CN113745574B - 气体供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够促进调节器的下游侧的设备的轻量化和低成本化的气体供给系统。在一实施方式的气体供给系统(10)中，在高压传感器(62)的第1检测信息(I1)大于第1阈值(T1)的情况下，气体控制ECU(22)使调压范围(PR)与以第2阈值(T2)为基点的中压传感器(64)的第2检测信息(I2)的第2误差范围(E2)重叠。另一方面，在第1检测信息(I1)成为第1阈值(T1)以下的情况下，气体控制ECU(22)使调压范围(PR)相对于以第2阈值(T2)为基点的第2误差范围(E2)偏移。

Description

气体供给系统
技术领域
本发明涉及一种供给高压储罐内的气体的气体供给系统。
背景技术
例如，在日本发明专利公开公报特开2010-3527号所公开的燃料电池系统中，气体供给系统作为供给高压储罐的燃料气体(氢气，阳极气体：压缩性流体)的装置来应用。高压储罐的燃料气体经由在中途位置具有调节器的气体供给路径被供给至燃料电池组。调节器对上游(高压储罐)侧的燃料气体的压力进行减压，并使其向下游(燃料电池组)侧流通。
另外，日本发明专利公开公报特开2010-3527号所公开的系统具有：高压传感器(第1压力传感器)，其检测高压储罐内的压力；和中压传感器(第2压力传感器)，其检测调节器的下游侧的压力。高压传感器由于压力检测范围宽而误差范围大，另一方面，中压传感器由于压力检测范围比高压传感器窄而误差范围也小。因此，系统在高压储罐内变为低压时，通过从使用高压传感器进行监视切换为使用中压传感器进行监视，由此来判定高压储罐的燃料气体的压力(缺气)。
发明内容
另外，在高压储罐的燃料气体的压力为调节器的调压范围以上或与调压范围重叠的阶段，气体供给系统的中压传感器检测在误差范围内包括调压范围的检测信息。因此，气体供给系统在以与调节器的调压范围重叠的方式设定高压储罐的缺气的阈值的情况下，即使使用了中压传感器也会使误差变大，从而产生高压储罐的压力的监视精度下降的问题。
或者，为了使误差范围内不包括调压范围，也可以考虑预先将调节器的调压范围设定得比中压传感器的缺气的阈值高。然而，在该情况下，需要将调节器下游侧的设备的耐压性能提高，若假设使设备的耐压性能提高，则会使重量和成本大幅度增加。
本发明与上述的气体供给系统的技术有关，其目的在于，提供一种气体供给系统，能够良好地判定高压储罐的缺气，并且能够促进调节器下游侧的设备的轻量化和低成本化。
为了实现所述目的，本发明一技术方案为一种气体供给系统，其具有高压储罐、调节器、第1压力传感器、第2压力传感器、控制部和流通状态调整部，其中，所述调节器将从所述高压储罐排出的气体的压力减压到调压范围内并使其向下游侧流出；所述第1压力传感器具有第1误差范围，且检测所述调节器的上游侧的压力；所述第2压力传感器具有比所述第1误差范围窄的第2误差范围，且检测所述调节器的下游侧的压力；所述控制部处理所述第1压力传感器的第1检测信息和所述第2压力传感器的第2检测信息；所述流通状态调整部在所述控制部的控制下，通过调整所述气体的流通状态来使所述调压范围变化，所述气体供给系统的特征在于，所述控制部具有第1阈值和第2阈值，用于判定所述高压储罐的缺气，其中，所述第1阈值与所述第1检测信息相对应，所述第2阈值与所述第2检测信息相对应，并且，所述控制部将所述第1检测信息与所述第1阈值进行比较，在所述第1检测信息大于所述第1阈值的情况下，使所述调压范围与以所述第2阈值为基点的所述第2误差范围重叠，另一方面，在所述第1检测信息成为所述第1阈值以下的情况下，使所述调压范围相对于以所述第2阈值为基点的所述第2误差范围偏移。
上述的气体供给系统能够良好地判定高压储罐的缺气，并且能够促进调节器的下游侧的设备的轻量化和低成本化。
上述目的、特征和优点根据参照附图说明的以下实施方式的说明能够容易地理解。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的气体供给系统的整体结构的说明图。
图2是表示高压传感器和中压传感器的压力检测范围和误差范围的说明图。
图3是表示气体控制ECU的功能的框图。
图4A是用于说明初始监视工序的调压范围和高压传感器的第1误差范围的曲线图。图4B是用于说明2次监视工序的调压范围和中压传感器的第2误差范围的曲线图。图4C是用于说明参考例所涉及的调压范围和中压传感器的第2误差范围的曲线图。
图5A是表示通常控制下的燃料气体的流量和调节器的调压范围的曲线图。图5B是表示输出限制控制下的燃料气体的流量和调节器的调压范围的曲线图。
图6是表示气体供给系统的缺气判定方法的处理流程的一例的流程图。
图7是用于说明高压储罐的压力随着时间经过的变化和缺气判定方法的曲线图。
具体实施方式
以下，列举优选的实施方式，并参照附图来详细地说明本发明。
对于本发明的一实施方式所涉及的气体供给系统10而言，如图1所示，在燃料电池系统12中，气体供给系统10被应用于供给作为压缩性流体的燃料气体(氢气，阳极气体)的燃料气体类装置。该气体供给系统10具有能够贮存和排出燃料气体的高压储罐14，并且将燃料气体从高压储罐14供给至燃料电池组16。燃料电池组16通过由气体供给系统10所供给的燃料气体与由未图示的氧化剂气体类装置所供给的氧化剂气体(空气，阴极气体)之间的电化学反应来进行发电。
燃料电池系统12例如被搭载于未图示的燃料电池车辆，并且将燃料电池组16的发电电力供给至马达、电池等电气部件。此外，燃料电池系统12(气体供给系统10)并不限定于应用于燃料电池车辆，例如也可以构成为固定设置类型。
除了上述的高压储罐14以外，气体供给系统10还具有气体流通部18和传感器组20，所述气体流通部18位于高压储罐14与燃料电池组16之间，并且使燃料气体流通，所述传感器组20设置于气体流通部18。另外，气体供给系统10具有气体控制ECU(ElectronicControl Unit：控制部)22，所述气体控制ECU22对用于使燃料气体在高压储罐14和气体流通部18中流通的各种设备进行控制。气体控制ECU22根据来自对燃料电池系统12的发电进行控制的发电控制ECU24的燃料气体的请求指令来控制燃料气体的流通状态。此外，气体控制ECU22也可以与发电控制ECU24设为一体。
高压储罐14为了贮存高压的燃料气体而具有容器主体26和接头(未图示)，所述容器主体26由未图示的内胆和加强层(CFRP)构成，所述接头将燃料气体从容器主体26向气体流通部18排出。在接头上安装有用于连接高压储罐14与气体流通部18的连接器28。该连接器28具有主截止阀30，所述主截止阀30对高压储罐14的燃料气体的排出和排出停止进行切换。
主截止阀30响应于从气体控制ECU22输出的控制信号来开闭连接器28内的流路。高压储罐14内的燃料气体在主截止阀30的开阀状态下向气体流通部18排出，在主截止阀30的闭阀状态下排出被切断。
气体流通部18在高压储罐14与燃料电池组16之间具有使燃料气体流通的路径。具体而言，气体流通部18具有气体供给路径32，所述气体供给路径32在高压储罐14与燃料电池组16之间延伸，并且使燃料气体流通。另外，气体流通部18具有气体排出路径34和气体循环路径36，所述气体排出路径34将燃料废气(未反应的燃料气体、氮气、水蒸气等)从燃料电池组16排出，所述气体循环路径36使气体排出路径34的燃料废气向气体供给路径32循环。而且，在气体循环路径36上连接有放气(purge)路径38，所述放气路径38将燃料废气从气体流通部18的循环回路排出。在放气路径38上设置有放气阀(purge valve)38a，所述放气阀38a进行燃料废气的排出和排出停止。
气体流通部18在气体供给路径32、气体排出路径34及气体循环路径36上具有用于调整燃料气体的流通状态(压力、流量、流速等)的设备。详细而言，在气体供给路径32上，从上游侧(高压储罐14侧)朝向下游侧(燃料电池组16侧)依次具有调节器40、喷射器42和引射器44等。此外，除了这些设备以外，也可以在气体供给路径32上设置未图示的热交换器等设备。另外，气体供给系统10可以构成为将上述的主截止阀30设置于调节器40的上游侧的气体供给路径32，而不将其设置于连接器28。
在气体供给路径32中，流入来自上游侧(一次侧：高压储罐14侧)的高压的燃料气体，调节器40对该燃料气体进行减压使其向下游侧(二次侧：燃料电池组16侧)流出。例如，调节器40在壳体内具有未图示的调压弹簧和阀部，并且根据调压弹簧的弹力与下游侧的压力的差来开闭阀部，由此对燃料气体的压力进行调整。此外，在图1中，构成为在气体供给路径32上设置了1个调节器40，气体流通部18也可以构成为，具有多个调节器40，并且朝向下游侧分阶段减压燃料气体的压力。
调节器40对燃料气体进行减压以使燃料气体的压力成为所设定的调压范围PR(参照图4A～图4C)内的压力，并且使其向下游侧的气体供给路径32流出。例如，在高压储罐14中贮存有充足的燃料气体的通常状态下，调节器40在下限值L1～上限值H1的第1调压范围PR1(参照图4A)内进行燃料气体的减压。另外，也可以通过调整燃料气体的流量来使调节器40的调压范围PR变化。针对使该调压范围PR变化的控制将在后面进行详细说明。
喷射器42在气体控制ECU22的控制下重复开阀和闭阀，从而适当调整向燃料电池组16输出的燃料气体的排出量。即，喷射器42相当于流通状态调整部，用于对从高压储罐14朝向燃料电池组16供给的燃料气体的流量(供给量)进行调整。另外，喷射器42对该喷射器42的上游侧的燃料气体的压力进一步减压并且使减压后的上游侧的燃料气体向下游侧排出。换言之，在气体供给路径32中，从高压储罐14至调节器40流通高压的燃料气体，从调节器40至喷射器42流通中压的燃料气体，从喷射器42至燃料电池组16流通低压的燃料气体。
引射器44通过随着被从喷射器42排出的燃料气体的移动所产生的负压，一边从气体循环路径36吸引燃料废气一边向下游侧的燃料电池组16供给燃料气体。
另外，在气体供给路径32上以跨喷射器42和引射器44的方式连接有供给用旁通路径46。在该供给用旁通路径46上设置有BP(旁通)喷射器48。BP喷射器48例如在燃料电池组16被请求高电流发电时，在气体控制ECU22的控制下进行开闭动作，由此使燃料气体的排出量上升至高电流发电的请求值。
另一方面，在气体排出路径34与气体循环路径36的边界部分上设置有气液分离器50。气液分离器50将燃料废气中所含的液体(发电时的生成水)从气体(氢气、氮气等)中分离。气体循环路径36与气液分离器50的上部连接，使在气液分离器50中液体分离后的燃料废气流出。在气体循环路径36上设置有泵52，使燃料废气向气体供给路径32循环。
而且，用于排出分离后的液体的排放路径54的一端与气液分离器50的底部连接。在排放路径54上设置有进行液体的排出和切断的排放阀54a。排放路径54的另一端与放气路径38连接。
气体供给系统10的传感器组20具有对燃料气体的压力进行检测的多个压力传感器60(高压传感器62、中压传感器64)。此外，虽然省略了图示，但除了压力传感器60以外，传感器组20也可以包含温度传感器、流量传感器等。
高压传感器62为第1压力传感器，其设置于高压储罐14与调节器40之间的气体供给路径32。即，高压传感器62构成为能够检测调节器40的上游侧的高压的燃料气体压力。高压传感器62与气体控制ECU22连接，将检测到的压力(第1检测信息I1)输出至气体控制ECU22。此外，高压传感器62也可以设置于高压储罐14的容器主体26的内部。
中压传感器64为第2压力传感器，其设置于调节器40与喷射器42之间(供给用旁通路径46的连接部位的上游侧)。即，中压传感器64构成为能够检测被调节器40减压后的中压的燃料气体压力。中压传感器64也与气体控制ECU22连接，并且将检测到的压力(第2检测信息I2)输出至气体控制ECU22。
在此，如图2所示，高压传感器62为了检测高压的燃料气体而具有较宽的第1压力检测范围，另一方面，中压传感器64为了检测中压的燃料气体而具有比高压传感器62的范围窄的第2压力检测范围。高压传感器62的第1压力检测范围取决于高压储罐14的耐压性能，例如设定为大气压～70MPa左右。中压传感器64的第2压力检测范围取决于调节器40的减压性能，例如设定为大气压～5MPa左右的压力检测范围。
此外，当高压储罐14的内部的燃料气体的压力成为规定的储罐保护压力GP(参照图4A～图4C)以下时，使高压储罐14损坏等的可能性提高。另外，在规定的储罐保护压力GP下，使调节器40的阀部变得打不开，据此无法由中压传感器64进行缺气判定。
如上所述，高压传感器62和中压传感器64的压力检测范围相互不同，因此在压力检测中所产生的误差范围也不同。即，高压传感器62在比较宽的第1误差范围E1内检测压力。在第1误差范围E1内，作为正量具有+E1，作为负量具有-E1。
另一方面，中压传感器64在比第1误差范围E1窄的第2误差范围E2内检测压力。即第2误差范围E2具有比+E1小的正量(+E2)和比-E1小的负量(-E2)。但是，在高压储罐14中贮存有充足的燃料气体的通常状态下，如上所述，调节器40的调压范围PR成为第1调压范围PR1。因此，在通常状态下，中压传感器64在第2误差范围E2与第1调压范围PR1相加而得到的范围内，检测调节器40的下游侧的燃料气体的压力。
返回图1，气体控制ECU22由具有处理器66、存储器68、输入输出接口70的计算机构成，以可通信的方式与气体供给系统10的各设备、传感器组20和告知部72连接。告知部72是向气体供给系统10的使用者告知高压储罐14内的燃料气体的状态的设备，例如可列举出设置于燃料电池车辆的指示器、监视器、扬声器等。
气体控制ECU22通过由处理器66执行存储于存储器68的程序(未图示)，据此如图3所示那样构建出用于控制燃料气体的流通状态的功能框。另外，在供给燃料气体时，气体控制ECU22可以使用高压传感器62的检测信号(第1检测信息I1)和中压传感器64的检测信号(第2检测信息I2)，分两个阶段来进行高压储罐14内的缺气判定。因此，在气体控制ECU22内，构建有初始监视处理部80、2次监视处理部90。
初始监视处理部80是在于高压储罐14内残留有充足的燃料气体而高压储罐14的压力较高的情况下动作的功能部。在该初始监视处理部80内设置有高压传感器判定部82、通常控制部84。
在通常控制(通常控制部84的动作)时，高压传感器判定部82进行初始监视工序，即接收高压传感器62的第1检测信息I1，并且对高压储罐14内的燃料气体的余量进行判定。因此，高压传感器判定部82预先保存有用于与第1检测信息I1进行比较的第1阈值T1。优选根据高压储罐14的保护压力、高压传感器62的第1误差范围E1等将第1阈值T1设定得尽可能低。例如如图4A所示，第1阈值T1可以被设定为高压储罐14的储罐保护压力GP与高压传感器62的第1误差范围E1的负量(-E1)的绝对值相加而得到的值。
在燃料电池组16的通常发电时，通常控制部84根据发电控制ECU24的请求指令计算出燃料气体的供给量，进而对各设备进行控制，将高压储罐14的燃料气体供给至燃料电池组16。例如，通常控制部84打开主截止阀30，并且以与计算出的供给量相对应的占空比重复进行喷射器42的开阀和闭阀，由此来调整燃料气体的供给量。
在于初始监视工序中判定高压传感器62的第1检测信息I1为第1阈值T1以下之后，2次监视处理部90进行动作。在该2次监视处理部90内，设置有中压传感器判定部92、输出限制控制部94。
在输出限制控制(输出限制控制部94的动作)时，中压传感器判定部92进行2次监视工序，即接收中压传感器64的第2检测信息I2，并且对高压储罐14内的燃料气体的余量进行判定。即，气体供给系统10在初始监视工序之后，使用具有比第1误差范围E1窄的第2误差范围E2的第2检测信息I2，由此提高高压储罐14内的气体余量(缺气)的判定精度。
因此，中压传感器判定部92预先保存有用于与第2检测信息I2进行比较的第2阈值T2。在第2检测信息I2成为第2阈值T2以下的情况下，2次监视处理部90确定高压储罐14内的燃料气体的欠缺，并且通过告知部72向使用者告知该情况。
优选根据高压储罐14的保护压力、中压传感器64的第2误差范围E2等将第2阈值T2设定得尽可能低。例如如图4B所示，第2阈值T2可以被设定为高压储罐14的储罐保护压力GP与中压传感器64的第2误差范围E2的负量(-E2)的绝对值相加而得到的值。
以下，进一步详细说明本实施方式所涉及的气体供给系统10的第2阈值T2、中压传感器64的第2误差范围E2、调节器40的调压范围PR和高压储罐14的保护压力的关系。
在调节器40的作为减压能力的调压范围PR较低(接近高压储罐14的保护压力)的情况下，气体供给系统10可以降低调节器40的下游侧的配管、设备等的耐压性能。而且，气体供给系统10通过降低配管、设备的耐压性能，能够进一步促进轻量化、低成本化。
因此，如图4A所示，气体供给系统10在初始监视工序中实施通常控制，在该通常控制下，以使调节器40的调压范围PR与2次监视工序的第2阈值T2重叠的方式来调整燃料气体的流通状态。例如，调节器40在第1调压范围PR1内对燃料气体进行减压。据此，气体供给系统10能够降低调节器40的下游侧的配管、设备等的耐压性能。
在此，参照图4C，考虑到假设即使在2次监视工序中也希望在通常控制(初始监视工序)下所设定的第1调压范围PR1与第2阈值T2重叠的情况。在该情况下，中压传感器64对调节器40的第1调压范围PR1与第2误差范围E2(±E2)相加而得到的第2检测信息I2’进行检测。即，即使实际的压力在第1调压范围PR1内或为第1调压范围PR1以上，也有可能因检测误差而检测为第2阈值T2以下的压力，在该情况下也被判定为缺气。换言之，即使使用误差范围比高压传感器62小的中压传感器64，也会使高压储罐14的缺气的判定精度下降。
因此，如图4B所示，在2次监视工序中，本实施方式所涉及的气体控制ECU22使调节器40的调压范围PR从包含第2误差范围E2的正量(+E2)的第2阈值T2偏移。具体而言，2次监视处理部90的输出限制控制部94实施燃料气体的输出限制控制，使调节器40的调压范围PR变化。据此，调压范围PR成为具有下限值L2的第2调压范围PR2，所述下限值L2为，相对于初始监视工序中的第1调压范围PR1，以第2阈值T2为基准而缩小了第2误差范围E2的正量(+E2)而得到的值。此外，第2调压范围PR2的上限值H2与第1调压范围PR1的上限值H1相同。
例如图5A示出了在通常控制(初始监视工序)下，向燃料电池组16输出的燃料气体的流量与调节器40的控制压力(调压范围PR)的关系。根据图示例可知，在调节器40的下游侧的气体供给路径32中，随着燃料气体的流量增多，调节器40的控制压力线性地下降。
因此，若使向燃料电池组16输出的燃料气体的流量下降，则如图5B所示，调节器40的控制压力的下限值上升。因此，在输出限制控制中，输出限制控制部94适当调整调节器40的下游侧的喷射器42的开阀和闭阀的动作。据此，气体供给系统10能够限制向燃料电池组16输出的燃料气体。通过该输出限制控制，调节器40的第2调压范围PR2具有比第1调压范围PR1的下限值L1高的下限值L2，而且使该第2调压范围PR2相对于以第2阈值T2为基准的第2误差范围E2偏移。
此外，燃料气体的输出限制控制并不限定于如上述那样的调整喷射器42的开阀和闭阀的动作的控制，可以采用各种的方法。例如，输出限制控制部94可以通过限制从燃料电池组16输出的发电电流来实施输出限制控制。气体控制ECU22可以通过经由与燃料电池组16连接的电流调整部74(参照图1)来限制发电电流，由此抑制由燃料电池组16消耗的燃料气体的消耗量。据此，向燃料电池组16供给的燃料气体的流量下降，结果使由调节器40实现的燃料气体的调压范围变窄。即，电流调整部74在本发明中可以为调整燃料气体的流量的流通状态调整部。或者，输出限制控制部94可以通过调整由泵52实现的燃料废气的循环速度，使调节器40的下游侧的燃料气体的流量下降，从而使调节器40的调压范围变窄。
本实施方式所涉及的气体供给系统10基本上如以上这样构成，以下说明其动作。
燃料电池系统12的发电控制ECU24使气体供给系统10动作，将燃料气体从高压储罐14向燃料电池组16供给。燃料电池组16通过燃料气体与氧化剂气体之间的电化学反应来进行发电。在燃料气体的供给中，气体控制ECU22根据传感器组20的检测信号来设定燃料气体的流通状态(流量、流速等)。而且，气体控制ECU22根据所设定的燃料气体的流通状态，来适当控制主截止阀30、放气阀38a、喷射器42、BP喷射器48、泵52、排放阀54a的动作。
另外，燃料气体的供给过程中，气体控制ECU22根据高压传感器62的第1检测信息I1和中压传感器64的第2检测信息I2来监视高压储罐14内的燃料气体的余量。具体而言，气体控制ECU22实施图6所示的缺气判定方法的处理流程。
在缺气判定方法中，气体控制ECU22首先实施初始监视工序。此时，气体控制ECU22实施通常控制，一边使主截止阀30成为开阀状态，一边以与燃料气体的目标供给量相对应的占空比重复进行喷射器42的开阀和闭阀(步骤S1)。在该通常控制下，调节器40将上游侧的燃料气体的压力减压到第1调压范围PR1内，并且使其向下游侧输出(参照图4A和图5A)。据此，从调节器40至喷射器42为止的气体供给路径32内的压力成为中压，而且从喷射器42至燃料电池组16为止的气体供给路径32内的压力成为低压。
另外，在通常控制下，气体控制ECU22为了监视高压传感器62的第1检测信息I1而读出预先存储于存储器68的第1阈值T1(步骤S2)。另一方面，预先存储于存储器68的第2阈值T2如图4A所示那样与调节器40的第1调压范围PR1重叠，但在通常控制下不被使用。
然后，在初始监视工序中，气体控制ECU22获取由高压传感器62检测出的高压储罐14侧的燃料气体的压力(第1检测信息I1)(步骤S3)，并且判定该第1检测信息I1是否为第1阈值T1以下(步骤S4)。在第1检测信息I1大于第1阈值T1的情况(步骤S4：否)下，返回步骤S3，以下重复同样的处理。另一方面，在第1检测信息I1成为第1阈值T1以下的情况(步骤S4：是)下，进入步骤S5。
在步骤S5中，气体控制ECU22从通常控制切换为输出限制控制。在输出限制控制中，气体控制ECU22限制从气体流通部18向燃料电池组16供给(输出)的燃料气体的流量，并且使调节器40的调压范围PR变化为第2调压范围PR2(参照图4B和图5B)。例如，气体控制ECU22限制由喷射器42排出的燃料气体的排出量(流量)。
另外，在输出限制控制中，气体控制ECU22从初始监视工序(高压传感器62的检测信号的监视)切换为2次监视工序(中压传感器64的检测信号的监视)。因此，气体控制ECU22从存储器68读出第2阈值T2，代替在此之前所使用的第1阈值T1(步骤S6)。
然后，在2次监视工序中，气体控制ECU22获取由中压传感器64检测出的高压储罐14的燃料气体的压力(第2检测信息I2)(步骤S7)，并且判定该第2检测信息I2是否为第2阈值T2以下(步骤S8)。此时，通过输出限制控制，调节器40的调压范围PR变化为第2调压范围PR2。该第2调压范围PR2的下限值L2并不与第2阈值T2重叠，并且成为高出第2误差范围E2的正量(+E2)的值。
因此，在燃料气体的压力下降至第2阈值T2附近的情况下，假设即使中压传感器64包含第2误差范围E2来检测第2检测信息I2，也不会使第2检测信息I2成为追加了调节器40的第2调压范围PR2后的值。即，中压传感器64可以在第2阈值T2附近高精度地检测下降后的燃料气体的压力。气体控制ECU22通过将由该中压传感器64检测出的第2检测信息I2与第2阈值T2进行比较，能够良好地识别高压储罐14的缺气。
在第2检测信息I2大于第2阈值T2的情况(步骤S8：否)下，气体控制ECU22返回步骤S7，以下重复同样的处理。另一方面，在第2检测信息I2为第2阈值T2以下的情况(步骤S8：是)下，气体控制ECU22识别到高压储罐14内的燃料气体的缺气并且进入步骤S9。在步骤S9中，气体控制ECU22通过告知部72向燃料电池系统12的使用者告知成为缺气的情况。
然后，发电控制ECU24通过接收气体控制ECU22的缺气的判定结果，进行停止燃料电池组16的发电的处理(步骤S10)。此时，气体控制ECU22通过进行主截止阀30的闭阀、气体流通部18的各设备(喷射器42、泵52等)的动作停止等，来停止向燃料电池组16供给燃料气体。从而，通过高压储罐14的缺气的判定，可以一边良好地用尽高压储罐14的燃料气体，一边保护高压储罐14。
接下来，参照图7来说明高压储罐14的燃料气体随着时间经过的压力变化和直至缺气判定为止的控制。在开始从高压储罐14排出燃料气体之后，根据高压传感器62的第1检测信息I1来监视高压储罐14的燃料气体的压力(初始监视工序)。此时，气体控制ECU22实施通常控制，并且根据发电控制ECU24的发电请求来使各设备动作。据此，调节器40将下游侧的燃料气体的压力减压到第1调压范围PR1。高压储罐14的燃料气体的压力(第1检测信息I1)在到达第1阈值T1的时间点t1为止缓慢下降。
在燃料气体的压力成为第1阈值T1以下的时间点t1，从高压传感器62的第1检测信息I1切换为中压传感器64的第2检测信息I2来进行监视高压储罐14的燃料气体的压力(2次监视工序)。另外，气体控制ECU22从通常控制转移至输出限制控制，对向燃料电池组16输出的燃料气体的流量进行限制。据此，调节器40将下游侧的燃料气体的压力在第2调压范围PR2内减压，并且高压储罐14的燃料气体的压力比通常控制时下降得缓慢。
在时间点t1以后，高压储罐14的燃料气体的压力大于第2调压范围PR2的情况下，中压传感器64大致将调节器40的第2调压范围PR2的中央值检测为第2检测信息I2。在高压储罐14的燃料气体的压力成为第2调压范围PR2的中央值以下的时间点t2，高压储罐14的燃料气体的压力与中压传感器64的第2检测信息I2一致。因此，在时间点t2以后，第2检测信息I2实时地反映高压储罐14的燃料气体的压力。
气体控制ECU22通过输出限制控制使调节器40的第2调压范围PR2从第2阈值T2与第2误差范围E2的正量(+E2：参照图4B)相加而得到的值偏移。因此，在高压储罐14的燃料气体的压力接近第2阈值T2的时刻，中压传感器64能够检测未添加调节器40的第2调压范围PR2的量的第2检测信息I2(包含第2误差范围E2)。其结果，气体控制ECU22能够高精度地监视高压储罐14的燃料气体的压力(第2检测信息I2)是否成为第2阈值T2以下。
在第2检测信息I2到达第2阈值T2的时间点t3，气体控制ECU22判定高压储罐14内的燃料气体的缺气。随着该缺气判定，发电控制ECU24停止燃料电池组16的发电。此时，气体控制ECU22通过停止各设备的动作，来停止从高压储罐14排出燃料气体。据此，在时间点t3以后，中压传感器64检测出保持不变的燃料气体的压力。
此外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够遵循发明的主旨进行各种改变。例如，气体供给系统10并不被限定于应用于燃料电池系统12，可以应用于从高压储罐14向气体消耗物供给气体的各种系统。
另外，例如，气体供给系统10可以为具有多个高压储罐14的结构，在该情况下，从各高压储罐14的连接器28延伸出的各气体供给路径32彼此可以在高压传感器62的设置部位的上游侧合流。
以下记载根据上述的实施方式能够掌握的技术思想和效果。
本发明的一技术方案为：一种气体供给系统10，其具有高压储罐14、调节器40、第1压力传感器(高压传感器62)、第2压力传感器(中压传感器64)、控制部(气体控制ECU22)和流通状态调整部(喷射器42、电流调整部74)，其中，所述调节器40将从高压储罐14排出的气体(燃料气体)的压力减压到调压范围PR内并使其向下游侧流出；所述第1压力传感器具有第1误差范围E1，且检测调节器40的上游侧的压力；所述第2压力传感器具有比第1误差范围E1窄的第2误差范围E2，且检测调节器40的下游侧的压力；所述控制部处理第1压力传感器的第1检测信息I1和第2压力传感器的第2检测信息I2；所述流通状态调整部在控制部的控制下，通过调整气体的流通状态来使调压范围PR变化，所述气体供给系统10的特征在于，控制部具有第1阈值T1和第2阈值T2，用于判定高压储罐14的缺气，其中，所述第1阈值T1与第1检测信息I1相对应，所述第2阈值T2与第2检测信息I2相对应，并且，控制部将第1检测信息I1与第1阈值T1进行比较，在第1检测信息I1大于第1阈值T1的情况下，使调压范围PR与以第2阈值T2为基点的第2误差范围E2重叠，另一方面，在第1检测信息I1成为第1阈值T1以下的情况下，使调压范围PR相对于以第2阈值T2为基点的第2误差范围E2偏移。
在上述的气体供给系统10中，在第1检测信息I1大于第1阈值T1的状态下使调节器40的调压范围PR与第2阈值T2重叠，由此气体能够在调节器40中充分地减压。因此，气体供给系统10能够尽可能地降低调节器40的下游侧的设备的耐压性能，从而促进轻量化和低成本化。而且，在第1检测信息I1成为第1阈值T1以下的状态下，控制部(气体控制ECU22)使调压范围PR相对于以第2阈值T2为基点的第2误差范围E2偏移，由此，能够获得抑制了调压范围PR的影响的第2检测信息I2。因此，控制部能够将第2检测信息I2与第2阈值T2高精度地进行比较，从而良好地判定高压储罐14的缺气。
另外，在第1检测信息I1成为第1阈值T1以下之后，控制部(气体控制ECU22)将第2检测信息I2与第2阈值T2进行比较，在第2检测信息I2成为第2阈值T2以下的情况下，判定高压储罐14缺气。据此，气体供给系统10进行第1检测信息I1与第1阈值T1的比较，在第1检测信息I1成为第1阈值T1以下之后，能够根据具有较窄的第2误差范围E2的第2检测信息I2高精度地判定高压储罐14的缺气。其结果，气体供给系统10能够使高压储罐14的气体充分用尽。
另外，在第2检测信息I2成为第2阈值T2以下的情况下，控制部(气体控制ECU22)停止从高压储罐14排出气体。据此，气体供给系统10在判定高压储罐14缺气时，能够立即停止排出气体来保护高压储罐14。
另外，在第2检测信息I2成为第2阈值T2以下的情况下，控制部(气体控制ECU22)通过告知部72来告知高压储罐14缺气。据此，气体供给系统10能够提前向气体供给系统10的使用者告知高压储罐14缺气，因此，使用者能够实现对气体进行的填充等操作之类的适当的应对。
另外，在第2检测信息I2成为第2阈值T2以下之前，控制部(气体控制ECU22)持续进行调压范围PR的偏移。据此，在第1检测信息I1成为第1阈值T1以下之后，控制部能够稳定地进行第2检测信息I2与第2阈值T2的比较。
另外，控制部(气体控制ECU22)对流通状态调整部(喷射器42、电流调整部74)进行控制，来调整向消耗气体的气体消耗物(燃料电池组16)输出的气体的流量，据此使调压范围PR变化。据此，气体供给系统10能够容易地使调节器40的调压范围PR变化。
另外，流通状态调整部是在调节器40的下游侧向气体消耗物(燃料电池组16)排出气体的喷射器42，在第2检测信息I2成为第2阈值T2以下的情况下，控制部(气体控制ECU22)通过限制由喷射器42排出的气体的流量来使调压范围PR变窄。这样，通过控制喷射器42的动作来限制气体的流量，据此，气体供给系统10能够简单地使调节器40的调压范围PR变窄。
另外，在第1检测信息I1大于第1阈值T1的情况下，控制部(气体控制ECU22)使调压范围PR的下限值与第2阈值T2一致，在第1检测信息I1成为第1阈值T1以下的情况下，控制部(气体控制ECU22)使调压范围(第2调压范围PR2)的下限值L2相对于第2阈值T2偏移第2误差范围E2的正量(+E2)以上的值。据此，气体供给系统10能够使调节器40的调压范围PR进一步接近第2阈值T2，而使调节器40的减压增大，由此进一步促进调节器40的下游侧的设备的轻量化和低成本化。

Claims (8)

1.一种气体供给系统(10)，其具有高压储罐(14)、调节器(40)、第1压力传感器(62)、第2压力传感器(64)、控制部(22)和流通状态调整部(42、74)，其中，
所述调节器将从所述高压储罐排出的气体的压力减压到调压范围(PR)内并使其向下游侧流出；
所述第1压力传感器具有第1误差范围(E1)，且检测所述调节器的上游侧的压力；
所述第2压力传感器具有比所述第1误差范围窄的第2误差范围(E2)，且检测所述调节器的下游侧的压力；
所述控制部处理所述第1压力传感器的第1检测信息(I1)和所述第2压力传感器的第2检测信息(I2)；
所述流通状态调整部在所述控制部的控制下，通过调整所述气体的流通状态来使所述调压范围变化，
所述气体供给系统的特征在于，
所述控制部具有第1阈值(T1)和第2阈值(T2)，用于判定所述高压储罐的缺气，其中，所述第1阈值与所述第1检测信息相对应，所述第2阈值与所述第2检测信息相对应，并且，
所述控制部将所述第1检测信息与所述第1阈值进行比较，在所述第1检测信息大于所述第1阈值的情况下，使所述调压范围与以所述第2阈值为基点的所述第2误差范围重叠，另一方面，
在所述第1检测信息成为所述第1阈值以下的情况下，所述控制部以不代替所述调压范围的上限值而使所述调压范围的下限值上升到以所述第2阈值为基点的所述第2误差范围的上限以上的方式控制所述气体的流通状态。
2.根据权利要求1所述的气体供给系统，其特征在于，
在所述第1检测信息成为所述第1阈值以下之后，所述控制部将所述第2检测信息与所述第2阈值进行比较，在所述第2检测信息成为所述第2阈值以下的情况下，判定所述高压储罐缺气。
3.根据权利要求2所述的气体供给系统，其特征在于，
在所述第2检测信息成为所述第2阈值以下的情况下，所述控制部停止从所述高压储罐排出所述气体。
4.根据权利要求2所述的气体供给系统，其特征在于，
在所述第2检测信息成为所述第2阈值以下的情况下，所述控制部通过告知部(72)来告知所述高压储罐缺气。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的气体供给系统，其特征在于，
在所述第2检测信息成为所述第2阈值以下之前，所述控制部持续进行将所述调压范围的下限值上升到所述第2误差范围的上限以上的所述气体的流通状态的控制。
6.根据权利要求1所述的气体供给系统，其特征在于，
所述控制部对所述流通状态调整部进行控制，并且调整向消耗所述气体的气体消耗物(16)输出的所述气体的流量，由此使所述调压范围变化。
7.根据权利要求6所述的气体供给系统，其特征在于，
所述流通状态调整部是在所述调节器的下游侧向所述气体消耗物排出所述气体的喷射器(42)，
在所述第2检测信息成为所述第2阈值以下的情况下，所述控制部通过限制由所述喷射器排出的所述气体的流量来使所述调压范围变窄。
8.根据权利要求1所述的气体供给系统，其特征在于，
在所述第1检测信息大于所述第1阈值的情况下，所述控制部使所述调压范围的下限值(L2)与所述第2阈值一致，在所述第1检测信息成为所述第1阈值以下的情况下，所述控制部使所述调压范围的下限值相对于所述第2阈值偏移所述第2误差范围的正量(+E2)以上的值。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7420650B2 (ja) * 2020-06-04 2024-01-23 本田技研工業株式会社 ガス供給システム
CN117704286B (zh) * 2023-12-25 2024-06-14 玉得气体有限责任公司 一种中低压氮压机配合控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6401698B1 (en) * 1999-03-19 2002-06-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle fuel gas supply system
JP2006140132A (ja) * 2004-10-13 2006-06-01 Toyota Motor Corp 燃料供給装置
JP2010003527A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd 高圧ガス供給システム
JP2014102948A (ja) * 2012-11-19 2014-06-05 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2014134259A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Toyota Motor Corp ガス供給システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7211341B2 (ja) * 2019-11-11 2023-01-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの異常検知方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6401698B1 (en) * 1999-03-19 2002-06-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle fuel gas supply system
JP2006140132A (ja) * 2004-10-13 2006-06-01 Toyota Motor Corp 燃料供給装置
JP2010003527A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd 高圧ガス供給システム
JP2014102948A (ja) * 2012-11-19 2014-06-05 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2014134259A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Toyota Motor Corp ガス供給システム

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