9进行。例如，所述传感器包括测量气体样品中的化学品(杂质)浓度的气体分析器。如图1所示，这个或这些传感器由参考标号9代表并且可定位在氢气源14、15中和/或填充站100的流体回路中，压缩机67、7的上游。也可提供传感器10(例如流量计)以便确定在缓冲容器的填充过程中实时输送到缓冲容器1、2、3内的气体量。

因此，所供应的气体的杂质浓度和量可以在填充站100的入口处连续测量。因此，杂质浓度可以从引入缓冲容器的气体中的杂质浓度以及引入缓冲容器的气体量计算得出。该浓度可以被测量或由源给出。气体的质量可以通过任何常规方法(特别是流量计)进行测量。可替代地或组合地，该浓度可以直接在缓冲容器中测量(经由适当的(多个)传感器和(多个)分析器)。

流量传感器10与对应的相邻阀24(分别地25)之间的回路的第一端的管4(分别地5)的部分的尺寸设置成具有给定体积，使得气体在浓度传感器9与相邻阀24、25之间的停留时间大于所述浓度传感器9的响应时间。

如下面参照图2所述，可替代地或组合地，这个停留时间也可以由定位在流量传感器9、10和位于下游的相邻阀24(分别地25)之间的加压存储装置23获得。

例如，可以根据表达式为标号为“k”的每次填充以及标号为i的每个缓冲容器计算或测量作为时间“t”的函数的杂质浓度“q”，其中k＝1，2，3...和i＝1，2，3。

该浓度应不大于阈值q_max——其为例如气体规格中杂质含量的最大值(参照图3，当该浓度达到阈值q_max时，“O”则填充被中断“F”，否则“N”填充继续)。

可为每次填充k和每个罐i记录浓度q。杂质浓度特别在填充步骤结束时被计算，此时缓冲容器1中的压力P已达到其最大阈值PMAX(或者如果填充因另一原因而提前中断)。

对于缓冲容器i的每个填充步骤k，杂质的量(例如以ppm计)可根据下面公式计算：

$q_i^k\left(t\right)=q_i^{k-1}\left(PMAX\right)+\frac{\underset{x=0}{\overset{x=t}{\∫}}FT\left(x\right)\·AT\left(x\right)\·dx}{\underset{x=0}{\overset{x=t}{\∫}}FT\left(x\right)\·dx}$

就是说，计算的或预先已知的残留杂质量(左边的项)被添加到当前杂质量中(根据右边的项，杂质含量和压缩流量的积分)。

其中t表示填充步骤的时间，FT(x)是由传感器10测出的或计算出的气体的总质量或摩尔流率，AT(x)是在时刻x的杂质质量或摩尔浓度。

质量流率FT(x)优选通过流量计10测量，如图1所示。当然，该气体流率可以在压缩机67、7的入口侧或出口侧被测量。

当然，这种质量流率可替代地通过测量容器1、2、3中压力的增加(通过测量缓冲容器中或入口处的压力)按下列公式计算：

$FT\left(x\right)=\frac{\∂\left(\frac{PV}{ZRT}\right)}{dx}$

P和T是(测出或估出的)缓冲容器编号i中的压力和温度，Z是氢气在压力P下压缩能力的系数，R是理想气体常数，x是时间。

在这种结构中，缓冲容器编号i(i＝1，2或3)的填充可以在压力P＝PMAX时停止，此时(气体超出规格)，或缓冲容器i中的压力达到最大允许工作压力(缓冲容器充满)。

所述站100然后切换并根据相同原理填充下一个缓冲容器i+1。

在后续填充循环k+1期间缓冲容器i的填充仅在缓冲容器i中的压力低于最大工作压力时以及当读数AT＜q_max时重新开始，也就是说，由源14、15供应的氢气已再次变成好的质量以便能够“清理”缓冲容器(即降低缓冲容器中的污染物浓度)。

因此，填充站100可以在缓冲容器1、2、3中计算和管理源14、15中的不定时杂质的稀释。

站100因此不再由于站100的入口处的气体纯度的标准，而是由于缓冲容器1、2、3本身的气体纯度的标准(被测量和计算)而进行停机。

被考虑的一种或多种杂质可包括例如以下至少一者：一氧化碳(CO)，水(H₂O)，含硫或卤代化合物，CO₂，氮气，氦气，NH₃，烃类，O₂和氩气。

通常，任何可测量的杂质都可被考虑并且每种杂质的最大阈值可被选择或修改作为下游(在气体用户的一侧)纯度规格的函数。

例如，一种被考虑的杂质可以是一氧化碳CO并且浓度阈值可以介于0.1ppm和10ppm之间且优选为0.1ppm和0.3ppm之间，例如为0.2ppm。在H₂O(水)杂质的情况下，浓度阈值可以介于1ppm和100ppm之间，优选介于3ppm和7ppm之间，例如5ppm。

如图1所示，计算、存储、比较和控制所述填充的步骤中的全部或一部分可通过电子逻辑控制器20进行。为此，所述逻辑控制器20可被(任选无线地)连接到填充站100的部件。

当然，本发明并不限于上述示例性实施例。例如，并且如图2所示，杂质浓度的计算可以在安装在传感器9、10与压缩机67之间的低压气体存储装置23处进行。与先前描述的那些相同的元件通过相同的参考标号标示并且不再次说明。

如上所述，这使得可以在填充缓冲容器1、2、3之前储存气体以避免在传感器9、10的分析时间与气体向缓冲容器1、2、3的引入之间的时间滞后。

因此，容易理解的是，本发明使得可以使用一个或多个氢气源，其纯度特性不是连续恒定，然而不要求昂贵的预净化系统并且不要求站的不合时宜的停机。

在由源供给的氢气的价格根据其纯度变化的情况下，根据本发明的站使得能以较低的成本囤积。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于利用加压气态氢填充一填充站(100)的至少一个缓冲容器(1，2，3)的方法，所述填充站(100)包括至少一个缓冲容器(1，2，3)和连接到所述至少一个缓冲容器(1，2，3)的流体回路(11，12，13，4，5，6)，所述填充站(100)的回路(11，12，13，4，5，6)包括第一端，该第一端连接到至少一个气态氢源(14，15)以便能够利用来自源(14，15)的气体填充所述至少一个缓冲容器(1，2，3)，所述回路(11，12，13，4，5，6)包括配备有输送管(6)的第二端，该输送管用于可拆卸地连接至罐(8)以便从所述至少一个缓冲容器(1，2，3)利用具有低于给定浓度阈值的至少一个给定杂质浓度的气态氢填充所述罐(8)，所述方法的特征在于，该方法包括在填充缓冲容器的过程中确定缓冲容器(1，2，3)中的氢气中的至少一种杂质的当前浓度的步骤(9，10)，将所述当前杂质浓度与给定浓度阈值相比较的步骤，以及当所述至少一种杂质的当前浓度达到所述浓度阈值时，停止填充所述缓冲容器(1，2，3)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定至少一种杂质的当前浓度的步骤(9，10)包括通过传感器测量(9)至少一个氢气源(4，5)中和/或填充站(100)的流体回路中的杂质的浓度，和在填充缓冲容器的过程中确定(10)实时输送到缓冲容器(1，2，3)中的气体的量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在填充缓冲容器的过程中确定(10)实时输送到缓冲容器(1，2，3)中的气体的量包括以下至少一个：在填充缓冲容器的过程中，通过回路(11，12，13，4，5，6)中的流量计测量，以及测量缓冲容器(1，2，3)中的压力变化。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括存储在先前填充缓冲容器(1，2，3)的过程中确定的缓冲容器(1，2，3)中的杂质的残留当前浓度的步骤，并且在于在后续填充过程中确定缓冲容器(1，2，3)中的氢气中的至少一种杂质的当前浓度的步骤(9，10)，使在先前填充过程中确定的缓冲容器(1，2，3)中的杂质的残留浓度与在后续填充过程中添加到缓冲容器(1，2，3)的杂质浓度相加。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述填充站(100)包括填充有被加压到不同压力的气态氢的数个缓冲容器(1，2，3)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在填充之后，根据压力递增的顺序依次使用所述缓冲容器(1，2，3)从而经由相继的压力平衡填充罐(8)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个氢气源(14，15)包括以下至少一者：压力处于1.3barabs和200barabs之间的氢气网络(14)以及用于产生氢气的部件(15)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述用于产生氢气的部件(15)包括以下至少一者：电解槽，天然气重整器(“SMR”)，甲醇裂化装置，自热重整(“ATR”)装置和部分氧化(“POX”)装置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种杂质包括以下至少一者：一氧化碳(CO)，水(H₂O)，至少一种含硫或卤代化合物，CO₂，氮气，氦气，NH₃，至少一种烃，O₂和氩气。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种杂质包括一氧化碳(CO)，并且浓度阈值在0.1ppm和10ppm之间，优选在0.1ppm和0.3ppm之间。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种杂质包括水(H₂O)，并且浓度阈值在1ppm和100ppm之间，优选在3ppm和7ppm之间。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述填充站(100)包括至少一个压缩部件(67，7)，所述压缩部件用于压缩供应到缓冲容器(1，2，3)或罐(8)的气态氢。

13.一种用于加压气态氢罐的填充站，包括设置成用于容纳加压气态氢的至少一个缓冲容器(1，2，3)、包括多个阀的流体回路(11，12，13，4，5，6)以及用于控制所述填充站(100)且特别用于控制至少一个阀的电子逻辑控制器(20)，所述回路(11，12，13，4，5，6)连接至所述至少一个缓冲容器(1，2，3)并包括第一端，所述第一端用于连接到至少一个气态氢源(14，15)以使得能够利用由所述至少一个源(14，15)供应的气体填充所述至少一个缓冲容器(1，2，3)，所述流体回路(11，12，13，4，5，6)包括第二端，该第二端包括用于可拆卸地连接至罐(8)以便从所述至少一个缓冲容器(1，2，3)利用具有低于给定浓度阈值的至少一个给定杂质浓度的气态氢填充所述罐(8)的填充管(6)，所述填充站(100)的特征在于，其包括用于在填充缓冲容器的过程中确定缓冲容器(1，2，3)中的氢气中的至少一种杂质的当前浓度的至少一个部件(9，10)，并且在于，所述电子逻辑控制器(20)适于：

-用于接收和/或计算由确定部件(9，10)确定的杂质的当前浓度，

-用于将所述杂质的当前浓度与预定浓度阈值相比较，并且当所述至少一种杂质的当前浓度达到所述浓度阈值时，停止填充所述缓冲容器(1，2，3)。

14.根据权利要求13所述的站，其特征在于，所述用于确定当前浓度的部件(9，10)包括至少一个氢气源(4，5)中的和/或填充站(100)的流体回路中的至少一个杂质浓度传感器，以及用于确定在填充缓冲容器的过程中实时输送到缓冲容器(1，2，3)内的气体量的至少一个部件(10)。

15.根据权利要求14所述的站，其特征在于，所述用于确定输送到缓冲容器内的气体量的部件包括以下至少一者：位于回路(11，12，13，4，5，6)中的流量计(10)和用于测量缓冲容器(1，2，3)中的压力的传感器。

Claims (15)

1.一种用于利用加压气态氢填充一填充站(100)的至少一个缓冲容器(1，2，3)的方法，所述填充站(100)包括至少一个缓冲容器(1，2，3)和连接到所述至少一个缓冲容器(1，2，3)的流体回路(11，12，13，4，5，6)，所述填充站(100)的回路(11，12，13，4，5，6)包括第一端，该第一端连接到至少一个气态氢源(14，15)以便能够利用来自源(14，15)的气体填充所述至少一个缓冲容器(1，2，3)，所述回路(11，12，13，4，5，6)包括配备有输送管(6)的第二端，该输送管用于可拆卸地连接至罐(8)以便从所述至少一个缓冲容器(1，2，3)利用具有低于给定浓度阈值的至少一个给定杂质浓度的气态氢填充所述罐(8)，所述方法的特征在于，该方法包括在填充缓冲容器的过程中确定缓冲容器(1，2，3)中的氢气中的至少一种杂质的当前浓度的步骤(9，10)，将所述当前杂质浓度与给定浓度阈值相比较的步骤，以及当所述至少一种杂质的当前浓度达到所述浓度阈值时，停止填充所述缓冲容器(1，2，3)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定至少一种杂质的当前浓度的步骤(9，10)包括通过传感器测量(9)至少一个氢气源(4，5)中和/或填充站(100)的流体回路中的杂质的浓度，和在填充缓冲容器的过程中确定(10)实时输送到缓冲容器(1，2，3)中的气体的量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在填充缓冲容器的过程中确定(10)实时输送到缓冲容器(1，2，3)中的气体的量包括以下至少一个：在填充缓冲容器的过程中，通过回路(11，12，13，4，5，6)中的流量计测量，以及测量缓冲容器(1，2，3)中的压力变化。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括存储在先前填充缓冲容器(1，2，3)的过程中确定的缓冲容器(1，2，3)中的杂质的残留当前浓度的步骤，并且在于在后续填充过程中确定缓冲容器(1，2，3)中的氢气中的至少一种杂质的当前浓度的步骤(9，10)，使在先前填充过程中确定的缓冲容器(1，2，3)中的杂质的残留浓度与在后续填充过程中添加到缓冲容器(1，2，3)的杂质浓度相加。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述填充站(100)包括填充有被加压到不同压力的气态氢的数个缓冲容器(1，2，3)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在填充之后，根据压力递增的顺序依次使用所述缓冲容器(1，2，3)从而经由相继的压力平衡填充罐(8)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个氢气源(14，15)包括以下至少一者：压力处于1.3barabs和200barabs之间的氢气网络(14)以及用于产生氢气的部件(15)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述用于产生氢气的部件(15)包括以下至少一者：电解槽，天然气重整器(“SMR”)，甲醇裂化装置，自热重整(“ATR”)装置和部分氧化(“POX”)装置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种杂质包括以下至少一者：一氧化碳(CO)，水(H₂O)，至少一种含硫或卤代化合物，CO₂，氮气，氦气，NH₃，至少一种烃，O₂和氩气。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种杂质包括一氧化碳(CO)，并且浓度阈值在0.1ppm和10ppm之间，优选在0.1ppm和0.3ppm之间。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种杂质包括水(H₂O)，并且浓度阈值在1ppm和100ppm之间，优选在3ppm和7ppm之间。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述填充站(100)包括至少一个压缩部件(67，7)，所述压缩部件用于压缩供应到缓冲容器(1，2，3)或罐(8)的气态氢。

13.一种用于加压气态氢罐的填充站，包括设置成用于容纳加压气态氢的至少一个缓冲容器(1，2，3)、包括多个阀的流体回路(11，12，13，4，5，6)以及用于控制所述填充站(100)且特别用于控制至少一个阀的电子逻辑控制器(20)，所述回路(11，12，13，4，5，6)连接至所述至少一个缓冲容器(1，2，3)并包括第一端，所述第一端用于连接到至少一个气态氢源(14，15)以使得能够利用由所述至少一个源(14，15)供应的气体填充所述至少一个缓冲容器(1，2，3)，所述流体回路(11，12，13，4，5，6)包括第二端，该第二端包括用于可拆卸地连接至罐(8)以便从所述至少一个缓冲容器(1，2，3)利用具有低于给定浓度阈值的至少一个给定杂质浓度的气态氢填充所述罐(8)的填充管(6)，所述填充站(100)的特征在于，其包括用于在填充缓冲容器的过程中确定缓冲容器(1，2，3)中的氢气中的至少一种杂质的当前浓度的至少一个部件(9，10)，并且在于，所述电子逻辑控制器(20)适于：

-用于接收和/或计算由确定部件(9，10)确定的杂质的当前浓度，

-用于将所述杂质的当前浓度与预定浓度阈值相比较，并且当所述至少一种杂质的当前浓度达到所述浓度阈值时，停止填充所述缓冲容器(1，2，3)。

14.根据权利要求13所述的站，其特征在于，所述用于确定当前浓度的部件(9，10)包括至少一个氢气源(4，5)中的和/或填充站(100)的流体回路中的至少一个杂质浓度传感器，以及用于确定在填充缓冲容器的过程中实时输送到缓冲容器(1，2，3)内的气体量的至少一个部件(10)。

15.根据权利要求14所述的站，其特征在于，所述用于确定输送到缓冲容器内的气体量的部件包括以下至少一者：位于回路(11，12，13，4，5，6)中的流量计(10)和用于测量缓冲容器(1，2，3)中的压力的传感器。