CN106051454A - 压缩机单元及气体供给装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够高效地利用电动马达的动力的压缩机单元及气体供给装置。气体供给装置具备压缩机单元和控制部，前述压缩机单元具备压缩部和驱动部，前述压缩部将氢气压缩并将压缩后的氢气向蓄压器储存，前述驱动部以电动马达为驱动源驱动压缩部，前述控制部控制电动马达。电动马达具有以下的输出特性：在基准速度以下的旋转区域即标准旋转区域中，相对于旋转速度的变化能够维持额定转矩，在比基准速度高的旋转区域即过速度区域中，随着电动马达的旋转速度变高，输出转矩从额定转矩减小。并且，在压缩部将氢气向蓄压器储存直到达到设定压力的储存过程的至少一部分中，控制部执行在过速度区域中使电动马达驱动的过速度运转控制。

Description

压缩机单元及气体供给装置
技术领域
本发明涉及压缩机单元及气体供给装置。
背景技术
以往，担心起因于在以汽油为燃料的车辆的废气中含有的二氧化碳及氮氧化物的地球变暖及大气污染。因此，代替以汽油为燃料的车辆，希望有不排出二氧化碳及氮氧化物的车辆。因此，近年来推进了下述车辆的开发：所述车辆为通过在燃料电池中使氢与空气中的氧反应来发电并使电动机驱动的车辆（燃料电池汽车）。
另外，若在燃料电池汽车中进行大体区分，则有从氢站补给氢的类型、和补给氢以外的燃料并用车载改质器制造氢的类型。但是，就二氧化碳的削减的效果等的观点而言，认为从氢站补给氢的类型更优越。
例如，在专利文献1中，公开了氢站的结构的一例。专利文献1的氢站具备低压段侧的压缩机、高压段侧的压缩机、和配置在低压段侧的压缩机与高压段侧的压缩机之间的中间蓄压器。在该氢站中，低压段侧的压缩机将从氢的供给源供给的氢压缩并向中间蓄压器供给。然后，中间蓄压器的氢被向高压段侧的压缩机供给，被高压段侧的压缩机进一步压缩的氢被供给至连接于车载氢罐的填充喷嘴，由此，氢经由填充喷嘴被填充至燃料电池汽车的车载氢罐中。
专利文献1：日本特开2013-15155号公报。
另外，在被用于氢站的压缩机的驱动压缩部的电动马达中，研究了借助定转矩控制被驱动的所谓定转矩马达的利用。定转矩马达的输出特性如图6（a）所示，在为既定的旋转速度（以下称作“基准速度”）以下的标准旋转区域中维持额定转矩。
这样，在作为氢站的压缩机的电动马达而使用具有上述输出特性的定转矩马达的情况下，有定转矩马达维持基准速度来驱动压缩部的方法。例如在低压段侧的压缩机采用该驱动方法的情况下，在该驱动方法中，随着中间蓄压器内的压力变高，从压缩部吐出的氢的压力（吐出压力）变高，随着吐出压力变高，定转矩马达需要的转矩变大。因此，如图6（b）所示，随着中间蓄压器内的压力变高，定转矩马达的动力变大。另外，在图6（b）中，当达到在中间蓄压器中充分储存了氢时的压力（设定压力）时，定转矩马达的动力达到上限值。
但是，如由图6（b）的阴影部分表示的那样，在上述驱动方法中，在中间蓄压器内的压力较低的情况下，即在压缩部的吐出压力较低的情况下，在定转矩马达的动力中有富余，没有充分发挥定转矩马达的性能。即，在基于压缩部的吐出压力而定转矩马达需要的转矩比额定转矩小的情况下，即使定转矩马达的旋转速度是基准速度，定转矩马达的动力也比其上限值小。此外，即使定转矩马达以额定转矩驱动，在定转矩马达的旋转速度小于基准速度的情况下，定转矩马达的动力也比其上限值小。这样，在定转矩马达的利用方法中，还有改善的余地。
发明内容
本发明的主要目的是高效地利用电动马达的动力。
解决该问题的压缩机单元具备压缩部、驱动部和控制部，前述压缩部将气体压缩，并将压缩后的气体储存到蓄压器中，前述驱动部以电动马达为驱动源，驱动前述压缩部，前述控制部控制前述电动马达，其特征在于，前述电动马达具有以下的输出特性：在基准速度以下的旋转区域即标准旋转区域中，相对于旋转速度的变化能够维持额定转矩，前述基准速度即为能够以前述额定转矩旋转的最高速度，在与前述标准旋转区域连续且比前述基准速度高的旋转区域即过速度区域中，随着前述电动马达的旋转速度变高，输出转矩从前述额定转矩减小，在前述压缩部将气体储存直到前述蓄压器内的压力达到既定压的储存过程的至少一部分中，前述控制部执行在前述过速度区域中使前述电动马达驱动的过速度运转控制。
根据本压缩机单元，使电动马达在过速度区域中驱动，所以在电动马达能够驱动的动力的范围内，与使电动马达以基准速度驱动的情况相比能够扩大使用的动力范围。例如，在蓄压器内的压力较低的状态下，与使电动马达以基准速度驱动的情况下的动力相比，使电动马达以过速度区域内的旋转速度驱动的情况下的动力变大。这样，以在使电动马达以基准速度驱动的情况下不能使用的大小的动力驱动电动马达，所以能够高效地利用电动马达的动力。
此外，在压缩机单元中，优选的是，前述控制部在前述过速度运转控制被执行的至少一部分的期间中，执行以下速度变更控制：随着前述蓄压器内的压力增大，使前述电动马达的旋转速度下降。
随着蓄压器内的压力增大，电动马达需要的转矩变大。这一点，根据本压缩机单元，在过速度运转控制被执行的至少一部分的期间中，随着蓄压器内的压力增大，使电动马达的旋转速度变低，所以即使蓄压器内的压力增大，也能够在电动马达能够驱动的动力的范围内使电动马达在过速度区域中驱动。因而，使电动马达在过速度区域中驱动的频率变高。
此外，在压缩机单元中，优选的是，前述控制部在执行前述速度变更控制之前，执行以下控制：以前述过速度区域中的最高速度驱动前述电动马达。
根据本压缩机单元，在能够维持电动马达的过速度区域中的最高速度的环境中使电动马达以其最高速度驱动，所以与使电动马达以小于过速度区域中的最高速度的速度驱动的情况相比，电动马达的动力变大，并且能够缩短储存过程的时间。
此外，在压缩机单元中，优选的是，若前述蓄压器内的压力达到阈值以上，则前述控制部从前述过速度运转控制切换为以下低速运转控制：以比前述基准速度低的速度使前述电动马达驱动。
根据本压缩机单元，即使是作为电动马达而使用动力较小的马达的情况，也能够确保与动力较大的马达同等的处理量。此外，通过使用动力较小的马达，能够实现压缩机单元的小型化及低成本化。另外，驱动压缩部的电动马达的驱动所需要的转矩随着蓄压器内的压力的增大而增大。这里的阈值，是指电动马达的驱动所需要的转矩达到电动马达的额定转矩时的蓄压器内的压力。
此外，在压缩机单元中，优选的是，前述控制部在前述储存过程的全期间中执行前述过速度运转控制。
根据本压缩机单元，与使电动马达以基准速度驱动的情况相比，电动马达的旋转速度变高，所以如果蓄压器内的压力相同，则与使电动马达以基准速度驱动的情况相比，动力变大，并且能够缩短储存过程的时间。
解决该问题的气体供给装置对向罐搭载装置填充气体的填充设备进行前述气体的供给，其特征在于，具备上述压缩机单元和储存从前述压缩机单元吐出的气体的前述蓄压器。
根据本气体供给装置，能够得到与上述压缩机单元的效果相同的效果。
此外，在气体供给装置中，优选的是，具备预冷却系统，前述预冷却系统对即将从前述蓄压器向前述填充设备流入或流入之后的气体冷却。
根据上述发明，能够高效地利用电动马达的动力。
附图说明
图1是表示具备第1实施方式的压缩机单元的氢站的结构的示意图。
图2是关于压缩机单元的电动马达表示转矩与旋转速度的关系的曲线图。
图3是关于压缩机单元的电动马达表示旋转速度、蓄压器内的压力与动力的关系的曲线图。
图4是表示压缩机单元执行的运转控制的处理次序的流程图。
图5是关于第2实施方式的压缩机单元的电动马达表示旋转速度、蓄压器内的压力与动力的关系的曲线图。
图6关于以往的压缩机的使压缩部驱动的电动马达、（a）是表示转矩与旋转速度的关系的曲线图，（b）是表示中间蓄压器内的压力与动力的关系的曲线图。
具体实施方式
（第1实施方式）
参照附图对具备压缩机单元的气体供给装置的第1实施方式进行说明。图1表示具备气体供给装置10的氢站1的结构。另外，在以下的使用图2～图4的说明中，带有附图标记的氢站1的各结构要素表示图1的氢站1的各结构要素。
如图1所示，氢站1是作为罐搭载装置向作为例如燃料电池汽车的车辆100填充氢气的设备。氢站1具备作为用来向车辆100填充氢气的填充设备的一例的分配器2、和用来向分配器2供给氢气的气体供给装置10。
气体供给装置10构成为，压缩机单元30、气体冷却部11及蓄压器单元40被气体流路20连接，氢气能够流通于各设备。此外，气体供给装置10具备将流入到分配器2中的氢气冷却的预冷却系统50。气体流路20具有压缩机单元30向蓄压器单元40供给氢气的第1流路21、和从蓄压器单元40向分配器2供给氢气的第2流路22。
对于压缩机单元30，从未图示的氢罐供给低压（例如0.6MPa）的氢气。压缩机单元30具备压缩部31和驱动部32，前述压缩部31具有压力缸及活塞（都省略图示）的压缩部31，前述驱动部32具有构成压缩部31的活塞的驱动源的电动马达33、以及使电动马达33的旋转减速并向活塞传递的作为减速机的传动轮机构。压缩机单元30通过活塞借助电动马达33的旋转在压力缸内往复驱动，将压力缸内的氢气压缩，通过第1流路21向气体冷却部11吐出。另外，在本实施方式中，压缩部31进行5段压缩作用。
气体冷却部11将被压缩机单元30压缩而成为高温的氢气冷却。气体冷却部11使氢气流通至例如冷却水流通的微通道式热交换器中，由此在氢气与冷却水之间进行热交换。
被气体冷却部11冷却后的氢气通过第1流路21被供给至蓄压器单元40。蓄压器单元40具备储存氢气的4个蓄压器41～44。在蓄压器41上，分支连接着第1流路21。在分支的第1流路21上，从氢气的流通方向的上游侧朝下游侧设有止回阀45、流入侧开闭阀41A及压力传感器41C。
此外，蓄压器单元40能够将储存在各蓄压器41～44中的氢气通过第2流路22向分配器2供给。在分支的第1流路21上的压力传感器41C与流入侧开闭阀41A之间，分支连接着第2流路22。在分支的第2流路22上，从氢气的流通方向的上游侧朝下游侧设有流出侧开闭阀41B及止回阀45。另外，关于蓄压器42～44也一样，在各自的分支的第1流路21上设有止回阀45、流入侧开闭阀42A、43A、44A及压力传感器42C、43C、44C，在各自的分支的第2流路22上设有流出侧开闭阀42B、43B、44B及止回阀45。
预冷却系统50是将从蓄压器单元40通过第2流路22供给到分配器2中的氢气冷却的装置。预冷却系统50具备用来在被供给到分配器2中的氢气与盐水之间进行热交换的盐水回路51、和在流通于盐水回路51的盐水与制冷剂之间进行热交换的冷冻机55。盐水回路51借助用来使盐水流路52内的盐水循环的盐水泵53使盐水在预冷却热交换器54中流通，由此在该盐水与氢气之间进行热交换。然后，将被与氢气的热交换加热的盐水借助冷冻机55的制冷剂冷却。冷冻机55由下述的所谓的热泵循环构成：在因与盐水热交换而蒸发的制冷剂被压缩机压缩并被风扇空冷而冷凝后，被膨胀阀膨胀而再次与盐水热交换。
在这样的结构的氢站1中，首先，将被压缩机单元30压缩了的氢气在被气体冷却部11冷却了的状态下储存于蓄压器41～44。
然后，当车辆100被运入到氢站1中而向车辆100填充氢气时，基于既定的控制程序从蓄压器41～44的某一个向分配器2供给氢气，并且，分配器2按照既定的填充规程向车辆100填充氢气。
此外，气体供给装置10具备控制氢气的流通的控制部60。控制部60由CPU、ROM、RAM等构成，基于存储在ROM或RAM中的控制程序，控制压缩机单元30的电动马达33、蓄压器单元40的流入侧开闭阀41A～44A、流出侧开闭阀41B～44B、预冷却系统50的盐水泵53及冷冻机55的动作。此外，在控制部60中，作为压力信号而被输入压力传感器41C～44C检测出的分支的第1流路21内的氢气的检测压力。分支的第1流路21内的氢气的压力与连接在该分支的第1流路21上的蓄压器41～44内的氢气的压力大致相等。因此，控制部60将压力传感器41C～44C检测出的分支的第1流路21内的氢气的检测压力作为蓄压器41～44内的氢气的检测压力进行处理。
控制部60执行下述气体供给控制：控制从压缩机单元30向蓄压器单元40的氢气的供给及从蓄压器单元40向分配器2的氢气的供给。气体供给控制包括流通控制和运转控制，前述流通控制基于分配器2的填充规程及压力传感器41C～44C的检测压力，控制蓄压器单元40的流入侧开闭阀41A～44A及流出侧开闭阀41B～44B的动作，前述运转控制基于压力传感器41C～44C的检测压力，控制电动马达33的驱动。
在本实施方式的流通控制中，当通过分配器2开始向车辆100供给氢气时，基于分配器2的填充规程，控制部60将与蓄压器41～44中的两个蓄压器41、42对应的流出侧开闭阀41B、42B开阀，将氢气向分配器2供给。此时，蓄压器41～44的流入侧开闭阀41A～44A闭阀。另一方面，当随着从蓄压器41、42供给氢气而蓄压器41、42内的压力下降、其压力变成既定值以下时，控制部60将流出侧开闭阀41B、42B闭阀，将蓄压器43的流出侧开闭阀43B开阀。由此，来自蓄压器41、42的氢气向分配器2的供给停止，并且储存在蓄压器43中的氢气向分配器2的供给开始。然后，当随着从蓄压器43供给氢气而蓄压器43内的压力下降、其压力变成既定值以下时，控制部60将流出侧开闭阀43B闭阀，将蓄压器44的流出侧开闭阀44B开阀。由此，来自蓄压器43的氢气向分配器2的供给停止，并且储存在蓄压器44中的氢气向分配器2的供给开始。
另一方面，在流通控制中，在从分配器2向车辆100的氢气的供给结束后，在蓄压器41～44内的压力（检测压力）变成既定值以下的情况下，控制部60将流入侧开闭阀41A～44A开阀，并驱动压缩机单元30，将压缩后的氢气向蓄压器41～44供给。运转控制对在该向蓄压器41～44供给氢气时的压缩机单元30的电动马达33的驱动进行控制。以下，对运转控制的详细情况进行说明。
电动马达33使用借助定转矩控制进行控制的所谓定转矩马达。此外，本实施方式的电动马达33使用与图6所示的以往的动力较大的电动马达相比动力较小的马达。
如图2的实线的曲线图所示，电动马达33作为输出特性，在基准速度BN以下的旋转区域即标准旋转区域SR中，相对于旋转速度的变化能够维持额定转矩，前述基准速度BN即为在额定转矩下能够旋转的最高速度。此外，电动马达33作为输出特性，在与标准旋转区域SR连续并比基准速度BN高的旋转区域即过速度区域PR中，随着旋转速度变高，输出转矩（在电动马达33的动力达到上限的值即第1上限值的状态下电动马达33能够输出的最大转矩）下降。
此外，电动马达33的额定转矩比以往的电动马达的额定转矩（图2的双点划线）小。此外，电动马达33的过速度区域PR中的转矩比以往的电动马达的过速度区域中的转矩（图2的单点划线）小。另一方面，电动马达33的标准旋转区域SR、基准速度BN、过速度区域PR与以往的电动马达的标准旋转区域、基准速度、过速度区域相同。
在这样的输出特性的电动马达33中，控制部60在运转控制中，为了有效利用动力而控制电动马达33，使得电动马达33的动力被维持为第1上限值的频率变高。
接着，使用图3的曲线图对上述的电动马达33的控制进行说明。
另外，在以下的说明中，对下述情况进行说明：压缩机单元30从在蓄压器41中没有储存氢气的状态起供给氢气直到蓄压器41达到储存上限的状态。此外，将蓄压器41达到储存上限的蓄压器41内的压力（既定压）称作设定压力PC。
当蓄压器41内的压力较低时，电动马达33需要的转矩较小。因此，在电动马达33的动力小于第1上限值的范围内，控制部60执行将电动马达33的旋转速度在过速度区域PR中驱动的过速度运转控制。在图3的曲线图中，在压缩部31将蓄压器41内的压力达到设定压力PC之前的氢气进行储存的储存过程中，控制部60能够在作为该储存过程的一部分的、蓄压器41内的压力小于作为阈值的第2压力P2的范围内执行过速度运转控制。其中，阈值是指电动马达33的驱动所需要的转矩达到电动马达33的额定转矩时的蓄压器41内的压力。
特别地，在蓄压器41内的压力小于第2压力P2的范围内的更低压的区域中，在电动马达33的动力为第1上限值以下的范围内，控制部60能够以最高的旋转速度使电动马达33驱动。即，控制部60执行以过速度区域PR中的最高速度Nmax使电动马达33驱动的最高速度维持控制。在图3的曲线图中，控制部60能够在蓄压器41内的压力为第1压力P1（P1<P2）以下的范围内执行最高速度维持控制。
此外，如图3的曲线图所示，在蓄压器41内的压力比第1压力P1大且小于第2压力P2的范围内，控制部60执行下述速度变更控制：随着蓄压器41内的压力的上升，使电动马达33的旋转速度下降，使动力维持为第1上限值。这样，过速度运转控制包括最高速度维持控制及速度变更控制。
此外，如图3的曲线图所示，当蓄压器41内的压力为第2压力P2时，控制部60执行下述通常运转控制：所述通常运转控制是与图6所示的动力较大的以往的电动马达相同的控制，控制电动马达33，使得电动马达33的旋转速度达到基准速度BN。
并且，如图3的曲线图所示，当蓄压器41内的压力变得比第2压力P2大时，控制部60执行以比基准速度BN低的旋转速度使电动马达33驱动的低速运转控制。本实施方式的低速运转控制在将电动马达33的动力维持为第1上限值的同时，随着蓄压器41内的压力增大而使电动马达33的旋转速度下降。该低速运转控制在蓄压器41内的压力为从第2压力P2到设定压力PC的范围内执行。另外，上述那样的电动马达33的控制在向蓄压器42～44供给氢气时也一样。
并且，控制部60按照图4所示的运转控制的流程图执行上述那样的运转控制的切换。另外，运转控制在向蓄压器41～44供给氢气的期间范围内被反复执行。在以下的说明中，对向蓄压器41供给氢气的实施方式进行说明，但关于蓄压器42～44运转控制也根据相同的处理次序被执行。
首先，控制部60在步骤S11中判定电动马达33是否能够在过速度区域PR中驱动。即，步骤S11判定控制部60是否能够执行过速度运转控制。该判定基于例如蓄压器41内的压力（检测压力）是否小于第2压力P2来进行。详细地讲，当检测压力为第2压力P2以上时，控制部60判定电动马达33不能在过速度区域PR中驱动，当检测压力小于第2压力P2时，控制部60判定电动马达33能够在过速度区域PR中驱动。
这里，控制部60在判定出电动马达33能够在过速度区域PR中驱动时（步骤S11：YES），即在判定出能够执行过速度运转控制时，在步骤S12中判定电动马达33是否能够以过速度区域PR中的最高速度Nmax驱动。该判定基于例如蓄压器41内的压力（检测压力）是否为第1压力P1以下来进行。详细地讲，当检测压力比第1压力P1大时，控制部60判定电动马达33不能以最高速度Nmax驱动，当检测压力为第1压力P1以下时，控制部60判定电动马达33能够以最高速度Nmax驱动。
然后，控制部60在判定出电动马达33能够以最高速度Nmax驱动时（步骤S12：YES），在步骤S22中执行最高速度维持控制。另一方面，控制部60在判定出电动马达33不能以最高速度Nmax驱动时（步骤S12：NO），在步骤S21中执行速度变更控制。
此外，控制部60在步骤S11中判定出电动马达33不能在过速度区域PR中驱动时（步骤S11：NO），即在判定出不能执行过速度运转控制时，在步骤S13中判定电动马达33是否能够维持基准速度BN。
这里，控制部60在判定出电动马达33能够维持基准速度BN时（步骤S13：YES），在步骤S23中执行通常运转控制。另一方面，控制部60在判定出电动马达33不能维持基准速度BN时（步骤S13：NO），在步骤S24中执行低速运转控制。
接着，使用图3对本实施方式的气体供给装置10的作用效果进行说明。
压缩机单元30将氢气压缩并向蓄压器41吐出的处理量与电动马达33的旋转速度成比例。即，随着电动马达33的旋转速度变高，压缩机单元30的氢气的处理量增加。
在蓄压器41内的压力小于第2压力P2时，即在蓄压器41内的压力较低的状态下，控制部60执行过速度运转控制，所以电动马达33以比基准速度BN高的旋转速度驱动。因此，压缩机单元30的氢气的处理量变得比电动马达33为基准速度BN时的处理量多。因此，如由图3的左侧的阴影部分表示的那样，在蓄压器41内的压力较低的状态下，与如以往的电动马达那样以基准速度进行恒定旋转的情况相比，氢气的处理量变多。
特别地，在蓄压器41内的压力为第1压力P1以下时，控制部60执行最高速度维持控制，由此电动马达33以过速度区域PR中的最高速度Nmax持续驱动，所以压缩机单元30的氢气的处理量变得更多。
并且，在蓄压器41内的压力比第1压力P1大且小于第2压力P2的范围内，控制部60执行速度变更控制，因此电动马达33以下述方式驱动：电动马达33的旋转速度在动力能够维持为第1上限值的范围内达到最高。因此，在电动马达33的动力的范围内，压缩机单元30的氢气的处理量达到上限值。
此外，在蓄压器41内的压力为第2压力P2的情况下，控制部60执行通常运转控制，所以电动马达33以基准速度BN驱动。
另一方面，在蓄压器41内的压力比第2压力P2大的情况下，作为电动马达33的动力能够维持为额定转矩的旋转速度，处于比基准速度BN低的范围，所以控制部60执行低速运转控制。因此，在蓄压器41内的压力比第2压力P2大的情况下，压缩机单元30的氢气的处理量与使用以往的动力较大的电动马达的情况相比变少。
但是，在本实施方式中，被设定为，蓄压器41内的压力小于第2压力P2时的氢气的处理量的增加量（图3的左侧的阴影部分的面积）与蓄压器41内的压力比第2压力P2大的范围内的氢气的处理量的减少量（图3的右侧的阴影部分的面积）大致相等。因此，借助压缩机单元30储存氢气直到蓄压器41内的压力达到设定压力PC为止的时间与使用以往的动力较大的电动马达的情况大致相等。另外，以上对蓄压器41的作用效果进行了说明，但对于蓄压器42～44也有相同的作用效果。
这样，即使电动马达33的动力比以往的电动马达的动力小，也抑制氢气的处理量变少的情况。因而，电动马达33能够比以往的电动马达小型化，所以能够实现气体供给装置10的小型化。除此以外，借助电动马达33的小型化，材料费降低，所以能够比以往的电动马达更低价地制造电动马达33。因而，能够实现气体供给装置10的成本降低。
根据本实施方式的气体供给装置10，能够得到以下所示的效果。
（1）控制部60在蓄压器41内的压力小于第2压力P2的范围内执行过速度运转控制。由此，与使电动马达33以基准速度BN进行恒定驱动的情况相比，使电动马达33在过速度区域PR中驱动，所以电动马达33的动力变大。即，与使电动马达33以基准速度BN进行恒定驱动来供给氢气直到蓄压器41内的压力达到设定压力PC的情况相比，在电动马达33能够驱动的动力的范围内，能够扩大电动马达33使用的动力范围。因此，能够将电动马达33的动力高效地利用。另外，在压缩机单元30向蓄压器42～44供给氢气时，也能够得到相同的效果。
（2）随着蓄压器41的压力增大，电动马达33需要的转矩变大。因此，控制部60在蓄压器41内的压力比第1压力P1大且小于第2压力P2的范围内，执行速度变更控制。由此，在能够执行过速度运转控制的期间中，随着蓄压器41内的压力增大，使电动马达33的旋转速度降低，所以即使蓄压器41内的压力增大，也能够在电动马达33能够驱动的动力的范围内使电动马达33在过速度区域PR中驱动。因而，使电动马达33在过速度区域PR中驱动的频率变高。另外，在压缩机单元30向蓄压器42～44供给氢气时，也能够得到相同的效果。
（3）控制部60在蓄压器41内的压力为第1压力P1以下的范围内，执行最高速度维持控制。由此，在能够维持电动马达33的过速度区域PR中的最高速度Nmax的环境中使电动马达33以其最高速度Nmax驱动，所以与使电动马达33以小于过速度区域PR中的最高速度Nmax的速度驱动的情况相比，能够更迅速地将氢气供给到蓄压器41内。因而，能够缩短储存过程的时间。另外，在压缩机单元30向蓄压器42～44供给氢气时，也能够得到相同的效果。
（4）控制部60在蓄压器41内的压力比第2压力P2大的情况下，执行低速运转控制。由此，即使是作为电动马达33而使用动力较小的马达的情况，也能够确保与动力较大的马达同等的处理量。此外，通过使用动力较小的马达，能够实现压缩机单元30的小型化及低成本化。另外，在压缩机单元30向蓄压器42～44供给氢气时，也能够得到相同的效果。
（第2实施方式）
参照图5对第2实施方式的气体供给装置10的结构进行说明。本实施方式的气体供给装置10是使用以往的同样的动力较大的电动马达的情况，使该电动马达在过速度区域PR中驱动，由此缩短使氢气储存到蓄压器41～44内的储存过程的时间。
另外，在第2实施方式的气体供给装置10中，对于与第1实施方式的气体供给装置10的结构共通的结构要素，使用共通的附图标记，将其说明的一部分或全部省略。此外，在使用图5的说明中，带有附图标记的气体供给装置10的各结构要素表示图1的气体供给装置10的各结构要素。
本实施方式的气体供给装置10的电动马达33的动力的上限值即第2上限值比第1实施方式的电动马达33的动力的上限值即第1上限值大，与以往的电动马达的动力的上限值相等。因此，本实施方式的电动马达33的过速度区域PR中的转矩比第1实施方式的电动马达33的过速度区域PR中的转矩大。另一方面，本实施方式的电动马达33的标准旋转区域SR、基准速度BN、过速度区域PR与第1实施方式的电动马达33的标准旋转区域SR、基准速度BN、过速度区域PR相同。
如图5所示，本实施方式的电动马达33的动力的第2上限值与以往的电动马达的动力的上限值相等，所以在压缩部31将氢气储存直到蓄压器41内的压力达到设定压力PC的储存过程的全期间中，控制部60执行过速度运转控制。另外，控制部60在蓄压器41内的压力达到设定压力PC时，将电动马达33的驱动停止。
在蓄压器41内的压力为比第1压力P1大且小于第2压力P2的第3压力P3时，电动马达33的动力达到第2上限值。因此，控制部60在蓄压器41内的压力为第3压力P3以下的范围内执行最高速度维持控制。
并且，当蓄压器41内的压力比第3压力P3大时，控制部60执行速度变更控制。因此，电动马达33以下述方式驱动驱动：电动马达33的旋转速度在电动马达33的动力能够维持为第2上限值的范围内达到最高。因此，在电动马达33的动力的容许范围内，压缩机单元30的氢气的处理量达到上限值。
这样，在压缩机单元30驱动的全期间中，电动马达33的旋转速度比基准速度BN高的状态被维持，所以由压缩机单元30进行的氢气的处理量变得比使用与以往相同的动力的电动马达的情况多。因而，能够将蓄压器41内的压力达到设定压力PC的时间缩短。
根据本实施方式的气体供给装置10，除了第1实施方式的（1）～（4）的效果以外，还能够得到以下的效果。
（5）控制部60在压缩机单元30驱动的全期间中执行过速度运转控制。由此，与假定在压缩机单元30驱动的全期间中使电动马达33以基准速度BN驱动的情况相比，电动马达33的旋转速度变高，所以如果蓄压器41内的压力相同，则与使电动马达33以基准速度BN驱动的情况相比动力变大，并且能够将储存过程的时间缩短。另外，在压缩机单元30向蓄压器42～44供给氢气时，也能够得到相同的效果。
上述各实施方式也可以变更为以下所示的其他的实施方式。
在上述各实施方式中，控制部60也可以不执行最高速度维持控制。即，在控制部60能够执行最高速度维持控制的蓄压器41～44内的压力的范围内，电动马达33也可以以小于过速度区域PR中的最高速度Nmax的旋转速度驱动。另外，在此情况下，电动马达33的旋转速度优选为基准速度BN以上。
在上述各实施方式的速度变更控制中，也可以将电动马达33以小于上限值（第1上限值或第2上限值）的动力驱动。在此情况下，电动马达33的旋转速度变得比电动马达33的动力为上限值时的旋转速度低。另外，在此情况下，电动马达33的旋转速度优选为基准速度BN以上。
在上述第1实施方式中，也可以将通常运转控制省略，在蓄压器41～44内的压力达到第2压力P2以上时执行低速运转控制。
在上述第1实施方式的低速运转控制中，也可以将电动马达33以小于第1上限值的动力驱动。在此情况下，电动马达33的旋转速度变得比电动马达33的动力为第1上限值时的旋转速度低。另外，电动马达33的旋转速度优选为下述那样的旋转速度：相对于蓄压器41～44内的压力小于第2压力P2时的氢气的处理量的增加量（图3的左侧的阴影部分），在蓄压器41～44内的压力比第2压力P2大的范围内的氢气的处理量的减少量（图3的右侧的阴影部分）不会过度地变大。
在上述第2实施方式中，控制部60也可以仅在蓄压器41～44内的压力较高的范围内、或仅在蓄压器41～44内的压力较低的范围内执行过速度运转控制。总之，控制部60也可以仅在蓄压器41～44内的压力范围中的一部分范围内执行过速度运转控制。
在上述各实施方式的压缩机单元30中，压缩部31也可以是2～4段压缩或6段压缩以上。
在上述各实施方式的气体供给装置10中，蓄压器的个数也可以是1个～3个或5个以上。
在上述各实施方式的气体供给装置10中，也可以是下述结构：代替控制部60，压缩机单元30具备控制压缩机单元30的电动马达33的专用的控制部。
在上述各实施方式的气体供给装置10中，也可以是下述结构：预冷却系统50对即将向分配器2流入的氢气进行冷却。
上述各实施方式的气体供给装置10也可以被用于向车辆100以外的罐搭载装置的氢气的填充。此外，气体供给装置10也可以被用于氢气以外的气体的供给。
附图标记说明
2 分配器（填充设备）；10 气体供给装置；30 压缩机单元；31 压缩部；32 驱动部；33 电动马达；41～44 蓄压器；50 预冷却系统；60 控制部；100 车辆（罐搭载装置）；BN 基准速度；SR 标准旋转区域；PR 过速度区域；Nmax 最高速度；CP 设定压力（既定压）。

Claims (7)

1. 一种压缩机单元，具备压缩部、驱动部和控制部，前述压缩部将气体压缩，并将压缩后的气体储存到蓄压器中，前述驱动部以电动马达为驱动源，驱动前述压缩部，前述控制部控制前述电动马达，其特征在于，
前述电动马达具有以下的输出特性：在基准速度以下的旋转区域即标准旋转区域中，相对于旋转速度的变化能够维持额定转矩，前述基准速度即为能够以前述额定转矩旋转的最高速度，在与前述标准旋转区域连续且比前述基准速度高的旋转区域即过速度区域中，随着前述电动马达的旋转速度变高，输出转矩从前述额定转矩减小，
在前述压缩部将气体储存直到前述蓄压器内的压力达到既定压的储存过程的至少一部分中，前述控制部执行在前述过速度区域中使前述电动马达驱动的过速度运转控制。
2. 如权利要求1所述的压缩机单元，其特征在于，
前述控制部在前述过速度运转控制被执行的至少一部分的期间中，执行以下速度变更控制：随着前述蓄压器内的压力增大，使前述电动马达的旋转速度下降。
3. 如权利要求2所述的压缩机单元，其特征在于，
前述控制部在执行前述速度变更控制之前，执行以下控制：以前述过速度区域中的最高速度驱动前述电动马达。
4. 如权利要求1～3中任一项所述的压缩机单元，其特征在于，
若前述蓄压器内的压力达到阈值以上，则前述控制部从前述过速度运转控制切换为以下低速运转控制：以比前述基准速度低的速度使前述电动马达驱动。
5. 如权利要求1～3中任一项所述的压缩机单元，其特征在于，
前述控制部在前述储存过程的全期间中执行前述过速度运转控制。
6. 一种气体供给装置，前述气体供给装置对向罐搭载装置填充气体的填充设备进行前述气体的供给，其特征在于，
具备权利要求1～5中任一项所述的压缩机单元和储存从前述压缩机单元吐出的气体的前述蓄压器。
7. 如权利要求6所述的气体供给装置，其特征在于，
还具备预冷却系统，前述预冷却系统对即将从前述蓄压器向前述填充设备流入或流入之后的气体冷却。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108980603A (zh) * 2017-06-01 2018-12-11 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 阀、储存设备和充注站
CN110167837A (zh) * 2017-01-02 2019-08-23 三星重工业有限公司 燃料气体供应系统
CN110506153A (zh) * 2017-04-19 2019-11-26 株式会社神户制钢所 压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法
CN112204295A (zh) * 2018-06-07 2021-01-08 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 用于用加压气体填充一个或多个罐的设备和方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017145769A1 (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 株式会社日立プラントメカニクス 高圧水素の膨張タービン・コンプレッサ式充填システム及びその制御方法
DE102016005220A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Hochdruckspeichertanks
FR3067095B1 (fr) * 2017-06-01 2020-08-14 L'air Liquide Sa Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Robinet, stockage et station de remplissage
DK179886B1 (en) * 2018-03-07 2019-08-27 Nel Hydrogen A/S A HYDROGEN REFUELING STATION AND A METHOD FOR CONTROLLING THE HYDROGEN REFUELING STATION
JP7022677B2 (ja) * 2018-12-14 2022-02-18 株式会社神戸製鋼所 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法
JP7214613B2 (ja) * 2019-12-03 2023-01-30 株式会社神戸製鋼所 圧縮システムの制御方法、圧縮システム及び水素ステーション
US11493175B2 (en) * 2019-12-31 2022-11-08 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
DE102020100296A1 (de) * 2020-01-09 2021-07-15 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Kompressorsystem und Verfahren zum Betreiben eines Kompressorsystems in Abhängigkeit des Druckluftbedarfs eines Betriebszustands des Fahrzeugs
DE102022000752A1 (de) * 2022-03-03 2023-09-07 Messer Se & Co. Kgaa Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit komprimierten gasförmigem Wasserstoff
KR102599749B1 (ko) * 2023-04-05 2023-11-09 (주) 지티씨 수소 충전소에 마련되는 수소 충전 장치

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035516A (ja) * 1999-05-20 2001-02-09 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
DE10047940A1 (de) * 2000-06-02 2001-12-13 Hitachi Ltd Schraubenkompressionsvorrichtung und Verfahren zu deren Betriebssteuerung
JP2004152679A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの制御装置
JP2004263631A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Kobe Steel Ltd スクリュ圧縮機およびその運転方法
US20040265134A1 (en) * 2003-06-24 2004-12-30 Hitachi Koki Co., Ltd. Air compressor and control method therefor
EP1596122A2 (fr) * 2004-05-14 2005-11-16 Alstom Transport S.A. Installation pour la fourniture de combustible gazeux pour la propulsion d'un navire de transport de gaz liquéfié.
JP2006017041A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Kobe Steel Ltd 回転式圧縮機
JP2007234311A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
CN101105175A (zh) * 2006-07-11 2008-01-16 株式会社日立产机系统 压缩空气制造设备
CN101828290A (zh) * 2007-10-16 2010-09-08 丰田自动车株式会社 燃料电池系统及压缩机的转速控制方法
CN102047484A (zh) * 2008-06-10 2011-05-04 丰田自动车株式会社 燃料电池系统
US20130088213A1 (en) * 2011-10-05 2013-04-11 Veris Industries, Llc Current switch with automatic calibration
CN103161728A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 丹佛斯商用压缩机有限公司 变速涡旋式制冷压缩机
CN103492785A (zh) * 2011-04-26 2014-01-01 株式会社神户制钢所 氢站
DE102012224052A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erfassung eines Verdichterpumpens eines elektrisch angetriebenen Verdichters und Brennstoffzellensystem mit einem elektrisch angetriebenen Verdichter und einem Regelgerät zum Durchführen des Verfahrens
JP2014139425A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Toyota Motor Corp 内燃機関

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5549996A (en) * 1978-10-06 1980-04-11 Fanuc Ltd Motor drive system using pulse width modulation inverter
US4713596A (en) * 1985-07-10 1987-12-15 General Electric Company Induction motor drive system
US6605912B1 (en) * 1998-06-25 2003-08-12 Delphi Technologies, Inc. Method for controlling a permanent magnet motor
US20060130504A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Agrawal Nityanand J Method and apparatus for control of a variable speed compressor
JP4719881B2 (ja) 2006-02-28 2011-07-06 株式会社日立産機システム 圧縮機
JP5489573B2 (ja) * 2009-07-30 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 ガス充填システム及びガス充填装置
JP5756356B2 (ja) * 2011-06-30 2015-07-29 株式会社神戸製鋼所 水素ステーション
JP5839546B2 (ja) * 2011-06-30 2016-01-06 株式会社神戸製鋼所 水素ステーション
JP5746962B2 (ja) 2011-12-20 2015-07-08 株式会社神戸製鋼所 ガス供給方法およびガス供給装置
JP2013231396A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Anest Iwata Corp 圧縮気体供給ユニット
DE102013003513A1 (de) * 2013-03-04 2014-09-04 Wabco Gmbh Verdichteranordnung zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage, Druckluftversorgungsanlage und Druckluftversorgungssystem sowie Fahrzeug mit einer solchen Druckluftversorgungsanlage

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035516A (ja) * 1999-05-20 2001-02-09 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
DE10047940A1 (de) * 2000-06-02 2001-12-13 Hitachi Ltd Schraubenkompressionsvorrichtung und Verfahren zu deren Betriebssteuerung
JP2004152679A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの制御装置
JP2004263631A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Kobe Steel Ltd スクリュ圧縮機およびその運転方法
US20040265134A1 (en) * 2003-06-24 2004-12-30 Hitachi Koki Co., Ltd. Air compressor and control method therefor
EP1596122A2 (fr) * 2004-05-14 2005-11-16 Alstom Transport S.A. Installation pour la fourniture de combustible gazeux pour la propulsion d'un navire de transport de gaz liquéfié.
JP2006017041A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Kobe Steel Ltd 回転式圧縮機
JP2007234311A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
CN101105175A (zh) * 2006-07-11 2008-01-16 株式会社日立产机系统 压缩空气制造设备
CN101828290A (zh) * 2007-10-16 2010-09-08 丰田自动车株式会社 燃料电池系统及压缩机的转速控制方法
CN102047484A (zh) * 2008-06-10 2011-05-04 丰田自动车株式会社 燃料电池系统
CN103492785A (zh) * 2011-04-26 2014-01-01 株式会社神户制钢所 氢站
US20130088213A1 (en) * 2011-10-05 2013-04-11 Veris Industries, Llc Current switch with automatic calibration
CN103161728A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 丹佛斯商用压缩机有限公司 变速涡旋式制冷压缩机
DE102012224052A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erfassung eines Verdichterpumpens eines elektrisch angetriebenen Verdichters und Brennstoffzellensystem mit einem elektrisch angetriebenen Verdichter und einem Regelgerät zum Durchführen des Verfahrens
JP2014139425A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Toyota Motor Corp 内燃機関

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110167837A (zh) * 2017-01-02 2019-08-23 三星重工业有限公司 燃料气体供应系统
CN110167837B (zh) * 2017-01-02 2021-12-24 三星重工业有限公司 燃料气体供应系统
CN110506153A (zh) * 2017-04-19 2019-11-26 株式会社神户制钢所 压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法
CN110506153B (zh) * 2017-04-19 2022-03-11 株式会社神户制钢所 压缩空气储能发电装置及压缩空气储能发电方法
CN108980603A (zh) * 2017-06-01 2018-12-11 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 阀、储存设备和充注站
CN112204295A (zh) * 2018-06-07 2021-01-08 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 用于用加压气体填充一个或多个罐的设备和方法
CN112204295B (zh) * 2018-06-07 2023-03-10 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 用于用加压气体填充一个或多个罐的设备和方法

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