JP2008240983A - 圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法 - Google Patents
圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008240983A JP2008240983A JP2007085436A JP2007085436A JP2008240983A JP 2008240983 A JP2008240983 A JP 2008240983A JP 2007085436 A JP2007085436 A JP 2007085436A JP 2007085436 A JP2007085436 A JP 2007085436A JP 2008240983 A JP2008240983 A JP 2008240983A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen gas
- compressed
- container
- gas container
- compressed hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
【課題】所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを直接車載燃料タンクに充填することができる、圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法を提供する。
【解決手段】水素ガス充填制御では、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ圧縮水素ガスが移動され、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が低下してから、この冷却され圧縮水素ガスが水素ガス容器Aから車載燃料タンク2へ直接充填される。
【選択図】 図1
【解決手段】水素ガス充填制御では、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ圧縮水素ガスが移動され、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が低下してから、この冷却され圧縮水素ガスが水素ガス容器Aから車載燃料タンク2へ直接充填される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、圧縮水素ガスを車載燃料タンクへ充填する圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法に関し、特に、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を低下させて車載燃料タンクに充填するようにした技術に関するものである。
近年、自動車等の車両において、水素燃料により作動するエンジンや燃料電池を搭載した水素燃料自動車が実用化されつつある。この水素燃料自動車は、水素燃料を貯蔵する車載燃料タンクを搭載しており、水素燃料が消費されて水素燃料を補給する場合、例えば、水素燃料供給ステーションに設置された高圧水素ガス源から、配管を介して高圧の圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填することになる。
ここで、圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填していくと、車載燃料タンク内の圧縮水素ガスの温度が断熱圧縮により上昇するため、一定容量の車載燃料タンクに充填できる圧縮水素ガスの総充填量が減少し、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が上昇し過ぎると、車載燃料タンクの耐熱温度を上回る虞もあるので好ましくない。そこで、圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填する際に、その圧縮水素ガスの温度を予め低下させておく必要がある。
特許文献1には、圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填する際に冷却する水素ガス充填方法及び装置が開示されている。この水素ガス充填技術によれば、メインタンクから車載燃料タンクに圧縮水素ガスを供給する配管が予備タンク内を通過しており、まず予備タンク内の圧縮水素ガスが車載燃料タンクに充填されることで、予備タンク内の温度が圧縮水素ガスの断熱膨張により低下し、その後、メインタンクから配管を通って車載燃料タンクへ供給される圧縮水素ガスと予備タンクとの間で熱交換が行われて、圧縮水素ガスが冷却されて車載燃料タンクに充填される。
特許文献1の水素ガス充填技術では、メインタンクから車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスを、温度が低下した予備タンク内を通過させることで、その圧縮水素ガスの温度を低下させ、このように、予備タンクは、メインタンクから車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスを冷却する為のものであるが、メインタンク内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させて圧縮水素ガスの温度を低下させるために利用されるものではない。
メインタンクから車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填していくと、メインタンク内の圧縮水素ガスの温度は断熱膨張により低下していくが、その温度低下率は非常に小さく、メインタンクから車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填開始当初から、メインタンク内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により十分に低下させて、その圧縮水素ガスを車載燃料タンクへ充填することができないので、また、前記のように、メインタンクから車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスは予備タンクで間接的に冷却されるだけであるので、車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスの十分な冷却性能を期待することができない。
ここで、メインタンクから予備タンクへ圧縮水素ガスを充填する際、メインタンク内の圧縮水素ガスの温度が断熱膨張により低下するが、予備タンク内の圧縮水素ガスの温度が断熱圧縮により上昇するので、更に、予備タンク内は圧縮水素ガスとの熱交換により温度上昇しているので、これをラジエータを用いた外気との熱交換で冷却する方式を採用しているが、この方式では、一度上昇した予備タンク内の温度及び予備タンク内の圧縮水素ガスの温度を迅速に低下させることが難しく、こうしたことからも、車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスの十分な冷却性能を期待することができない。
本発明の目的は、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを直接車載燃料タンクに充填することができる、圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法を提供することである。
請求項1の圧縮水素ガス充填装置は、車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器と、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段と、前記車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する際に、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させ、前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、前記所定の水素ガス容器から前記車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段とを備えたことを特徴としている。
この圧縮水素ガス充填装置では、圧力保持手段が、例えば、所定の水素ガス容器の圧縮水素ガス充填・放出側の通路に設けられた開閉弁、圧縮水素ガス源や他の水素ガス容器から圧縮水素ガスを加圧して所定の水素ガス容器へ充填可能な圧縮機を有し、水素ガス充填制御手段が、例えば、前記開閉弁、所定の水素ガス容器と車載燃料タンクとを繋ぐ通路に設けられた開閉弁、これら開閉弁等を制御する制御装置を有する。
圧縮水素ガスを車載燃料タンクへ充填する場合、圧力保持手段により、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスが充填されて車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持された状態にしておく。ここで、他の水素ガス容器内の圧力が所定の水素ガス容器内の圧力よりも低い状態にしておくことが望ましい。そして、水素ガス充填制御手段により、先ず、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスが移動されて、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスが断熱膨張して圧縮水素ガスの温度が低下し、その後、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスが充填される。つまり、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填することができる。
請求項2の圧縮水素ガス充填装置は、請求項1の発明において、前記複数の水素ガス容器は、前記所定の水素ガス容器である第1水素ガス容器と、前記他の水素ガス容器であり且つ第1水素ガス容器より圧縮水素ガス貯蔵容量が小さな第2水素ガス容器とからなり、前記水素ガス充填制御手段は、第1水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧縮水素ガス充填終了後、第2水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第1水素ガス容器へ移動させることを特徴としている。
請求項3の圧縮水素ガス充填装置は、請求項1の発明において、前記複数の水素ガス容器は、前記所定の水素ガス容器である第1水素ガス容器と、前記他の水素ガス容器であり且つ第1水素ガス容器と圧縮水素ガス貯蔵容量が同等の第2水素ガス容器とからなり、前記水素ガス充填制御手段は、第1水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガス充填終了後、第1水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第2水素ガス容器へ移動させ、次回の車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填時、第2水素ガス容器を前記所定の水素ガス容器とし、第1水素ガス容器を前記他の水素ガス容器とするように構成されたことを特徴としている。
請求項4の圧縮水素ガス充填装置は、請求項1〜3の何れかの発明において、前記車載燃料タンクへ補給する圧縮水素ガス補給量を水素ガス充填制御手段に対して指令する補給量指令手段を備え、前記水素ガス充填制御手段は、前記補給量指令手段で指令された圧縮水素ガス補給量が多くなる程、前記所定の水素ガス容器から前記他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を増加させることを特徴としている。
請求項5の圧縮水素ガス充填装置は、請求項4の発明において、前記水素ガス充填制御手段は、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を制御することを特徴としている。
請求項6の圧縮水素ガス充填方法は、車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器を用いて車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する圧縮水素ガス充填方法であって、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持すると共に、他の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧よりも低く保持する第1工程と、次に、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させて、前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させる第2工程と、次に、前記所定の水素ガス容器から前記車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填する第3工程とを備えたことを特徴としている。
請求項1の圧縮水素ガス充填装置によれば、車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器を設けたので、これら水素ガス容器間で圧縮水素ガスを移動させることが可能になり、特に、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段と、車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する際に、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させ、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段とを設けたので、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを直接車載燃料タンクに充填することができる。
つまり、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填開始当初から、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により十分に低下させることができるので、車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスの十分な冷却性能を得ることができ、故に、車載燃料タンク内の圧縮水素ガスの断熱圧縮により上昇した温度を低く抑えて、一定容量の車載燃料タンクへ充填する圧縮水素ガスの総充填量を高めることができる。
また、車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填量等に応じて、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器への圧縮水素ガスの移動量、つまり、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度低下率を調節して、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が安定した温度(例えば、外気温度)になるようにすることができる。また、圧縮水素ガスの充填後、圧力保持手段により、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に確実に復帰させることができ、その際、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させた圧縮水素ガスを利用することができるので、圧縮水素ガスを無駄にすることなく使用することができる。
請求項2の圧縮水素ガス充填装置によれば、水素ガス充填制御手段により、所定の水素ガス容器である第1水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧縮水素ガス充填終了後、第1水素ガス容器よりも圧縮水素ガス貯蔵容量が小さな他の水素ガス容器である第2水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第1水素ガス容器へ移動させるので、第1水素ガス容器内の圧力を上昇させると共に第2水素ガス容器内の圧力を低下させて、第2水素ガス容器内に次回の圧縮水素ガス移動の為の充填容量を確実に確保でき、必要に応じて、第1水素ガス容器へ圧縮水素ガス源から圧縮水素ガスを補充して、所定の水素ガス容器(第1水素ガス容器)に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に効率的に確実に復帰させることができ、しかも、他の水素ガス容器(第2水素ガス容器)を小型化できて、圧縮水素ガス充填装置の全体的な構造の縮小化を図ることができる。
請求項3の圧縮水素ガス充填装置によれば、水素ガス充填制御手段により、所定の水素ガス容器である第1水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガス充填終了後、第1水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第1水素ガス容器と圧縮水素ガス貯蔵容量が同等の他の水素ガス容器である第2水素ガス容器へ移動させ、次回の車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填時、第2水素ガス容器を所定の水素ガス容器とし、第1水素ガス容器を他の水素ガス容器とするように構成したので、第1水素ガス容器から第2水素ガス容器への圧縮水素ガスの移動量を大きくすることができ、また、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に効率的に確実に復帰させることができ、特に、第1水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガス充填終了後、第2水素ガス容器内の圧力が第1水素ガス容器内の圧力よりも高い場合には、前記状態に一層効率的に復帰させることができる。
請求項4の圧縮水素ガス充填装置によれば、車載燃料タンクへ補給する圧縮水素ガス補給量を水素ガス充填制御手段に対して指令する補給量指令手段を備え、水素ガス充填制御手段により、補給量指令手段で指令された圧縮水素ガス補給量が多くなる程、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を増加させるので、圧縮水素ガス補給量が多くなる程、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度低下率を大きくするように調節して、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が上昇し過ぎずに安定した温度になるようにすることができる。
請求項5の圧縮水素ガス充填装置によれば、水素ガス充填制御手段により、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を制御するので、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が低下し過ぎた場合、その後、車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が外気温度迄上昇すると、圧縮水素ガスが大きく膨張して車載燃料タンクを破損する虞が生じるが、これを確実に防止できる。
請求項6の圧縮水素ガス充填方法によれば、第1工程において、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持すると共に、他の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧よりも低く保持し、第2工程において、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させて、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させ、第3工程において、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填するので、請求項1の効果と同様の効果を奏する。
本発明の圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法は、特に、車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器を備え、圧力保持手段により、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスが充填されて車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持され、水素ガス充填制御手段により、車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する際に、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスが移動され、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度が断熱膨張により低下した後、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスが充填されるように構成されている。
図1に示すように、水素燃料供給ステーションに、圧縮水素ガスを貯蔵した圧縮水素ガス源に相当する高圧ガス源1を備え、この高圧ガス源1から供給される圧縮水素ガスを自動車等の車両に搭載された車載燃料タンク2に充填する圧縮水素ガス充填装置Gが設けられている。この圧縮水素ガス充填装置Gは、水素ガス容器Aと、水素ガス容器Bと、圧縮機5と、配管6〜10及びバルブV1A,V1B,V2A,V2B,V3A,V3B と、外気温度センサ12と、圧力センサ13〜15と、操作パネル18と、制御装置20等を備えている。
高圧ガス源1は、例えば、ガスボンベからなり、そのガスボンベ内に最大で15Mpa に加圧された圧縮水素ガスが充填されている。水素ガス容器A,Bは、夫々、車載燃料タンク2へ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に、配管6〜10を介して接続されている。水素ガス容器A,Bは、圧縮水素ガス貯蔵容量が同等の容器であり、夫々、例えば、最大で55Mpa に加圧されて複数の車両の車載燃料タンク2へ供給可能な量の圧縮水素ガスを貯蔵可能な容量の容器である。
水素ガス容器Aから車載燃料タンク2へ圧縮水素ガスを供給する為の配管6が設けられ、この配管6の車載燃料タンク2側の配管端部にカプラ17が接続されている。ここで、車両には車載燃料タンク2に連通する通路端部に接続されたカプラ16が設けられ、車載燃料タンク2に圧縮水素ガスを供給する場合、そのカプラ16に圧縮水素ガス充填装置G側のカプラ17が分離可能に接続される。配管6には、水素ガス容器Aからカプラ17の方に向かって順に、電磁制御弁からなる開閉元弁V1A 、流量制御弁V2A 、流量制御弁V2B が設けられている。また、配管6には、水素ガス容器Aの近傍部に水素ガス容器A内の圧力を検出する圧力センサ13が接続され、カプラ17の近傍部に車載燃料タンク2内の圧力を検出する圧力センサ15が接続されている。
水素ガス容器Bから延びて配管6のうち流量制御弁V2A と流量制御弁V2B との間の配管部分に合流する配管7が設けられ、この配管7には、電磁制御弁からなる開閉元弁V1B が設けられ、水素ガス容器Bの近傍部に水素ガス容器B内の圧力を検出する圧力センサ14が接続されている。配管6のうち開閉元弁V1A と流量制御弁V2A との間の配管部分と、配管7のうち開閉元弁V1B よりも下流側の配管部分とが配管8で接続され、この配管8に圧縮機5が介装されている。この圧縮機5は、配管6から供給される水素ガスを加圧して配管7へ供給する第1作動モードと、配管7から供給される水素ガスを加圧して配管6へ供給する第2作動モードとに切換え可能に構成されている。
圧縮機5を第2作動モードで作動させて高圧ガス源1から水素ガス容器Aに圧縮水素ガスを充填可能に、高圧ガス源1から延びる配管9が、配管7のうち配管8との接続部よりも下流側の配管部分に接続され、この配管9には、電磁制御弁からなるガス源元弁V3A が設けられ、また、圧縮機5を第1作動モードで作動させて高圧ガス源1から水素ガス容器Bに圧縮水素ガスを充填可能に、高圧ガス源1から延びる配管10が、配管6のうち配管8との接続部と流量制御弁V2A との間の配管部分に接続され、この配管10には、電磁制御弁からなるガス源元弁V3B が設けられている。
尚、実施例1においては、高圧ガス源1からは水素ガス容器Aにのみ圧縮水素ガスを充填するものであるので、圧縮機5においては、第1作動モードは不要であり、第2作動モードのみで作動可能に構成し、配管10及びガス源元弁V3B 等を省略可能である。
次に、圧縮水素ガス充填装置の制御系について説明する。
図2に示すように、制御装置20は、入力インターフェース21、CPU22とROM23とRAM24と不揮発性のフラッシュメモリ25とを含むコンピューター、出力インターフェース26、これらを相互に接続するバス27、圧縮機5及びバルブV1A,V1B,V2A,V2B,V3A,V3B を夫々駆動する為の駆動回路28〜34等を有する。
図2に示すように、制御装置20は、入力インターフェース21、CPU22とROM23とRAM24と不揮発性のフラッシュメモリ25とを含むコンピューター、出力インターフェース26、これらを相互に接続するバス27、圧縮機5及びバルブV1A,V1B,V2A,V2B,V3A,V3B を夫々駆動する為の駆動回路28〜34等を有する。
入力インターフェース21に、種々の指令を入力する為の操作パネル18、外気温度を検出する外気温度センサ12、水素ガス容器A内の圧力を検出する水素ガス容器A圧力センサ13、水素ガス容器B内の圧力を検出する水素ガス容器B圧力センサ14、車載燃料タンク2内の圧力を検出するカプラ圧力センサ15が接続され、出力インターフェース26に、駆動回路28〜34が接続されている。
ROM23には、圧縮水素ガス充填制御における車載燃料タンク2への補給量に応じた水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ移動させる圧縮水素ガスの移動量を決定するためのマップデータ、外気温と水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへの移動量の関係を表したマップデータ等、及び圧縮水素ガス充填制御や圧縮水素ガスの戻し及び補充制御等の種々の必要な制御プログラムが予め格納されている。RAM24には、圧縮水素ガス充填制御を遂行する上で必要な種々のワークメモリなどが設けられている。
次に、制御装置20で実行される圧縮水素ガス充填制御について、図3〜図8に基づいて説明する。但し、フローチャートの図中の符号Si( i=1,2,3・・・ )は各ステップを表している。図8−1は水素ガス容器A,B内の圧力変化を示すグラフであり、図8−2は水素ガス容器A,B内の温度変化を示すグラフである。ここで、初期状態で、水素ガス容器Aには55Mpa に加圧された圧縮水素ガスが充填保持され、水素ガス容器Bには20Mpa に加圧された圧縮水素ガスが充填保持され、バルブV1A,V1B,V2A,V2B,V3A,V3B は全て閉じられ(図5の初期状態を参照)、また、外気温度が25度であり、水素ガス容器A,B内の圧縮水素ガスの温度も25度であるものとする。
図3のフローチャートに示すように、この処理は、例えば、車載燃料タンク2側のカプラ16がカプラ17に接続されると開始され、先ず、操作パネル18を通じた指令により、圧縮水素ガス燃料の充填要求があるか否か判定され、S1;Yes の場合、外気温度センサ12で検出された外気温度が読み込まれ(S2)、補給量指令手段に相当する操作パネル18から受けた車載燃料タンク2への指令充填量(圧縮ガス補給量)が読み込まれ(S3)、次に、S2とS3とで読込まれた外気温度と指令充填量とに基づいて、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ移動させる水素ガスの移動量目標値が演算される(S4)。
水素ガス移動量目標値は、図4に示すグラフに基づいて、外気温度T及び車載燃料タンク2への指令充填量から決定されて、RAM24に記憶される。ここで、図4は、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへの水素ガス移動量と車載燃料タンク2への水素ガス充填量の比例関係を示すグラフで、ROM23に予め格納された前記マップデータに基づくものであり、外気温度Tが高い程、また車載燃料タンクへの充填量が大きい程、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへの水素ガスの移動量が大きくなるように設定されている。
このように、水素ガス移動量目標値を演算する場合、S3で読込まれた指令充填量が多くなる程、水素ガス移動量目標値を増加させるように、更に、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク2内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、水素ガス移動量目標値を決定している。
次に、開閉元弁V1A ,V1B 及び流量制御弁V2A が開けられ(図5の充填準備を参照)、水素ガス容器A,B内の圧力差によって、圧縮水素ガスが水素ガス容器Aから配管6,7を通って水素ガス容器Bへ移動するので、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへの水素ガスの移動が開始され(S5)、次に、流量制御弁V2A の制御流量値と時間とに基づいて、或いは、流量制御弁V2A に設けた流量センサ(図示略)で検出され読込まれた流量に基づいて、或いは、圧力センサ13,14の少なくとも一方で検出され読込まれた圧力に基づいて、水素ガス容器Bへ移動した圧縮水素ガス移動量がS4で算出された水素ガス移動量目標値に達したか否か判定され(S6)、S6;Noの場合、S6が繰返し実行される。
S6;Yes になった場合、図8−1、図8−2に時間t1〜t2の変化に示すように、水素ガス容器A内の圧力が55Mpa から40Mpa へ低下し、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が外気温度の約25℃から約−10℃まで低下し、水素ガス容器B内の圧力が20Mpa から35Mpa へ上昇し、水素ガス容器B内の圧縮水素ガスが断熱圧縮されて、その圧縮水素ガスの温度が約25℃から約60℃まで上昇する。即ち、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが急速に冷却される。
S6;Yes の場合、開閉元弁V1B が閉じられるとともに、開閉元弁V1A 及び流量制御弁V2A は開けられたまま、流量制御弁V2B が開けられ(図5の充填時を参照)、水素ガス容器A内と車載燃料タンク2内の圧力差によって、圧縮水素ガスが水素ガス容器Aから配管6を通ってカプラ16,17を介して車載燃料タンク2へ移動するので、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2への圧縮水素ガスの充填が開始され(S7)、次に、流量制御弁V2A 又はV2B の制御流量値と時間とに基づいて、或いは、流量制御弁V2A 又はV2B に設けた流量センサ(図示略)で検出され読込まれた流量に基づいて、或いは、圧力センサ13,15 の少なくとも一方で検出され読込まれた圧力に基づいて、車載燃料タンク2へ充填された圧縮水素ガス充填量がS3で読込まれた指令充填量に達したか否か判定され(S8)、S8;Noの場合、S8が繰返し実行される。
S8;Yes になった場合、図8−1、図8−2に時間t2〜t3の変化に示すように、水素ガス容器A内の圧力が40Mpa から38Mpa へ低下し、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが多少断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が約−10℃から多少低下し、水素ガス容器B内の圧力が35Mpa に維持され、水素ガス容器B内の圧縮水素ガスの温度が自然放熱により約60℃から多少低下する。S8;Yes の場合、開閉元弁V1A 及び流量制御弁V2A,V2B が閉じられ(図5の初期状態を参照)、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2への圧縮水素ガスの充填が終了し(S9)、この制御が終了する。
次に、圧縮水素ガス充填制御において、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bに圧縮水素ガスを移動させてから、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2への圧縮水素ガスの充填が終了した後、次の車両の車載燃料タンク2へも同状態で圧縮水素ガスの充填を行えるように準備する必要がある。つまり、前記初期状態に復帰させる必要があり、そのために、水素ガス容器Bから水素ガス容器Aに圧縮水素ガスを戻して、水素ガス容器B内の圧力を元の20Mpに戻す第1準備を行う制御と、更に、高圧ガス源1から水素ガス容器Aに圧縮水素ガスを補給して、水素ガス容器A内の圧力を元の55Mpに戻す第2準備を行う制御とが制御装置20により実行される。ここで、第1,第2準備制御は、例えば、ある車両の車載燃料タンク2への水素ガスの充填が終了したときに毎回行われる制御である。
図6に示すように、この第1,第2準備制御は、第1準備制御から行われ、先ず、例えば、圧力センサ14で検出された水素ガス容器B内の圧力が読込まれ、その圧力に基づいて、水素ガス容器Bから水素ガス容器Aへ戻す水素ガス戻し量目標値が演算される(S11)。この戻し量目標値は、水素ガス容器Bに残存している圧縮水素ガスの全部でも一部の量でもよいが、水素ガス容器Bから水素ガス容器Aへ移動させる圧縮水素ガスの量が多くなる程、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスの温度上昇率が大きくなるので、燃料補給のために次の車両が既に待機している場合は、戻し量目標値を小さく設定し、次の車両が待機していない場合は、戻し量目標値を大きく設定してもよい。
次に、S11で戻し量目標値が演算された後、開閉元弁V1A ,V1B が開けられるとともに、圧縮機5が第2モードで作動され(図7の容器B→容器Aを参照)、圧縮機5により配管7側の圧縮水素ガスが加圧され配管6側へ供給されるので、水素ガス容器Bから水素ガス容器Aへの水素ガスの移動が開始され(S12)、次に、例えば、圧力センサ14で検出された圧力が読込まれて、その圧力に基づいて、水素ガス容器Bから水素ガス容器Aへの水素ガス戻し量がS11で演算された水素ガス戻し量目標値に達したか否か判定され(S13)、S13;Noの場合、S13が繰返し実行される。
S13;Yes になった場合、図8−1、図8−2に時間t3〜t4の変化に示すように、水素ガス容器A内の圧力が38Mpa から上昇し、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが断熱圧縮されて、その圧縮水素ガスの温度が上昇し、水素ガス容器B内の圧力が35Mpa から20Mpa に低下し、水素ガス容器B内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が低下し、最終的に外気温度である25℃に収束する。
S13;Yes の場合、次に、第2準備制御が行われ、開閉元弁V1B が閉じられるが、開閉元弁V1A は開けられたまま、ガス源元弁V3A が開けられるととともに、圧縮機5が第2作動モードで作動され(図7の容器Aに充填を参照)、圧縮機5により配管7側の圧縮水素ガスが加圧され配管6側へ供給されるので、高圧ガス源1から水素ガス容器Aへの水素ガスの充填が開始され(S14)、次に、圧力センサ13で検出された圧力が読込まれて、その圧力が55Mpa に達したか否か判定され(S15)、S15;Noの場合、S15が繰返し実行される。
S15;Yes になった場合、図8−1、図8−2に時間t4〜t5の変化に示すように、水素ガス容器A内の圧力が55Mpa へ上昇し、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが断熱圧縮されて、その圧縮水素ガスの温度が上昇し、最終的に外気温度である25℃に収束し、水素ガス容器B内の圧力が20Mpa に維持され、水素ガス容器B内の圧縮水素ガスが前記のように自然放熱により低下して最終的に外気温度である25℃に収束する。S15;Yes の場合、この第1,第2準備制御が終了して、前記初期状態に復帰する。
こうして、次の車両への圧縮水素ガス燃料の充填要求がされるときまでに、水素ガス容器Aの圧力は55Mpa 、水素ガス容器B内の圧力は20Mpa の初期状態に戻るので、図3のフローチャートに示す制御が実行可能になり、S1〜S15の処理を繰り返し実行することで、連続して車両の車載燃料タンク2への充填を行うことができる。
ここで、図12−1〜図12−3は、実施例1の圧縮水素ガス充填制御により、車両の車載燃料タンク2へ圧縮水素ガスを充填した場合の車載燃料タンク2内の圧力、水素ガス温度、充填量を、従来技術と対比させてグラフ化したものである。
従来技術では、車載燃料タンク2へ圧縮水素ガスを充填する前に、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ圧縮水素ガスを移動させて、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスの温度を低下させないので、車載燃料タンク2へ圧縮水素ガスを充填した場合、本発明に比べて、車載燃料タンク2内の圧縮水素ガスの圧力を低く抑える必要があり、また、圧縮水素ガスの温度が上昇してしまい、圧縮水素ガスの充填量が低くなる。本発明では、これらを全て改善することができる。
以上説明した圧縮水素ガス充填装置によれば次の効果を奏する。
車載燃料タンク2へ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された水素ガス容器A,Bを設けたので、これら水素ガス容器A,B間で圧縮水素ガスを移動させることが可能になり、特に、水素ガス容器Aに圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンク2の最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段として、開閉元弁V1A 、高圧ガス源1、圧縮機5等を設け、車載燃料タンク2へ圧縮水素ガスを充填する際に、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ圧縮水素ガスを移動させ、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2へ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段として、開閉元弁V1A,V1B 、流量制御弁V2A,V2B 、制御装置20等を設けた。
車載燃料タンク2へ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された水素ガス容器A,Bを設けたので、これら水素ガス容器A,B間で圧縮水素ガスを移動させることが可能になり、特に、水素ガス容器Aに圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンク2の最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段として、開閉元弁V1A 、高圧ガス源1、圧縮機5等を設け、車載燃料タンク2へ圧縮水素ガスを充填する際に、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ圧縮水素ガスを移動させ、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2へ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段として、開閉元弁V1A,V1B 、流量制御弁V2A,V2B 、制御装置20等を設けた。
ここで、車載燃料タンク2へ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された水素ガス容器A,Bを用いて車載燃料タンク2へ圧縮水素ガスを充填する圧縮水素ガス充填方法について説明すると、第1工程において、水素ガス容器A内の圧縮水素ガス圧を車載燃料タンク2の最高ガス圧よりも高い圧力に保持すると共に、水素ガス容器B内の圧縮水素ガス圧を水素ガス容器A内の圧縮水素ガス圧よりも低く保持し、次に、第2工程(図3のS5、S6等)において、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ圧縮水素ガスを移動させて、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させ、次に、第3工程(図3のS7、S8、S9等)において、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2へ圧力差により圧縮水素ガスを充填する。
従って、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ圧縮水素ガスを移動させることで、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを直接車載燃料タンク2に充填することができる。つまり、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2への圧縮水素ガスの充填開始当初から、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により十分に低下させることができるので、車載燃料タンク2へ供給する圧縮水素ガスの十分な冷却性能を得ることができ、故に、車載燃料タンク2内の圧縮水素ガスの断熱圧縮により上昇した温度を低く抑えて、一定容量の車載燃料タンク2へ充填する圧縮水素ガスの総充填量を高めることができる。
また、車載燃料タンク2への圧縮水素ガスの充填量等に応じて、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへの圧縮水素ガスの移動量、つまり、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスの温度低下率を調節して、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク2内の圧縮水素ガス温度が安定した温度(例えば、外気温度)になるようにすることができる。また、圧縮水素ガスの充填後、水素ガス容器Aに圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンク2の最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に確実に復帰させることができ、その際、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ移動させた圧縮水素ガスを利用することができるので、圧縮水素ガスを無駄にすることなく使用することができる。
水素ガス容器Aから車載燃料タンク2へ圧縮水素ガス充填終了後、水素ガス容器Bの残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を水素ガス容器Aへ移動させるので、水素ガス容器A内の圧力を上昇させると共に水素ガス容器B内の圧力を低下させて、水素ガス容器B内に次回の圧縮水素ガス移動の為の充填容量を確実に確保でき、水素ガス容器Aへ高圧ガス源1から圧縮水素ガスを補充して、水素ガス容器Aに圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンク2の最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に効率的に確実に復帰させることができる。ここで、水素ガス容器Aよりも圧縮水素ガス貯蔵容量が小さな水素ガス容器Bとすることができ、この場合、水素ガス容器Bを小型化できて、圧縮水素ガス充填装置Gの全体的な構造の縮小化を図ることができる。
車載燃料タンク2へ補給する圧縮水素ガス補給量を制御装置20に対して指令する補給量指令手段として操作パネル18を設け、この操作パネル18で指令された圧縮水素ガス補給量が多くなる程、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ移動させる圧縮水素ガス量を増加させるので、圧縮水素ガス補給量が多くなる程、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスの温度低下率を大きくするように調節して、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク2内の圧縮水素ガス温度が上昇し過ぎずに安定した温度になるようにすることができる。
この場合、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク2内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ移動させる圧縮水素ガス量を制御するので、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク2内の圧縮水素ガス温度が低下し過ぎた場合、その後、車載燃料タンク2内の圧縮水素ガス温度が外気温度迄上昇すると、圧縮水素ガスが大きく膨張して車載燃料タンク2を破損する虞が生じるが、これを確実に防止できる。
実施例2の圧縮水素ガス充填装置Gは、実施例1の圧縮水素ガス充填装置Gと同様の構造であり、車載燃料タンク2へ圧縮水素ガスを充填する際の制御も実施例1と同様(図3参照)であるが、初期状態へ復帰させる際の制御が実施例1の制御(図6、図7参照)と異なるものである。尚、実施例1と同じものには同一符号を付して説明する。実施例2において、図11−1が水素ガス容器A,B内の圧力変化を示すグラフであり、図11−2が水素ガス容器A,B内の温度変化を示すグラフである。
この水素ガス充填制御では、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2への圧縮水素ガス充填終了後、水素ガス容器Aの残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を水素ガス容器Bへ移動させて、初期状態に復帰させ、次回の車載燃料タンク2への圧縮水素ガスの充填時、水素ガス容器Bから水素ガス容器Aへ圧縮水素ガスを移動させ、水素ガス容器B内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、水素ガス容器Bから車載燃料タンク2へ圧力差により圧縮水素ガスを充填させるように構成されている。
初期状態に復帰させるために、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bに圧縮水素ガスを移動させて、水素ガス容器A内の圧力を20Mpa にする第1準備を行う制御と、更に、高圧ガス源1から水素ガス容器Bに圧縮水素ガスを補給して、水素ガス容器B内の圧力を55Mpa にする第2準備を行う制御とが制御装置20により実行される。
図9に示すように、この第1,第2準備制御は、第1準備制御から行われ、先ず、圧力センサ13で検出された水素ガス容器A内の圧力が読込まれ(S21)、次に、開閉元弁V1A ,V1B が開けられるとともに、圧縮機5が第1モードで作動され(図10の容器A→容器Bを参照)、圧縮機5により配管6側の圧縮水素ガスが加圧され配管7側へ供給されるので、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへの水素ガスの移動が開始され(S22)、次に、圧力センサ13で検出された圧力に基づいて、水素ガス容器A内の水素ガス圧が20Mpa まで低下したか否か判定され(S23)、S23;Noの場合、S23が繰返し実行される。
S23;Yes になった場合、図11−1、図11−2に時間t3〜t4の変化に示すように、水素ガス容器A内の圧力が20Mpa に低下し、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が約−10度から低下し、水素ガス容器B内の圧力が35Mpa から上昇し、水素ガス容器B内の圧縮水素ガスが断熱圧縮されて、その圧縮水素ガスの温度が上昇する。
S23;Yes の場合、次に、第2準備制御が行われ、開閉元弁V1A が閉じられるが、開閉元弁V1B は開けられたまま、ガス源元弁V3B が開けられるととともに、圧縮機5が第1作動モードで作動され(図10の容器Bに充填を参照)、圧縮機5により配管6側の圧縮水素ガスが加圧され配管7側へ供給されるので、高圧ガス源1から水素ガス容器Bへの水素ガスの充填が開始され(S24)、次に、圧力センサ14で検出された圧力が読込まれて、その圧力が55Mpa に達したか否か判定され(S25)、S25;Noの場合、S25が繰返し実行される。
S25;Yes になった場合、図11−1、図11−2に時間t4〜t5の変化に示すように、水素ガス容器A内の圧力が20Mpa に維持され、水素ガス容器A内の圧縮水素ガスが自然吸熱により上昇し、水素ガス容器B内の圧力が55Mpa へ上昇し、水素ガス容器B内の圧縮水素ガスが断熱圧縮され、その圧縮水素ガスの温度が上昇する。時間t5の後、水素ガス容器A内の温度は自然吸熱により上昇し、水素ガス容器B内の温度は自然放熱により低下する。
実施例2の圧縮水素ガス充填装置Gによれば、水素ガス容器Aから車載燃料タンク2への圧縮水素ガス充填終了後、水素ガス容器Aの残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を水素ガス容器Bへ移動させ、次回の車載燃料タンク2への圧縮水素ガスの充填時、水素ガス容器Bから水素ガス容器Aへ圧縮水素ガスを移動させ、水素ガス容器B内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、水素ガス容器Bから車載燃料タンク2へ圧力差により圧縮水素ガスを充填させるように構成した。水素ガス容器Aから車載燃料タンク2への圧縮水素ガス充填終了後、水素ガス容器B内の圧力が水素ガス容器A内の圧力よりも高くなるようにした場合、初期状態に一層効率的に復帰させることができる。
尚、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例1、2に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。例えば、水素ガス容器Aを複数設けてもよいし、水素ガス容器Bを複数設けてもよい。また、実施例2において、初期状態に復帰させる際、水素ガス容器A内の圧力、温度、水素ガス容器Bの圧力、温度の少なくとも1つに基づいて、水素ガス容器Aから水素ガス容器Bへ圧縮水素ガスを移動させるのか、水素ガス容器Bから水素ガス容器Aへ圧縮水素ガスを移動させるのか決定してもよい。
G 圧縮水素ガス充填装置
1 高圧ガス源
2 車載燃料タンク
5 圧縮機
6〜10 配管
V1A,V1B 開閉元弁
V2A,V2B 流量制御弁
V3A,V3B ガス源元弁
1 高圧ガス源
2 車載燃料タンク
5 圧縮機
6〜10 配管
V1A,V1B 開閉元弁
V2A,V2B 流量制御弁
V3A,V3B ガス源元弁
Claims (6)
- 車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器と、
所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段と、
前記車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する際に、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させ、前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、前記所定の水素ガス容器から前記車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段と、
を備えたことを特徴とする圧縮水素ガス充填装置。 - 前記複数の水素ガス容器は、前記所定の水素ガス容器である第1水素ガス容器と、前記他の水素ガス容器であり且つ第1水素ガス容器より圧縮水素ガス貯蔵容量が小さな第2水素ガス容器とからなり、前記水素ガス充填制御手段は、第1水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧縮水素ガス充填終了後、第2水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第1水素ガス容器へ移動させることを特徴とする請求項1に記載の圧縮水素ガス充填装置。
- 前記複数の水素ガス容器は、前記所定の水素ガス容器である第1水素ガス容器と、前記他の水素ガス容器であり且つ第1水素ガス容器と圧縮水素ガス貯蔵容量が同等の第2水素ガス容器とからなり、前記水素ガス充填制御手段は、第1水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガス充填終了後、第1水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第2水素ガス容器へ移動させ、次回の車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填時、第2水素ガス容器を前記所定の水素ガス容器とし、第1水素ガス容器を前記他の水素ガス容器とするように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の圧縮水素ガス充填装置。
- 前記車載燃料タンクへ補給する圧縮水素ガス補給量を水素ガス充填制御手段に対して指令する補給量指令手段を備え、
前記水素ガス充填制御手段は、前記補給量指令手段で指令された圧縮水素ガス補給量が多くなる程、前記所定の水素ガス容器から前記他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を増加させることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の圧縮水素ガス充填装置。 - 前記水素ガス充填制御手段は、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を制御することを特徴とする請求項4に記載の圧縮水素ガス充填装置。
- 車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器を用いて車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する圧縮水素ガス充填方法であって、
所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持すると共に、他の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧よりも低く保持する第1工程と、
次に、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させて、前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させる第2工程と、 次に、前記所定の水素ガス容器から前記車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填する第3工程と、
を備えたことを特徴とする圧縮水素ガス充填方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007085436A JP2008240983A (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007085436A JP2008240983A (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008240983A true JP2008240983A (ja) | 2008-10-09 |
Family
ID=39912569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007085436A Pending JP2008240983A (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008240983A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015190521A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 水素ステーション |
WO2016152339A1 (ja) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | 株式会社日立プラントメカニクス | 水素プレクールシステム |
CN114619897A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-14 | 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 | 储氢装置、车辆、控制方法和控制装置 |
-
2007
- 2007-03-28 JP JP2007085436A patent/JP2008240983A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015190521A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 水素ステーション |
WO2016152339A1 (ja) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | 株式会社日立プラントメカニクス | 水素プレクールシステム |
CN114619897A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-14 | 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 | 储氢装置、车辆、控制方法和控制装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6945550B2 (ja) | 車両の複数の圧力容器における燃料、特に水素の温度および/または圧力を、圧力容器の充填工程前に、そのときの温度目標値および/またはそのときの圧力目標値に調節する方法 | |
JP5287994B2 (ja) | ガス充填装置、ガス充填システム、ガス充填方法及び移動装置 | |
JP6692824B2 (ja) | 水素タンクに充填する方法および装置 | |
WO2016133068A1 (ja) | ガス充填システム | |
JP6114676B2 (ja) | 水素ステーション | |
JP2018508000A (ja) | タンクを充填する方法および装置 | |
US20220163170A1 (en) | Device and method for storing and for supplying fluid fuel | |
JP4040525B2 (ja) | 水素充填装置 | |
US11530781B2 (en) | Station and method for filling one or more tank(s) | |
JP2014508261A (ja) | 水素充填方法及びシステム | |
US7721770B2 (en) | Method of operating a device for filling a tank with cryogenically stored fuel | |
JP6077565B2 (ja) | 水素ステーション及び水素ステーションにおける蓄圧器への水素充填方法 | |
JP2006316817A (ja) | 水素の供給方法、水素の供給装置 | |
JP2018507995A (ja) | タンクに加圧ガスを充填する方法 | |
JP5387846B2 (ja) | ガスステーション及びガス充填システム | |
JP2008240983A (ja) | 圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法 | |
CN109792065B (zh) | 用于给至少一个燃料电池供给燃料的方法和机动车 | |
JP2020024021A (ja) | 水素ステーション | |
US8375999B2 (en) | Offboard heat management during compressed gas filling of vehicular hydrogen storage tanks | |
US20070175903A1 (en) | Liquid hydrogen storage tank with reduced tanking losses | |
JP2005155869A (ja) | ガス燃料充填方法 | |
JP2008064160A (ja) | 圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法 | |
JP2016133142A (ja) | 水素ステーション | |
JP2006318810A (ja) | 燃料ガス貯蔵装置及び方法 | |
JP2009103165A (ja) | 低温液化ガス輸送車 |