JP2004084808A

JP2004084808A - 車両用水素ガス供給装置

Info

Publication number: JP2004084808A
Application number: JP2002247086A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Kuromame; 黒豆　友孝
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】複数高圧水素タンクを備えた車両用水素ガス供給装置の再充填時間を短縮する。
【解決手段】車両１には、複数の高圧水素タンク２が搭載され、各タンク毎に充填バルブ３，放出バルブ４，圧力センサ５，温度センサ６を備えている。車両制御ユニット１３は、温度センサ６及び圧力センサ５の検出結果に基づいて充填バルブ３及び放出バルブ４の制御を行なう。水素ガス消費時には、複数の高圧水素タンク２の中から一つの高圧水素タンクを選択して当該タンクから優先的に水素を水素消費機器９へ供給してその圧力を低下させる。水素充填時には、まず、優先的に水素を消費したタンクへ他のタンクから水素を移送して、他のタンクの温度を低下させる。その後、充填ステーション１００から、水素を充填する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の高圧水素タンクを備えた車両用水素ガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の水素タンクを車両に搭載して、これらの水素タンクから水素消費機器へ水素ガスを供給する従来技術としては、特開２００１−３１７６９５号公報に記載のガス供給装置が知られている。
【０００３】
このガス供給装置は、複数の水素タンクを各々分岐通路を介して供給通路に接続し、各分岐通路に開閉弁とガス圧力センサとを設けている。そして、ガス供給を開始する前に、各開閉弁のうち少なくとも２つの開閉弁の開閉動作を行って、ガス圧力センサの検出値に異常がないかを判定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のガス供給装置によれば、水素ガスの充填及び放出（パワープラント等の水素消費機器への供給）時に、前記複数の開閉弁が全て開かれ、並列に接続された全てのタンクが同時に充填および放出している。このため、従来のシステムで充填時に高圧水素タンク温度を検出して充填を制御したのでは、最も高い温度のタンクで充填速度が制限され、短時間での充填が困難であるという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、車両に搭載された複数の高圧水素タンクと、該高圧水素タンク毎に接続された充填バルブと、該高圧水素タンク毎に接続された放出バルブと、前記充填バルブ間に接続された充填配管と、前記放出バルブ間に接続された放出配管と、前記高圧水素タンク毎の温度を検出する複数の温度センサと、前記高圧水素タンク毎の圧力を検出する複数の圧力センサと、これら温度センサ及び圧力センサの検出結果に基づいて前記充填バルブ及び前記放出バルブの制御を行なう制御ユニットと、を備えたことを要旨とする車両用水素ガス供給装置である。
【０００６】
【発明の効果】
請求項１、請求項２の発明によれば、車両の高圧水素タンクの放出は、選択されたタンクのみから行なわれる。このため、複数の高圧水素タンクにおいては、少なくとも一本のタンクの水素量が少ない状態になっている。
【０００７】
水素充填ステーションから車両へ水素を供給する場合、始めに水素量の少ないタンクへ他の水素量の多いタンクから水素を移送する。これにより、水素量の多いタンク内水素温度の低下を図ることが可能となり、水素量の多いタンクの温度に制約されず短時間に満充填が可能となる。
【０００８】
請求項３の発明によれば、最も圧力の低い高圧水素タンクを優先的に水素を消費するタンクとするので、水素を消費するタンクの圧力をより低下することができ、水素充填直前に、より多くの水素をタンクからタンクへ移送することができ、タンクの温度を下げることができる。
【０００９】
請求項４の発明によれば、高圧水素タンク温度を検出し、もっとも温度の低い高圧水素タンクを優先的にガスを消費するタンクとして選択するため、充填前の段階でタンクの温度をより低下することができる。
【００１０】
請求項５、請求項７の発明によれば、一つのタンクが所定の圧力になった後は残りのタンクは同時に水素を消費するので、残りの複数のタンクの圧力と温度は同じになり、水素を消費する際においても、充填する際においてもバルブの制御が簡素にできる。
【００１１】
請求項６の発明によれば、水素移送の最初に、高圧水素タンクの中で最も温度の高いタンクから優先的に水素を移送し、各タンクの平均温度近傍まで移送し、その後　残水素を有するタンクすべてから水素移送を行なう。このため、移送後の各タンクの温度差が少なく、短時間でばらつき無く充填が可能となる。
【００１２】
請求項８の発明によれば、前記残りのタンクは充填直前に、所定の量の水素を残しておくことにより、水素充填時直前に、前記圧力を低下したタンクへ残りのタンクから水素を移送することができ、残りのタンクの温度を確実に低下することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
次に、図面を参照して、本発明に係る車両用水素ガス供給装置の第１実施形態を詳細に説明する。第１実施形態は、水素ガス消費時に、高圧水素タンク毎の圧力センサの検出値に基づいて最も低い圧力の高圧水素タンクから優先的にガスを供給するように放出バルブの制御を行なうことを特徴としている。
【００１４】
図１は、第１実施形態の車両用水素ガス供給装置の構成を説明するシステム構成図である。尚、以下の説明において、特に限定されないが複数の高圧水素タンクの数を４とし、４つのタンクを区別するために符号の添え字であるａ，ｂ，ｃ，ｄを使用する。この添え字で複数の高圧水素タンク及びこれらのタンク毎に設けられたデバイスを区別するものとし、総称して呼ぶ場合には、添え字を省略するものとする。
【００１５】
図１において、車両１には、４つの高圧水素タンク２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが搭載されている。各高圧水素タンク２は、各々充填バルブ３を介して充填配管１０に接続され、また充填配管１０には、充填レセプタクル１１が設けられている。充填レセプタクル１１は、水素ガス充填時に水素充填ステーション１００から図示しない水素ガス充填ホースが接続され、充填用水素源から水素ガスが送り込まれる。
【００１６】
また、各高圧水素タンク２は、各々タンク内圧力を検出する圧力センサ５が設けられているとともに、各々放出バルブ４を介して放出配管７に接続されている。放出配管７は、主バルブ８を介して水素ガス消費機器９に接続されている。
【００１７】
水素ガス消費機器９は、例えば水素燃焼エンジンや燃料電池である。また、各高圧水素タンク２には、タンク内水素ガス温度またはタンク温度を検出する温度センサ６が設けられている。
【００１８】
圧力センサ５と温度センサ６とは、車両制御ユニット１３に接続されている。また、充填バルブ３及び放出バルブ４の開閉信号も車両制御ユニット１３に接続されている。
【００１９】
車両制御ユニット１３は、圧力センサ５及び温度センサ６から読み込んだ各タンクの圧力及び温度により、充填バルブ３及び放出バルブ４を制御して、各タンク毎の水素ガスの放出／充填制御を行うプログラムを内蔵している。
【００２０】
また車両制御ユニット１３には、車両のエンジンまたは燃料電池の稼働／不稼働を制御するキーＳＷ１２が接続されている。さらに、車両１が水素充填を行う場合、水素充填ステーション１００から充填起動ＳＷ１０１の信号を受けることができるようになっている。
【００２１】
第１実施形態の基本作動は、以下の通りである。まず車両システムが起動し、これにより車両制御ユニット１３が起動する。車両制御ユニット１３は、高圧水素タンク２の圧力を圧力センサで検出し、走行時などにおける水素消費時に最も圧力が低いタンクの放出バルブのみ開放する。最も圧力の低いタンクの水素の消費が進み規定値下限まで圧力が低下した場合、放出バルブを閉めると同時に他のタンクの放出バルブを全て開放して水素ガス消費機器に水素を供給する。
【００２２】
なお、ここでは、水素移送用のタンクは少なくとも一つ準備しておけばよいという考え方により、他のタンクの放出バルブを全て開放したが、順次、次に低い圧力の水素タンクについて同じ制御を繰り返して、次に低い圧力の水素タンクを低下させ水素移送用のタンクとして準備してもよい。
【００２３】
充填時には、車両制御ユニットが全ての高圧水素タンクの放出バルブを開放する。これにより水素量を低下させておいた高圧水素タンクへ他のタンクから各放出バルブを介してガスが移送（供給）され、他のタンクの温度が低下する。なお、この時水素放出用主バルブは閉じておくとよい。
【００２４】
車両制御ユニットは、全ての高圧水素タンクの圧力が同様となったことを確認し放出バルブを全て閉じる。その後、充填を行なう。
【００２５】
なお、水素圧力センサ等により水素の残量を検知して、前記残りのタンクの水素量が所定の水素量まで低下したら、運転者に水素を補充するサインを出すようにしてもよい。これにより、前記残りのタンクは、充填時に、前記圧力を低下したタンクへ充填する水素を確保しておくことができ、残りのタンクの温度を確実に低下することができる。
【００２６】
次に、図２の車両制御ユニットの制御フローチャートを参照して、第１実施形態の車両運行時の動作を説明する。
【００２７】
まず、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１で、キーＳＷ１２の状態信号を検出する。次いでＳ２でキーＳＷがオンか否かを判定し、オンでなければ、Ｓ１へ戻る。キーＳＷがオンであれば、Ｓ３で各圧力センサ５の検出値を読み込み、各高圧水素タンク２の水素ガス圧力を検出する。Ｓ４で、最も低い圧力の高圧水素タンクの圧力が規定値Ｈｌｏｗ　以上か否かを判定する。Ｓ４の判定がＹｅｓであれば、Ｓ５へ進み、Ｎｏであれば、Ｓ９へ進む。
【００２８】
Ｓ５では、最も圧力の低い高圧水素タンクの放出バルブ４を開放し、当該タンクの水素ガスを水素ガス消費機器９が消費するように設定する。Ｓ６で各圧力センサ５の検出値を読み込み、各高圧水素タンクの圧力を検出する。Ｓ７で最も圧力の低い高圧水素タンクの圧力が規定値Ｈｌｏｗ　以下か否かを判定する。規定値Ｈｌｏｗ　以下でなければ、Ｓ６へ戻り、最も圧力の低い高圧水素タンクから水素ガスの消費を継続しながら各高圧水素タンクの水素ガス圧力の監視を継続する。
【００２９】
Ｓ７の判定で規定値Ｈｌｏｗ　以下であれば、Ｓ８で当該タンクからこれ以上水素ガスを消費させないために最も圧力の低い高圧水素タンクの放出バルブ４を閉じる。
【００３０】
次いでＳ９で、その他の高圧水素タンクの放出バルブ４を開放し、残りのタンクから同時に水素を消費可能なように設定する。Ｓ１０でキーＳＷ１２の状態信号を検出し、Ｓ１１でキーＳＷがオフか否かを検出する。キーＳＷがオフでなければ、Ｓ９へ戻り、残りの高圧水素ガスタンクから水素ガス消費を続ける。
【００３１】
Ｓ１１の判定で、キーＳＷがオフであれば、Ｓ１２で全ての放出バルブ４及び主バルブ８を閉じて、制御を終了する。
【００３２】
図３は、第１実施形態における充填時の制御を説明するフローチャートである。まず図３のフローチャートが始まる前に、水素が充填される車両１を水素充填ステーション１００の所定位置に停車し、キーＳＷ１２がオフにされ、車両１の全てのバルブが閉じた状態となる。次いで、車両１と水素充填ステーション１００とが信号ケーブルで接続され、水素ガス充填ホースが車両１の充填レセプタクル１１に接続される。この信号ケーブルは、水素充填ステーション１００から充填起動ＳＷ１０１の信号を含む制御信号を車両制御ユニット１３に伝えるとともに、図示しない車両制御ユニットの信号を水素充填ステーション１００に伝える役割を果たすものである。
【００３３】
次に、車両制御ユニット１３は、Ｓ２１で充填ＳＷ１０１の状態信号を検出し、Ｓ２２で充填ＳＷがオンか否かを判定する。充填ＳＷがオンでなければ、Ｓ２１へ戻る。充填ＳＷがオンであれば、Ｓ２３へ進み、車両制御ユニット１３が各高圧水素タンク２の圧力を知るために、各圧力センサ５の値を読み込む。Ｓ２４で各圧力センサ５の検出値を比較して、最も水素ガス圧力の低い高圧水素タンク２を判定し（高圧水素タンク２ａが最も圧力が低かったとする）、この高圧水素タンク２ａの放出バルブ４ａを開放する。
【００３４】
次いでＳ２５で残りの高圧水素タンク２ｂ，２ｃ，２ｄの放出バルブ４ｂ，４ｃ，４ｄを開放する。これにより放出配管７を介して、残りの高圧水素タンク２ｂ，２ｃ，２ｄから高圧水素タンク２ａへ水素ガスが移送され、水素ガスを放出する高圧水素タンク２ｂ、２ｃ、２ｄの温度が下がる。
【００３５】
Ｓ２６で車両制御ユニット１３が各高圧水素タンク２の圧力を知るために、各圧力センサ５の値を読み込む。Ｓ２７で全ての高圧水素タンク２のガス圧力変化値（Ｓ２３で検出した各タンク毎の水素ガス圧力値に対する、Ｓ２６で読み込んだ各タンク毎の水素ガス圧力値の変化分、各タンク毎にΔＨｐ１〜ΔＨｐｘ）は、規定値ΔＨｐｍｉｎ以下か否かを判定する。
【００３６】
Ｓ２７の判定で、Ｎｏであれば、Ｓ２６へ戻り、水素ガスのタンク間移送を続けながら各タンクの水素ガス圧力を検出する。
【００３７】
Ｓ２７の判定で、Ｙｅｓであれば、Ｓ２８へ移り、全ての高圧水素タンク２の放出バルブ４を閉じる。これにより、放出配管７を介した高圧水素タンク２間の水素ガス移送は停止する。Ｓ２９で全ての高圧水素タンク２の充填バルブ３を開ける。Ｓ３０で車両制御ユニット１３から水素充填ステーション１００へ充填開始信号を送信する。これにより、水素充填ステーション１００の充填用水素源から充填レセプタクル１１を介して、水素ガスが各高圧水素タンク２へ充填される。
【００３８】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の車両用水素ガス供給装置を説明する。第２実施形態のシステム構成図は、図１に示した第１実施形態と同様である。
【００３９】
第２実施形態では、車両制御ユニット１３は、水素ガス消費時に、各高圧水素タンク２毎の温度センサ６の検出値に基づいて、最も低い温度の高圧水素タンク２から優先的にガスを供給するように放出バルブ４の制御を行なうことを特徴としている。
【００４０】
水素の消費が進み、放出バルブ４を開いている高圧水素タンク２の圧力が規定値下限まで低下した場合、その放出バルブ４を閉めると同時に他の温度の低い高圧水素タンク２の放出バルブ４を開放して水素ガス消費機器９に水素ガスを供給する。
【００４１】
次に、図４及び図５のフローチャートを参照して、本実施形態の水素消費時の制御を説明する。
【００４２】
まず、Ｓ３１で、キーＳＷ１２の状態信号を検出する。次いでＳ３２でキーＳＷがオンか否かを判定し、オンでなければ、Ｓ３１へ戻る。キーＳＷがオンであれば、Ｓ３３で各圧力センサ５及び各温度センサ６の検出値を読み込み、各高圧水素タンク２の水素ガス圧力及び温度を検出する。Ｓ３４で、最も低い温度の高圧水素タンクの圧力が規定値Ｈｌｏｗ　以上か否かを判定する。Ｓ３４の判定がＹｅｓであれば、Ｓ３５へ進み、Ｎｏであれば、Ｓ３９へ進む。
【００４３】
Ｓ３５では、最も温度の低い高圧水素タンクの放出バルブ４を開放し、当該タンクの水素ガスを水素ガス消費機器９が消費するように設定する。Ｓ３６で放出バルブ４を開放している高圧水素タンク２の圧力センサ５の検出値を読み込み、該高圧水素タンクの圧力を検出する。Ｓ３７で放出バルブ４を開放している高圧水素タンクの圧力が規定値Ｈｌｏｗ　以下か否かを判定する。規定値Ｈｌｏｗ　以下でなければ、Ｓ３６へ戻り、最も温度の低い高圧水素タンクから水素ガスの消費を継続しながら該高圧水素タンクの水素ガス圧力の監視を継続する。
【００４４】
Ｓ３７の判定で規定値Ｈｌｏｗ　以下であれば、Ｓ３８で当該タンクからこれ以上水素ガスを消費させないために該高圧水素タンクの放出バルブ４を閉じる。
【００４５】
次いでＳ３９で、各高圧水素タンクの水素ガス圧力及び温度を検出するため、各圧力センサ５及び各温度センサ６を読み込む。Ｓ４０で、いずれかの高圧水素タンクの圧力は、Ｈｌｏｗ　以上か否かを判定する。Ｓ４０の判定がＮｏであれば、全ての高圧水素タンク内の水素ガスを使用下限圧力まで使い切ったので、水素ガス残量アラーム等を報告して処理を終了する。
【００４６】
Ｓ４０の判定がＹｅｓであれば、Ｓ４１へ進み、Ｓ４１で、圧力センサが示すタンク水素圧力が規定値Ｈｌｏｗ　以上という条件で、最も温度の低い高圧水素タンクを選択する。Ｓ４２では、Ｓ４１で選択した高圧水素タンク（これを２ｂとする）の放出バルブ４ｂを開放して、高圧水素タンク２ｂから水素を消費するように設定する。次いでＳ４３で放出バルブ４を開放した高圧水素タンク２の水素ガス圧力を圧力センサ５で検出し車両制御ユニット１３へ読み込む。Ｓ４４では、Ｓ４１で選択した高圧水素タンク２の圧力値が規定値Ｈｌｏｗ　以下か否かを判定する。Ｓ４４の判定がＮｏであれば、同じ高圧水素タンク２から水素ガス圧力を監視しながら水素消費を続けるために、Ｓ４３へ戻る。
【００４７】
Ｓ４４の判定がＹｅｓであれば、当該高圧水素タンク２が使用下限値の圧力まで水素ガスを放出したので、Ｓ４５へ進み、開放している放出バルブ４を閉じる。そして、新たに放出可能である高圧水素タンク２を選択するために、Ｓ３９へ移る。
【００４８】
こうして、本実施形態においては、最も温度の低い高圧水素タンクから水素ガスを消費し、該タンクの水素ガス圧力が使用下限値まで低下したら、順次温度の低い次のタンクを選択する。
【００４９】
なお、第１の実施形態と同様に、水素移送用の圧力の低い高圧水素タンクが一つ準備できた時点で、当該タンクの放出バルブを閉めると同時に、他のタンクの放出バルブを全て開放して、水素ガス消費機器９に水素ガスを供給するようにしてもよい。すなわち、図４のＳ３８が終了した後に、図３のＳ９へ進むようにしてもよい。
【００５０】
第２実施形態の水素ガス充填時は、第１の実施形態と同様にして充填を行う。すなわち、充填時には、一旦、車両制御ユニット１３が全ての高圧水素タンク２の放出バルブ４を開放する。これにより水素量を低下させておいた高圧水素タンク（例えば２ａ）へ他の高圧水素タンク（例えば、２ｂ，２ｃ，２ｄ）から放出配管７を介して水素ガスが移送される。
【００５１】
車両制御ユニット１３は、圧力センサ５の検出値により、全ての高圧水素タンク２の圧力が同様となったことを確認した後に放出バルブ４を全て閉じる。その後、水素充填ステーション１００から充填を行なう。
【００５２】
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態の車両用水素ガス供給装置を説明する。第３実施形態のシステム構成図は、図１に示した第１実施形態と同様である。
【００５３】
第３実施形態の特徴は、水素ガスの充填時の制御にあり、充填時に、すべての高圧水素タンクの温度を検出し、最も温度の高いタンクを選択し車両制御ユニットが放出バルブを開放する。これにより水素量を低下させておいた高圧水素タンクへ他のタンクからガスが移送され放出したタンク温度の低下を行なう。
【００５４】
その後、車両制御ユニットは、全ての高圧水素タンクの放出バルブを駆動し圧力が同様となったことを確認し放出バルブを全て閉じる。これにより、タンク温度の平均化を短時間に行なうことができる。
【００５５】
次に、図６及び図７のフローチャートを参照して、第３実施形態の充填時の制御を説明する。
【００５６】
まず図６のフローチャートが始まる前に、水素が充填される車両１を水素充填ステーション１００の所定位置に停車し、キーＳＷ１２がオフにされ、車両１の全てのバルブが閉じた状態となる。次いで、車両１と水素充填ステーション１００とが信号ケーブルで接続され、水素ガス充填ホースが車両１の充填レセプタクル１１に接続される。この信号ケーブルは、水素充填ステーション１００から充填起動ＳＷ１０１の信号を含む制御信号を車両制御ユニット１３に伝えるとともに、図示しない車両制御ユニットの信号を水素充填ステーション１００に伝える役割を果たすものである。
【００５７】
次に、車両制御ユニット１３は、Ｓ５１で充填ＳＷ１０１の状態信号を検出し、Ｓ５２で充填ＳＷがオンか否かを判定する。充填ＳＷがオンでなければ、Ｓ５１へ戻る。充填ＳＷがオンであれば、Ｓ５３へ進み、車両制御ユニット１３が各高圧水素タンク２の圧力及び温度を知るために、各圧力センサ５及び各温度センサ６の値を読み込む。Ｓ５４で各圧力センサ５の検出値を比較して、最も水素ガス圧力の低い高圧水素タンク２を判定し（高圧水素タンク２ａが最も圧力が低かったとする）、この高圧水素タンク２ａの放出バルブ４ａを開放する。
【００５８】
次いでＳ５５で各温度センサ６の検出値を比較して、最も温度の高い高圧水素タンク２を判定し（高圧水素タンク２ｃが最も温度が高かったとする。Ｔｐｈｉ　）、この高圧水素タンク２ｃの放出バルブ４ｃを開放する。
【００５９】
これにより放出配管７を介して、最も温度の高い高圧水素タンク２ｃから最も圧力の低い高圧水素タンク２ａへ水素ガスが移送され、水素ガスを放出する高圧水素タンク２ｃの温度が下がる。
【００６０】
Ｓ５６で車両制御ユニット１３が放出バルブを開放している高圧水素タンク２ｃの温度を知るために、当該タンクの温度センサ６ｃの値を読み込む。
【００６１】
Ｓ５７で、水素を放出している高圧水素タンク２ｃの温度が規定値Ｔｍａｘ　以下か否かを判定する。
【００６２】
Ｓ５７の判定で、Ｎｏであれば、Ｓ５６へ戻り、水素ガスのタンク間移送を続けながら高圧水素タンクの温度を検出する。
【００６３】
Ｓ５７の判定で、Ｙｅｓであれば、Ｓ５８へ移り、水素放出した高圧水素タンク２ｃの放出バルブ４ｃを閉じる。これにより、放出バルブ４ａは開状態を継続しているが放出配管７を介した高圧水素タンク２間の水素ガス移送は、一旦停止する。
【００６４】
Ｓ５９で、その他の高圧水素タンク（ここでは、２ｂ、２ｄ）の放出バルブ４ｂ、４ｄを開放し、高圧水素タンク２ａ、２ｂ、２ｄの間で、放出配管７を介した水素ガス移送を行う。
【００６５】
次いで、Ｓ６０で全ての高圧水素タンク２の圧力を知るために、圧力センサ５の検出値を読み込む。Ｓ６１で水素放出中の高圧水素タンク２の圧力が始めに放出したタンクの圧力Ｔｐｈｉ　より低下したか否かを判定する。Ｓ６１の判定がＮｏであれば、Ｓ６０へ戻り、水素移送を続ける。
【００６６】
Ｓ６１の判定がＹｅｓであれば、Ｓ６２へ進み、最初に放出した高圧水素タンク２ｃの放出バルブ４ｃを開放する。Ｓ６３で各高圧水素タンク２の圧力を知るために圧力センサ５の検出値を読み込む。
【００６７】
Ｓ６４で、全ての高圧水素タンク２のガス圧力変化率（ΔＨｐ１〜ΔＨｐｘ）は、既定値ΔＨｐｍｉｎ以下か否かを判定する。Ｓ６４の判定がＮｏであれば、Ｓ６３へ戻り水素ガスの移送を続ける。
【００６８】
Ｓ６４の判定がＹｅｓであれば、Ｓ６５へ進み、全ての高圧水素タンク２の放出バルブ４を閉じて、高圧水素タンク間の水素ガス移送を終了する。
【００６９】
Ｓ６６で、全ての高圧水素タンク２の充填バルブ３を開ける。Ｓ６７で車両制御ユニット１３から水素充填ステーション１００へ充填開始信号を送信する。これにより、水素充填ステーション１００の充填用水素源から充填レセプタクル１１を介して、水素ガスが各高圧水素タンク２へ充填される。
【００７０】
なお、フローチャートには記載しないが、図１の構成において、移送先の高圧水素タンクが１つ（２ａとする）で、移送元の高圧水素タンクが３つ（２ｂ，２ｃ，２ｄとする）であったような場合に、移送後に水素ガス圧力が均一になった後の高圧水素タンク２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの圧力を予測し、各タンク２ｂ、２ｃ、２ｄの移送前と移送後の圧力差から各タンク２ｂ、２ｃ、２ｄの温度低下代を予測して、さらに移送前の各タンク２ｂ、２ｃ、２ｄの温度を考慮して移送後の各タンク２ｂ、２ｃ、２ｄの温度が均一になるように、各タンク２ｂ、２ｃ、２ｄの水素を移送するタイミングを決めてもよい（移送する速度が速いほど温度低下を大きくできるので、温度が高いタンクほど移送する速度を速くする。ここで、温度の高いタンクほど優先的に早いタイミングで水素を供給すれば、他のタンクは移送先の圧力が少し上昇した後に水素を供給することになるので、他のタンクに比べて移送先と移送元の圧力差が大きくなり水素の移送が早くできる。したがって温度の高いタンクを優先的に温度を低下できる。なお、温度の高いタンクほど移送速度を上げるためには水素を移送するタイミングは同じにしてバルブの開度を大きくしてもよい。また、タンク２ａは移送先なので移送元側のタンク２ｂ、２ｃ、２ｄと温度は均一にできない）。
【００７１】
また、全ての実施形態において、移送先側の高圧水素タンク（２ａ）の温度は、移送元側の高圧水素タンク（２ｂ，２ｃ，２ｄ）に比べ温度が上昇しているので、充填時には、温度の低い移送元側の高圧水素タンク（２ｂ、２ｃ、２ｄ）を重点的に充填するように制御すればよい。つまり、高圧水素タンク２ｂ、２ｃ、２ｄの水素供給を早くする一方で、タンク２ｂ、２ｃ、２ｄの水素供給が終わった時点ですべてのタンク２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの温度が一致するようにタンクＡの水素供給速度を遅く制御すればよい。これにより、タンク２ａは満充填にはならないもののタンク２ｂ、２ｃ、２ｄの充填時間を短縮することができる。
【００７２】
また、全ての実施形態において、複数のタンクのうち、移送先側のタンクは一つとして、残りのタンクを移送元側のタンクとしてもよい。これにより、一つのタンクが所定の圧力に低下するまで水素を消費した後は、残りのタンクは同時に水素を消費するので、残りの複数のタンクの圧力と温度は同じになり、水素を消費する際においても、充填する際においてもバルブの制御が簡素にできる。
【００７３】
また、各実施形態において、優先的に水素を供給するタンクは、残りのタンクの耐圧力性能が低下する温度領域においても耐圧力性能が低下しないように構成するとよい。これにより充填時に優先的に水素を供給するタンクのみが高温となる場合においてもタンクの耐圧を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用水素ガス供給装置の実施形態を説明するシステム構成図である。
【図２】第１実施形態における水素消費時の制御を説明するフローチャートである。
【図３】第１実施形態における水素充填時の制御を説明するフローチャートである。
【図４】第２実施形態における水素消費時の制御を説明するフローチャートである。
【図５】第２実施形態における水素消費時の制御を説明するフローチャートである。
【図６】第３実施形態における水素充填時の制御を説明するフローチャートである。
【図７】第３実施形態における水素充填時の制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　車両
２ａ〜２ｄ　高圧水素タンク
３ａ〜３ｄ　充填バルブ
４ａ〜４ｄ　放出バルブ
５ａ〜５ｄ　圧力センサ
６ａ〜６ｄ　温度センサ
７　放出配管
８　主バルブ
９　水素ガス消費機器
１０　充填配管
１１　充填レセプタクル
１２　キーＳＷ
１３　車両制御ユニット
１００　水素充填ステーション
１０１　充填起動ＳＷ

Claims

車両に搭載された複数の高圧水素タンクと、
該高圧水素タンク毎に接続された充填バルブと、
該高圧水素タンク毎に接続された放出バルブと、
前記充填バルブ間に接続された充填配管と、
前記放出バルブ間に接続された放出配管と、
前記高圧水素タンク毎の温度を検出する複数の温度センサと、
前記高圧水素タンク毎の圧力を検出する複数の圧力センサと、
これら温度センサ及び圧力センサの検出結果に基づいて前記充填バルブ及び前記放出バルブの制御を行なう制御ユニットと、
を備えたことを特徴とする車両用水素ガス供給装置。
前記制御ユニットは、水素ガス消費時に、前記複数の高圧水素タンクの中から一つの高圧水素タンクを選択して当該タンクから優先的に水素を供給してその圧力を低下させ、
水素充填時に前記選択したタンクへ残りのタンクから水素を移送するように前記放出バルブの制御を行なうことを特徴とする請求項１記載の車両用水素ガス供給装置。
前記制御ユニットは、水素ガス消費時に、前記複数の圧力センサの検出値に基づいて最も低い圧力の高圧水素タンクから優先的にガスを供給するように前記放出バルブの制御を行なうことを特徴とする請求項１記載の車両用水素ガス供給装置。
前記制御ユニットは、水素ガス消費時に、前記複数の温度センサの検出値に基づいて最も低い温度の高圧水素タンクから優先的にガスを供給するように前記放出バルブの制御を行なうことを特徴とする請求項１記載の車両用水素ガス供給装置。
優先的に水素ガスを供給するタンクを一つとし、前記優先的に水素を供給するタンクの圧力が所定値以下になった後には、残りの複数の高圧水素タンクは同時に水素を供給することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の車両用水素ガス供給装置。
再充填前の水素容量の少ないタンクへの水素移送を最も高温の高圧水素タンクから優先的に行い、他のタンクとの平均温度まで低下させることを特徴とする請求項１記載の車両用水素ガス供給装置。
水素を充填する際には、前記優先的に水素を消費したタンクへ前記残りの複数の水素タンクから同時に水素を移送することを特徴とする請求項５記載の車両用水素ガス供給装置。
前記残りのタンクは充填直前に、所定の量の水素を残しておくことを特徴とする請求項５記載の車両用水素ガス供給装置。
前記優先的に水素を供給するタンクは、残りのタンクの耐圧力性能が低下する温度領域においても耐圧力性能が低下しないことを特徴とする請求項２記載の車両用水素ガス供給装置。