CN113375043A - 填充装置 - Google Patents

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CN113375043A CN202110256101.5A CN202110256101A CN113375043A CN 113375043 A CN113375043 A CN 113375043A CN 202110256101 A CN202110256101 A CN 202110256101A CN 113375043 A CN113375043 A CN 113375043A
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pressure
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Tatsuno Corp
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Abstract

本发明的目的是提供一种能够在加氢期间尽可能长时间地使用单个储氢容器并将流量调节阀的开度保持在预定范围内的加氢装置。[解决方案]根据本发明的填充装置(100)包括多个储氢容器(20：例如氢气瓶或储氢罐)、连接填充软管(8)和储氢容器(20)的管(1)、插置在管(1)中的流量调节阀(3：流量控制阀)以及控制单元(10)，所述控制单元(10)具有功能：调节用于将与所述填充软管(8)连通的所述储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值和调节所述流量调节阀(3)的阀开度。

Description

填充装置
技术领域
本发明涉及一种用于填充燃气(如氢气)的填充装置。
背景技术
近年来，随着配备燃料电池的车辆(燃料电池车辆：FCV)的发展和普及，增加氢站的数量变得重要(例如见公开公告第2000-166635号日本专利)。加氢站设有加氢装置，且所述装置在预定的压力范围内向到达所述加氢站的车辆的车内储罐内加氢。
在现有技术中，当燃料电池车辆在氢站加氢时，提供具有不同最大填充压力的多个储氢容器(例如氢气瓶或储氢罐)作为后部设施，所述储氢容器向加氢装置供给氢。当储氢容器内的压力由于氢供给而降低并且变得低于加氢装置侧所需的压力(必要压力)时，该储氢容器被具有比所需压力更高的压力的另一个储氢容器替换。然后，根据预定程序更换压力降低的储氢容器。在这种类型的后部设施中，优选尽可能长时间地使用单个储氢容器，并且尽可能地延迟切换到另一个储氢容器的时机是高效的。这里，在加氢装置的氢管中插置流量调节阀，并且优选在加氢时不显著改变流量调节阀的开度而将其保持在预定范围内。
然而，在加氢中，必须根据填充协议将待加氢的容器(例如燃料电池车辆的储氢罐)的压力和温度保持在预定范围内。因此，根据填充协议控制填充压力优先于将流量调节阀的开度保持在预定范围内，并且难以尽可能长时间地使用单个储氢容器。出于同样的原因，很难将流量调节阀的开度保持在预定范围内。
公开公告第2000-166635号日本专利的全部内容通过引用并入本文。
发明内容
本发明要解决的问题
本发明是针对现有技术的上述问题而提出的，其目的是提供一种填充装置，该填充装置能够在加氢期间尽可能长时间地使用单个储氢容器，并且能够将流量调节阀的开度保持在预定范围内。
本发明的填充装置(100)的特征在于包括多个储氢容器(20：例如氢气瓶或储氢罐)、连通填充软管(8)和储氢容器(20)的管(1)、插置在管(1)中的流量调节阀(3：流量控制阀)以及控制单元(10)，其中控制单元(10)具有调节用于将与填充软管(8)连通的储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0：所需压力)的功能，以及调节流量调节阀(3)的阀开度(VO)的功能。这里，优选的是，控制单元(10)具有将流量调节阀(3)的阀开度(VO)调节至流量调节阀(3)上的负载较小的范围内(例如70-80％)的功能。
在本发明的填充装置(100)中，优选的是，控制单元(10)具有功能：当储氢容器(20：例如氢气瓶或氢存储罐)中的压力(P)降低，且接近用于切换储氢容器(20)至另一储氢容器(20)的阈值(P0：所需压力：罐切换阈值)时，降低阈值(P0)以延迟储氢容器中的压力(P)变得与阈值(P0)相等的时机。
此外，在本发明的填充装置(100)中，当控制单元(10)将排放压力(P1)与填充协议中的上限值进行比较并且排放压力(P1)接近填充协议中的上限值时，控制单元(10)优选地具有减小流量调节阀(3)的阀开度(VO)的功能。此外，当控制单元(10)将排放压力(P1)与填充协议中的下限值进行比较并且排放压力(P1)接近填充协议中的下限值时，控制单元(10)优选具有增大流量调节阀(3)的阀开度(VO)的功能。
本发明的一种使用上述加氢装置(100:权利要求1中要求保护的)的加氢方法，加氢装置包括多个储氢容器(20:例如氢气瓶或储氢罐)、连通填充软管(8)和储氢容器(20)的管(1)，插置在管(1)中的流量调节阀(3：流量控制阀)，所述方法的特征在于，具有调节用于将所述储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0：所需压力)的步骤，以及调节所述流量调节阀(3)的阀开度(VO)的步骤。这里，流量调节阀(3)的阀开度(VO)优选地调节至流量调节阀(3)上的负载较小的范围内(例如70-80％)。
本发明的填充方法优选具有步骤：当例如储氢容器(20：例如氢气瓶或储氢罐)的内压(P)降低并接近用于将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0：所需压力：罐切换阈值)时，降低阈值(P0)以延迟储氢容器中的压力(P)变得与阈值(P0)相等的时机。
此外，本发明的填充方法优选具有步骤：将排放压力(P1)与填充协议中的上限值进行比较，并且当排放压力(P1)接近填充协议中的上限值时，减小流量调节阀(3)的开度(VO)。此外，本发明的填充方法优选具有步骤：将排放压力(P1)与填充协议中的下限值进行比较，当排放压力(P1)接近填充协议中的下限值时，增大流量调节阀(3)的阀开度(VO)。
发明的效果
具有上述配置的本发明具有调节用于将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0：所需压力)和流量调节阀(3)的阀开度(VO)的功能，从而当储氢容器(20：例如氢气瓶或储氢罐)的内部压力(P)降低并接近用于切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0：所需压力：罐切换阈值)时，降低阈值(P0)，从而与现有技术的时机相比，延迟储氢容器中的压力(P)变得与阈值(P0)相等的时机(罐切换阈值P0的特征曲线与罐中的压力P的特征曲线相交的时间)，且相应地可以延迟将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的时机。
然而，当执行延迟控制(其中用于将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0)被降低，并且用于将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的时机被延迟)时，有必要保证加氢装置(100)的排放压力(P1)不偏离填充协议的范围(在上阈值和下阈值之间)。在本发明中，通过将流量控制阀开度(VO)保持在适当的范围内，当降低用于将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0)，可能导致排放压力(P1)降到低于填充协议的下限时，增加流量控制阀开度(VO)以增加排放压力(P1)，从而防止排放压力(P1)降至低于填充协议的下限。类似地，当降低用于将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0)，可能导致排放压力(P1)下降并且与填充协议的目标值(PT)也分离时，增加流量控制阀开度(VO)以增加排放压力(P1)，从而允许排放压力(P1)接近填充协议的目标值(PT)。
此外，通过将流量调节阀开度(VO)保持在适当的范围内，当流量调节阀开度(VO)较大(例如80％或更大)，且用于将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0)增大时，降低流量控制阀开度(VO)使排放压力(P1)保持远离填充协议的上限压力。也就是说，在本发明中，调节用于将储氢容器(20)切换到另一储氢容器(20)的阈值(P0：所需压力)，并且调节流量调节阀(3)的阀开度(VO)，从而单个储氢容器(20)可以尽可能长时间地使用，同时根据填充协议控制填充压力，并且流量调节阀开度(VO)可以保持在流量调节阀(3)上的负载最小的范围内(例如70％到80％)。
附图说明
[图1]示出根据本发明实施例的填充装置的概况的说明图。
[图2]示出根据所示实施例的控制单元的功能性框图。
[图3]示出实施例中各种参数的概况的特征图。
[图4]示出不同于图2的实施例的各种参数的另一概况的特征图。
[图5]示出不同于图2和3的实施例的各种参数的另一概况的特征图。
[图6]示出实施例的不同于图2-4的各种参数的另一概况的特征图。
[图7]示出实施例中的控制的流程图。
具体实施方式
以下，将参考附图描述本发明的实施例。在所示的实施例中，示出了待填充的气体是氢的情况，但是根据所示实施例的填充设备也可以应用于填充其他气体。首先，将参考图1描述根据本发明实施例的加氢装置的概况。在图1中，由附图标记100表示的加氢装置具有氢供给管1和控制单元10。氢供给管1的上游侧连接到作为氢气供给源的储氢容器20(例如氢气瓶或储氢罐)，并且氢供给管1的下游侧在填充时与填充软管8和填充喷嘴9连通，氢供给管1连接到车辆30(燃料电池车辆)的车辆侧储罐31。流量计2、流量调节阀3(压力调节阀)、冷却单元4(气体管道冷却单元)和截止阀5插置在氢供给管1中。
提供多个储氢容器20(图1中为三个)，并且多个储氢容器20的最大填充压力彼此不同。由于向车辆30加氢，当储氢容器20中的压力(在供氢期间)降低到比加氢装置100侧所需的压力(所需压力)更低的压力时，储氢容器20切换到填充的氢的压力比所需压力更高的另外两个储氢容器中的一个。在图1中，附图标记20统一表示多(3)个准备好的储氢容器，但在本说明书中，单个储氢容器可用附图标记20表示。储氢容器20中储存的氢由氢供给管1，通过流量计2、流量调节阀3、冷却单元4和截止阀5，并通过填充软管8和填充喷嘴9，被填充到燃料电池车辆30的车辆侧储罐31。
在图1中，控制单元10通过测量信号线Si1获取流量计2的测量结果，并通过控制信号线So1向流量调节阀3发送控制信号。此外，控制单元10具有功能：当结束或停止填充时，分别经由控制信号线So1和So2向流量调节阀3和截止阀5传递控制信号以关闭流量调节阀3和截止阀3。冷却单元4具有在加氢时降低待填充的氢的温度的功能，并且使用例如现有的热交换装置类型。
车辆侧储罐31中的储罐压力、储罐温度和其他信息由车辆通信填充系统经由测量信号线Si2传递到控制单元10。在填充装置100侧，基于车辆侧储罐31中的压力、温度和其它信息，与流量计2、流量调节阀3、截止阀5等交换必要的信息和信号，且例如响应于来自车辆侧储罐31内部的压差，根据填充协议向车辆侧储罐31供给氢气。
在图1中，加氢装置100的氢供给管1具有入口压力计11(入口压力传感器)和排放压力计12(排放压力传感器)。入口压力计11测量氢供给管1中的储氢容器20侧的区域中的压力，并经由测量信号线Si3将测量结果传递到控制单元10。排放压力计12测量氢供给管1中的填充喷嘴9侧的区域中的压力，并经由测量信号线Si4将测量结果传递到控制单元10。出口侧温度计13(温度传感器)被插置在氢供给管1中，出口侧温度计13测量氢供给管1内的温度，并且经由测量信号线Si5将测量结果发送到控制单元10。控制单元10经由测量信号线Si6获取储氢容器20中的压力。
在图1中，加氢装置100设有开关单元14，开关单元14包括在加氢启动时操作的加氢启动开关14A、在加氢结束时操作和停止加氢的填充停止开关14B，以及在紧急停止时操作的紧急停止开关14C。开关单元14中的每个开关14A到14C的操作经由输入信号线Si7传递到控制单元10。此外，加氢装置100具有显示器15，其获取经由控制信号线So3从控制单元10发送的控制信号，并显示各种参数(车辆中当时填充的氢的质量等)。
接下来，将参照图2描述控制单元10。在图2中，加氢装置100的控制单元10显示被虚线完全包围，并且包括所需压力判定模块10A、流量调节阀开度判定模块10B，以及存储模块10C和其他控制模块10D。所需压力判定模块10A通过输入侧接口IF1获取关于供给氢的储氢容器20内部的压力的信息，并且从压力计12获取关于排放压力的信息，从流量调节阀3获取关于流量调节阀开度的信息。
流量调节阀开度判定模块10B获取关于供给氢的储氢容器20内部的压力的信息，且从压力计12获取排放压力信息，并且从流量调节阀3获取流量调节阀开度信息。存储模块10C具有存储加氢控制所需的信息的功能，并且根据需要应所需压力判定模块10A和流量调节阀开度判定模块10B的请求提供所存储的信息。在存储模块10C中存储例如根据填充协议的排放压力特征(目标值)和允许范围(上限值、下限值)、用于将由于氢供给而使其罐压力下降的储氢容器20切换为另一个储氢容器20的阈值(所需压力)、在调节阈值时的降低或升高的宽度/幅度、在调节排放压力时的流量调节阀开度的调节宽度等，此外，存储模块10C具有获取和存储由所需压力判定模块10A确定的所需压力和由流量调节阀开度判定模块10B确定的流量调节阀开度的功能。
所需压力判定模块10A具有功能：获取储氢容器20的内部压力、排放压力和流量调节阀开度；获取填充协议中的排放压力特征、用于切换储氢容器20的阈值(所需压力)、其判定结果和当调节来自存储模块10C的阈值时阈值的减小幅度和增大值；以及判定所需压力(用于切换储氢容器20的阈值)。由所需压力判定模块10A判定的所需压力(阈值)经由信号线传递到存储模块10C和其他控制模块10D。
流量调节阀开度判定模块10B具有功能：除了获取储氢容器20内部的压力、排放压力和流量调节阀的开度之外，还获取填充协议中的排放压力特征、当从存储模块10C调节排放压力等类似物时流量调节阀开度的调节宽度，以及确定流量调节阀开度。此外，模块10B具有在流量调节阀3上的负载较小的范围内调节流量调节阀开度的功能。由流量调节阀开度判定模块10B确定的流量调节阀开度被传递到存储模块10C和其他控制模块10D，并且经由出口侧接口IF2被传递到流量控制阀3。
其他控制模块10D统一地表示执行加氢装置100中的加氢所需的控制的功能模块。稍后将参考图3-7描述加氢装置100中的加氢的具体控制内容。
将参考图3-6描述所示实施例中的各种参数或特征。在图3中示出了填充协议中的目标压力特征PT、储氢容器20的内部压力P、所需压力P0(作为将具有较低压力的储氢容器20切换到另一储氢容器20的阈值的压力)、填充装置100中的排放压力P1和流量调节阀3的阀开度VO(流量调节阀开度)。在图3-6中，横轴表示时间，纵轴表示流量调节阀3的阀开度(％)和压力(MPa)。参考图3，将描述现有技术中的问题和所示实施例中的控制的概况。
图3的填充协议中的目标压力特征PT对应于图7流程图中的“每秒目标压力”。随着加氢的进行，储氢容器20内的压力P逐渐降低(阶梯降低)。用于将储氢容器20(罐)切换到另一储氢容器20的阈值P0(所需压力：罐切换阈值)随着加氢的进行而增大。然后，当储氢容器20的罐中的压力P变得等于储氢容器的切换阈值P0时(附图标记A表示的时刻)，将储氢容器20切换到另一储氢容器20。
在图3中，从流量调节阀开度VO的特征曲线可以清楚地看出，在加氢的初始阶段排放压力P1较低的区域B(图3左侧的区域)中，进行控制以增大流量调节阀开度VO，流量调节阀开度VO增大的区域用附图标记C表示。当流量调节阀开度VO增大时，排放压力P1增大，并且排放压力P1达到目标值压力特征PT(附图标记D)，流量调节阀开度VO保持不变(区域E)。然而，流量调节阀开度VO变大，则排放压力P1从目标压力PT偏离到高压侧，如区域F所示。在这种情况下，有必要减小流量调节阀开度VO。这里，在现有技术中，即使达到区域F中所示的状态，罐切换阈值P0(所需压力)也没有波动，并且用于将储氢容器20切换到另一储氢容器20的时刻，相比附图标记A表示的时间没有改变。换句话说，在现有技术中，不可能将切换罐的时刻移动到图3的右侧(时间经过的一侧)，并且尽可能长时间地从单个储氢容器20连续供给氢。
另一方面，在图示实施例中，当储氢容器20的内部压力P降低并且储氢容器20的更换时刻(附图标记A)接近时，罐切换阈值P0(所需压力)降低(箭头H)为图3中交替的长短虚线P0-1所示的特征曲线。将罐切换阈值P0的特征曲线向下移动到特征曲线P0-1，允许贮氢容器20中的压力P的特征曲线与罐切换阈值P0-1的特征曲线(特征曲线向下移)相交的时刻成为由符号G指示的时刻。与时刻A(当罐切换阈值P0没有向下移动时的切换时刻)相比，时间G在图3中向右方向(时间经过侧)移动仅由附图标记I指示的一段时间，并且罐切换的时机被延迟，从而使储氢容器20(罐)能够以该量被更长时间地使用。
在加氢控制中，必须防止排放压力P1偏离填充协议的范围(上限阈值和下限阈值：图3中未显示)。但是，如果加氢时流量调节阀的开度始终全开(开度100％)，则降低罐切换阈值可能会导致排放压力P1降至填充协议的下限以下。将参考图4描述这种可能性。在图4中，填充协议允许的压力范围是上阈值PTU和下阈值PTL之间的范围。在所示的实施例中，例如上限阈值PTU被设置为“目标压力特征PT+7MPa”，下限阈值PTL被设置为“目标压力PT-2.5MPa”。
在图4中，在流量调节阀开度VO已经达到100％的状态下，在附图标记J的时刻，如图4向下侧的箭头K所示，罐切换阈值P0移动到特征曲线P0-1。当罐切换阈值P0没有降低时，罐切换时机是特征曲线P0与特征曲线P之间的交点A。因此，当如特征曲线P0-1所示，减小罐切换阈值P0时，罐切换时机是由图4中的附图标记L指示的时刻，并且与时刻A相比在图4中向右移动。
这里，当罐切换阈值P0降低时，排放压力P1也降低。因此，在时刻J之后(图4右侧的区域)，排放压力P1有可能降低，且如区域M中所示接近并低于填充协议的下限PTL。这里，由于流量调节阀开度VO已经是100％，无法控制流量调节阀开度VO进一步增大以增加排放压力P1。因此，在由符号N指示的时刻，排放压力P1降到填充协议的下限值PTL以下，并且加氢停止，这是不便的。因此，为了尽可能长时间地使用单个储氢容器20(延迟罐切换的时间)，当流量调节阀开度VO完全打开或接近完全打开时，不方便执行用于降低罐切换阈值P0(所需压力)的控制。
接下来，将参考图5描述流量调节阀开度相对较低的状态(例如流量调节阀开度VO为70％或更小的状态)的控制。然而，“70％”的阀开度为示例。在图5中，由于当流量调节阀开度VO达到70％附近时，储氢容器20中的压力P接近于罐切换阈值P0(所需压力)，因此在由附图标记O指示的时间，罐切换阈值P0(所需压力)降低(箭头Q：对应于图7中的步骤S3)。在图4中，当在由附图标记O指示的时刻罐切换阈值P0未降低时，特征曲线P0在时刻O之后由虚线示出。降低罐切换阈值P0允许罐切换时刻从当罐切换阈值P0未降低时的时刻R，延长到当罐切换阈值P0降低时的时刻S。
如区域T中所示，由于储罐切换阈值P0在时刻O处降低，排放压力P1下降，与填充协议中的目标压力特征PT分离，并接近填充协议中的下限压力。另一方面，如果流量调节阀开度VO在流量调节阀开度VO的特征曲线的符号U所示的区域中增大(对应于图7中的步骤S4)，如排放压力P1的特征曲线的区域V所示，则排放压力P1升高并接近目标压力特征PT。
接下来，将参考图6描述当流量调节阀开度超过80％时的控制。然而，“80％”的阀开度为示例。在图6中，在流量调节阀开度VO的特征曲线的区域W中，流量调节阀开度VO超过80％，并且如区域X中所示排放压力P1被提升，并且接近填充协议中的上限压力PTU。在区域W中，当在时刻Y处罐切换阈值P0(所需压力)也被提升时(箭头Y1：对应于图7中的步骤S7)，排放压力P1在区域X中也被提升。基于流量调节阀开度VO的增加和罐切换阈值P0(所需压力)的提高，排放压力P1在区域X中被升高。由于排放压力P1在区域X中被升高并且接近上限压力PTU，因此在区域Z流量调节阀开度VO减小，并且如区域X1中所示，排放压力P1减小以与上限压力PTU分离(对应于图7中的步骤S8)。在图6中，由于在流量调节阀开度VO超过80％时已经进行了填充操作，并且假设目标(例如燃料电池车辆的燃料容器)的压力也高，所以在时间Y处提升了罐切换阈值P0(所需压力)。因此，不必继续使用压力降低的储氢容器20，也不必推迟切换到新的储氢容器20的时机。
将主要参考图7描述所示实施例的控制。加氢时，在启动加氢时，流量调节阀开度VO为零(VO＝0)，然后增加流量调节阀开度VO，以调节至例如VO＝70％至80％。如参考图3-6的上述描述，当流量调节阀开度VO超过80％时，变得难以通过流量调节阀开度VO增加排放压力P1，因此当流量调节阀开度VO超过80％时，需要与其中流量调节阀开度VO为80％或更小的情况不同的控制。因此，在图7中，当流量调节阀开度VO小于70％时，当VO＝70％到80％时，当流量调节阀开度VO超过80％时(填充后期)，分别进行控制。
在图7中，在步骤S1中，判定流量调节阀3的阀开度VO是否小于70％。在步骤S1中，如果流量调节阀开度VO小于70％(步骤S1为“是”)，则流程进入步骤S2，并且如果流量调节阀开度VO不小于70％(步骤S1为“否”)，则流程进入步骤S5。在步骤S2(VO小于70％)中，判定所需压力P0(罐切换阈值)是否大于“每秒目标压力+5MPa”。这里，“每秒目标压力”是图3-6中的填充协议中的目标压力PT。此外，在填充启动时，所需压力P0(罐切换阈值)被设置为“所需压力P0＝每秒目标压力+10MPa”。在所示实施例中，所需压力P0被控制在“每秒目标压力+5MPa”和“每秒目标压力+10MPa”之间。所需压力P0可设置为不同于上述的值，具体取决于填充明细和条件。
在步骤S2中，如果所需压力P0大于“每秒目标压力+5MPa”(步骤S2为“是”)，则流程进入步骤S3，并且当所需压力P0不大于“每秒目标压力+5MPa”(步骤S2为“否”)时，控制终止(结束)，并且在预定的控制循环(启动)后重启控制。此外，在步骤S2中，启动时(填充启动时)所需的压力P0(储罐切换阈值)为“每秒目标压力+10MPa”，并且高于“每秒目标压力+5MPa”。因此，在刚启动填充之后，步骤S2为“是”。
在步骤S3中(所需压力P0大于“每秒目标压力+5MPa”)，所需压力P0由控制单元10的所需压力判定模块10A降低1MPa。降低所需压力可延迟将储氢容器20切换至另一储氢容器20的时刻。在所示的实施例中，执行控制以根据需要降低所需压力P0(每次1MPa)。但是，压力降低的量不必限制为1MPa。
当在步骤S3中所需压力(罐切换阈值)下降时，排放压力P1可能随之降低并接近填充协议中的下限压力PTL(目标压力PT-2.5MPa)(图4中的区域M和图5中的区域T)。因此，在步骤S4中，需要通过控制单元10的流量调节阀开度判定模块10B增大流量调节阀3的阀开度VO(流量调节阀开度)，以增大排放压力P1。在步骤S4中，增大流量调节阀开度VO，并且增大排放压力P1以接近目标压力PT(图5中的区域V)。在步骤S4完成之后，控制结束，并且在预定的控制循环之后，再次启动控制。
在步骤S5中(当流量调节阀开度VO不小于70％时)，判定流量调节阀开度VO是否大于80％。在步骤S5中，如果流量调节阀开度VO大于80％(步骤S5为“是”)，则流程进入步骤S6，并且如果流量调节阀开度VO不大于80％(步骤S5为“否”)，则流程进入步骤S9。
在步骤S6中，判定所需压力P0(罐切换阈值)是否小于“每秒目标压力+10MPa”。作为步骤S6中的判定的结果，如果所需压力P0小于“每秒目标压力+10MPa”(步骤S6为“是”)，则流程进行到步骤S7，并且当所需压力P0不小于“每秒目标压力+10MPa”(步骤S6为“否”)时，控制终止，并且在预定的控制循环之后再次启动控制。
在步骤S7中，通过控制单元10的所需压力判定模块10A将所需压力P0(罐切换阈值)增加1MPa。当流量调节阀开度VO较大(例如流量调节阀开度VO＞80％)，且所需压力P0减小且排放压力P1减小时，流量调节阀完全打开或接近完全打开，如前面图4中所述，通过增大流量调节阀的开度VO可能不足以增加排放压力P1。因此，排放压力P1可能达到填充协议的下限压力PTL，并且加氢可能被停止。这里，当流量调节阀开度VO大时，假设填充工作已经进行并且填充目标(例如燃料电池车辆的燃料容器)的压力也高。因此，几乎不需要继续使用压力已经下降的储氢容器20，并且不需要推迟切换到新的储氢容器20的时机。因此，在步骤S7中，提高所需压力P0(罐切换阈值)。但是，所需压力P0的增加量可以设置为不同于1MPa的值。
当在步骤S7中增加所需压力P0时，排放压力P1升高并且可能接近填充协议中的上限压力PTU(图6中的区域X)，从而，有必要减小流量调节阀的开度VO，以使排放压力P1远离填充协议的上限压力PTU。因此，在步骤S8中，降低流量调节阀开度VO以降低排放压力P1，并且使压力接近目标压力PT(图6中的区域X1)。然后，减小流量调节阀开度VO允许流量调节阀开度VO从流量调节阀开度超过80％的状态接近70％到80％的范围。步骤S8由流量调节阀开度判定模块10B执行。在步骤S8完成之后，控制结束，并且在预定的控制循环之后，再次启动控制。
在图7中，在步骤S9(当VO为70-80％时)，所需压力P0保持在当前值而不降低或增加(所需压力增加值保持在当前状态)。如上所述，当流量调节阀开度VO在70％到80％的范围内时，流量调节阀3上的负载最小，因此如果流量调节阀开度VO保持在70％到80％的范围内，则执行稳定填充。在S9完成之后，控制结束，并且在预定的控制循环之后，再次启动控制。在图7中，当加氢完成时，即使在控制循环已经过去，也不启动控制。
根据图示实施例，填充装置100的控制单元10具有调节所需压力P0(用于将储氢容器20切换到另一储氢容器20的阈值：罐切换阈值)和调节流量调节阀开度VO的功能。因此，当储氢容器20中的压力P降低并且接近所需压力P0时，降低阈值P0以延迟储氢容器中的压力P变得等于所需压力P0的时刻。因此，能够有效地利用储氢容器20的罐内的压力。
进一步，降低所需压力P0并执行控制以延迟将储氢容器20切换到另一储氢容器20的时机，以及控制并将流量调节阀开度VO保持在适当的范围内，可以防止加氢装置100的排放压力P1下降至低于填充协议的上下限阈值之间。例如，如果所需压力P0降低并且排放压力P1可能下降到低于填充协议的下限PT，则可以增加流量调节阀开度VO以增加排放压力P1并防止其下降到填充协议的下限值PTL以下。此外，当存在所需压力P0降低并且排放压力P1降低至与填充协议的目标值PT分离的风险时，可以增加流量控制阀开度VO从而增加排放压力P1以接近填充协议的目标值PT。
此外，当流量调节阀开度VO较大(例如80％或更大)时，即使所需压力P0增加并且排放压力P1也增加至接近填充协议的上限值PTU，流量调节阀开度VO的减小允许排放压力P1保持远离填充协议的上限值PTU。如上所述，根据图示实施例，调节用于将储氢容器20切换到另一储氢容器20的阈值P0，并且调节流量调节阀3的阀开度VO，从而，在根据填充协议控制填充压力的同时，单个储氢容器20可以尽可能长时间地使用，并且可以将流量调节阀开度VO保持在负载最小的范围内(例如70％到80％)。
补充说明，所示实施例仅仅是示例，并非旨在限制本发明的技术范围的描述。例如在所示的实施例中，填充装置仅配备有一个具有填充喷嘴的填充软管，但是本发明也适用于配备有多个填充软管的填充装置。
附图标记描述
1 管
3 流量调节阀(流量控制阀)
8 填充软管
10 控制单元
20 储氢容器(例如氢气瓶或储氢罐)
100 填充装置
P0 所需压力(用于将一个储氢容器切换到另一个储氢容器的阈值)
VO 流量调节阀开度

Claims (8)

1.一种填充装置，其包括：
多个储氢容器；
连通填充软管和储氢容器的管；
插置在所述管中的流量调节阀；以及
控制单元，其中所述控制单元具有功能：调节用于将与所述填充软管连通的所述储氢容器切换到另一储氢容器的阈值，以及调节所述流量调节阀的阀开度。
2.如权利要求1所述的填充装置，其中所述控制单元具有功能：降低阈值，以延迟储氢容器中的压力变得与所述阈值相等时的时刻。
3.如权利要求1或2所述的填充装置，其中所述控制单元具有功能：将排放压力与填充协议中的上限值进行比较，以及当排放压力接近填充协议中的上限值时减小流量调节阀的阀开度。
4.如权利要求1至3中的一项所述的填充装置，其中控制单元具有功能：将排放压力与填充协议中的下限值进行比较，以及当排放压力接近填充协议中的下限值时增加流量调节阀的阀开度。
5.一种使用填充装置的填充方法，该填充装置包括：多个储氢容器；连通填充软管和储氢容器的管；插置在所述管中的流量调节阀；以及控制单元，该方法包括步骤：调节用于将与所述填充软管连通的所述储氢容器切换到另一储氢容器的阈值，以及调节所述流量调节阀的阀开度。
6.如权利要求5所述的填充方法，还包括步骤：降低阈值，以延迟储氢容器中的压力变得与所述阈值相等时的时刻。
7.如权利要求5或6所述的填充方法，还包括步骤：将排放压力与填充协议中的上限进行比较，以及当排放压力接近填充协议中的上限时，减小流量调节阀的阀开度。
8.如权利要求5至7中的一项所述的填充方法，还包括步骤：将排放压力与填充协议中的下限进行比较，以及当排放压力接近填充协议中的下限时，增大流量调节阀的阀开度。
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