-
Gebiet der Technik
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoff-Zufuhrsystem, das
einen Teil von z. B. einem Brennstoffzellensystem darstellt, und
genauer ein Brennstoff-Zufuhrsystem, das mit einer Vielzahl von Brennstofftanks
ausgestattet ist.
-
Technischer Hintergrund
-
Bekannte
Arten von Brennstoff-Zufuhrsystemen für die Zufuhr eines
Wasserstoffgases als Brenngas zu einer Brennstoffzelle sind solche,
bei denen ein Hochdruck-Wasserstofftank, der mit unter hohem Druck
stehendem Wasserstoffgas gefüllt ist, oder ein Wasserstoff-Speichertank,
der mit einer Wasserstoff bindenden Legierung gefüllt ist,
die die reversible Speicherung und Abgabe von Wasserstoff ermöglicht,
verwendet. Beispielsweise offenbart die
japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift
Nr. 2005-226715 ein Brennstoff-Zufuhrsystem, das eine Vielzahl
von Wasserstofftanks aufweist, die über eine dazwischen
angeordnete Wasserstoffleitung parallel mit einer Brennstoffzelle
verbunden sind, wobei ein Ein/Aus-Ventil an jedem der Wasserstofftanks
angebracht ist. Das Brennstoff-Zufuhrsystem ist dafür ausgelegt,
alle Ein/Aus-Ventile gleichzeitig zu öffnen, wenn das Brennstoffzellensystem
in Betrieb ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Gemäß dem
in der
japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift
Nr. 2005-226715 offenbarten Brennstoff-Zufuhrsystem können
zwar Unterschiede der Nutzungsfrequenz der Wasserstofftanks verringert
werden, da das Wasserstoffgas während des Betriebs aus
einer Vielzahl der Wasserstofftanks abgegeben wird. Es ist jedoch
nicht unbedingt wünschenswert, dass alle Ein/Aus-Ventile
sich immer gleichzeitig öffnen. Wenn sich z. B. alle Ein/Aus-Ventile
gleichzeitig öffnen, wenn Wasserstoffgas durchgeleitet
wird, um zu überprüfen, ob eine Wasserstoffleitung
leckt, dann wird eine große Wasserstoffmenge abgegeben.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Brennstoff-Zufuhrsystems,
das in der Lage ist, die Brennstoffmenge, die aus einem Brennstofftank
abgegeben wird, zu verringern.
-
Um
dieses Ziel zu erreichen, weist ein Brennstoff-Zufuhrsystem gemäß der
vorliegenden Erfindung auf: eine Vielzahl von Brennstofftanks, die
einen Brennstoff speichern, eine Vielzahl von Ein/Aus-Ventilen,
von denen eines für jeden Brennstofftank oder eines für
jede Gruppe aus mehreren Brennstofftanks vorgesehen ist und die
jeweils einen Brennstoff, der aus den Brennstofftanks abgegeben wird,
blockieren, und eine Steuereinheit, die die Öffnung und
Schließung der Ein/Aus-Ventile steuert. Die Steuereinheit ändert
die Zahl der Ein/Aus-Ventile, die gleichzeitig geöffnet
werden sollen, je nach Situation.
-
Bei
dieser Anordnung ist die Zahl der Ein/Aus-Ventile, die gleichzeitig
geöffnet werden, nicht festgelegt, sondern kann situationsbedingt
geändert werden. Dadurch entfällt je nach Situation
die Notwendigkeit, einen Brennstoff aus allen Brennstofftanks abzugeben,
wodurch eine Senkung der aus den Brennstofftanks abgegebenen Brennstoffmenge möglich
ist. Andererseits kann der Brennstoff je nach Situation aus allen
Brennstofftanks abgegeben werden wodurch eine Verringerung der Unterschiede
in der Nutzungsfrequenz in Betracht gezogen werden kann.
-
Vorzugsweise
können die Brennstoffzellentanks parallel mit einer Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung
verbunden sein, und die Steuereinheit kann alle Ein/Aus-Ventile
gleichzeitig öffnen, wenn der Brennstoff von den Brennstofftanks
zur Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung geliefert wird.
-
Dieser
Aufbau ermöglicht die Brennstoffzufuhr in einer Situation,
wo alle Ein/Aus-Ventile offen sind, was eine Verringerung des Unterschieds
der Nutzungsfrequenz der Brennstofftanks ermöglicht. Ferner
kann in dem Fall, wo die Vielzahl von Ein/Aus-Ventilen gleichzeitig
geöffnet werden, während Brennstoff geliefert
wird, der Brennstoff von einem Brennstofftank in einen anderen Brennstofftank zurückströmen,
je nach dem Druckpegel in den Brennstofftanks, jedoch macht es der
Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung möglich,
ein solches Rückströmungsphänomen zu
begrenzen.
-
Hierbei
ist die Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung beispielsweise eine Brennstoffzelle,
die ein zugeführtes Brenngas als Brennstoff empfängt
und elektrische Leistung erzeugt, oder ein Verbrennungsmotor, der
als Brennstoff zugeführtes Wasserstoffgas oder CNG (compressed
natural gas, verdichtetes Erdgas) empfängt und mechanische
Energie oder Wärmeenergie erzeugt.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform kann die Steuereinheit die
Zahl der Ein/Aus-Ventile, die gleichzeitig geöffnet werden,
verringern, nachdem ein Fehler erfasst wurde oder während
das Brennstoff-Zufuhrsystem gewartet wird.
-
Diese
Anordnung macht es möglich, die Menge des abgegebenen Brennstoffs
in dem Fall zu senken, wo ein Fehler erfasst wurde oder während eine
Wartung durchgeführt wird.
-
Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform kann die Steuereinheit
die Zahl der Ein/Aus-Ventile, die gleichzeitig geöffnet
werden, in einem Fall, wo kein Brennstoff zu einer Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung
geliefert werden muss, verringern.
-
Diese
Anordnung macht es möglich, die abgegebene Brennstoffmenge
in einem Fall zu senken, wo einer Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung
kein Brennstoff zugeführt werden muss.
-
Ein
anderes Brennstoff-Zufuhrsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung, mit dem das oben genannte Ziel erreicht werden soll,
weist auf: Brennstofftanks, die parallel mit einer Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung
verbunden sind und die einen Brennstoff speichern; Ein/Aus-Ventile,
von denen jeweils eines für jeden Brennstofftank oder jeweils
eines für jede Gruppe aus mehreren Brennstofftanks vorgesehen
ist und die einen Brennstoff, der aus den Brennstofftanks abgegeben
wird, blockieren, und eine Steuereinheit, die die Öffnung
und Schließung der Ein/Aus-Ventile in einer ersten Situation
steuert. Die Steuereinheit verringert die Zahl der Ein/Aus-Ventile, die
gleichzeitig geöffnet werden sollen, in einer zweiten Situation,
die sich von der ersten Situation unterscheidet.
-
Bei
dieser Anordnung können Unterschiede der Nutzungsfrequenz
der Brennstofftanks in der ersten Situation verringert werden. In
der zweiten Situation kann ferner die Zahl der Ein/Aus-Ventile,
die sich gleichzeitig öffnen, verringert werden, so dass
die Brennstoffmenge, die aus den Brennstofftanks abgegeben wird,
dementsprechend verringert wird.
-
Hierbei
ist die erste Situation beispielsweise eine Situation, in der das
Brennstoff-Zufuhrsystem in einem normalen Modus oder einem Zufuhrmodus
ist, während die zweite Situation eine Situation ist, in
der ein Versagen erfasst wurde oder eine Wartung ausgeführt
wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
1 ist
ein Blockschema eines Brennstoffzellensystems, auf welches das Brennstoff-Zufuhrsystem
gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wurde.
-
2 ist
ein Blockschema eines Brennstoffzellensystems, auf welches das Brennstoff-Zufuhrsystem
eines Modifikationsbeispiels der vorliegenden Erfindung angelegt
wurde.
-
Beste Weise für die
Durchführung der Erfindung
-
Im
Folgenden wird ein Brennstoff-Zufuhrsystem gemäß bevorzugten
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug
auf die begleitende Zeichnung beschrieben. Hierbei wird ein Beispiel
beschrieben, in dem ein Brennstoff-Zufuhrsystem gemäß der
vorliegenden Erfindung auf ein Brenngas-Zufuhrsystem eines Brennstoffzellensystems angewendet
wurde.
-
1 ist
ein Blockschema eines Brennstoffzellensystems 10 mit einem
Brennstoff-Zufuhrsystem 30 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform, wobei das Schema den Schwerpunkt
auf ein Brenngas-Zufuhrsystem legt.
-
Das
Brennstoffzellensystem 10 kann in einem Fahrzeug, wie einem
Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug (FCHV), einem Elektrofahrzeug und
einem Hybridfahrzeug eingebaut sein. Jedoch kann das Brennstoffzellensystem 10 außer
in ein Fahrzeug auch in verschiedene mobile Körper (z.
B. ein Schiff oder ein Flugzeug, und einen Roboter oder dergleichen)
und auch in eine stationäre Leistungsquelle eingebaut werden.
-
Das
Brennstoffzellensystem 10 weist eine Brennstoffzelle 20 auf.
Die Brennstoffzelle 20 empfängt Wasserstoffgas,
das als Brenngas zugeführt wird, und Luft, die als Oxidierungsgas
zugeführt wird, und erzeugt elektrische Leistung. Das Brenngas
und das Oxidierungsgas werden gemeinsam als Reaktionsgase bezeichnet.
Die Brennstoffzelle 20 besteht beispielsweise aus einer
Brennstoffzelle mit festem Polyelektrolyt und weist eine Stapelstruktur
auf, in der viele einzelne Zellen gestapelt sind. In 1 ist, um
die Beschreibung zu vereinfachen, der Aufbau einer einzelnen Brennstoffzelle
schematisch in der Brennstoffzelle 20 dargestellt.
-
Die
Einzelzelle weist eine MEA (Membran/Elektroden-Anordnung) 24 auf,
die aus einer Elektrolytmembran 21, einer Brennstoffelektrode 22 und
einer Luftelektrode 23 besteht. Die Elektrolytmembran 21 ist
aus einer Ionentauschermembran gebildet, die beispielsweise aus
einem fluorierten Harz gebildet ist. Die Brennstoffelektrode 22 und
die Luftelektrode 23 sind auf beiden Oberflächen
der Elektrolytmembran 21 vorgesehen. Die Einzelzelle weist
ein Paar Separatoren 25 und 26, die beidseitig an
der Brennstoffelektrode 22 und der Luftelektrode 23 anliegen,
auf. Ein Brenngas wird einer Oxidierungsgasleitung 28 des
Separators 26 zugeführt. Eine elektrochemische
Reaktion der zugeführten Brenn- und Oxidierungsgase bewirkt,
dass die Brennstoffzelle 20 elektrische Leistung erzeugt.
Die von der Brennstoffzelle 20 erzeugte elektrische Leistung
wird einem Verbraucher 50, beispielsweise einem Fahrmotor,
zugeführt.
-
Das
Brennstoff-Zufuhrsystem 30 weist vier Brennstofftanks 31a bis 31d und
vier Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d auf. Die Brennstofftanks 31a bis 31d sind parallel
mit der Brennstoffzelle 20 verbunden, bei der es sich um
die Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung handelt. Die Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d sind
jeweils für die entsprechenden Brennstofftanks 31a bis 31d vorgesehen.
Die Zahl der Brennstofftanks und der Ein/Aus-Ventile ist beliebig.
-
Die
Brennstofftanks 31a bis 31d können entweder
Hochdruck-Wasserstofftanks sein, die ein unter hohem Druck stehendes
Wasserstoffgas enthalten, oder Wasserstoff-Speichertanks, die eine
Wasserstoff speichernde Legierung enthalten, die es ermöglicht,
Wasserstoff reversibel zu speichern und abzugeben. Ein Hochdruck-Wasserstofftank
speichert ein Wasserstoffgas beispielsweise bei 35 MPa oder 70 MPa.
Die Brennstofftanks 31a bis 31d können
solche sein, die ein verdichtetes Erdgas mit 20 MPa speichern. Kurz
gesagt können die Brennstofftanks 31a bis 31d von
jeder Art sein, solange sie ein Brenngas so speichern, dass sie
in der Lage sind, das Brenngas zur Brennstoffzelle 20 oder
zur Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung zu liefern.
-
Das
aus den Brennstofftanks 31a bis 31d abgegebene
Brenngas wird über einen Zufuhrströmungsweg 34 zur
Brenngasleitung 27 in der Brennstoffzelle 20 geliefert.
Der Zufuhrströmungsweg 34 weist einen gemeinsamen
Strömungsweg 35 auf, der mit der Brenngasleitung 27 verbunden
ist, und abzweigende Strömungswege 36a bis 36d,
die vom gemeinsamen Strömungsweg 35 in vier Zweigen
abgehen. Der gemeinsame Strömungsweg 35 ist beispielsweise
mit einem Druckreduzierungsventil 38 versehen. Die Seite
stromaufwärts und die Seite stromabwärts vom Druckreduzierungsventil 38 sind mit
Drucksensoren P1 bzw. P2 versehen, um den Druck des Brenngases zu
erfassen. Die abzweigenden Strömungswege 36a bis 36d sind
parallel zur Brennstoffzelle 20 angeordnet und mit den
jeweiligen Brennstofftanks 31a bis 31d verbunden.
-
Die
Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d blockieren das Brenngas,
das aus den ihnen entsprechenden Brennstofftanks 31a bis 31d abgegeben
wird. Anders ausgedrückt, die Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d dienen als
Wurzelventile (Hauptsperrventile) für die einzelnen Brennstofftanks 31a bis 31d.
Diese Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d bestehen beispielsweise
aus elektromagnetischen Sperrventilen, die elektrisch mit einer Steuereinheit 40 verbunden
sind. Obwohl hier auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet
wird, können die Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d von
der Art sein, die in eine Ventilbaugruppe eingebaut ist, die mit
den einzelnen Deckeln der Brennstofftanks 31a bis 32d verbunden
ist, oder von der Art, die in eine äußere Leitung
einer Ventilbaugruppe eingebaut ist. Reglerventile, die den Druck
des Brenngases senken, können in den abzweigenden Strömungswegen 36a bis 36d vorgesehen
sein.
-
Hierbei
können die Durchmesser der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d (die
Querschnitte der Strömungswege) alle gleich sein. In der
vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Durchmesser
der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d so eingestellt,
dass er kleiner ist als der Leitungsdurchmesser des gemeinsamen
Strömungswegs 35 (die Querschnittsfläche des
Strömungswegs). Dagegen ist die Gesamtsumme der Durchmesser
der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d so eingestellt,
dass sie größer ist als der Leitungsdurchmesser
des gemeinsamen Strömungswegs 35. Wenn alle Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d geöffnet
werden, ist daher die Strömungsrate des Brenngases auf den
Leitungsdurchmesser des gemeinsamen Strömungswegs 35 beschränkt.
Wenn nur das Ein/Aus-Ventil 32a geöffnet wird,
dann ist die Strömungsrate des Brenngases auf den Durchmesser des
Ein/Aus-Ventils 32a beschränkt.
-
Wie
aus 1 hervorgeht, bewirkt eine Öffnung der
Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d, dass das in den Brennstofftanks 31a bis 31d gespeicherte
Brenngas in die abzweigenden Strömungswege 36a bis 36d abgegeben
wird, so dass es in den gemeinsamen Strömungsweg 35 strömt,
wodurch es der Brennstoffzelle 20 zugeführt wird.
Wenn der oben beschriebene Strom des Brenngases betrachtet wird, können
der Zufuhrströmungsweg 34 und die Steuereinheit 40 als
Bestandteile des Brennstoff-Zufuhrsystems betrachtet werden.
-
Die
Steuereinheit 40 besteht aus einem Mikrocomputer, der eine
CPU, einen ROM und einen RAM enthält. Die CPU führt
gemäß einem Steuerprogramm, das verschiedene Arten
von Prozessen und Steuerungen, einschließlich der Steuerung
zum Öffnen und Schließen der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d und
der Erfassung von Fehlern des Brennstoff-Zufuhrsystems 30,
ausführt, eine gewünschte Berechnung durch. Der
ROM speichert ein Steuerprogramm, das von der CPU ausgeführt
wird, und Steuerdaten. Der RAM wird hauptsächlich für
verschiedene Arten von Arbeitsbereichen für Steuerprozesse verwendet.
-
Die
Steuereinheit 40 empfängt Erfassungssignale, die
von verschiedenen Sensoren außer von den Drucksensoren
P1 und P2 eingegeben werden, wie von einem Spannungssensor, einem
Stromsensor und einem Sensor für den Öffnungsgrad
eines Fahrzeug-Gaspedals, die nicht dargestellt sind. Auf der Basis
der eingegebenen Ergebnisse gibt die Steuereinheit 40 Steuersignale
an Komponenten des Brennstoffzellensystems 10 aus. Insbesondere
steuert die Steuereinheit 40 das Öffnen und Schließen der
Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d wie nachstehend beschrieben.
-
Wenn
das Brennstoffzellensystem 10 in einem normalen Betriebsmodus
ist oder wenn das Brennstoff-Zufuhrsystem 30 in einem normalen
Modus ist, öffnet die Steuereinheit 40 alle Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d gleichzeitig.
Beispielsweise werden in dem Fall, wo das Brenngas der Brennstoffzelle 20 auf der
Basis einer geforderten Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 20 zugeführt
wird, alle Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d gleichzeitig
geöffnet, und der offene Ventilzustand wird beibehalten.
Dies führt zu einem Zustand, wo das Brenngas aus allen
Brennstofftanks 31a bis 31d ausgeführt
wird.
-
Am
Ende eines Betriebs des Brennstoffzellensystems 10 schließt
die Steuereinheit 40 dann alle Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d.
-
Somit
ermöglicht das Offenhalten aller Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d im
normalen Betriebszustand des Brennstoffzellensystems 10 die
Verringerung der Unterschiede der Nutzungsfrequenz der Brennstofftanks 31a bis 31d und
verhindert auch das Zurückströmen des Brenngases
zwischen den Brennstofftanks 31a bis 31d.
-
Genauer
wird, wenn beispielsweise nur das Ein/Aus-Ventil 32a während
des normalen Betriebsmodus geöffnet wird, um das Brenngas
in einem bestimmten Umfang nur aus dem Brennstofftank 31a auszuführen,
der Druck im Brennstofftank 31a niedriger als der Druck
in den übrigen Brennstofftanks 31b bis 31d.
Wenn hierbei angenommen wird, dass das Ein/Aus-Ventil 32a geöffnet
wird, wenn das Brenngas im Brennstofftank 31a fast vollständig
aufgebraucht ist, kann das Brenngas im Brennstofftank 31b nicht nur
in die Brennstoffzelle 20, sondern auch in den Brennstofftank 31a strömen,
der einen niedrigeren Druck aufweist. Um ein solches Rückstromphänomen
zu vermeiden, öffnet oder schließt die Steuereinheit 40 im
normalen Betriebsmodus daher alle Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d.
-
Im
Falle eines Fehlers kann es jedoch z. B. aufgrund eines Risses in
einer Leitung, die den Zufuhrströmungsweg 34 darstellt,
zu einem Austreten von Brenngas kommen. Das Austreten von Brenngas führt
zu einem Druckabfall in der Leitung, der von den Drucksensoren P1
und P2 erfasst werden kann. Wenn beispielsweise das Austreten des
Brenngases in der Leitung stromabwärts vom Drucksenkungsventil 38 passiert,
dann ist der vom Drucksensor P2 erfasste Druckwert niedriger als
ein Sekundärdruck des Drucksenkungsventils 38.
Auf der Basis des Umfangs des Druckabfalls bestimmt die Steuereinheit 40,
ob es zu einem Austreten von Brenngas gekommen ist oder nicht. Wenn
bestimmt wird, dass Brenngas austritt, wird das Brenngas vorzugsweise
in einem Zustand zur Brennstoffzelle 20 geliefert, in dem die
Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 20 unterbrochen
ist, wodurch erneut überprüft wird, ob das Brenngas
wirklich aus dem Zufuhrströmungsweg 34 austritt.
-
Wenn
eine solche nochmalige Überprüfung durchgeführt
wird, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Zahl
der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d, die gleichzeitig
geöffnet werden, gesenkt, statt alle Ein/Aus-Ventile gleichzeitig
zu öffnen. In der vorliegenden Ausführungsform
kann es bevorzugt sein, nur eines der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d für
eine nochmalige Überprüfung zu öffnen.
In einer anderen Ausführungsform wird bei der Durchführung
einer nochmaligen Überprüfung möglicherweise
nur das Ein/Aus-Ventil geöffnet, das einem Brennstofftank unter
den Brennstofftanks 31a bis 31d entspricht, der eine
größte gespeicherte Brenngasmenge enthält, oder
einem Brennstofftank, der einen höchsten Druck aufweist.
-
Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird daher, wenn die nochmalige Überprüfung
durchgeführt wird, die Zahl der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d,
die gleichzeitig geöffnet werden, verringert, wodurch es
möglich ist, die Brennstoffmenge, die aus den Brennstofftanks 31a bis 31d abgegeben
wird, zu senken. Insbesondere kann durch Verringern der Zahl der
Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d, die gleichzeitig geöffnet
werden, die Brennstoffmenge, die aus den Brennstofftanks 31a bis 31d abgegeben
wird, entsprechend gesenkt werden. Wenn beispielsweise nur das Ein/Aus-Ventil 32a geöffnet
wird, dann wird die Strömungsrate des Brenngases, das durch
den gemeinsamen Strömungsweg 35 strömt,
nicht auf den Leitungsdurchmesser des gemeinsamen Strömungswegs 35 beschränkt,
sondern auf den Durchmesser des Ein/Aus-Ventils 32a, der
kleiner ist als der des gemeinsamen Strömungswegs 35.
Dadurch ist es möglich, die Brenngasmenge, die aus dem
Brennstofftank 31a abgegeben wird, zu minimieren.
-
Wie
oben erläutert, kann gemäß der vorliegenden
Ausführungsform die Zahl der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d,
die gleichzeitig geöffnet werden, entsprechend der Situation
des Brennstoff-Zufuhrsystems 30 geändert werden.
Daher können in einer Situation wie dem normalen Modus
(der ersten Situation) des Brennstoff-Zufuhrsystems 30 die
Brennstofftanks 31a bis 31d in einer guten Ausgewogenheit verwendet
werden, während Brenngas der Brennstoffzelle 20 auf
angemessene Weise zugeführt wird. In einer Situation wie
einem Fehlermodus (der zweiten Situation) des Brennstoff-Zufuhrsystems 30 kann jedoch
die zugeführte Brenngasmenge verringert werden.
-
Darüber
hinaus erlaubt eine verringerte Zahl der Ein/Aus-Ventile 32a bi 32d,
die gleichzeitig geöffnet werden, dass eine Senkung des
Leistungsverbrauchs erreicht wird.
-
<Modifikationsbeispiel>
-
Gemäß einer
anderen Ausführungsform kann die Steuereinheit 40 die
Zahl der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d, die gleichzeitig
geöffnet werden, abgesehen von dem Fall, wo eine nochmalige Überprüfung
nach Erfassung eines Fehlers durchgeführt wird, auch in
anderen Fällen verringern. Beispielsweise gibt es den Fall,
dass z. B. die Leitung des Zufuhrströmungswegs 34 aufgrund
eines Brenngaslecks wie oben beschrieben ausgetauscht wird. Im Falle
der nochmaligen Überprüfung während der Wartung
für den genannten Austausch kann die Zahl der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d,
die gleichzeitig geöffnet werden, ebenfalls verringert
werden.
-
Ferner
kann die Steuereinheit 40 die Zahl der Ein/Aus-Ventile 32a bis 32d,
die gleichzeitig geöffnet werden, in dem Fall verringern,
wo die Zufuhr eines Brenngases zur Brennstoffzelle 20 überhaupt
unnötig ist. Hierbei bezeichnet „wenn die Zufuhr
eines Brenngases zur Brennstoffzelle 20 überhaupt
unnötig ist” außer dem Fall, wo eine
nochmalige Überprüfung durchgeführt wird,
nachdem ein Fehler erfasst wurde, oder die nochmalige Überprüfung
während einer Wartung durchgeführt wird, wie oben
beschrieben, beispielsweise den Fall, wo keine Forderung nach Leistungserzeugung
durch die Brennstoffzelle 20 vorliegt.
-
2 ist
ein Blockschema, welches das Brennstoffzellensystem 10 darstellt,
das mit einem Brennstoff-Zufuhrsystem 300 gemäß einem
Modifikationsbeispiel versehen ist. Das Brennstoff-Zufuhrsystem 300 unterscheidet
sich von dem in 1 dargestellten Brennstoff-Zufuhrsystem 30 hauptsächlich darin,
dass Ein/Aus-Ventile 32e und 32f für
jeweils zwei Brennstofftanks von den Brennstofftanks 31a bis 31d vorgesehen
sind. Die Vorrichtungen usw. mit den gleichen Bezugszahlen wie diejenigen,
die in 1 dargestellt sind, bezeichnen die gleichen Einrichtungen
usw., und auf ihre ausführliche Beschreibung wird hier
verzichtet.
-
Die
Ein/Aus-Ventile 32e und 32f sind in abzweigenden
Strömungswegen 36e bzw. 36f vorgesehen,
die von einem gemeinsamen Strömungsweg 35 abzweigen.
Die von dem abzweigenden Strömungsweg 36e abzweigenden
Strömungswege entsprechend den oben genannten abzweigenden
Strömungswegen 36a und 36b, während
die Strömungswege, die vom abzweigenden Strömungsweg 36f abzweigen,
den oben genannten abzweigenden Strömungswegen 36c und 36d entsprechen.
Das Ein/Aus-Ventil 32e dient als Wurzelventil für
eine erste Tankgruppe, die as den Brennstofftanks 31a und 31b besteht,
und blockiert ein Brenngas, das aus den Brenntanks 31a und 31b ausgeführt
wird. Das Ein/Aus-Ventil 32f dient als Wurzelventil für
eine zweite Tankgruppe, die aus den Brennstofftanks 31c und 31d besteht,
und blockiert ein Brenngas, das aus den Brennstofftanks 31c und 31d ausgeführt
wird.
-
Somit öffnet
und schließt eine Steuereinheit 40 in einer Situation
wie einem normalen Modus (einer ersten Situation) des Brennstoff-Zufuhrsystems 30 die
Ein/Aus-Ventile 32e und 32f gleichzeitig. Dagegen öffnet
die Steuereinheit 40 jeweils nur eines der Ein/Aus-Ventile 32e und 32f in
der gleichen Situation (einer zweiten Situation) wie der oben beschriebenen,
einschließlich der Situation, in der ein Versagen des Brennstoff-Zufuhrsystems 30 erfasst
wird oder eine Wartung durchgeführt wird. Diese Anordnung
ermöglicht die Verringerung der Zahl der Ein/Aus-Ventile 32e und 32f,
die gleichzeitig geöffnet werden, so dass die Menge des
Brenngases, das aus den Brennstofftanks 31a bis 31d ausgeführt
wird, entsprechend gesenkt werden kann, wie im oben beschriebenen
Fall.
-
Die
Zahl der Brennstofftanks und die Zahl der Ein/Aus-Ventile, die in
einer Tankgruppe aufgenommen wird, sind beliebig, solange die Ein/Aus-Ventile
für jede Gruppe aus mehreren von einer Vielzahl von Brennstofftanks
vorgesehen sind.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
BRENNSTOFF-ZUFUHRSYSTEM
-
Aufgabe
der Erfindung ist die Schaffung eines Brennstoff-Zufuhrsystems,
das in der Lage ist, die Brennstoffmenge, die von einer Vielzahl
von Brennstofftanks, die parallel verbunden sind, abgegeben wird,
zu verringern. Das Brennstoff-Zufuhrsystem weist eine Vielzahl von
Brennstofftanks, die einen Brennstoff speichern, Ein/Aus-Ventile,
die einzeln für die Brennstofftanks vorgesehen sind, und eine
Steuereinheit auf, die das Öffnen und Schließen der
Ein/Aus-Ventile steuert. Die Steuereinheit ändert die Zahl
der Ein/Aus-Ventile, die gleichzeitig geöffnet werden,
abhängig von der Situation. Die Steuereinheit kann die
Zahl der Ein/Aus-Ventile, die gleichzeitig geöffnet werden,
verringern, nachdem ein Fehler entdeckt wurde oder während
das Brennstoff-Zufuhrsystem gewartet wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2005-226715 [0002, 0003]