CN115244327A - 用于填充氢燃料车辆的气罐的站点和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于填充燃料电池电动车辆的气罐的氢气再填充站点包括液态氢气罐，该液态氢气罐将液态氢气供给到填充回路的上游端，该填充回路还包括热交换器。热交换器在液态氢气与热传递流体流之间交换热量，从而冷却热传递流体并使液态氢气汽化，以提供用于在回路的下游端处填充氢燃料车辆气罐的高压氢气的供应。因为液态氢气被热交换器内的热传递流体包围，所以几乎没有发生任何起雾。

Description

用于填充氢燃料车辆的气罐的站点和方法
背景
技术领域
本发明涉及一种用于填充加压气体罐的装置。
更具体地，本发明涉及一种用于填充燃料电池电动车辆(FCEV)的气罐的装置，该装置包括液化气体源、传递回路，该传递回路与液化气源处于下游流体连通并且包括至少一个下游端，该至少一个下游端被适配并且被配置成可移除地连接到待填充的车辆氢气罐。
背景技术
使用液态氢气源的氢气燃料补给站点是已知的。这些已知的装置使得可以使用来自液态氢气的制冷来产生用于快速填充的预冷却加压氢气，而在填充过程中不会发生气罐中的气体温度升高过度。
例如，Daney等人提出了一种构思性再填充站点，该再填充站点使用汽化器来提供环境温度的高压气态氢气，高压气态氢气随后在被送入车辆气罐之前进行冷却。Daney等人,“Hydrogen-fuelled vehicle fuelling station[氢燃料车辆燃料供应站点]”,Advances in Cryogenic Engineering,vol 41,1996[低温工程进展,第41卷,1996年]。
在城市公共汽车再填充站点处实施的另一个这种站点使用汽化器，该汽化器将热量从环境空气传递到泵送的液态氢气流，以向车辆气罐提供高压气态氢气流。Raman等人,“A rapid fill hydrogen fuel station for fuel cell buses[用于燃料电池公共汽车的快速填充氢燃料站点]”,12th World Energy conference Hydrogen energy Progress2,pp1629-1642[第12届世界能源大会氢能进展2,第1629至1642页]。
在大气压力下，氢气的沸点为-252.8℃。因为Raman等人披露的站点使用在液态氢气与环境空气之间交换热量的汽化器，因此环境空气汽化器的表面温度极低。因此，来自环境空气的水蒸气在环境空气汽化器的表面上冷凝并冻结。环境空气汽化器周围的空气也会冷凝并滴落到下面的设备上。这会给下面的设备带来风险。设备可能会变得热脆化、尤其是由碳钢制成的设备，并且板可能会开裂，结构梁可能会失效，并且管道可能会爆裂。由于氧气冷凝的温度比氮气更高，因此可以形成富氧气氛。当然，富氧气氛会带来许多已知的风险。此外，冷凝空气加剧了设备周围的低温云。
当环境空气汽化器的表面上的冻结水的深度达到不理想的深度，从而降低有效热传递，或者甚至导致环境空气汽化器的相邻叶片之间的桥接时，这种汽化器必须在继续进一步使用之前进行除霜。为了解决这个问题，可以以交替方式使用两个环境空气汽化器，这样当一个在除霜时，另一个用于使液态氢气汽化。虽然这解决了问题，但由于每个填充回路需要两个环境空气汽化器，因此可能会令人不满意地增加资本成本。对于位于房地产昂贵的地区的氢气填充站点和/或对于共同位于其中站点的空间是从零售加油站点租用的零售加油站处的氢气填充站点，资本支出也会增加，因为具有两个汽化器的必要性使由站点的液体汽化部分占用的占地面积或空间加倍。
由于环境空气汽化器的表面温度非常低，因此环境空气中的水蒸气也会在汽化器周围的区域中冷凝，从而形成起雾条件。
虽然起雾对于与公众隔离的再填充站点(诸如在通常远离消费者的工业区)来说可能是麻烦事，但对于更显眼的再填充站点(诸如零售氢气再填充站点、开放式示范再填充站点以及与零售加油站点共同定位的氢气填充站点)来说，起雾是严重得多的问题。这是因为公众会看到从氢气再填充站点冒出的雾气并且错误地认为该站点处发生了危险的氢气泄漏，或者甚至该站点处发生了火灾。因此，向紧急应答器错误报告灾难性泄漏或危险火灾将要求该站点进行紧急停止，然后进行彻底的安全评估，再然后才能宣布该站可以安全运行。出于这个原因，环境汽化器的使用可能会严重阻碍源于现场液态氢气罐并且位于公众可看到的显眼区域的氢气再填充站点的发展。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术缺点中的所有或一些缺点。
披露了一种氢气再填充站点，该氢气再填充站点包括被适配并配置成储存液态氢气的液态氢气源、填充回路、以及热交换流体回路。该填充回路具有：上游端，该上游端与该液态氢气源处于下游流连通以允许液态氢气流从该源流入该填充回路中；下游端，该下游端被适配并配置成与FCEV气罐可移除地连接以用于填充该气罐；以及第一热交换器，该第一热交换器设置在该填充回路的上游端与下游端之间。该热传递回路按流动顺序包括与该第一热交换器处于下游流连通的上游端、第二热交换器、热传递流体泵、以及与该第一热交换器处于上游流连通的下游端，该热传递流体泵被适配并配置成接收来自该第二热交换器的热传递流体并将热传递流体引导至该第一热交换器。该第二热交换器被适配并配置成加热从该第一热交换器接收的经冷却的热传递流体。该第一热交换器被适配并配置成在流过该热传递回路的热传递流体与该填充回路中的液态氢气之间交换热量，以便冷却该热传递流体并使该液态氢气汽化以提供用于填充该气罐的加压气态氢气，该第一热交换器内的液态氢气流被该热传递流体流包围。
还披露了一种氢气再填充站点，包括被适配并配置成储存液态氢气的液态氢气源、第一填充回路和第二填充回路、热传递流体贮存器、以及第一热交换流体回路和第二热交换流体回路，其中：该第一填充回路具有：上游端，该上游端与该液态氢气源处于下游流体连通以允许液态氢气流从该源流入该第一填充回路中；下游端，该下游端被适配并配置成与氢燃料车辆气罐可移除地连接以用于填充该气罐；以及第一热交换器，该第一热交换器设置在该第一填充回路的上游端与下游端之间；该第二填充回路具有：上游端，该上游端与该液态氢气源处于下游流体连通以允许液态氢气流从该源流入该第二填充回路中；下游端，该下游端被适配并配置成与氢燃料车辆气罐可移除地连接以用于填充该气罐；以及第一热交换器，该第一热交换器设置在该第二填充回路的上游端与下游端之间；该第一热传递回路按流动顺序包括与该第一填充回路的第一热交换器处于下游流连通的上游端、第二热交换器、热传递流体泵、以及与该第一填充回路的第一热交换器处于上游流连通的下游端，该第一热传递回路的热传递流体泵被适配并配置成从该第一热传递回路的第二热交换器接收热传递流体并将该热传递流体引导至该第一填充回路的第一热交换器；该第二热传递回路按流动顺序包括与该第二填充回路的第一热交换器处于下游流连通的上游端、第二热交换器、热传递流体泵、以及与该第二填充回路的第一热交换器处于上游流连通的下游端，该第二热传递回路的热传递流体泵被适配并配置成从该第二热传递回路的第二热交换器接收热传递流体并将该热传递流体引导至该第二填充回路的第一热交换器；该第一热传递回路的第二热交换器被适配并配置成加热从该第一热传递回路的第一热交换器接收的经冷却的热传递流体；并且该第二热传递回路的第二热交换器被适配并配置成加热从该第二热传递回路的第一热交换器接收的经冷却的热传递流体；该热传递流体贮存器在该第一热传递回路的第二热交换器与热传递流体泵之间流连通，并且在该第二热传递回路的第二热交换器与热传递流体泵之间流连通；该第一填充回路的第一热交换器被适配并配置成在流过该第一热传递回路的热传递流体与该第一填充回路中的液态氢气之间交换热量，以便冷却该热传递流体并使该液态氢气汽化以提供用于填充氢燃料车辆的气罐的加压气态氢气，该第一填充回路的第一热交换器内的液态氢气流被该热传递流体流包围；并且该第二填充回路的第一热交换器被适配并配置成在流过该第二热传递回路的热传递流体与该第二填充回路中的液态氢气之间交换热量，以便冷却该热传递流体并使该液态氢气汽化以提供用于填充氢燃料车辆的气罐的加压气态氢气，该第二填充回路的第一热交换器内的液态氢气流被该热传递流体流包围。
还披露了一种用加压氢气填充氢燃料车辆气罐的方法，该方法包括以下步骤。将液态氢气从液态氢气源供给到填充回路，该填充回路的下游端可移除地连接到氢燃料车辆的气罐，该填充回路中设置有第一热交换器，该第一热交换器具有液态氢气入口、气态氢气出口、热传递流体入口和热传递流体出口。用热传递泵将热传递流体泵送通过往返于该第一热交换器循环的热传递回路，该热传递回路按从该热传递流体出口到该热传递流体入口的流动顺序包括第二热交换器和热传递流体泵。用该第一热交换器在流过该热传递流体回路的热传递流体与从该源供给到该填充回路的液态氢气之间交换热量，从而使所供给的液态氢气汽化并冷却该热传递流体，其中，该第一热交换器内的供给的液态氢气被该热传递流体包围。用该第二热交换器来加热从该第一热交换器接收的经冷却的热传递流体。从该填充回路的下游端用加压气态氢气填充氢燃料车辆的气罐。
该站点或方法可以包括以下方面中的一个或多个：
-用液态氢气泵将液态氢气从该源泵入该填充回路中。
-用压力传感器测量该第一热交换器下游的填充回路中的加压气态氢气的压力；并且用压力控制阀基于由该压力传感器测量的加压气态氢的压力来控制该加压气态氢气的压力。
-液态氢气泵与该液态氢气源处于下游流连通并且与该第一热交换器处于上游流连通，并且被适配并配置成增加来自该液态氢气源的液态氢气流的压力并且朝向该第一热交换器引导该加压液态氢气流。
-该填充回路进一步包括在该第一交换器下游的压力控制阀和压力传感器，并且该压力控制阀被适配并配置成基于由该压力传感器测量的加压气态氢气的压力来控制用于填充该气罐的加压气态氢气的压力。
-该热传递回路进一步包括主管路、旁通管路、三通流量控制阀、温度传感器、以及下游管路，该下游管路在该三通流量控制阀与该热传递流体泵之间流连通；该主管路在该第一热交换器与该三通流量控制阀之间流连通地延伸；该旁通管路从该主管路分支出来，并且与该三通流量控制阀处于上游流连通；该第二热交换器设置在该主管路中；该三通流量控制阀控制来自该主管路的加热的热传递流体和来自该旁通管路的未加热的热传递流体的流量，将来自该主管路的加热的热传递流体流和来自该旁通管路的未加热的热传递流体流组合，并且将组合的热传递流体流引导至热传递泵；该温度传感器在该三通流量控制阀与该第一热交换器之间设置在该热传递回路中；并且该三通控制阀通过调节该组合的热传递流体流中的加热的热传递流体的流速与该未加热的传递流体的流速的比率来控制该三通控制阀与该第一热交换器之间的热传递流体的温度。
-该热传递流体回路进一步包括鼓风机，该鼓风机被适配并配置成将环境空气吹送到该第二热交换器处，以便用吹送的环境空气的热量来加热该热传递流体。
-该第二热交换器是电加热器，该电加热器被适配并配置成加热该热传递流体。
-该站点包括两个或更多个缓冲容器；支路，该支路从该第一热交换器下游的填充回路分支出来，该支路被适配并配置成将该加压气态氢气从该第一热交换器引导到该两个或更多个缓冲容器；一组阀；以及压力控制阀，该一组阀被适配并配置成允许该加压气态氢气流过该支路并流入这些缓冲容器中的一个中但不流入这些缓冲容器中的另一个中，并且允许该加压气态氢气从这些缓冲容器中的一个流过该支路并流到该填充回路的下游端，该压力控制阀被适配并配置成基于由在该支路与该填充回路的下游端之间设置在该填充回路中的压力传感器感测的压力来控制从该填充回路的下游端流出的加压气态氢气的压力。
-该填充回路进一步包括：主管路，该主管路在该填充回路的上游端与下游端之间流体连通；旁通管路，该旁通管路从该主管路分支出来并在该第一热交换器的下游与该主管路重新组合；设置在该主管路中的流量控制阀；设置在该旁通管路中的流量控制阀；以及温度传感器，该温度传感器在该旁通管路与该主管路重新组合的点的下游且在该填充回路的下游端的上游设置在该填充回路中，该第一热交换器设置在该主管路中，设置在该主管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该主管路的汽化氢气流，设置在该旁通管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该旁通管路的液态氢气流，这些流量控制阀控制汽化氢气和液态氢气的流量以便进而基于由该温度传感器感测的温度来控制用于填充该气罐的加压气态氢气的温度。
-该热传递回路进一步包括热传递贮存器，该热传递贮存器在该第二热交换器与该热传递泵之间流体连通，该热传递贮存器被适配并配置成容纳一定体积的该热传递流体。
-该站点进一步包括：第一液态氢气泵，该第一液态氢气泵与该液态氢气源处于下游流连通并且与该第一填充回路的第一热交换器处于上游流连通，该第一液态氢气泵被适配并配置成增加来自该液态氢气源的液态氢气流的压力并且朝向该第一填充回路的第一热交换器引导该加压液态氢气流；以及第二液态氢气泵，该第二液态氢气泵与该液态氢气源处于下游流连通并且与该第二填充回路的第一热交换器处于上游流连通，该第二液态氢气泵被适配并配置成增加来自该液态氢气源的液态氢气流的压力并且朝向该第二填充回路的第一热交换器引导该加压液态氢气流。
-这些填充回路中的每一个进一步包括在相关联的第一交换器下游的压力控制阀和压力传感器，并且该压力控制阀被适配并配置成基于由该压力传感器测量的加压气态氢气的压力来控制用于填充氢燃料车辆的气罐的加压气态氢气的压力。
-该热传递回路中的每一个进一步包括主管路、旁通管路、三通流量控制阀、温度传感器、以及下游管路，该下游管路在该三通流量控制阀与该热传递流体泵之间流连通；每个主管路在该相关联的第一热交换器与该相关联的三通流量控制阀之间流连通地延伸；每个旁通管路从该相关联的主管路分支出来，并且与该相关联的三通流量控制阀处于上游流连通；每个第二热交换器设置在该相关联的主管路中；每个三通流量控制阀控制来自该相关联的主管路的加热的热传递流体和来自该相关联的旁通管路的未加热的热传递流体的流量，将来自该相关联的主管路的加热的热传递流体流和来自该相关联的旁通管路的未加热的热传递流体流组合，并且将组合的热传递流体流引导至该相关联的热传递泵；每个温度传感器在该相关联的三通流量控制阀与该相关联的第一热交换器之间设置在相关联的热传递回路中；并且每个三通控制阀通过调节该组合的热传递流体流中的加热的热传递流体的流速与该未加热的传递流体的流速的比率来控制该三通控制阀与该相关联的第一热交换器之间的热传递流体的温度。
-每个热传递流体回路进一步包括鼓风机，该鼓风机被适配并配置成将环境空气吹送到相关联的第二热交换器处，以便用吹送的环境空气的热量来加热该热传递流体。
-每个第二热交换器是电加热器，该电加热器被适配并配置成加热该热传递流体。
-每个填充回路进一步包括：主管路，该主管路在其上游端与下游端之间流体连通；旁通管路，该旁通管路从相关联的主管路分支出来并在该相关联的第一热交换器的下游与该相关联的主管路重新组合；设置在该相关联的主管路中的流量控制阀；设置在该相关联的旁通管路中的流量控制阀；以及温度传感器，该温度传感器设置在该相关联的旁通管路与该相关联的主管路重新组合的点的下游且在其相关联的下游端的上游，其中：该相关联的第一热交换器设置在该相关联的主管路中；设置在该相关联的主管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该相关联的主管路的汽化氢气的流量；设置在该相关联的旁通管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该相关联的旁通管路的液态氢气的流量，这些流量控制阀控制汽化氢气和液态氢气的流量以便进而基于由该温度传感器感测的温度来控制用于填充氢燃料车辆的气罐的加压气态氢气的温度。
-该下游端包括至少两个喷嘴，每个喷嘴被适配并配置成与氢燃料车辆气罐可移除地连接以用于填充该气罐。
附图说明
在参考附图阅读以下描述后，其他独特特征和优点将显现出来，在附图中：
图1是本发明的发明站点和方法的实施例的示意图。
图2是图1的站点和方法的变型的示意图。
图3是图1的站点和方法的变型的示意图。
图4是图2和图3的站点和方法的特征的组合的示意图。
图5是图4的站点和方法的变型的示意图。
图6是图5的站点和方法的变型的示意图。
图例
液态氢气源1
填充回路2
第一热交换器3
热传递流体回路4
压力控制阀5
车辆6
可选的冷冻机7
压力传感器9
切断阀10
温度传感器11
第二热交换器15
热传递流体回路主管路16
热传递流体回路旁通管路17
鼓风机19
三通控制阀21
热传递流体贮存器23
热传递流体泵25
温度传感器27
温度传感器29
液态氢气泵31
阀33
缓冲容器35
支路37
填充回路主管路39
填充回路旁通管路41
组合点42
温度控制阀43
温度控制阀45
切断阀46
切断阀48
切断阀50
具体实施方式
如图1最佳所示，来自液态氢气源1的液态氢气经由填充回路的上游端供给到填充回路2，该填充回路包括第一热交换器3、压力控制阀5、第二热交换器15。填充回路2的下游端可移除地连接到氢燃料电池电动车辆(FCEV)6的气罐。热传递流体在热传递流体回路4中流动，该热传递流体回路包括热传递流体泵25、温度传感器27和液态氢气泵31。
该源可选地包括压力增加回路，该压力增加回路用于通过使用流量控制阀控制来自该源的液态氢气离开该源并进入与环境空气热连接的管路的量来在该源的顶部空间中增加压力。液态氢气在管路中汽化并被引导到顶部空间中。压力传感器测量顶部空间内的压力。控制器用于基于测量到的顶部空间压力来致动流量控制阀，以便在顶部空间中达到期望的压力。
液态氢气泵31用于将来自该源的液态氢气供给到填充回路中并进行加压。液态氢气泵31的使用允许将液态氢气泵送到氢燃料车辆6的气罐的高压填充所需的超临界压力。例如，储存在源1中的大约50巴压力的液态氢气可以很容易被泵送到900巴或甚至更高的压力。所采用的特定液态氢气泵31的特性和特征通常由要提供给FCEV 6的气罐的期望的最大压力和填充站点的期望的填充容量所驱动。优选地，每个液态氢气泵31由以下操作条件表征：2psi至5psi的净正吸入压头、45kg/h的标称流量、100psi的液态氢气吸入压力、以及约15,000psi的最大排放压力。
从源1供给到填充回路2的液态氢气在第一热交换器3处汽化，以提供用于填充FCEV 6的气罐的加压气态氢气。第一热交换器3在热传递流体回路4中流动的热传递流体与填充回路2中流动的液态氢气之间交换热量，从而使液态氢气汽化(产生处于超临界流体状态的冷氢气)并冷却热传递流体。汽化的液态氢气构成用于填充氢燃料车辆6的气罐的加压气态氢气。FCEV 6的驾驶员/客户或填充站点的操作员都可以接近便利地位于通常在标准加油站(即，气体泵)处发现的接口处的喷嘴(在填充回路2的下游端处)，该接口包括氢气价格、递送的氢气量的显示以及开始/停止按钮。
经冷却的热传递流体在第二热交换器15处被加热并使用热传递流体泵25泵回第一热交换器3。第二热交换器15可以是环境空气汽化器，其中经冷却的热传递流体被来自通过鼓风机吹到环境空气汽化器上的环境空气的热量加热。可选地，第二热交换器可以是电加热器。
尽管任何已知的热传递流体在低至至少-135℃的标称压力下处于液相，但一个非限制性且特别合适的示例可从伊士曼(Eastman)公司以商标名Therminol
Figure BDA0003817236240000101
获得。Therminol
Figure BDA0003817236240000102
是甲基环己烷和三甲基戊烷的混合物，并且具有在-135℃下为1.29kJ/(kg·K)至40℃下为2.04kJ/(kg·K)范围内的报告液体热容量。
热传递流体的温度可以如下控制。控制器(未示出)基于由温度传感器29感测的热传递流体的温度来控制热传递流体泵25的速度(诸如通过增加或减少泵25的变频驱动器的速度)。如果正好在第一热交换器3上游的热传递流体的温度令人不满意地高，这将削弱热传递流体加热流过第一热交换器3的液态氢气的能力。另一方面，如果热传递流体的温度太低，它可能变得太粘或者甚至冻结。控制器通常是计算机或可编程逻辑控制器。更具体地，第一热交换器下游的热传递流体的温度可以被控制在温度范围内或根据温度设定点来控制。
在第一交换器3内，液态氢气流被热传递流体流包围。这防止了第一交换器3的外部表面温度达到常规的液态氢气源氢气填充站点的环境空气汽化器所经历的过冷温度。因此，避免了水蒸气在第一热交换器3上的冷凝和后续的结霜(以及如上所述的现有技术中的相关联除霜问题)。另外，避免了水蒸气在第一交换器3周围区域中的冷凝(以及如上所述的现有技术中的相关联起雾问题)。通常，第一热交换器3的构造是套管式的，其中液态氢气流过内管而热传递流体在外管中流动。对于大约900巴的压力，套管式热交换器比壳管式热交换器更简单且成本更低。第一热交换器可以替代地是壳管式热交换器，其中管流体是液态氢气并且壳流体是热传递流体。除了套管式或壳管式构造之外的类型的热交换器可以用于第一热交换器3，可以与本发明一起使用，只要液态氢气被热传递流体包围和/或第一热交换器3的外部的表面温度不达到常规环境空气汽化器的极低温度并且避免起雾和结霜即可。第一热交换器上游的填充回路的部分可以带真空夹套以防止结霜和起雾问题。
用于填充FCEV 6的气罐的氢气的压力可以通过压力控制阀5进行控制。虽然填充气罐的具体方式不受限制，但通常根据标准填充方案(诸如车辆工程师协会(SAE)标准J2601)来填充气罐。压力控制阀5
如图2中最佳所示，氢气填充站点还可以包括在第一热交换器的下游的用于容纳高压氢气的一个或多个缓冲容器35。每个缓冲容器可以设置有压力增加回路，以便在其中维持期望的压力。汽化的氢气经由从填充回路2附加的支路37供给到缓冲容器。压力控制阀5可以用于使用如上所述的填充算法来填充氢燃料车辆的气罐。如图1所示，液态氢气由液态氢气泵31泵送至高压并且在第一热交换器3处由热传递流体加热。切断阀48关闭，切断阀46打开，并且切断阀50中的一个或多个打开。冷的超临界氢气用于填充又一个缓冲容器35，而不是直接供给到FCEV。可选地，缓冲容器35中的一个处于中等压力，而另一个处于高压力。通过选择性地打开或关闭切断阀50，可以首先填充处于高压的缓冲容器35，然后填充处于中等压力的缓冲容器35。除非一个或多个缓冲容器35处于不合期望的低压力，否则液态氢气泵31不需要连续运行。如果缓冲容器35已满，则FCEV 6的气罐可以以级联填充方式填充储存在缓冲容器35中的氢气，其中处于中等压力的缓冲容器35与FCEV 6的气罐压力平衡，并且随后处于高压力的缓冲容器35与气罐压力平衡，如本领域中已知。
如图3中最佳所示，第二热交换器15可以是环境空气汽化器，填充回路2还可以包括可选的冷冻机7以及压力传感器9和温度传感器11，并且热传递流体回路4可以包括热传递流体贮存器23和温度传感器27。基于由压力传感器9和温度传感器11感测的压力和温度，可以使用如上所述的压力控制阀5来填充FCEV的气罐。热传递流体回路4设置有主管路16，第二热交换器15设置在该主管路中。经冷却的热传递流体被来自通过鼓风机19吹到第二热交换器15上的环境空气的热量加热。可选地，还存在从主管路16分支出来的旁通管路17，使得经冷却的热传递流体的一部分在第二热交换器15处不被加热。在这种可选情况下，使用三通控制阀21将主管路16中的加热的热传递流体与旁通管路17中的未加热的热传递流体组合。因为由鼓风机19吹出的环境空气温度将随着一年中的时间而变化，所以可以根据随季节变化的控制方案来控制三通控制阀21。例如，在北半球的冬天期间，全部的热传递流体流可以通过主管路16供给并且在第二热交换器15处被加热，而在夏天期间，一部分或全部的热传递流体流可以通过旁通管路17供给，以便产生较冷的热传递流体来储存在热传递流体贮存器23中。当热量泄漏会削弱将热传递流体保持低于最大预定温度的能力时，这在夏季特别炎热的天气很有帮助。
来自三通控制阀21的组合热传递流体流的温度可以替代性地按以下方式来控制。控制器(其可以与用于控制第一热交换器3下游的热传递流体的温度的控制器相同或不同)控制三通控制阀的致动以基于由热传递回路的温度传感器测量的温度来实现主管路中的加热的热传递流体与旁通管路中的未加热的热传递流体的流量比率。
压力传感器9和温度传感器11可以用于将递送到FCEV气罐的氢气的压力和温度作为变量输入到如上所述的填充算法。具体地，填充算法符合SAE标准J2601。
如图4中最佳所示，图2和图3的实施例的特征可以组合。
如图5最佳所示，填充回路包括主管路39和从主管路分支出来的旁通管路41。供给到主管路39的液态氢气的部分在第一热交换器3处被汽化，而供给到旁通管路41的液态氢气的部分未被汽化。两股氢气流在第一热交换器3下游的点42处组合以提供加压气态氢气。加压气态氢气的温度可以通过用温度控制阀43、45控制液态氢气流入主管路39和旁通管路41中来控制。温度控制阀43、45可以用控制器(未示出，但示例包括计算机或可编程逻辑控制器，其可以与控制三通控制阀21和/或液态氢气泵变频驱动器的操作的控制器相同或不同)基于由温度传感器11测量的温度来控制。本领域技术人员将认识到，当由温度传感器感测到的温度过低(高)时，流向主管路39的液态氢气流可以增加(减少)并且流向旁通管路41的液态氢气流可以增加(减少)对应的量。因此，可以在没有可选的冷冻机7的情况下执行对加压气态氢气的温度的控制，或者可选的冷冻机7可以仅提供补充制冷。在该实施例中，流向FCEV气罐的气态氢气流由压力控制阀5可选地基于由压力传感器9和温度传感器11感测的压力和温度来控制，如上所解释。
如果FCEV气罐未在填充来自缓冲容器35的氢气，则关闭切断阀50，并且两股氢气流在第一热交换器3下游的点42处组合，以提供用于填充FCEV气罐的加压气态氢气。如果缓冲容器35中的一个在用于填充FCEV气罐，则切断阀50中的一个关闭，切断阀50中的一个打开，并且来自缓冲容器35中的一个的氢气流在第一热交换器3下游的点42处与来自旁通管路41的液态氢气流组合。在这种填充期间，泵31可以保持运行或者可选地它可以被关闭。不管汽化的氢气是直接从主管路39还是从缓冲容器35中的一个获得，加压气态氢气的温度都可以通过用温度控制阀43、45控制主管路和旁通管路中的液态氢气流来控制。温度控制阀43、45可以用控制器(未示出，但示例包括计算机或可编程逻辑控制器，其可以与控制器29相同或不同)基于由温度传感器测量的温度来控制。本领域技术人员将认识到，当由温度传感器感测到的温度过低(高)时，流向主管路39的液态氢气流可以增加(减少)并且流向旁通管路41的液态氢气流可以增加(减少)对应的量。因此，可以在没有可选的冷冻机的情况下执行对加压气态氢气的温度的控制，或者可选的冷冻机可以仅提供补充制冷。在该实施例中，流向FCEV气罐的气态氢气流由压力控制阀基于由压力传感器感测的压力来控制。
在图5的实施例的变型中并且如图6中最佳所示，该站点可以具有两个填充回路4’、4”。这允许将来自源1的液态氢气供应到液态氢气泵31中的任一个，并且压缩的液态氢气可以从任一液态氢气泵供应到两个填充回路4’、4”中的任一个。尽管未示出，但单组缓冲容器35可以与填充回路4’、4”中的每一个共用，这允许优化缓冲容器的尺寸，从而降低资本成本。
在上述每个实施例中，应注意，下游端可以配备有至少两个喷嘴。喷嘴中的每一个被适配并配置成与FCEV的气罐可移除地连接以用于填充该气罐。虽然可以使用任何已知的喷嘴配置，但通常喷嘴是可从Tatsuno公司获得的氢气分配器的一部分以用于零售氢气填充站点。
不管具体的实施例如何，虽然再填充站点可以位于FCEV气罐需要再填充的任何位置，但它在位于装配有氢气分配器的零售燃料站点时特别有用，以便供不一定接受过任何培训的FCEV的驾驶员在处理和分配高压氢气时使用。按优选的填充顺序，在喷嘴以气密方式与FCEV气罐连接后，气态氢气首先从最低压力缓冲容器(即，在高于气罐中的氢气的压力下)供给到气罐中，以便减少焦耳-汤姆逊效应的影响。执行填充的特定方式由填充算法(诸如符合SAE J2601标准的算法)决定。对来自喷嘴的气态氢气的压力的控制用压力控制阀基于通过喷嘴或气罐中的压力传感器的气态氢气的压力来完成。当低压缓冲容器和气罐基本上压力平衡时，气态氢反而从较高压缓冲容器分配到气罐中。这一直持续到根据算法指示填充完成为止。在填充另一个FCEV气罐之前，液态氢气从该源泵送到第一热交换器，并且所产生的加压气态氢气用于再填充缓冲容器。
本发明提供了若干优点。
本发明中使用的汽化器不需要很高。事实上，它可以保持在10’以下的高度。这很重要，因为在城市地区，架空电力线、电话线或树木的存在限制了常规环境空气汽化器可以占用的竖直空间。与本发明中使用的汽化器相比，常规的环境空气汽化器的高度通常超过10’。
与环境空气汽化器相比，本发明中使用的汽化器允许更精确地控制分配器处的氢气的出口温度，这是满足许多氢气填充协议(诸如SAE J2601)所需的严格温度控制曲线所必需的。因为常规环境空气汽化器以很大程度上被动的方式与液化低温气体交换热量，所以汽化的冷冻剂的温度将高度依赖于环境温度。在本发明中，离开第二热交换器的热传递流体的温度可以通过精确控制鼓风机速度或供应到加热器的电功率来精确地控制。这进而允许更精确地控制在与温度受控的热传递流体交换热量之后离开第一热交换器的汽化氢气。
虽然已经结合本发明的具体实施例描述了本发明，但显然，鉴于前述说明，许多替代方案、修改、和变化对于本领域技术人员将是清楚的。因此，旨在包含落入所附权利要求的精神和广泛范围内的所有此类替代方案、修改和变化。本发明可以适合地包括所披露的要素、由所披露的要素组成或基本上由所披露的要素组成，并且可以在不存在未披露的要素下实施。此外，如果存在涉及顺序的语言，诸如第一和第二，应在示例性意义上、而不是在限制性意义上进行理解。例如，本领域技术人员可以认识到，可以将某些步骤组合成单一步骤。
单数形式“一个/种(a/an)”和“该”包括复数个指示物，除非上下文另外清楚地指出。
权利要求书中的“包括(comprising)”是开放式过渡术语，其是指随后确定的权利要求要素是无排他性的清单，即，其他任何事物可以附加地被包括并且保持在“包括”的范围内。“包括”在此被定义为必要地涵盖更受限制的过渡术语“基本上由……组成”和“由……组成”；因此“包括”可以被“基本上由……组成”或“由……组成”代替并且保持在“包括”的清楚地限定的范围内。
权利要求中的“提供”被定义为是指供给、供应、使可获得或制备某物。该步骤可以相反地由任何行动者在权利要求中没有明确的语言的情况下执行。
任选的或任选地意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生。本说明书包括其中事件或情况发生的实例以及其中事件或情况不发生的实例。
在本文中范围可以表述为从约一个具体值和/或到约另一个具体值。当表述此种范围时，应理解的是另一个实施例是从所述一个具体值和/或到所述另一个具体值、连同在所述范围内的所有组合。
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Claims (34)

1.一种氢气再填充站点，包括被适配并配置成储存液态氢气的液态氢气源、填充回路、以及热交换流体回路，其中，
该填充回路具有：上游端，该上游端与该液态氢气源处于下游流体连通以允许液态氢气流从该源流入该填充回路中；下游端，该下游端被适配并配置成与氢燃料车辆气罐可移除地连接以用于填充该气罐；以及第一热交换器，该第一热交换器设置在该填充回路的上游端与下游端之间；
该热传递回路按流动顺序包括与该第一热交换器处于下游流连通的上游端、第二热交换器、热传递流体泵、以及与该第一热交换器处于上游流连通的下游端，该热传递流体泵被适配并配置成接收来自该第二热交换器的热传递流体并将该热传递流体引导至该第一热交换器；
该第二热交换器被适配并配置成加热从该第一热交换器接收的经冷却的热传递流体；并且
该第一热交换器被适配并配置成在流过该热传递回路的热传递流体与该填充回路中的液态氢气之间交换热量，以便冷却该热传递流体并使该液态氢气汽化以提供用于填充该气罐的加压气态氢气，该第一热交换器内的液态氢气流被该热传递流体流包围。
2.如权利要求1所述的站点，进一步包括液态氢气泵，该液态氢气泵与该液态氢气源处于下游流连通并且与该第一热交换器处于上游流连通，该液态氢气泵被适配并配置成增加来自该液态氢气源的液态氢气流的压力并且朝向该第一热交换器引导该加压液态氢气流。
3.如权利要求1所述的站点，其中，该填充回路进一步包括在该第一交换器下游的压力控制阀和压力传感器，并且该压力控制阀被适配并配置成基于由该压力传感器测量的加压气态氢气的压力来控制用于填充该气罐的加压气态氢气的压力。
4.如权利要求1所述的站点，其中：
该热传递回路进一步包括主管路、旁通管路、三通流量控制阀、温度传感器、以及下游管路，该下游管路在该三通流量控制阀与该热传递流体泵之间流连通；
该主管路在该第一热交换器与该三通流量控制阀之间流连通地延伸；
该旁通管路从该主管路分支出来，并且与该三通流量控制阀处于上游流连通；
该第二热交换器设置在该主管路中；
该三通流量控制阀控制来自该主管路的加热的热传递流体和来自该旁通管路的未加热的热传递流体的流量，将来自该主管路的加热的热传递流体流和来自该旁通管路的未加热的热传递流体流组合，并且将组合的热传递流体流引导至热传递泵；
该温度传感器在该三通流量控制阀与该第一热交换器之间设置在该热传递回路中；并且
该三通控制阀通过调节该组合的热传递流体流中的加热的热传递流体的流速与该未加热的传递流体的流速的比率来控制该三通控制阀与该第一热交换器之间的热传递流体的温度。
5.如权利要求1所述的站点，其中，该热传递流体回路进一步包括鼓风机，该鼓风机被适配并配置成将环境空气吹送到该第二热交换器处，以便用吹送的环境空气的热量来加热该热传递流体。
6.如权利要求1所述的站点，其中，该第二热交换器是电加热器，该电加热器被适配并配置成加热该热传递流体。
7.如权利要求1所述的站点，进一步包括两个或更多个缓冲容器；支路，该支路从该第一热交换器下游的填充回路分支出来，该支路被适配并配置成将该加压气态氢气从该第一热交换器引导到该两个或更多个缓冲容器；一组阀；以及压力控制阀，该一组阀被适配并配置成允许该加压气态氢气流过该支路并流入这些缓冲容器中的一个中但不流入这些缓冲容器中的另一个中，并且允许该加压气态氢气从这些缓冲容器中的一个流过该支路并流到该填充回路的下游端，该压力控制阀被适配并配置成基于由在该支路与该填充回路的下游端之间设置在该填充回路中的压力传感器感测的压力来控制从该填充回路的下游端流出的加压气态氢气的压力。
8.如权利要求1所述的站点，其中，该填充回路进一步包括：主管路，该主管路在该填充回路的上游端与下游端之间流体连通；旁通管路，该旁通管路从该主管路分支出来并在该第一热交换器的下游与该主管路重新组合；设置在该主管路中的流量控制阀；设置在该旁通管路中的流量控制阀；以及温度传感器，该温度传感器在该旁通管路与该主管路重新组合的点的下游且在该填充回路的下游端的上游设置在该填充回路中，该第一热交换器设置在该主管路中，设置在该主管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该主管路的汽化氢气流，设置在该旁通管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该旁通管路的液态氢气流，这些流量控制阀控制汽化氢气和液态氢气的流量以便进而基于由该温度传感器感测的温度来控制用于填充该气罐的加压气态氢气的温度。
9.如权利要求1所述的站点，其中，该热传递回路进一步包括热传递贮存器，该热传递贮存器在该第二热交换器与该热传递泵之间流体连通，该热传递贮存器被适配并配置成容纳一定体积的该热传递流体。
10.一种氢气再填充站点，包括被适配并配置成储存液态氢气的液态氢气源、第一填充回路和第二填充回路、热传递流体贮存器、以及第一热交换流体回路和第二热交换流体回路，其中：
该第一填充回路具有：上游端，该上游端与该液态氢气源处于下游流体连通以允许液态氢气流从该源流入该第一填充回路中；下游端，该下游端被适配并配置成与氢燃料车辆气罐可移除地连接以用于填充该气罐；以及第一热交换器，该第一热交换器设置在该第一填充回路的上游端与下游端之间；
该第二填充回路具有：上游端，该上游端与该液态氢气源处于下游流体连通以允许液态氢气流从该源流入该第二填充回路中；下游端，该下游端被适配并配置成与氢燃料车辆气罐可移除地连接以用于填充该气罐；以及第一热交换器，该第一热交换器设置在该第二填充回路的上游端与下游端之间；
该第一热传递回路按流动顺序包括与该第一填充回路的第一热交换器处于下游流连通的上游端、第二热交换器、热传递流体泵、以及与该第一填充回路的第一热交换器处于上游流连通的下游端，该第一热传递回路的热传递流体泵被适配并配置成从该第一热传递回路的第二热交换器接收热传递流体并将该热传递流体引导至该第一填充回路的第一热交换器；
该第二热传递回路按流动顺序包括与该第二填充回路的第一热交换器处于下游流连通的上游端、第二热交换器、热传递流体泵、以及与该第二填充回路的第一热交换器处于上游流连通的下游端，该第二热传递回路的热传递流体泵被适配并配置成从该第二热传递回路的第二热交换器接收热传递流体并将该热传递流体引导至该第二填充回路的第一热交换器；
该第一热传递回路的第二热交换器被适配并配置成加热从该第一热传递回路的第一热交换器接收的经冷却的热传递流体；
该第二热传递回路的第二热交换器被适配并配置成加热从该第二热传递回路的第一热交换器接收的经冷却的热传递流体；
该热传递流体贮存器在该第一热传递回路的第二热交换器与热传递流体泵之间流连通，并且在该第二热传递回路的第二热交换器与热传递流体泵之间流连通；
该第一填充回路的第一热交换器被适配并配置成在流过该第一热传递回路的热传递流体与该第一填充回路中的液态氢气之间交换热量，以便冷却该热传递流体并使该液态氢气汽化以提供用于填充氢燃料车辆的气罐的加压气态氢气，该第一填充回路的第一热交换器内的液态氢气流被该热传递流体流包围；并且
该第二填充回路的第一热交换器被适配并配置成在流过该第二热传递回路的热传递流体与该第二填充回路中的液态氢气之间交换热量，以便冷却该热传递流体并使该液态氢气汽化以提供用于填充氢燃料车辆的气罐的加压气态氢气，该第二填充回路的第一热交换器内的液态氢气流被该热传递流体流包围。
11.如权利要求10所述的站点，进一步包括：
第一液态氢气泵，该第一液态氢气泵与该液态氢气源处于下游流连通并且与该第一填充回路的第一热交换器处于上游流连通，该第一液态氢气泵被适配并配置成增加来自该液态氢气源的液态氢气流的压力并且朝向该第一填充回路的第一热交换器引导该加压液态氢气流；以及
第二液态氢气泵，该第二液态氢气泵与该液态氢气源处于下游流连通并且与该第二填充回路的第一热交换器处于上游流连通，该第二液态氢气泵被适配并配置成增加来自该液态氢气源的液态氢气流的压力并且朝向该第二填充回路的第一热交换器引导该加压液态氢气流。
12.如权利要求10所述的站点，其中，这些填充回路中的每一个进一步包括在相关联的第一交换器下游的压力控制阀和压力传感器，并且该压力控制阀被适配并配置成基于由该压力传感器测量的加压气态氢气的压力来控制用于填充氢燃料车辆的气罐的加压气态氢气的压力。
13.如权利要求10所述的站点，其中：
该热传递回路中的每一个进一步包括主管路、旁通管路、三通流量控制阀、温度传感器、以及下游管路，该下游管路在该三通流量控制阀与该热传递流体泵之间流连通；
每个主管路在该相关联的第一热交换器与该相关联的三通流量控制阀之间流连通地延伸；
每个旁通管路从该相关联的主管路分支出来，并且与该相关联的三通流量控制阀处于上游流连通；
每个第二热交换器设置在该相关联的主管路中；
每个三通流量控制阀控制来自该相关联的主管路的加热的热传递流体和来自该相关联的旁通管路的未加热的热传递流体的流量，将来自该相关联的主管路的加热的热传递流体流和来自该相关联的旁通管路的未加热的热传递流体流组合，并且将组合的热传递流体流引导至该相关联的热传递泵；
每个温度传感器在该相关联的三通流量控制阀与该相关联的第一热交换器之间设置在相关联的热传递回路中；并且
每个三通控制阀通过调节该组合的热传递流体流中的加热的热传递流体的流速与该未加热的传递流体的流速的比率来控制该三通控制阀与该相关联的第一热交换器之间的热传递流体的温度。
14.如权利要求10所述的站点，其中，每个热传递流体回路进一步包括鼓风机，该鼓风机被适配并配置成将环境空气吹送到相关联的第二热交换器处，以便用吹送的环境空气的热量来加热该热传递流体。
15.如权利要求10所述的站点，其中，每个第二热交换器是电加热器，该电加热器被适配并配置成加热该热传递流体。
16.如权利要求10所述的站点，其中，每个填充回路进一步包括：
主管路，该主管路在其上游端与下游端之间流体连通；
旁通管路，该旁通管路从相关联的主管路分支出来并在该相关联的第一热交换器的下游与该相关联的主管路重新组合；
设置在该相关联的主管路中的流量控制阀；
设置在该相关联的旁通管路中的流量控制阀；以及
温度传感器，该温度传感器设置在该相关联的旁通管路与该相关联的主管路重新组合的点的下游且在其相关联的下游端的上游，其中：该相关联的第一热交换器设置在该相关联的主管路中；设置在该相关联的主管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该相关联的主管路的汽化氢气的流量；设置在该相关联的旁通管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该相关联的旁通管路的液态氢气的流量，这些流量控制阀控制汽化氢气和液态氢气的流量以便进而基于由该温度传感器感测的温度来控制用于填充氢燃料车辆的气罐的加压气态氢气的温度。
17.一种用加压氢气填充燃料电池电动车辆的气罐的方法，该方法包括以下步骤：
将液态氢气从液态氢气源供给到填充回路，该填充回路的下游端可移除地连接到该气罐，该填充回路中设置有第一热交换器，该第一热交换器具有液态氢气入口、气态氢气出口、热传递流体入口和热传递流体出口；
用热传递泵将热传递流体泵送通过往返于该第一热交换器循环的热传递回路，该热传递回路按从该热传递流体出口到该热传递流体入口的流动顺序包括第二热交换器和该热传递流体泵；
用该第一热交换器在流过该热传递流体回路的热传递流体与从该源供给到该填充回路的液态氢气之间交换热量，从而使所供给的液态氢气汽化并冷却该热传递流体，其中，该第一热交换器内的供给的液态氢气被该热传递流体包围；
用该第二热交换器来加热从该第一热交换器接收的经冷却的热传递流体；以及
从该填充回路的下游端用加压气态氢气填充氢燃料车辆的气罐。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括用液态氢气泵将该液态氢气从该源泵入该填充回路中的步骤。
19.如权利要求17所述的方法，进一步包括以下步骤：
用压力传感器测量该第一热交换器下游的填充回路中的加压气态氢气的压力；以及
用压力控制阀基于由该压力传感器测量的加压气态氢气的压力来控制该加压气态氢气的压力。
20.如权利要求17所述的方法，其中：
该热传递回路进一步包括主管路、旁通管路、三通流量控制阀、温度传感器、以及下游管路，该下游管路在该三通流量控制阀与该热传递流体泵之间流连通；
该主管路在该第一热交换器与该三通流量控制阀之间流连通地延伸；
该旁通管路从该主管路分支出来，并且与该三通流量控制阀处于上游流连通；
该第二热交换器设置在该主管路中；
该三通流量控制阀控制来自该主管路的加热的热传递流体和来自该旁通管路的未加热的热传递流体的流量，将来自该主管路的加热的热传递流体流和来自该旁通管路的未加热的热传递流体流组合，并且将组合的热传递流体流引导至热传递泵；
该温度传感器在该三通流量控制阀与该第一热交换器之间设置在该热传递回路中；并且
该三通控制阀通过调节该组合的热传递流体流中的加热的热传递流体的流速与该未加热的传递流体的流速的比率来控制该三通控制阀与该第一热交换器之间的热传递流体的温度。
21.如权利要求17所述的方法，其中，该热传递流体回路进一步包括鼓风机，该鼓风机被适配并配置成将环境空气吹送到该第二热交换器处，以便用吹送的环境空气的热量来加热该热传递流体。
22.如权利要求17所述的方法，其中，该第二热交换器是电加热器，该电加热器被适配并配置成加热该热传递流体。
23.如权利要求17所述的方法，进一步包括两个或更多个缓冲容器；支路，该支路从该第一热交换器下游的填充回路分支出来，该支路被适配并配置成将该加压气态氢气从该第一热交换器引导到该两个或更多个缓冲容器；一组阀；以及压力控制阀，该一组阀被适配并配置成允许该加压气态氢气流过该支路并流入这些缓冲容器中的一个中但不流入这些缓冲容器中的另一个中，并且允许该加压气态氢气从这些缓冲容器中的一个流过该支路并流到该填充回路的下游端，该压力控制阀被适配并配置成基于由在该支路与该填充回路的下游端之间设置在该填充回路中的压力传感器感测的压力来控制从该填充回路的下游端流出的加压气态氢气的压力。
24.如权利要求17所述的方法，其中，该填充回路进一步包括：主管路，该主管路在该填充回路的上游端与下游端之间流体连通；旁通管路，该旁通管路从该主管路分支出来并在该第一热交换器的下游与该主管路重新组合；设置在该主管路中的流量控制阀；设置在该旁通管路中的流量控制阀；以及温度传感器，该温度传感器在该旁通管路与该主管路重新组合的点的下游且在该填充回路的下游端的上游设置在该填充回路中，该第一热交换器设置在该主管路中，设置在该主管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该主管路的汽化氢气流，设置在该旁通管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该旁通管路的液态氢气流，这些流量控制阀控制汽化氢气和液态氢气的流量以便进而基于由该温度传感器感测的温度来控制用于填充该气罐的加压气态氢气的温度。
25.如权利要求17所述的方法，其中，该热传递回路进一步包括热传递贮存器，该热传递贮存器在该第二热交换器与该热传递泵之间流体连通，该热传递贮存器被适配并配置成容纳一定体积的该热传递流体。
26.一种用加压氢气填充燃料电池电动车辆的气罐的方法，该方法包括以下步骤：
将液态氢气从液态氢气源供给到填充回路，该填充回路的下游端可移除地连接到氢燃料车辆的气罐，该填充回路中设置有第一热交换器，该第一热交换器具有液态氢气入口、气态氢气出口、热传递流体入口和热传递流体出口；
用热传递泵将热传递流体泵送通过往返于该第一热交换器循环的热传递回路，该热传递回路按从该热传递流体出口到该热传递流体入口的流动顺序包括第二热交换器和该热传递流体泵；
用该第一热交换器在流过该热传递流体回路的热传递流体与从该源供给到该填充回路的液态氢气之间交换热量，从而使所供给的液态氢气汽化并冷却该热传递流体，其中，该第一热交换器内的供给的液态氢气被该热传递流体包围；
用该第二热交换器来加热从该第一热交换器接收的经冷却的热传递流体；
将所汽化的液态氢气引导至一个或多个缓冲容器中；以及
用来自该一个或多个缓冲容器的加压气态氢气填充氢燃料车辆的气罐。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括用液态氢气泵将该液态氢气从该源泵入该填充回路中的步骤。
28.如权利要求26所述的方法，进一步包括以下步骤：
用压力传感器测量该第一热交换器下游的填充回路中的加压气态氢气的压力；以及
用压力控制阀基于由该压力传感器测量的加压气态氢气的压力来控制该加压气态氢气的压力。
29.如权利要求26所述的方法，其中：
该热传递回路进一步包括主管路、旁通管路、三通流量控制阀、温度传感器、以及下游管路，该下游管路在该三通流量控制阀与该热传递流体泵之间流连通；
该主管路在该第一热交换器与该三通流量控制阀之间流连通地延伸；
该旁通管路从该主管路分支出来，并且与该三通流量控制阀处于上游流连通；
该第二热交换器设置在该主管路中；
该三通流量控制阀控制来自该主管路的加热的热传递流体和来自该旁通管路的未加热的热传递流体的流量，将来自该主管路的加热的热传递流体流和来自该旁通管路的未加热的热传递流体流组合，并且将组合的热传递流体流引导至热传递泵；
该温度传感器在该三通流量控制阀与该第一热交换器之间设置在该热传递回路中；并且
该三通控制阀通过调节该组合的热传递流体流中的加热的热传递流体的流速与该未加热的传递流体的流速的比率来控制该三通控制阀与该第一热交换器之间的热传递流体的温度。
30.如权利要求26所述的方法，其中，该热传递流体回路进一步包括鼓风机，该鼓风机被适配并配置成将环境空气吹送到该第二热交换器处，以便用吹送的环境空气的热量来加热该热传递流体。
31.如权利要求26所述的方法，其中，该第二热交换器是电加热器，该电加热器被适配并配置成加热该热传递流体。
32.如权利要求26所述的方法，其中：
该一个或多个缓冲容器包括两个或更多个缓冲容器，并且：
支路在该第一热交换器的下游从该填充回路分支出来，该支路被适配并配置成将该加压气态氢气从该第一热交换器引导到该一个或多个缓冲容器；
一组阀被适配并配置成允许该加压气态氢气流过该支路并且流入该两个或更多个缓冲容器中的一个中但不流入该两个或更多个缓冲容器中的其他缓冲容中，并且允许该加压气态氢气从该两个或更多个缓冲容器中的一个流过该支路并流到该填充回路的下游端；以及
使用该压力控制阀基于由在该支路与该填充回路的下游端之间设置在该填充回路中的压力传感器感测的压力来控制从该填充回路的下游端流出的加压气态氢气的压力。
33.如权利要求26所述的方法，其中，该填充回路进一步包括：主管路，该主管路在该填充回路的上游端与下游端之间流体连通；旁通管路，该旁通管路从该主管路分支出来并在该第一热交换器的下游与该主管路重新组合；设置在该主管路中的流量控制阀；设置在该旁通管路中的流量控制阀；以及温度传感器，该温度传感器在该旁通管路与该主管路重新组合的点的下游且在该填充回路的下游端的上游设置在该填充回路中，该第一热交换器设置在该主管路中，设置在该主管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该主管路的汽化氢气流，设置在该旁通管路中的流量控制阀被适配并配置成控制流过该旁通管路的液态氢气流，这些流量控制阀控制汽化氢气和液态氢气的流量以便进而基于由该温度传感器感测的温度来控制用于填充该气罐的加压气态氢气的温度。
34.如权利要求26所述的方法，其中，该热传递回路进一步包括热传递贮存器，该热传递贮存器在该第二热交换器与该热传递泵之间流体连通，该热传递贮存器被适配并配置成容纳一定体积的该热传递流体。
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