JP2004146113A

JP2004146113A - 燃料電池車両の水素充填装置

Info

Publication number: JP2004146113A
Application number: JP2002307210A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kurihara; 栗原　信也
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】燃料電池車両に水素切れが発生した場合に緊急的に水素充填をする。
【解決手段】燃料電池車両１Ａ及び燃料電池車両１Ｂは、水素貯蔵タンク１１、水素貯蔵タンク１１と水素充填口２１とを挿通し、水素貯蔵タンク１１に水素を充填する水素充填流路１４、水素充填流路１４中に設けられ、水素貯蔵タンク１１から水素充填口２１への水素流入を防止する逆流防止弁１３、逆流防止弁１３をバイパスして水素貯蔵タンク１１と水素充填口２１とを挿通するバイパス流路１５、バイパス流路１５の流量を制御するバイパス弁１６を備える。燃料電池車両１Ａと燃料電池車両１Ｂとが水素配管２にて挿通された場合、コントロールユニット１８によりバイパス弁１６を開閉制御し、燃料電池車両１Ａの水素貯蔵タンク１１の内圧と、燃料電池車両１Ｂの水素貯蔵タンク１１の内圧との間に差圧がある場合には、内圧の高い水素貯蔵タンク１１から内圧の低い水素貯蔵タンク１１に水素供給がなされる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定置型の水素供給設備から水素供給を受けると共に、他の燃料電池車両との間で水素移送を行うのに利用される燃料電池車両の水素充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃料電池スタックに発電反応を発生させるために、燃料電池車両に水素タンクを搭載し、当該水素タンクに水素を充填するための水素配管や水素充填口を備えた水素充填装置が知られている。この水素充填装置は、下記の特許文献１に記載されているように、定置型の水素供給設備（水素ステーション）を利用し、当該水素供給設備付近に停車した燃料電池車両に水素を供給するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−８９７９３号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の水素充填装置では、定置型の水素供給設備を利用することを前提としているために、水素供給設備のない場所で燃料電池車両の水素切れが発生したときに、緊急的に水素を供給する必要があることに対応することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、燃料電池車両に水素切れが発生した場合に緊急的に水素充填をすることができる燃料電池車両の水素充填装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る燃料電池車両の水素充填装置は、水素ガスを利用して発電反応をする燃料電池スタックを搭載した燃料電池車両に水素を充填させる燃料電池車両に搭載され、他の燃料電池車両との間で水素の移送を実現するものである。
【０００７】
このような水素充填装置は、燃料電池に発電反応を発生させるに際して供給する水素を充填する水素貯蔵タンクと、水素貯蔵タンクに充填する水素が燃料電池車両の外部から供給される水素充填口と、水素貯蔵タンクとを挿通する水素充填流路と、水素充填流路中に設けられ、水素貯蔵タンクから水素充填口への水素流入を防止する逆流防止弁と、逆流防止弁をバイパスして水素貯蔵タンクと水素充填口とを挿通するバイパス流路と、バイパス流路の流量を調整するバイパス弁とを備えて構成されている。この水素充填装置では、定置型の水素供給設備が水素充填口に接続された場合には、制御手段によりバイパス弁を閉状態にしたままにし、水素貯蔵タンクと水素供給設備の水素圧力差により、逆流防止弁を介して水素の供給を受ける。
【０００８】
また、この水素充填装置では、他の燃料電池車両と上記水素充填口とが水素流路にて挿通された場合に、制御手段によりバイパス弁を開閉制御して、他の燃料電池車両との間で水素を移送させる。このとき、水素貯蔵タンクの内圧と、他の燃料電池車両の水素貯蔵タンクの内圧との間に差圧がある場合には、内圧の高い水素貯蔵タンクから内圧の低い水素貯蔵タンクに水素供給がなされる。ここで、水素貯蔵タンクの内圧の高い場合には、制御手段によりバイパス弁を開状態にし、逆流防止弁をバイパスして水素貯蔵タンクから水素流路に水素を送ることで、他の燃料電池車両に水素供給する。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に係る燃料電池車両の水素充填装置によれば、他の燃料電池車両の水素貯蔵タンクとの水素差圧を利用して、バイパス流路を介して他の燃料電池車両に水素を供給すると共に、他の燃料電池車両から水素の供給を受けることができる。したがって、この燃料電池車両の水素充填装置によれば、燃料電池車両に水素切れが発生した場合に緊急的に水素充填をすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して説明する。本発明は、例えば図１に示すように構成された水素充填システムに適用される。
【００１１】
［第１実施形態］
［水素充填システムの構成］
この水素充填システムは、図１に示すように、燃料電池車両１Ａと燃料電池車両１Ｂとを、水素配管２及び通信ケーブル３にて接続することで、燃料電池車両１Ａの水素充填装置１０Ａと燃料電池車両１Ｂの水素充填装置１０Ｂとの間で水素移送を実現するものである。なお、以下の説明では燃料電池車両１Ａと燃料電池車両１Ｂとを総称する場合には単に「燃料電池車両１」と呼び、水素充填装置１０Ａと水素充填装置１０Ｂとを総称する場合には単に「水素充填装置１０」と呼ぶ。
【００１２】
また、本例においては、燃料電池車両１Ｂよりも燃料電池車両１Ａの方が水素貯蔵圧力が高く、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂに水素を移送することで、燃料電池車両１Ａに充填していた水素を燃料電池車両１Ｂに供給する場合について説明する。
【００１３】
この水素充填システムでは、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂに水素を供給するに際して、水素充填装置１０Ａと水素充填装置１０Ｂとを水素配管２により接続して、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂへの水素移送路を形成する。そして、この水素充填システムでは、水素充填装置１０Ａと水素充填装置１０Ｂとを通信ケーブル３により接続することで、水素充填装置１０Ａと水素充填装置１０Ｂとの間で通信をして、水素供給の制御をする。
【００１４】
「水素充填装置１０の構成」
つぎに、各燃料電池車両１に搭載される水素充填装置１０の構成について説明する。なお、特に区別しない限り、燃料電池車両１Ａの水素充填装置１０Ａと燃料電池車両１Ｂの水素充填装置１０Ｂとは同じ構成なので、総称した説明をすることで、各水素充填装置１０の説明を省略する。
【００１５】
この水素充填装置１０は、図示しない燃料電池システムに水素ガスを供給するために水素を高圧にて貯蔵する水素貯蔵タンク１１を備える。この水素貯蔵タンク１１は、水素ガスを燃料ガスとし、空気を酸化剤ガスとして、水素ガス及び空気を供給することで燃料電池スタックを発電させる燃料電池システムと接続されている。この水素貯蔵タンク１１は、図示しない燃料電池システムの制御手段の制御に従って、内部に充填した水素を水素ガスとして燃料電池スタックに供給する。
【００１６】
この水素充填装置１０は、外部から水素貯蔵タンク１１に充填する水素が供給される水素充填口２１、外部との通信を可能とするスイッチ部２２及び電気コネクタ２３を内蔵した外部接続部１２を備える。
【００１７】
水素充填口２１は、例えば水素ステーション等の定置型の水素供給設備と接続されて、当該水素供給設備の水素供給を受ける。水素供給設備からの水素は、水素貯蔵タンク１１から外部接続部１２に水素が逆流することを防止する逆流防止弁１３を介して、水素充填配管１４に送られて水素貯蔵タンク１１に充填される。
【００１８】
ここで、逆流防止弁１３は、水素供給設備から水素が供給されるときの所定の供給水素圧力により開状態になるように設計されている。すなわち、逆流防止弁１３では、所定の水素圧力にて開状態になり、外部接続部１２からの水素を水素貯蔵タンク１１に供給可能に設計されている。
【００１９】
また、水素充填口２１は、水素充填装置１０を備えた他の燃料電池車両１と水素配管２により接続されて、他の燃料電池車両１との間で水素の移送する。この水素配管２は、気密カプラを両端に有して、各水素充填装置１０の水素充填口２１と接続される。また、水素配管２と通信ケーブル３とは、一体化された構造のケーブルで構成されている。
【００２０】
ここで、水素貯蔵タンク１１に充填された水素を他の燃料電池車両１に移送する場合には、水素充填口２１には、逆流防止弁１３をバイパスするバイパス流路１５及びバイパス弁１６を介して水素が供給されて、水素配管２に送る。また、他の燃料電池車両１から水素の移送を受ける場合には、水素配管２からの水素を逆流防止弁１３を介して水素貯蔵タンク１１に送る。
【００２１】
外部接続部１２は、他の燃料電池車両１との間で水素を移送するに際して、他の燃料電池車両１に搭載されている水素充填装置１０と通信ケーブル３を介して接続される。この通信ケーブル３は、電気コネクタ２３にて接続され、他の水素充填装置１０との電気的接続を実現する。
【００２２】
また、水素充填装置１０は、水素充填配管１４の水素圧力を検出することで水素貯蔵タンク１１内の水素圧力であるタンク内圧力を検出する圧力センサ１７を備えている。この圧力センサ１７により検出したセンサ信号は、コントロールユニット１８により読み込まれる。
【００２３】
コントロールユニット１８は、他の燃料電池車両１との間で水素の移送をするに際して、圧力センサ１７から読み込んだセンサ信号や、スイッチ部２２、バイパス弁１６の状態を検出して、上述した各部を制御することで、燃料電池車両１間にて水素移送をする車両間燃料交換制御処理をする。
【００２４】
このとき、コントロールユニット１８は、バイパス弁１６を開閉制御すると共に、スイッチ部２２を開閉制御する。コントロールユニット１８は、バイパス弁１６を開状態にしており他の燃料電池車両１に水素を供給している場合には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）が内蔵されているスイッチ部２２を点灯状態にする。また、コントロールユニット１８は、バイパス弁１６を閉状態にしており、他の燃料電池車両１や水素供給設備から水素供給を受けている場合にはスイッチ部２２を消灯状態にする。これにより、コントロールユニット１８では、水素移送の状態を操作者などに通知する。
【００２５】
［水素充填システムの動作］
つぎに、上述した水素充填装置１０を備えた燃料電池車両１Ａ及び燃料電池車両１Ｂにおいて、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂに水素を供給するときの車両間燃料交換制御処理について図２のフローチャートを参照して説明する。なお、この処理は、例えば操作者により燃料電池車両１Ａと燃料電池車両１Ｂとの間で水素移送をする動作モードに切り替えられた場合において、例えば１０ｍｓｅｃごとの所定期間毎に実行する。
【００２６】
「車両間水素交換制御処理」
この車両間水素交換制御処理では、先ずステップＳ１において、燃料電池車両１Ａのコントロールユニット１８により、水素配管２及び通信ケーブル３の端部に設けられた気密カプラが水素充填口２１及び電気コネクタ２３に接続されており、燃料電池車両１Ａの外部接続部１２と燃料電池車両１Ｂの外部接続部１２と接続されているかの確認をする車両間燃料移送ケーブル接続確認処理をする。コントロールユニット１８では、水素配管２及び通信ケーブル３の両端が燃料電池車両１Ａ及び燃料電池車両１Ｂに接続されていると確認した場合には内部に保持しているケーブル接続確認フラグＣの値を「１」にして、次のステップＳ２に処理を進める。
【００２７】
このとき、燃料電池車両１Ａのコントロールユニット１８では、図３に示すように、先ず、水素充填口２１及び電気コネクタ２３に水素配管２及び通信ケーブル３が接続されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、コントロールユニット１８は、水素配管２及び通信ケーブル３の端部に設けられた気密カプラが外部接続部１２に接続した場合に、開状態となるスイッチ部２２からの接続確認信号を受信したか否かにより、水素配管２及び通信ケーブル３が接続されているか否かを判定する。
【００２８】
コントロールユニット１８は、スイッチ部２２からの接続確認信号を受信しておらず、水素配管２及び通信ケーブル３が接続されていない場合にはケーブル接続確認フラグＣの値を「０」にして、処理を終了する（ステップＳ１５）。
【００２９】
これに対し、コントロールユニット１８は、スイッチ部２２からの接続確認信号を受信して、水素充填口２１及び電気コネクタ２３に水素配管２及び通信ケーブル３が接続されていると判定した場合には、水素配管２及び通信ケーブル３の接続を確認したことを示すコネクタ接続確認信号を燃料電池車両１Ｂに送信する（ステップＳ１２）。
【００３０】
そして、燃料電池車両１Ｂのコントロールユニット１８にて、上述のステップＳ１１及びステップＳ１２と同様の処理を実行したことに応じてコネクタ接続確認信号を燃料電池車両１Ａに送信することで、燃料電池車両１Ａのコントロールユニット１８にて燃料電池車両１Ｂからのコネクタ接続確認信号を受信した場合には（ステップＳ１３）、燃料電池車両１Ａ及び燃料電池車両１Ｂの接続を確認したとして、燃料電池車両１Ａのコントロールユニット１８にてケーブル接続確認フラグＣの値を「１」にして処理をステップＳ２に進める（ステップＳ１４）。
【００３１】
また、ステップＳ１２にてコネクタ接続確認信号を燃料電池車両１Ｂに送信したにも拘わらず、燃料電池車両１Ｂからコネクタ接続確認信号を受信しない場合には（ステップＳ１３）、燃料電池車両１Ａ及び燃料電池車両１Ｂの接続が確認できないためにケーブル接続確認フラグＣの値を「０」にて処理をステップＳ２に進める（ステップＳ１５）。
【００３２】
ここで、ステップＳ１２にて燃料電池車両１Ａ及び燃料電池車両１Ｂのコントロールユニット１８にて通信するコネクタ接続確認信号は、例えば水素ステーションから水素の供給を受ける通常の水素充填時に、定置型の水素供給設備から送信される信号とは異なる信号である。これにより、燃料電池車両１Ａ及び燃料電池車両１Ｂのコントロールユニット１８では、外部接続部１２の接続先が水素供給設備とは異なる他の燃料電池車両１であることを認識して、以降の処理を実行することになる。
【００３３】
ステップＳ２においては、コントロールユニット１８により、ステップＳ１でのケーブル接続確認処理の結果、ケーブル接続確認フラグＣの値が「１」となっているか否かを判定する。ケーブル接続確認フラグＣの値が「１」となっていると判定した場合には燃料電池車両１Ａと燃料電池車両１Ｂとの間で水素移送が可能であると判定してステップＳ３に処理を進め、ケーブル接続確認フラグＣの値が「１」ではなく「０」であると判定した場合には燃料電池車両１Ａと燃料電池車両１Ｂとの間で水素移送が不能であると判定してステップＳ４に処理を進める。
【００３４】
ステップＳ４においては、コントロールユニット１８により、バイパス弁１６を閉状態にする制御をして、水素移送を行えないようにして、ステップＳ５に処理を進める。
【００３５】
ステップＳ３においては、燃料電池車両１Ａのコントロールユニット１８により、バイパス弁１６を開閉制御するバイパス弁開閉制御をして、ステップＳ５に処理を進める。これにより、燃料電池車両１Ｂの水素貯蔵タンク１１と比較して、高圧となっている燃料電池車両１Ａの水素貯蔵タンク１１からバイパス流路１５及び水素配管２を介して水素を燃料電池車両１Ｂに移送する。
【００３６】
このとき、燃料電池車両１Ａのコントロールユニット１８は、図４に示すように、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂへの水素移送が終了したか否かを示す燃料移送終了フラグＦの値が「１」か否かを判定することで、水素移送が終了したか否かを判定する（ステップＳ２１）。ケーブル接続確認フラグＣの値が「１」であって水素移送が終了した場合にはバイパス弁１６を閉状態にして処理を終了する（ステップＳ２７）。
【００３７】
これに対し、ケーブル接続確認フラグＣの値が「０」であって水素移送が終了していない場合にはバイパス弁１６を開状態に保持し（ステップＳ２２）、圧力センサ１７からのセンサ信号を読み込むことで、水素貯蔵タンク１１のタンク内圧Ｐ１ｎを検出する（ステップＳ２３）。
【００３８】
そして、コントロールユニット１８では、前回のタンク内圧Ｐ１ｎ−１と今回のタンク内圧Ｐ１ｎとの差圧の絶対値が、所定値δ１より小さいか否かを判定する（ステップＳ２４）。
【００３９】
ここで、所定値δ１とは、タンク内圧が高い燃料電池車両１Ａからタンク内圧が低い燃料電池車両１Ｂに水素を供給することで、燃料電池車両１Ａのタンク内圧が低下すると共に次第に燃料電池車両１Ａのタンク内圧の変化が小さくなり、燃料電池車両１Ｂへの水素供給量が少なくなって燃料電池車両１Ｂへの水素供給を終了したと判定する値が設定されている。また、この所定値δ１は、処理を繰り返し実行する場合の時間に対する差圧の変化量に応じて設定しても良い。また、この所定値δ１としては、例えば「０」に近い正の微小量を設定することで、前回のタンク内圧Ｐ１ｎ−１とタンク内圧Ｐ１ｎとが略同一になったことで水素移送を終了させる。
【００４０】
差圧の絶対値が所定値δ１よりも小さいと判定した場合には、コントロールユニット１８は、燃料電池車両１Ｂへの水素移送を終了するために燃料移送終了フラグＦの値を「１」にし（ステップＳ２５）、バイパス弁１６を閉状態にして（ステップＳ２６）、ステップＳ５に処理を進める。これに対し、差圧の絶対値が所定値δ１よりも小さくないと判定した場合には、バイパス弁１６を開状態のままにしてステップＳ５に処理を進める。
【００４１】
次のステップＳ５においては、コントロールユニット１８により、水素移送が終了したことに応じて、燃料電池車両１Ｂへの水素移送が終了したことを示す燃料移送終了フラグＦの値をリセットすることで「０」にして処理を終了する。
【００４２】
このとき、コントロールユニット１８では、図５に示すように、ケーブル接続確認フラグＣの値が「０」であって燃料移送終了フラグＦの値が「１」であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。すなわち、コントロールユニット１８では、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂへの水素供給が終了して燃料移送終了フラグＦの値が「１」となり、燃料電池車両１Ａ又は燃料電池車両１Ｂの水素配管２及び通信ケーブル３が取り外されてケーブル接続確認フラグＣの値が「０」となっているか否かを判定する。
【００４３】
ケーブル接続確認フラグＣの値が「０」でない場合又は燃料移送終了フラグＦの値が「１」でない場合には水素供給が終了していないとして、燃料移送終了フラグＦを「１」のまま保持し、ケーブル接続確認フラグＣの値が「０」であって燃料移送終了フラグＦの値が「１」であると判定した場合には、次の処理のために燃料移送終了フラグＦの値を「０」にして処理を終了する（ステップＳ３２）。
【００４４】
なお、上述した車両間燃料交換制御処理では、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂに水素を供給する場合であって、主として燃料電池車両１Ａの動作について説明したが、燃料電池車両１Ｂから燃料電池車両１Ａに水素を供給する場合には燃料電池車両１Ｂにて上述の処理を実行することになる。
【００４５】
［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、第１実施形態に係る水素充填システムによれば、逆流防止弁１３をバイパスするバイパス流路１５を設けると共に、バイパス流路１５の水素流量を調整するバイパス弁１６を設けて、コントロールユニット１８によりバイパス弁１６を開閉制御することにより、他の燃料電池車両１の水素貯蔵タンク１１との水素差圧を利用して、バイパス流路１５を介して他の燃料電池車両１に水素を供給すると共に、他の燃料電池車両１から水素の供給を受けることができる。したがって、この水素充填システムによれば、燃料電池車両に水素切れが発生した場合に緊急的に他の燃料電池車両から水素充填をすることができる。
【００４６】
ここで、水素充填装置１０では、定置型の水素供給設備からの水素供給を受ける場合には、バイパス流路１５を閉状態に保持し、逆流防止弁１３を介して水素を水素貯蔵タンク１１に充填することで、水素貯蔵タンク１１から水素充填配管１４への水素の逆流を防止することができる。
【００４７】
また、この水素充填システムによれば、外部接続部１２に水素配管２及び通信ケーブル３が接続されたことに応じて、他の燃料電池車両１が接続されたことを検出してバイパス弁１６を閉状態から開状態にして水素移送をするので、水素充填口２１に他の燃料電池車両１が接続していない場合にバイパス弁１６を開状態にすることを防止すると共に、水素貯蔵タンク１１からバイパス流路１５への水素の逆流を防止して、意に反して車外に水素を放出することを防止することができる。
【００４８】
更に、この水素充填システムによれば、スイッチ部２２にＬＥＤ等の発光機構を内蔵して、バイパス弁１６を開状態にしている場合にＬＥＤを発光させることで水素移送を行っていることを外部に通知するので、燃料電池車両１間の水素移送が終了したか否かを通知して、水素配管２の接続を解除可能か否かを操作者に通知することができる。
【００４９】
更にまた、この水素充填システムによれば、バイパス弁１６を開状態にして他の燃料電池車両１に水素を供給しているときに、圧力センサ１７からのセンサ信号を読み込んでタンク内圧の変動が少なくなった場合にバイパス弁１６を閉じて水素供給を終了するようにしたので、燃料電池車両１の操作者に負担を強いる必要なく水素移送を短時間で終了させることができる。
【００５０】
更にまた、この水素充填システムによれば、水素配管２及び通信ケーブル３を一体化したケーブルを使用し、当該ケーブルの端部に気密カプラを設けた構成としたので、水素配管２又は通信ケーブル３の何れかの接続を忘れることを防止すると共に、燃料電池車両１から水素配管２及び通信ケーブル３を切り離すときに内部に残存している水素の流出を防止することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る水素充填システムについて説明する。なお、上述の第１実施形態と構成が同様なので同一符号を付することによりその詳細な説明を省略し、同一の処理については同一ステップ番号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００５２】
第２実施形態に係る水素充填システムでは、車両間燃料移送ケーブル接続確認処理において、図６に示すように、ステップＳ１１にて水素充填口２１及び電気コネクタ２３に水素配管２及び通信ケーブル３が接続されたと判定した後に、燃料電池車両１Ａのコントロールユニット１８では、水素貯蔵タンク１１のタンク内圧Ｐ１ｎを検出し（ステップＳ４１）、当該タンク内圧Ｐ１ｎの値を他の燃料電池車両１に送信する（ステップＳ４２）。
【００５３】
そして、燃料電池車両１Ｂのコントロールユニット１８にて、上述のステップＳ４１及びステップＳ４２と同様の処理を実行したことに応じて燃料電池車両１Ｂのタンク内圧Ｐ２ｎを燃料電池車両１Ａに送信することで、燃料電池車両１Ａのコントロールユニット１８にて燃料電池車両１Ｂからのタンク内圧Ｐ２ｎを受信した場合にはケーブル接続確認フラグＣの値を「１」にし（ステップＳ１４）、受信しない場合にはケーブル接続確認フラグＣの値を「０」にする（ステップＳ１５）。
【００５４】
ステップＳ２にてケーブル接続確認フラグＣの値が「１」であると判定した次のステップＳ３のバイパス弁開閉制御処理では、図７に示すように、ステップＳ２２にてバイパス弁１６を開状態にした後、コントロールユニット１８により、図６の車両間燃料移送ケーブル接続確認処理にて検出したタンク内圧Ｐ１ｎと、受信したタンク内圧Ｐ２ｎとの差圧の絶対値が、所定値δ２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５１）。
【００５５】
ここで、所定値δ２は、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂに水素供給することで、燃料電池車両１Ａに搭載された水素貯蔵タンク１１のタンク内圧Ｐ１ｎと、燃料電池車両１Ｂに搭載された水素貯蔵タンク１１のタンク内圧Ｐ２ｎとが近づいて、燃料電池車両１Ａから燃料電池車両１Ｂへの水素供給を終了する圧力値である。この所定値δ２としては、例えば「０」に近い正の微小量を設定することで、タンク内圧Ｐ１ｎとタンク内圧Ｐ２ｎとが略同一になったことで水素移送を終了させる。
【００５６】
コントロールユニット１８では、タンク内圧Ｐ１ｎとタンク内圧Ｐ２ｎとの差圧が所定値δ２よりも小さくないと判定した場合にはバイパス弁１６を開状態に保持してステップＳ５に処理を進め、タンク内圧Ｐ１ｎとタンク内圧Ｐ２ｎとの差圧が所定値δ２よりも小さいと判定した場合にはステップＳ２５に処理を進める。
【００５７】
このような処理をする水素充填システムによれば、燃料電池車両１間にて水素移送をして、各燃料電池車両１のタンク内圧が略同一となった場合に水素移送を終了させることができるので、燃料電池車両１の操作者に負担を強いる必要なく水素移送を短時間で終了させることができる。
【００５８】
また、この水素充填システムによれば、水素配管２及び通信ケーブル３が燃料電池車両１Ａ及び燃料電池車両１Ｂに接続されているかの接続確認をするときに、双方の燃料電池車両１のタンク内圧情報を送受信するので、バイパス弁１６を開状態から閉状態にして水素移送を終了するかの判定に利用することができ、第１実施形態における処理と比較して、処理の単純化を図ることができる。
【００５９】
更に、この水素充填システムによれば、水素配管２及び通信ケーブル３により接続されたときに他の燃料電池車両１からのタンク内圧情報を受信するので、簡単な構成で燃料電池車両１間のタンク内圧情報の交換をすることができる。
【００６０】
更にまた、この水素充填システムによれば、タンク内圧情報を利用して水素配管２及び通信ケーブル３の接続確認をすることができるので、燃料電池車両１間の通信量を最小限にすることができ、システムを簡略化することができる。
【００６１】
なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の第１実施形態及び第２実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００６２】
すなわち、上述した実施形態では、コントロールユニット１８の制御によりバイパス弁１６を開閉制御する場合について説明したが、バイパス弁１６を手動にて開閉動作させる開閉機構を備えても良い。このとき、コントロールユニット１８では、車両間燃料移送ケーブル接続確認処理を実行し、ケーブル接続確認フラグＣの値が「０」の場合には、手動にてバイパス弁１６を開操作してもバイパス弁１６が開かないように禁止制御を行う。このようにバイパス弁１６を手動動作にした場合には、バイパス弁開閉制御処理、燃料移送終了フラグリセット制御処理を省略する。
【００６３】
このような水素充填システムによれば、バイパス弁１６の開閉動作を手動で行うように構成し、燃料電池車両１間の水素配管２及び通信ケーブル３の接続確認がなされた状態でない限りバイパス弁１６を閉じておくので、操作者の意に反して水素貯蔵タンク１１からの水素の逆流や放出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した水素充填システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した第１実施形態における水素充填システムにおいて、コントロールユニットによる車両間燃料交換制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明を適用した第１実施形態における水素充填システムにおいて、コントロールユニットによる車両間燃料移送ケーブル接続確認処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明を適用した第１実施形態における水素充填システムにおいて、コントロールユニットによるバイパス弁開閉制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明を適用した第１実施形態における水素充填システムにおいて、コントロールユニットによる燃料移送終了フラグリセット制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明を適用した第２実施形態における水素充填システムにおいて、コントロールユニットによる車両間燃料移送ケーブル接続確認処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明を適用した第２実施形態における水素充填システムにおいて、コントロールユニットによるバイパス弁開閉制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　燃料電池車両
２　水素配管
３　通信ケーブル
１０　水素充填装置
１１　水素貯蔵タンク
１２　外部接続部
１３　逆流防止弁
１４　水素充填配管
１５　バイパス流路
１６　バイパス弁
１７　圧力センサ
１８　コントロールユニット
２１　水素充填口
２２　スイッチ部
２３　電気コネクタ

Claims

水素ガスを利用して発電反応をする燃料電池を搭載した燃料電池車両に水素を充填させる燃料電池車両の水素充填装置であって、
上記燃料電池に発電反応を発生させるに際して供給する水素を充填する水素貯蔵タンクと、
上記水素貯蔵タンクに充填する水素が上記燃料電池車両の外部から供給される水素充填口と、上記水素貯蔵タンクとを挿通する水素充填流路と、
上記水素充填流路中に設けられ、上記水素貯蔵タンクから上記水素充填口への水素流入を防止する逆流防止弁と、
上記逆流防止弁をバイパスして上記水素貯蔵タンクと上記水素充填口とを挿通するバイパス流路と、
上記バイパス流路の流量を調整するバイパス弁と、
他の燃料電池車両と上記水素充填口とが水素流路にて挿通された場合に、上記バイパス弁を開閉制御して、他の燃料電池車両との間で水素を移送させる制御手段と
を備えることを特徴とする燃料電池車両の水素充填装置。
他の燃料電池車両と通信ケーブルを介して接続し、他の燃料電池車両との間で通信を行うための電気コネクタを更に備え、
上記制御手段は、上記電気コネクタを介して入力される他の燃料電池車両からの信号から他の燃料電池車両と上記水素充填口とが挿通されたことを認識して、上記バイパス弁を開状態にする制御をすることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両の水素充填装置。
上記バイパス弁が開状態である場合に、他の燃料電池車両との間で水素移送をしている旨を通知する通知手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両の水素充填装置。
上記水素貯蔵タンクの内圧を検出する圧力センサを更に備え、
上記制御手段は、上記圧力センサからのセンサ信号から、上記水素貯蔵タンクの内圧の変動が所定値より小さくなった場合に上記バイパス弁を閉状態にする制御をすることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池車両の水素充填装置。
上記水素貯蔵タンクの内圧を検出する圧力センサを更に備え、
上記制御手段は、他の燃料電池車両に搭載されている水素貯蔵タンクの内圧を示す情報を受信し、上記圧力センサのセンサ信号から検出した内圧と受信した内圧とが略等しい場合に上記バイパス弁を閉状態にする制御をすることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池車両の水素充填装置。
上記制御手段は、上記電気コネクタを介して他の燃料電池車両に上記水素貯蔵タンクの内圧を示す情報を送信することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池車両の水素充填装置。
上記制御手段は、他の燃料電池車両から水素貯蔵タンクの内圧を示す情報を受信したことに応じて、他の燃料電池車両と上記水素充填口とが水素流路にて挿通されたことを判定することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池車両の水素充填装置。
他の燃料電池車両と通信ケーブルを介して接続し、他の燃料電池車両との間で通信を行うための電気コネクタと、
上記バイパス弁を手動にて開閉する開閉機構とを更に備え、
上記制御手段は、上記電気コネクタを介して入力される他の燃料電池車両からの信号から他の燃料電池車両と上記水素充填口とが挿通されたことを認識して手動による上記バイパス弁の開閉を可能とするように上記開閉機構を制御し、他の燃料電池車両と上記水素充填口とが挿通されたことを認識していない場合には手動による上記バイパス弁の開閉を禁止するように上記開閉機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両の水素充填装置。
他の燃料電池車両と通信ケーブルを介して接続し、他の燃料電池車両との間で通信を行うための電気コネクタを更に備え、
上記通信ケーブルと、上記水素充填口と他の燃料電池車両とを挿通する水素流路とが一体化されたケーブルが接続され、当該ケーブルの両端に気密カプラが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両の水素充填装置。