JP2011220441A - Gas tank system and vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas tank system and a vehicle which can suppress a reverse flow between gas tanks when starting supplying gas from a plurality of gas tanks having different heat radiation properties.SOLUTION: The gas tank system includes gas tanks 21a, 21b having different heat radiation properties from each other, shutoff valves 28a, 28b that allow and shut supplying hydrogen gas from the gas tanks 21a, 21b to a fuel cell 2, and pressure sensors 54a, 54b detecting inner pressure of the gas tanks 21a, 21b. A controller 24 opens the shutoff valve 28b to allow supplying hydrogen gas from the gas tank 21b having higher inner pressure when starting supplying hydrogen gas to the fuel cell 2, based on the detection results of the pressure sensors 54a, 54b, and afterward, when the inner pressure of the gas tank 21b becomes equal to the inner pressure of the gas tank 21a having a lower pressure, the controller opens the shutoff valve 28a to also allow supplying hydrogen gas from the gas tank 21a.

Description

本発明は、放熱性の異なる複数のガスタンクを備えたガスタンクシステム及び車両に関するものである。   The present invention relates to a gas tank system including a plurality of gas tanks having different heat dissipation properties and a vehicle.

複数のガスタンクを備えた車両として、燃料電池車両が知られている。例えば特許文献１に記載の燃料電池車両では、複数の水素タンクと燃料電池とを並列につなぐ供給流路が設けられ、この供給流路において水素タンクごとに設けられた開閉弁を開くことで、各水素タンクから燃料電池に水素ガスが供給される。この場合、供給流路によって複数の水素タンク同士は互いにつながれており、水素タンクの内圧（以下、タンク圧という場合がある。）が小さい順に対応の開閉弁を開くことで、閉弁状態の開閉弁に逆圧が作用するのを防いでいる。   A fuel cell vehicle is known as a vehicle including a plurality of gas tanks. For example, in the fuel cell vehicle described in Patent Document 1, a supply channel that connects a plurality of hydrogen tanks and a fuel cell in parallel is provided, and by opening an on-off valve provided for each hydrogen tank in the supply channel, Hydrogen gas is supplied from each hydrogen tank to the fuel cell. In this case, the plurality of hydrogen tanks are connected to each other by the supply flow path, and the corresponding open / close valve is opened in ascending order of the internal pressure of the hydrogen tank (hereinafter sometimes referred to as tank pressure), thereby opening and closing the valve closed state. This prevents back pressure from acting on the valve.

特開２００８−２２３７８４号公報JP 2008-223784 A

しかし、水素タンクの放熱性が互いに異なる場合、水素タンクの内圧が小さい順に開閉弁を開く方法では、水素タンク間に逆流が生じる。
具体的には、水素ステーションから水素タンクへの水素ガスの充填終了時は、タンク圧は水素タンク間で同じであるが、その放熱性の違いにより、タンク温度（水素タンクの内部温度）は水素タンク間で異なる。充填終了からしばらくすると、タンク温度は周囲環境温度により冷却されて水素タンク間で同じになるが、充填終了時に温度差があった分、タンク圧については水素タンク間で差が生じる。この状態で、タンク圧の低い水素タンクから開閉弁を開くと、タンク圧の高い水素タンクに対応する開閉弁を開いた際に、タンク圧の高い水素タンクからタンク圧の低い水素タンクへと水素ガスが逆流する現象が起きてしまう。 However, when the heat dissipation properties of the hydrogen tanks are different from each other, a backflow occurs between the hydrogen tanks in the method of opening the on-off valve in order of increasing internal pressure of the hydrogen tank.
Specifically, at the end of filling hydrogen gas from the hydrogen station to the hydrogen tank, the tank pressure is the same between the hydrogen tanks, but due to the difference in heat dissipation, the tank temperature (the internal temperature of the hydrogen tank) is hydrogen. Varies between tanks. After a while from the end of filling, the tank temperature is cooled by the ambient temperature and becomes the same between the hydrogen tanks. However, there is a difference in temperature between the hydrogen tanks because of the temperature difference at the end of filling. In this state, if the on / off valve is opened from a hydrogen tank with a low tank pressure, when the on / off valve corresponding to the hydrogen tank with a high tank pressure is opened, hydrogen is transferred from a hydrogen tank with a high tank pressure to a hydrogen tank with a low tank pressure. The phenomenon of reverse flow of gas occurs.

そこで、本発明は、放熱性の異なる複数のガスタンクからガスの供給を開始する場合に、ガスタンク間の逆流を抑制することができる、ガスタンクシステム及び車両を提供することをその目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a gas tank system and a vehicle that can suppress backflow between the gas tanks when gas supply is started from a plurality of gas tanks having different heat dissipation properties.

上記目的を達成するため、本発明のガスタンクシステムは、ガス供給先に対して並列に接続され、互いに放熱性が異なる複数のガスタンクと、ガスタンクの各々に関して、ガスタンクからガス供給先へのガスの供給を許容及び遮断する弁機構と、ガスタンクの各々の内圧情報を取得する情報取得部と、情報取得部の取得結果に基づいて弁機構を制御する制御装置と、を備える。そして、制御装置は、ガス供給先へのガス供給開始時においては、内圧の高いガスタンクからガスの供給を許容するように弁機構を制御し、その後、ガスタンクの内圧がガスタンクよりも内圧の低いガスタンクの内圧と等しくなった時点で、この内圧の低いガスタンクからもガスの供給を許容するように弁機構を制御するガス供給制御を実行する。   In order to achieve the above object, a gas tank system according to the present invention is connected to a gas supply destination in parallel and has a plurality of gas tanks having different heat dissipation properties, and each of the gas tanks supplies gas from the gas tank to the gas supply destination. A valve mechanism that allows and shuts off, an information acquisition unit that acquires internal pressure information of each gas tank, and a control device that controls the valve mechanism based on the acquisition result of the information acquisition unit. The control device controls the valve mechanism to allow gas supply from a gas tank having a high internal pressure at the start of gas supply to the gas supply destination, and then the gas tank whose internal pressure is lower than that of the gas tank. When the pressure becomes equal to the internal pressure, gas supply control is executed to control the valve mechanism so as to allow the supply of gas from the gas tank having a low internal pressure.

本発明によれば、ガス供給開始時には、先ず高圧側のガスタンクからガスの供給が行われるので、その内圧が下がる。そして、低圧側のガスタンクからもガスの供給が行われる時点では、当初差があった両ガスタンクの内圧は等しくなっている。このため、低圧側のガスタンクからガスの供給を開始しても、高圧側のガスタンクから低圧側のガスタンクへとガスが流れ込むことが回避される。よって、ガスタンク間の逆流を抑制できる。   According to the present invention, at the start of gas supply, first, gas is supplied from the high-pressure side gas tank, so that the internal pressure is lowered. At the time when gas is supplied also from the gas tank on the low-pressure side, the internal pressures of the two gas tanks, which were initially different, are equal. For this reason, even if gas supply is started from the low-pressure side gas tank, it is avoided that the gas flows from the high-pressure side gas tank to the low-pressure side gas tank. Therefore, the backflow between gas tanks can be suppressed.

好ましくは、上記のガス供給制御は、ガスタンクへのガス充填後においてガス供給先に対して最初のガス供給を行う場合に実行されるとよい。   Preferably, the above gas supply control is performed when the first gas supply is performed to the gas supply destination after the gas is filled in the gas tank.

こうすることで、ガス充填後にガスタンク間で内圧に差が生じていても、その後に行う最初のガス供給において、ガスタンク間で逆流が生じるのを抑制できる。   By doing so, even if there is a difference in the internal pressure between the gas tanks after gas filling, it is possible to suppress the backflow between the gas tanks in the first gas supply performed thereafter.

好ましくは、弁機構は、ガスタンクの各々に対応して設けられた複数の遮断弁を有するとよい。   Preferably, the valve mechanism may include a plurality of shut-off valves provided corresponding to each of the gas tanks.

この構成によれば、シンプルな弁機構にて上記のガス供給制御を行うことができる。なお、弁機構は複数の遮断弁を有するものに限るものではなく、遮断弁以外の他のバルブを有するもので構成してもよい。   According to this configuration, the gas supply control can be performed with a simple valve mechanism. The valve mechanism is not limited to the one having a plurality of shut-off valves, and may be constituted by a valve having a valve other than the shut-off valves.

好ましくは、情報取得部は、ガスタンクの各々に対応して設けられた複数の圧力センサを有し、各圧力センサは、ガスタンクの各々の内圧を検出するとよい。   Preferably, the information acquisition unit includes a plurality of pressure sensors provided corresponding to each of the gas tanks, and each pressure sensor may detect an internal pressure of each of the gas tanks.

この構成によれば、実際に検出したガスタンクの内圧に基づいて弁機構を制御することができるので、上記のガス供給制御をより精度良く行うことができる。   According to this configuration, since the valve mechanism can be controlled based on the actually detected internal pressure of the gas tank, the above gas supply control can be performed with higher accuracy.

より好ましくは、圧力センサは、充填口に対してガスタンクを並列に接続するガス充填系統に設けられるとよい。   More preferably, the pressure sensor may be provided in a gas filling system in which a gas tank is connected in parallel to the filling port.

本発明の別の好ましい一態様によれば、情報取得部は、ガスタンクにガスを充填するガス充填系統に設けられ、ガスタンクへのガス充填終了直後における圧力を検出する一つの圧力センサと、ガスタンクの各々に対応して設けられ、ガスタンクへのガス充填終了直後及びガスタンクからのガス供給開始直前におけるガスタンクの各々の内部温度を検出する複数の温度センサと、を有するとよい。そして、制御装置は、ガス充填終了直後における一つの圧力検出値と、ガス充填終了直後における複数の温度検出値と、ガス供給開始直前における複数の温度検出値と、を用いて、ガス供給開始直前におけるガスタンクの各々の内圧を算出すると共に、その算出した複数の内圧の大きさを比較して、その比較した結果に基づきガス供給制御を実行するとよい。   According to another preferable aspect of the present invention, the information acquisition unit is provided in a gas filling system for filling the gas in the gas tank, detects one of the pressure sensors immediately after the gas filling into the gas tank, and the gas tank. It is preferable to have a plurality of temperature sensors provided corresponding to each for detecting the internal temperature of each of the gas tanks immediately after the completion of gas filling into the gas tank and immediately before the start of gas supply from the gas tank. The control device uses one pressure detection value immediately after the end of gas filling, a plurality of temperature detection values immediately after the end of gas filling, and a plurality of temperature detection values immediately before the start of gas supply, immediately before the start of gas supply. It is preferable to calculate the internal pressure of each of the gas tanks and compare the calculated internal pressures and execute the gas supply control based on the comparison result.

このような一態様によれば、圧力センサをガスタンクの各々に対応して設けなくとも、ガス供給開始直前におけるガスタンクの各々の内圧を算出することができる。そして、この算出値に基づいて弁機構を制御するので、ガス供給制御を適切に行うことができる。また、ガスタンクの各々に対応する圧力センサを設ける場合に比べて、部品点数を削減でき、システム構成の簡素化及び低コスト化を図ることができる。   According to such an aspect, the internal pressure of each gas tank immediately before the start of gas supply can be calculated without providing a pressure sensor corresponding to each gas tank. And since a valve mechanism is controlled based on this calculated value, gas supply control can be performed appropriately. Moreover, compared with the case where the pressure sensor corresponding to each gas tank is provided, the number of parts can be reduced, and the system configuration can be simplified and the cost can be reduced.

本発明の車両は、上記した本発明のガスタンクシステムを備え、ガス供給先として燃料電池を有するものである。これによれば、燃料電池車両におけるガスタンク間の逆流を抑制することができる。   The vehicle of the present invention includes the above-described gas tank system of the present invention, and has a fuel cell as a gas supply destination. According to this, the backflow between the gas tanks in the fuel cell vehicle can be suppressed.

第１実施形態に係るガスタンクシステムを適用した燃料電池システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a fuel cell system to which a gas tank system according to a first embodiment is applied. （ａ）は、放熱性の異なる二つのガスタンクの内圧について、水素ガスの充填開始からその後の水素ガスの供給開始までの推移を示すグラフであり、（ｂ）は、放熱性の異なる二つのガスタンクの内部温度について、水素ガスの充填開始からその後の水素ガスの供給開始までの推移を示すグラフである。(A) is a graph which shows transition from the filling start of hydrogen gas to the start of supply of hydrogen gas after that about the internal pressure of two gas tanks with different heat dissipation, (b) is two gas tanks with different heat dissipation It is a graph which shows transition from the filling start of hydrogen gas to the start of supply of hydrogen gas after that about the internal temperature. 第１実施形態に係るガスタンクシステムにおけるガス供給開始時における制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control at the time of the gas supply start in the gas tank system which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係るガスタンクシステムを適用した燃料電池システムの構成図である。It is a block diagram of the fuel cell system to which the gas tank system which concerns on 2nd Embodiment is applied. 第２実施形態に係るガスタンクシステムにおけるガス供給開始時における制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control at the time of the gas supply start in the gas tank system which concerns on 2nd Embodiment.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係るガスタンクシステムを備えた車両について説明する。ここでは、ガスタンクシステムを燃料電池システムの燃料ガス系統に適用した例を説明する。   Hereinafter, a vehicle including a gas tank system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, an example in which the gas tank system is applied to the fuel gas system of the fuel cell system will be described.

＜第１実施形態＞
図１に示すように、燃料電池システム１は、燃料電池２、燃料ガス系統３及び酸化ガス系統を備える。燃料電池システム１は、例えば燃料電池車両に搭載され、車両の動力源であるトラクションモータに電力を供給する。燃料ガス及び酸化ガスは、反応ガスと総称されるものである。燃料ガスは例えば水素ガスであり、酸化ガスは例えば空気である。以下では、燃料ガスとして水素ガスを例に説明する。 <First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 includes a fuel cell 2, a fuel gas system 3, and an oxidizing gas system. The fuel cell system 1 is mounted on, for example, a fuel cell vehicle and supplies power to a traction motor that is a power source of the vehicle. The fuel gas and the oxidizing gas are collectively referred to as a reaction gas. The fuel gas is, for example, hydrogen gas, and the oxidizing gas is, for example, air. Below, hydrogen gas is demonstrated to an example as fuel gas.

燃料電池２は、例えば固体高分子電解質型で構成され、多数の単セルを積層したスタック構造を備える。なお、図１では、説明の便宜上、単セルの構造が燃料電池２に模式的に示されている。単セルは、電解質膜１０、燃料極１１及び空気極１２からなるＭＥＡ（膜電極接合体）１３を有する。電解質膜１０は、例えばフッ素系樹脂により形成されたイオン交換膜からなる。燃料極１１及び空気極１２は、電解質膜１０の両面に設けられる。単セルは、燃料極１１及び空気極１２を両側から挟みこむように一対のセパレータ１４，１５を有する。セパレータ１４の燃料ガス流路１６に供給された水素ガスとセパレータ１５の酸化ガス流路１７に供給された酸化ガスとの電気化学反応により、燃料電池２は電力を発生する。燃料電池２で発電された電力は、車両のトラクションモータなどの負荷１８に供給される。   The fuel cell 2 is formed of, for example, a solid polymer electrolyte type and includes a stack structure in which a large number of single cells are stacked. In FIG. 1, for convenience of explanation, the structure of a single cell is schematically shown in the fuel cell 2. The single cell has an MEA (membrane electrode assembly) 13 including an electrolyte membrane 10, a fuel electrode 11, and an air electrode 12. The electrolyte membrane 10 is made of an ion exchange membrane made of, for example, a fluorine resin. The fuel electrode 11 and the air electrode 12 are provided on both surfaces of the electrolyte membrane 10. The single cell has a pair of separators 14 and 15 so as to sandwich the fuel electrode 11 and the air electrode 12 from both sides. The fuel cell 2 generates electric power by an electrochemical reaction between the hydrogen gas supplied to the fuel gas channel 16 of the separator 14 and the oxidizing gas supplied to the oxidizing gas channel 17 of the separator 15. The electric power generated by the fuel cell 2 is supplied to a load 18 such as a traction motor of the vehicle.

燃料ガス系統３は、二つのガスタンク２１ａ，２１ｂ、ガス充填系統２２、ガス供給系統２３及び制御装置２４を備える。ガスタンク２１ａ，２１ｂは、ガス充填系統２２を介して充填口２５に並列に接続されると共に、ガス供給系統２３を介してガス供給先である燃料電池２に対して並列に接続される。充填口２５は、水素ガスの充填時に、水素ガス充填装置（例えば水素ステーション）の充填ノズルに接続される。なお、図示省略したが、燃料電池２から排出される燃料オフガス（水素オフガス）を再びガス供給系統２３に導いて、燃料電池２に循環させることも可能である。   The fuel gas system 3 includes two gas tanks 21 a and 21 b, a gas filling system 22, a gas supply system 23, and a control device 24. The gas tanks 21 a and 21 b are connected in parallel to the filling port 25 through the gas filling system 22 and are connected in parallel to the fuel cell 2 as a gas supply destination through the gas supply system 23. The filling port 25 is connected to a filling nozzle of a hydrogen gas filling device (for example, a hydrogen station) when filling with hydrogen gas. Although not shown, the fuel off-gas (hydrogen off-gas) discharged from the fuel cell 2 can be led to the gas supply system 23 and circulated through the fuel cell 2 again.

ガスタンク２１ａ、２１ｂは、燃料電池２への水素ガス供給源であり、例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａの水素ガスを貯蔵する高圧タンクである。ガスタンク２１ａ、２１ｂは、例えば、内側にライナー層を、外側にＦＲＰ層などの補強層を有する積層構造を備える。   The gas tanks 21a and 21b are hydrogen gas supply sources to the fuel cell 2, and are high-pressure tanks that store, for example, 35 MPa or 70 MPa hydrogen gas. The gas tanks 21a and 21b include, for example, a laminated structure having a liner layer on the inside and a reinforcing layer such as an FRP layer on the outside.

ここで、ガスタンクの放熱性は、一般に、ガスタンクそれ自身を構成する材料や、ガスタンクの体格（長さ、径、容量、表面積等）など、ガスタンクの仕様によって異なる。例えば、ガスタンクのライナー層としてアルミニウムを用いた場合には、樹脂（ポリエチレンなど）を用いた場合よりも、放熱性は優れたものとなる。また、ライナー層における樹脂の特性や配合割合によっても放熱性は異なる。さらに、ガスタンクの体格、例えば径に対する長さの比や、表面積に対する容量の比によっても、放熱性は異なる。そして、ガスタンクの放熱性が優れている場合、それが優れていない場合に比べて、充填に伴うガスタンク内の温度上昇率（温度上昇量）及び圧力上昇率（圧力上昇量）が低く抑えられる。   Here, the heat dissipation of the gas tank generally differs depending on the specifications of the gas tank, such as the material constituting the gas tank itself and the physique of the gas tank (length, diameter, capacity, surface area, etc.). For example, when aluminum is used as the liner layer of the gas tank, the heat dissipation is superior to when resin (polyethylene or the like) is used. Moreover, heat dissipation also changes with the characteristics and compounding ratio of the resin in the liner layer. Furthermore, the heat dissipation varies depending on the physique of the gas tank, for example, the ratio of length to diameter and the ratio of capacity to surface area. And when the heat dissipation of a gas tank is excellent, compared with the case where it is not excellent, the temperature rise rate (temperature rise amount) in a gas tank accompanying filling and a pressure rise rate (pressure rise amount) are suppressed low.

本実施形態のガスタンク２１ａ，２１ｂは、互いに放熱性が異なるものであり、ガスタンク２１ｂの方が放熱性が優れている。例えば、ガスタンク２１ｂのライナー層はアルミニウムからなり、ガスタンク２１ａのライナー層は樹脂からなる。以下、簡便な説明のため、ガスタンク２１ａ、２１ｂの放熱性について、良い又は悪いという相対的な表現を用いる場合がある。   The gas tanks 21a and 21b of the present embodiment have different heat dissipation properties, and the gas tank 21b has better heat dissipation properties. For example, the liner layer of the gas tank 21b is made of aluminum, and the liner layer of the gas tank 21a is made of resin. Hereinafter, for the sake of simple explanation, the relative expression of good or bad may be used for the heat dissipation of the gas tanks 21a and 21b.

ガスタンク２１ａ，２１ｂは、各種バルブやセンサ等を一体的に組み込んだバルブアッセンブリ２６ａ，２６ｂをねじ込み接続されている。ガスタンク２１ａ，２１ｂは、バルブアッセンブリ２６ａ，２６ｂを介して水素ガスの充填及び放出をする。バルブアッセンブリ２６ａ，２６ｂは、ガス充填系統２２に連通する通路に逆止弁２７ａ，２７ｂ又はマニュアル弁を有し、ガス供給系統２３に連通する通路に遮断弁２８ａ，２８ｂを有する。遮断弁２８ａ，２８ｂは、駆動方式が例えば電磁式からなるが、これに限らず、各種のタイプのものを用いることができる。遮断弁２８ａ，２８ｂは、ガスタンク２１ａ，２１ｂに対して元弁（主止弁）として機能するものであり、対応するガスタンク２１ａ、２１ｂから燃料電池２への水素ガスの供給を許容及び遮断する弁機構を構成する。   The gas tanks 21a and 21b are screwed and connected to valve assemblies 26a and 26b integrally incorporating various valves and sensors. The gas tanks 21a and 21b are charged and discharged with hydrogen gas via the valve assemblies 26a and 26b. The valve assemblies 26 a and 26 b have check valves 27 a and 27 b or manual valves in a passage communicating with the gas filling system 22, and cutoff valves 28 a and 28 b in a passage communicating with the gas supply system 23. The shut-off valves 28a and 28b are driven by, for example, an electromagnetic type, but are not limited thereto, and various types of valves can be used. The shut-off valves 28a and 28b function as main valves (main stop valves) for the gas tanks 21a and 21b, and allow and shut off the supply of hydrogen gas from the corresponding gas tanks 21a and 21b to the fuel cell 2. Configure the mechanism.

ガス充填系統２２は、充填口２５に連通する一系統の共通充填配管３０と、ガスタンク２１ａ，２１ｂに連通する二系統の個別充填配管３１ａ、３１ｂと、で構成される。このように途中で二股に分岐するガス充填系統２２の分岐点には、配管３０、３１ａ，３１ｂの一端が接続される充填マニホールド部３２が設けられる。充填口２５から供給された水素ガスは、充填マニホールド部３２にて分配されて、ガスタンク２１ａ，２１ｂに充填される。   The gas filling system 22 includes a single common filling pipe 30 that communicates with the filling port 25 and two individual filling pipes 31a and 31b that communicate with the gas tanks 21a and 21b. In this way, a filling manifold portion 32 to which one ends of the pipes 30, 31a, 31b are connected is provided at the branching point of the gas filling system 22 that branches in the middle. The hydrogen gas supplied from the filling port 25 is distributed in the filling manifold portion 32 and filled in the gas tanks 21a and 21b.

ガス供給系統２３は、燃料電池２に連通する一系統の共通供給配管４０と、ガスタンク２１ａ，２１ｂに連通する二系統の個別供給配管４１ａ、４１ｂと、で構成される。このように途中で二股に分岐するガス供給系統２３の分岐点には、配管４０、４１ａ，４１ｂの一端が接続される供給マニホールド部４２が設けられる。ガスタンク２１ａ、２１ｂから放出された水素ガスは、供給マニホールド部４２にて合流し、配管４０にあるレギュレータ４３で調圧されて燃料電池２に供給される。ただし、遮断弁２８ａ，２８ｂの一方だけを開く場合には、ガスタンク２１ａ、２１ｂの一方のみから水素ガスが放出され、供給マニホールド部４２で水素ガスの合流を受けることなく、燃料電池２に供給される。供給マニホールド部４２には、ガスタンク２１ａ及びガスタンク２１ｂの少なくとも一つから放出された水素ガスの圧力を検出する圧力センサ４４が設けられている。   The gas supply system 23 includes a single common supply pipe 40 that communicates with the fuel cell 2 and two individual supply pipes 41a and 41b that communicate with the gas tanks 21a and 21b. In this way, a supply manifold section 42 to which one end of the pipes 40, 41a, 41b is connected is provided at the branch point of the gas supply system 23 that branches in the middle. The hydrogen gas released from the gas tanks 21 a and 21 b merges at the supply manifold portion 42, is regulated by the regulator 43 in the pipe 40, and is supplied to the fuel cell 2. However, when only one of the shut-off valves 28a and 28b is opened, hydrogen gas is released from only one of the gas tanks 21a and 21b, and is supplied to the fuel cell 2 without receiving the merged hydrogen gas at the supply manifold section 42. The The supply manifold section 42 is provided with a pressure sensor 44 for detecting the pressure of hydrogen gas released from at least one of the gas tank 21a and the gas tank 21b.

温度センサ５２ａ，５２ｂは、それぞれ、ガスタンク２１ａ，２１ｂ内に配置され、ガスタンク２１ａ，２１ｂの内部温度（以下、それぞれ「タンク温度Ｔａ，Ｔｂ」という。）を検出する。温度センサ５２ａ，５２ｂは、例えば、ガス充填系統２２又はガス供給系統２３に連通するバルブアッセンブリ２６ａ，２６ｂの流路部分に設けられる。
圧力センサ５４ａ，５４ｂは、それぞれ、ガスタンク２１ａ，２１ｂの内圧（以下、それぞれ「タンク圧力Ｐａ，Ｐｂ」という。）を反映する圧力を検出する。圧力センサ５４ａ，５４ｂは、それぞれ、ガスタンク２１ａ，２１ｂ外における、ガス充填系統２２に連通するバルブアッセンブリ２６ａ，２６ｂの流路部分に設けられる。 The temperature sensors 52a and 52b are disposed in the gas tanks 21a and 21b, respectively, and detect internal temperatures of the gas tanks 21a and 21b (hereinafter referred to as “tank temperatures Ta and Tb”, respectively). The temperature sensors 52a and 52b are provided, for example, in flow path portions of valve assemblies 26a and 26b communicating with the gas filling system 22 or the gas supply system 23.
The pressure sensors 54a and 54b detect pressures reflecting internal pressures of the gas tanks 21a and 21b (hereinafter referred to as “tank pressures Pa and Pb”, respectively). The pressure sensors 54a and 54b are provided in the flow path portions of the valve assemblies 26a and 26b communicating with the gas filling system 22 outside the gas tanks 21a and 21b, respectively.

制御装置２４は、内部にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プログラムに従って所望の演算を実行するものであり、後述する遮断弁２８ａ，２８ｂの制御など、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶し、ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。制御装置２４は、弁機構を構成する遮断弁２８ａ，２８ｂのほか、温度センサ５２ａ，５２ｂ及び圧力センサ４４，５４ａ，５４ｂなどと接続されている。例えば、制御装置２４は、圧力センサ５４ａ，５４ｂからの検出信号を入力し、遮断弁２８ａ，２８ｂに制御信号を出力することで、ガスタンク２１ａ，２１ｂから燃料電池２への水素ガスの供給を制御する。   The control device 24 is configured as a microcomputer having a CPU, a ROM, and a RAM inside. The CPU executes a desired calculation according to a control program, and performs various processes and controls such as control of shut-off valves 28a and 28b described later. The ROM stores control programs and control data to be processed by the CPU, and the RAM is mainly used as various work areas for control processing. The control device 24 is connected to temperature sensors 52a and 52b, pressure sensors 44, 54a, and 54b, in addition to the shutoff valves 28a and 28b constituting the valve mechanism. For example, the control device 24 inputs detection signals from the pressure sensors 54a and 54b and outputs control signals to the shut-off valves 28a and 28b, thereby controlling the supply of hydrogen gas from the gas tanks 21a and 21b to the fuel cell 2. To do.

図２は、ガスタンク２１ａ，２１ｂ内の圧力及び温度について、水素ガスの充填開始からその後の水素ガスの供給開始までの推移を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing transitions from the start of hydrogen gas filling to the subsequent start of hydrogen gas supply with respect to the pressure and temperature in the gas tanks 21a and 21b.

ガスタンク２１ａ，２１ｂに水素ガスが充填され始めると（ｔ＝ｔ0）、タンク圧力Ｐａ，Ｐｂは同じ傾きで上昇していく一方、タンク温度Ｔａ，Ｔｂは互いに異なる傾きで上昇していく。タンク温度Ｔａの傾きがタンク温度Ｔｂの傾きよりも大きいのは、放熱性に関して、ガスタンク２１ａの方がガスタンク２１ｂよりも悪いからである。そして、充填終了時では（ｔ＝ｔ1）、タンク圧力Ｐａ，Ｐｂは互いに同じ圧力Ｐ1である一方、タンク温度Ｔａはタンク温度Ｔｂよりも大きくなり、ガスタンク２１ａ，２１ｂ間で温度差が生じる。タンク温度Ｔａは、例えば８５℃であり、ガスタンク２１ａ、２１ｂの周囲の環境温度よりも高くなる。 When the gas tanks 21a and 21b start to be filled with hydrogen gas (t = t 0 ), the tank pressures Pa and Pb rise with the same slope, while the tank temperatures Ta and Tb rise with different slopes. The inclination of the tank temperature Ta is larger than the inclination of the tank temperature Tb because the gas tank 21a is worse than the gas tank 21b in terms of heat dissipation. At the end of filling (t = t 1 ), the tank pressures Pa and Pb are the same pressure P 1 , while the tank temperature Ta is higher than the tank temperature Tb and a temperature difference occurs between the gas tanks 21a and 21b. . The tank temperature Ta is, for example, 85 ° C., and is higher than the ambient temperature around the gas tanks 21a and 21b.

その後、充填終了からの時間経過に伴い、タンク温度Ｔａ，Ｔｂは周囲の環境温度によって徐々に冷却されていく。そして、次の燃料電池システム１の起動時、すなわち、ガスタンク２１ａ，２１ｂから燃料電池２への水素ガスの供給開始時（ｔ＝ｔ2）には、タンク温度Ｔａ，Ｔｂは同じとなる。このときのタンク温度Ｔａ，Ｔｂは、周囲の環境温度と等しくなり、例えば２５℃である。一方、タンク圧力Ｐａ，Ｐｂも充填終了からの時間経過に伴って変化するが、水素ガスの供給開始時（ｔ＝ｔ2）には、タンク圧力Ｐａはタンク圧力Ｐｂよりも小さくなり、ガスタンク２１ａ，２１ｂ間で圧力差が生じる。 Thereafter, with the passage of time from the end of filling, the tank temperatures Ta and Tb are gradually cooled by the ambient environmental temperature. When the fuel cell system 1 is started up next, that is, when supply of hydrogen gas from the gas tanks 21a and 21b to the fuel cell 2 is started (t = t 2 ), the tank temperatures Ta and Tb are the same. The tank temperatures Ta and Tb at this time are equal to the ambient environmental temperature, and are, for example, 25 ° C. On the other hand, the tank pressures Pa and Pb also change with the passage of time from the end of filling, but at the start of hydrogen gas supply (t = t 2 ), the tank pressure Pa becomes smaller than the tank pressure Pb, and the gas tank 21a. , 21b produces a pressure difference.

ここで、仮に、水素ガスの供給開始時（ｔ＝ｔ2）に、タンク圧力Ｐａ側の遮断弁２８ａを先に開弁し、その後で遮断弁２８ｂを開弁すると、圧力差（Ｐｂ−Ｐａ）によってガスタンク２１ａに逆流が生じる。詳細には、ガス供給系統２３にはガスタンク２１ａ，２１ｂ同士を接続する流路があるため、ガスタンク２１ｂから放出された水素ガスは、供給マニホールド部４２から個別供給配管４１ａへと流れ、ガスタンク２１ａ内へと流れ込む。このような逆流が生じると、例えば個別供給配管４１ａにフィルタ（図示省略）を設けている場合、フィルタに捕捉されていた異物が遮断弁２８ａの弁部へと逆流し、遮断弁２８ａの開閉不良が生じる可能性がある。したがって、このような逆流は好ましくない。 Here, if the shutoff valve 28a on the tank pressure Pa side is opened first and then the shutoff valve 28b is opened at the start of hydrogen gas supply (t = t 2 ), then the pressure difference (Pb−Pa ) Causes a back flow in the gas tank 21a. Specifically, since the gas supply system 23 has a flow path for connecting the gas tanks 21a and 21b, the hydrogen gas released from the gas tank 21b flows from the supply manifold section 42 to the individual supply pipe 41a, and the inside of the gas tank 21a. Flow into. When such a backflow occurs, for example, when a filter (not shown) is provided in the individual supply pipe 41a, the foreign matter trapped in the filter flows back to the valve portion of the shutoff valve 28a, and the shutoff valve 28a is not open or closed correctly. May occur. Therefore, such a backflow is not preferable.

そこで、本実施形態では、逆流現象が発生することを抑制するべく、水素ガスの供給開始時（ｔ＝ｔ2）において図３に示す制御を行っている。 Therefore, in the present embodiment, the control shown in FIG. 3 is performed at the start of supply of hydrogen gas (t = t 2 ) in order to suppress the occurrence of the backflow phenomenon.

図３に示すように、燃料電池システム１の起動が開始されると（ステップＳ１、図２のｔ＝ｔ2）、先ず、タンク圧力Ｐａ，Ｐｂが圧力センサ５４ａ，５４ｂによって読み込まれ、これらの情報が、制御装置２４のＲＡＭに記憶される（ステップＳ２）。この場合、図２に示したとおり、タンク圧力については以下の関係となっている。
Ｐｂ＞Ｐａ As shown in FIG. 3, when the start of the fuel cell system 1 is started (step S1, t = t 2 in FIG. 2 ), the tank pressures Pa and Pb are first read by the pressure sensors 54a and 54b. Information is stored in the RAM of the control device 24 (step S2). In this case, as shown in FIG. 2, the tank pressure has the following relationship.
Pb> Pa

次いで、制御装置２４は、タンク圧力Ｐｂ側の遮断弁２８ｂを開弁し、水素ガスを燃料電池２に供給する（ステップＳ３）。このとき、遮断弁２８ａは閉じたままにしておく。供給されたガスタンク２１ｂからの水素ガスが、酸化ガス系統からの酸化ガスと燃料電池２にて電気化学反応をすると電力が発生する。この電力の発生を伴う燃料電池システム１の運転（燃料電池車両の走行）によって、ガスタンク２１ｂ内の水素ガスは徐々に消費されていくので、タンク圧力Ｐｂは徐々に低下していく。一方で、ガスタンク２１ａ内の水素ガスは消費されないため、タンク圧力Ｐａは変化しない。   Next, the control device 24 opens the shutoff valve 28b on the tank pressure Pb side, and supplies hydrogen gas to the fuel cell 2 (step S3). At this time, the shutoff valve 28a is kept closed. When the supplied hydrogen gas from the gas tank 21 b undergoes an electrochemical reaction in the fuel cell 2 with the oxidizing gas from the oxidizing gas system, electric power is generated. Due to the operation of the fuel cell system 1 accompanied by the generation of electric power (travel of the fuel cell vehicle), the hydrogen gas in the gas tank 21b is gradually consumed, so the tank pressure Pb gradually decreases. On the other hand, since the hydrogen gas in the gas tank 21a is not consumed, the tank pressure Pa does not change.

その後、タンク圧力Ｐｂがタンク圧力Ｐａと等しくなるまで低下した時点で、制御装置２４は、ガスタンク２１ａ側の遮断弁２８ａも開弁する（ステップＳ４）。これにより、ガスタンク２１ａ，２１ｂの両者からの水素ガスが、燃料電池２に供給されていく。なお、水素ガスの供給中は、タンク圧力Ｐａ，Ｐｂは圧力センサ５４ａ，５４ｂによって随時検出され、その検出された情報が制御装置２４のＲＡＭに記憶される。したがって、制御装置２４は、タンク圧力Ｐｂがタンク圧力Ｐａと等しくなった時点を判断することができる。   Thereafter, when the tank pressure Pb decreases to become equal to the tank pressure Pa, the control device 24 also opens the shutoff valve 28a on the gas tank 21a side (step S4). Thereby, hydrogen gas from both the gas tanks 21 a and 21 b is supplied to the fuel cell 2. During the supply of hydrogen gas, the tank pressures Pa and Pb are detected at any time by the pressure sensors 54a and 54b, and the detected information is stored in the RAM of the control device 24. Therefore, the control device 24 can determine when the tank pressure Pb becomes equal to the tank pressure Pa.

以上説明したように、本実施形態によれば、水素ガスの供給開始時において、先ず高圧側の遮断弁２８ｂを開弁し、その後、ガスタンク２１ａ，２１ｂ間の圧力差がなくなったところで、当初低圧側であった遮断弁２８ａを開弁する。このため、遮断弁２８ａを開弁した際に、ガスタンク２１ｂからの水素ガスがガスタンク２１ａに流れ込むことが回避される。したがって、ガスタンク２１ａ，２１ｂ間の逆流を抑制することができるので、上記のような遮断弁２８ａの開閉不良を抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, when the supply of hydrogen gas is started, the high-pressure side shut-off valve 28b is first opened, and thereafter, when the pressure difference between the gas tanks 21a and 21b disappears, the initial low pressure The side shut-off valve 28a is opened. For this reason, when the shut-off valve 28a is opened, the hydrogen gas from the gas tank 21b is prevented from flowing into the gas tank 21a. Therefore, since the back flow between the gas tanks 21a and 21b can be suppressed, the opening / closing failure of the shutoff valve 28a as described above can be suppressed.

特に、本実施形態によれば、ガスタンク２１ａ，２１ｂの内圧情報を取得する手段（すなわち、情報取得部）として、ガスタンク２１ａ，２１ｂの個々に対応して設けた圧力センサ５４ａ，５４ｂを用いている。このため、実際の圧力検出値（Ｐａ，Ｐｂ）に基づいて遮断弁２８ａ，２８ｂの開弁タイミングを決めることができるので、上述した水素ガス供給開始時の逆流を防止する制御をより精度良く行うことができる。   In particular, according to the present embodiment, pressure sensors 54a and 54b provided corresponding to the gas tanks 21a and 21b are used as means (that is, information acquisition units) for acquiring the internal pressure information of the gas tanks 21a and 21b. . For this reason, the valve opening timing of the shutoff valves 28a and 28b can be determined based on the actual detected pressure values (Pa and Pb), so that the control for preventing the backflow at the start of the hydrogen gas supply described above is performed with higher accuracy. be able to.

なお、本実施形態においては、高圧側の遮断弁２８ｂを低圧側の遮断弁２８ａよりも先に開弁するので、上記の特許文献１（特開２００８−２２３７８４号公報）で指摘されている逆圧が遮断弁２８ａに作用し得る。しかしながら、水素ガスの供給開始のタイミングで生じ得る逆圧は例えば５ＭＰａ程度の僅かな圧力であり、この程度の逆圧では、遮断弁２８ａが開けられることがないように遮断弁２８ａを設計することは可能である。例えば、逆圧によって遮断弁２８ａの弁体が弁座から離間しないように、遮断弁２８ａの弁体を付勢する弾性体のバネ力を事前に設計することができる。したがって、本実施形態の上記制御によれば、水素ガスの供給開始時において、逆流を抑制しつつ、さらに、逆圧による遮断弁２８ａの受けるダメージを最小減に抑えることもできる。   In this embodiment, since the high-pressure side shut-off valve 28b is opened before the low-pressure side shut-off valve 28a, the reverse of the above-mentioned patent document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-223784) is pointed out. The pressure can act on the shut-off valve 28a. However, the reverse pressure that can be generated at the start of the supply of hydrogen gas is, for example, a slight pressure of about 5 MPa, and the shutoff valve 28a is designed so that the shutoff valve 28a cannot be opened with this reverse pressure. Is possible. For example, the spring force of the elastic body that biases the valve body of the shut-off valve 28a can be designed in advance so that the valve body of the shut-off valve 28a is not separated from the valve seat due to the reverse pressure. Therefore, according to the control of the present embodiment, it is possible to suppress the backflow and suppress the damage received by the shutoff valve 28a due to the back pressure to the minimum at the start of the supply of hydrogen gas.

＜第１実施形態の変形例＞
ガスタンクの数は、上記の２つに限られるものではなく、３つ以上であってもよい。例えば、互いに放熱性が異なる３つのガスタンクを燃料電池２に並列に接続した場合には、これに対応して３つの圧力センサを設けるとよい。このような構成において、水素ガス供給開始時の逆流を防止する制御を行う場合には、先ず、タンク圧力が最も高いガスタンクに対応する遮断弁を開き、そのタンク圧力が、２番目に高いタンク圧力と同じになった時点で、この２番目に高いタンク圧力に対応する遮断弁を開く。その後、これら２つのタンク圧力が、当初最も低かったタンク圧力と同じになった時点で、この当初最も低かったタンク圧力に対応する遮断弁を開くことで、計３つのガスタンクから水素ガスを供給する。 <Modification of First Embodiment>
The number of gas tanks is not limited to the above two, and may be three or more. For example, when three gas tanks having different heat dissipation properties are connected to the fuel cell 2 in parallel, three pressure sensors may be provided correspondingly. In such a configuration, when performing control to prevent backflow at the start of hydrogen gas supply, first, the shutoff valve corresponding to the gas tank having the highest tank pressure is opened, and the tank pressure is the second highest tank pressure. At the same time, the shut-off valve corresponding to the second highest tank pressure is opened. Thereafter, when these two tank pressures become the same as the lowest tank pressure at the beginning, hydrogen gas is supplied from a total of three gas tanks by opening the shut-off valves corresponding to the initially lowest tank pressure. .

他の例として、３つ以上のガスタンクのうち、２つのガスタンクの放熱性が同じである場合には、水素ガス供給開始時の逆流を防止する制御において、その２つのガスタンクに対応する２つの遮断弁については同時に開くようにすればよい。   As another example, when the heat dissipation of two gas tanks among three or more gas tanks is the same, two cutoffs corresponding to the two gas tanks in the control for preventing the backflow at the start of hydrogen gas supply The valves should be opened at the same time.

＜第２実施形態＞
次に、図４及び図５を参照して、第２実施形態について第１実施形態との相違点を中心に説明する。第１実施形態との主な相違点は、ガスタンク２１ａ，２１ｂごとの圧力センサ５４ａ，５４ｂに代えて、一つの圧力センサ６０を用いることにした点と、これに伴い、水素ガス供給開始時の制御を行うにあたり、ガスタンク２１ａ，２１ｂ内の圧力を算出することにした点である。なお、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。 Second Embodiment
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. The main difference from the first embodiment is that one pressure sensor 60 is used instead of the pressure sensors 54a and 54b for the gas tanks 21a and 21b, and accordingly, at the start of hydrogen gas supply In performing the control, the pressure in the gas tanks 21a and 21b is calculated. In addition, about the structure which is common in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図４に示すように、圧力センサ６０は、充填マニホールド部３２に設けられ、ガスタンク２１ａ，２１ｂに充填されていく水素ガスの圧力（以下、圧力Ｐｃという。）を検出する。圧力センサ６０を設ける位置は、充填マニホールド部３２に限るものではなく、例えば共通充填配管３０であってもよい。圧力センサ６０は、圧力Ｐｃの検出情報の信号を制御装置２４に入力する。   As shown in FIG. 4, the pressure sensor 60 is provided in the filling manifold portion 32 and detects the pressure of hydrogen gas (hereinafter referred to as pressure Pc) filling the gas tanks 21a and 21b. The position where the pressure sensor 60 is provided is not limited to the filling manifold portion 32, and may be the common filling pipe 30, for example. The pressure sensor 60 inputs a detection information signal of the pressure Pc to the control device 24.

図５に示すように、先ず、ガスタンク２１ａ，２１ｂへの水素ガスの充填終了直後において、圧力Ｐｃが圧力センサ６０によって読み込まれると共に、タンク温度Ｔａ，Ｔｂが温度センサ５２ａ，５２ｂによって読み込まれる（ステップＳ１１）。この読み込まれた情報は、制御装置２４のＲＡＭに記憶される。以下、このときに記憶された充填終了直後におけるタンク温度Ｔａ，Ｔｂの検出値を、タンク温度Ｔａ1，Ｔｂ1と表記する。 As shown in FIG. 5, first, immediately after the filling of the hydrogen gas into the gas tanks 21a and 21b, the pressure Pc is read by the pressure sensor 60, and the tank temperatures Ta and Tb are read by the temperature sensors 52a and 52b (step). S11). This read information is stored in the RAM of the control device 24. Hereinafter, the detected values of the tank temperatures Ta and Tb immediately after the completion of filling stored at this time are expressed as tank temperatures Ta 1 and Tb 1 .

ここで、充填終了直後とは、充填終了時又は充填終了から僅かな時間が経過した時をいい、時間経過に伴ってガスタンク２１ａ，２１ｂの内圧が実質的に減少する前の段階をいう。したがって、充填終了直後の一例は、例えば図２に示す充填終了時（ｔ＝ｔ1）であり、そのときに読み込まれる圧力Ｐｃは、図２に示す圧力Ｐ1と等しくなる。 Here, “immediately after the end of filling” means the end of filling or the time when a short time has elapsed since the end of filling, and refers to a stage before the internal pressure of the gas tanks 21a and 21b substantially decreases with the passage of time. Therefore, an example immediately after the end of filling is, for example, at the end of filling shown in FIG. 2 (t = t 1 ), and the pressure Pc read at that time is equal to the pressure P 1 shown in FIG.

次いで、燃料電池システム１の起動が開始されると（ステップＳ１２、図２のｔ＝ｔ2）、タンク温度Ｔａ，Ｔｂが温度センサ５２ａ，５２ｂによって読み込まれ（ステップＳ１３）、その情報が制御装置２４のＲＡＭに記憶される。このときに記憶されるタンク温度Ｔａ，Ｔｂの検出値は、ガスタンク２１ａ，２１ｂから燃料電池２への水素ガスの供給開始直前におけるものであり、以下、これらをタンク温度Ｔａ2，Ｔｂ2と表記する。なお、水素ガスの供給開始直前とは、充填終了から任意の時間が経過したときであって、その充填終了後において最初に行われる水素ガスの供給開始の直前をいう。 Next, when the activation of the fuel cell system 1 is started (step S12, t = t 2 in FIG. 2 ), the tank temperatures Ta and Tb are read by the temperature sensors 52a and 52b (step S13), and the information is stored in the control device. It is stored in 24 RAMs. The detected values of the tank temperatures Ta and Tb stored at this time are just before the start of the supply of hydrogen gas from the gas tanks 21a and 21b to the fuel cell 2, and these are hereinafter referred to as tank temperatures Ta 2 and Tb 2. To do. The term “immediately before the start of supplying hydrogen gas” refers to the time when an arbitrary time has elapsed from the end of filling, and immediately before the start of supplying hydrogen gas, which is performed first after the end of filling.

その後、制御装置２４は、ＲＡＭに記憶している情報、すなわち充填終了直後の圧力Ｐｃ、充填終了直後のタンク温度Ｔａ1，Ｔｂ1及び供給開始直前のタンク温度Ｔａ2，Ｔｂ2を用いて、供給開始直前のタンク圧力Ｐａ´，Ｐｂ´を算出する（ステップＳ１４）。具体的には、理想気体の状態方式を用いることで、タンク圧力Ｐａ´，Ｐｂ´は以下の式（１）及び（２）によりそれぞれ算出することができる。
Ｐａ´＝Ｐｃ×Ｔａ2／Ｔａ1 ・・・（１）
Ｐｂ´＝Ｐｃ×Ｔｂ2／Ｔｂ1 ・・・（２） Thereafter, the control device 24 uses the information stored in the RAM, that is, the pressure Pc immediately after completion of filling, the tank temperatures Ta 1 and Tb 1 immediately after completion of filling, and the tank temperatures Ta 2 and Tb 2 immediately before starting supply, The tank pressures Pa ′ and Pb ′ immediately before the start of supply are calculated (step S14). Specifically, by using the ideal gas state method, the tank pressures Pa ′ and Pb ′ can be calculated by the following equations (1) and (2), respectively.
Pa ′ = Pc × Ta 2 / Ta 1 (1)
Pb ′ = Pc × Tb 2 / Tb 1 (2)

ここで、水素ガスの供給開始直前においては、通常、タンク圧力Ｐｂ´はタンク圧力Ｐａ´よりも大きくなる。このことは、例えば供給開始直前が図２に示すタイミングｔ2のときであると仮定すると、上記（１）及び（２）におけるタンク温度Ｔａ2，Ｔｂ2は等しくなることからも簡単に導くことができる。 Here, immediately before the start of the supply of hydrogen gas, the tank pressure Pb ′ is usually higher than the tank pressure Pa ′. This is easily derived from the fact that the tank temperatures Ta 2 and Tb 2 in (1) and (2) are equal, assuming that, for example, the time immediately before the start of supply is at the timing t 2 shown in FIG. Can do.

この算出後においては、タンク圧力Ｐａ´，Ｐｂ´をもとに、図３に示した第１実施形態と同じように、遮断弁２８ａ，２８ｂの開弁タイミングが制御される。具体的には、制御装置２４は、タンク圧力Ｐａ´，Ｐｂ´の大きさを比較し、その大きさが大きいタンク圧力Ｐｂ´側の遮断弁２８ｂを先に開弁する（ステップＳ１５）。その後、タンク圧力Ｐｂ´が低下してタンク圧力Ｐａ´と等しくなった時点で、制御装置２４は、ガスタンク２１ａ側の遮断弁２８ａも開弁する（ステップＳ１６）。   After this calculation, the valve opening timings of the shutoff valves 28a and 28b are controlled based on the tank pressures Pa ′ and Pb ′ in the same manner as in the first embodiment shown in FIG. Specifically, the control device 24 compares the magnitudes of the tank pressures Pa ′ and Pb ′, and opens the shut-off valve 28b on the tank pressure Pb ′ side having the larger magnitude first (step S15). Thereafter, when the tank pressure Pb ′ decreases and becomes equal to the tank pressure Pa ′, the control device 24 also opens the shutoff valve 28a on the gas tank 21a side (step S16).

ここで、ステップＳ１５以降において低下していくタンク圧力Ｐｂ´の値は、温度センサ５２ｂによって随時検出するタンク温度Ｔｂを用いることで、制御装置２４にて算出することができる。あるいは、制御装置２４による算出に代えて、圧力センサ４４を用い、圧力センサ４４による検出値をタンク圧力Ｐｂの値とみなしてもよい。いずれの場合であっても、制御装置２４は、タンク圧力Ｐｂ´が低下してタンク圧力Ｐａ´と等しくなった時点を判断することができる。   Here, the value of the tank pressure Pb ′ that decreases after step S15 can be calculated by the control device 24 by using the tank temperature Tb detected by the temperature sensor 52b as needed. Alternatively, instead of calculation by the control device 24, the pressure sensor 44 may be used, and the detection value by the pressure sensor 44 may be regarded as the value of the tank pressure Pb. In any case, the control device 24 can determine when the tank pressure Pb ′ decreases and becomes equal to the tank pressure Pa ′.

以上説明したように、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、水素ガスの供給開始時において、ガスタンク２１ａ，２１ｂ間の逆流を抑制することができる。特に、この逆流を抑制するための制御構成のうち、ガスタンク２１ａ，２１ｂの内圧情報を取得する手段（すなわち、情報取得部）として、温度センサ５２ａ，５２ｂ及び圧力センサ６０を少なくとも用いており、本実施形態によれば、ガスタンク２１ａ，２１ｂの各々に対応して圧力センサを設けなくて済む。したがって、部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the backflow between the gas tanks 21a and 21b can be suppressed at the start of the supply of hydrogen gas, as in the first embodiment. In particular, in the control configuration for suppressing the backflow, at least the temperature sensors 52a and 52b and the pressure sensor 60 are used as means for acquiring the internal pressure information of the gas tanks 21a and 21b (that is, the information acquisition unit). According to the embodiment, it is not necessary to provide a pressure sensor corresponding to each of the gas tanks 21a and 21b. Therefore, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.

＜第２実施形態の変形例＞
第１実施形態の変形例と同様に、ガスタンクの数は、上記の２つに限られるものではなく、３つ以上であってもよい。この場合についても、詳述するまでもなく、上記同様に個々のタンク圧力を算出することで、水素ガス供給開始時の逆流を防止する制御を行うことができる。 <Modification of Second Embodiment>
Similar to the modification of the first embodiment, the number of gas tanks is not limited to the above two, and may be three or more. Also in this case, it is not necessary to describe in detail. By calculating the individual tank pressures as described above, it is possible to perform the control for preventing the backflow at the start of the hydrogen gas supply.

ここで、放熱性が互いに異なるｎ個（ただし、ｎは二以上の自然数。）のガスタンクがある場合について、ガス供給開始直前におけるガスタンク２１m（ただし、添え字のｍはタンク番号を示す自然数であり、１≦ｍ≦ｎである。）の内圧Ｐm´について数式化すると以下のとおりである。
Ｐm´＝Ｐ×Ｔm´／Ｔm Here, when there are n gas tanks having different heat dissipation properties (where n is a natural number of 2 or more), the gas tank 21 m immediately before the start of gas supply (where the subscript m is a natural number indicating the tank number). Yes, 1 ≦ m ≦ n.) The internal pressure P m ′ is expressed as follows.
P m ′ = P × T m ′ / T m

上記式において、Ｐは、充填終了直後の圧力Ｐｃである。また、Ｔm´は、ガスタンク２１mのガス供給開始直前における内部温度であり、ガスタンク２１mに対応する温度センサによって検出される検出値である。同様に、Ｔmは、ガスタンク２１mの充填終了直後における内部温度であり、ガスタンク２１mに対応する温度センサによって検出される検出値である。 In the above formula, P is the pressure Pc immediately after completion of filling. T m ′ is an internal temperature immediately before the gas supply to the gas tank 21 m is started, and is a detection value detected by a temperature sensor corresponding to the gas tank 21 m . Similarly, T m is the internal temperature immediately after completion filling of the gas tank 21 m, a detection value detected by the temperature sensor corresponding to the gas tank 21 m.

その他、変形例として、圧力センサ６０を水素ステーション側に設けることも可能である。例えば、水素ステーションの充填ノズル等に圧力センサ６０を設け、充填終了直後における圧力Ｐｃを水素ステーション側で検出する。この場合、赤外線の通信技術等を用いて、水素ステーションから制御装置２４に圧力Ｐｃの情報を伝えておく。こうすることで、圧力センサ６０を車両側に設けなくとも、図５に示すステップＳ１４において、タンク圧力Ｐａ´，Ｐｂ´を算出することができる。   In addition, as a modification, the pressure sensor 60 can be provided on the hydrogen station side. For example, the pressure sensor 60 is provided in the filling nozzle or the like of the hydrogen station, and the pressure Pc immediately after completion of filling is detected on the hydrogen station side. In this case, information on the pressure Pc is transmitted from the hydrogen station to the control device 24 using infrared communication technology or the like. By doing so, the tank pressures Pa ′ and Pb ′ can be calculated in step S14 shown in FIG. 5 without providing the pressure sensor 60 on the vehicle side.

本発明のガスタンクシステムは、水素ガスのみならず、天然ガスなど他のガスを使用するものにも適用することができる。また、車両に限らず、航空機、船舶、ロボットなど、各種の移動体に適用することができる。   The gas tank system of the present invention can be applied not only to hydrogen gas but also to other gas such as natural gas. Further, the present invention is not limited to vehicles, and can be applied to various types of moving objects such as aircraft, ships, and robots.

１：燃料電池システム、２：燃料電池（ガス供給先）、２１ａ，２１ｂ：ガスタンク、２２：ガス充填系統、２３：ガス供給系統、２４：制御装置、２８ａ，２８ｂ：遮断弁、５２ａ，５２ｂ：温度センサ、５４ａ，５４ｂ，６０：圧力センサ   1: Fuel cell system, 2: Fuel cell (gas supply destination), 21a, 21b: Gas tank, 22: Gas filling system, 23: Gas supply system, 24: Control device, 28a, 28b: Shut-off valve, 52a, 52b: Temperature sensor 54a, 54b, 60: Pressure sensor

Claims (7)

ガス供給先に対して並列に接続され、互いに放熱性が異なる複数のガスタンクと、
前記ガスタンクの各々に関して、前記ガスタンクから前記ガス供給先へのガスの供給を許容及び遮断する弁機構と、
前記ガスタンクの各々の内圧情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部の取得結果に基づいて前記弁機構を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ガス供給先へのガス供給開始時においては、内圧の高いガスタンクからガスの供給を許容するように前記弁機構を制御し、その後、当該ガスタンクの内圧が当該ガスタンクよりも内圧の低いガスタンクの内圧と等しくなった時点で、この内圧の低いガスタンクからもガスの供給を許容するように前記弁機構を制御するガス供給制御を実行する、ガスタンクシステム。 A plurality of gas tanks connected in parallel to the gas supply destination and having different heat dissipation properties;
For each of the gas tanks, a valve mechanism that allows and blocks the supply of gas from the gas tank to the gas supply destination;
An information acquisition unit for acquiring internal pressure information of each of the gas tanks;
A control device for controlling the valve mechanism based on an acquisition result of the information acquisition unit,
The control device controls the valve mechanism to allow gas supply from a gas tank having a high internal pressure at the start of gas supply to the gas supply destination, and then the internal pressure of the gas tank is higher than the internal pressure of the gas tank. A gas tank system that executes gas supply control for controlling the valve mechanism so as to allow gas supply from a gas tank having a low internal pressure when the internal pressure of the gas tank becomes low. 前記ガス供給制御は、前記ガスタンクへのガス充填後において前記ガス供給先に対して最初のガス供給を行う場合に実行される、請求項１に記載のガスタンクシステム。   The gas tank system according to claim 1, wherein the gas supply control is executed when an initial gas supply is performed to the gas supply destination after the gas is filled in the gas tank. 前記弁機構は、前記ガスタンクの各々に対応して設けられた複数の遮断弁を有する、請求項１又は２に記載のガスタンクシステム。   The gas valve system according to claim 1 or 2, wherein the valve mechanism has a plurality of shut-off valves provided corresponding to the gas tanks. 前記情報取得部は、
前記ガスタンクの各々に対応して設けられ、前記ガスタンクの各々の内圧を検出する複数の圧力センサを有する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のガスタンクシステム。 The information acquisition unit
4. The gas tank system according to claim 1, further comprising a plurality of pressure sensors provided corresponding to each of the gas tanks and detecting an internal pressure of each of the gas tanks. 5. 前記圧力センサは、充填口に対して前記ガスタンクを並列に接続するガス充填系統に設けられている、請求項４に記載のガスタンクシステム。   The gas tank system according to claim 4, wherein the pressure sensor is provided in a gas filling system that connects the gas tank in parallel to a filling port. 前記情報取得部は、
前記ガスタンクにガスを充填するガス充填系統に設けられ、前記ガスタンクへのガス充填終了直後における圧力を検出する一つの圧力センサと、
前記ガスタンクの各々に対応して設けられ、前記ガスタンクへのガス充填終了直後及び前記ガスタンクからのガス供給開始直前における当該ガスタンクの各々の内部温度を検出する複数の温度センサと、を有し、
前記制御装置は、
前記ガス充填終了直後における一つの圧力検出値と、前記ガス充填終了直後における複数の温度検出値と、前記ガス供給開始直前における複数の温度検出値と、を用いて、ガス供給開始直前における前記ガスタンクの各々の内圧を算出すると共に、その算出した複数の内圧の大きさを比較し、その比較した結果に基づき前記ガス供給制御を実行する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のガスシステム。 The information acquisition unit
A pressure sensor provided in a gas filling system for filling the gas tank with gas, and detecting a pressure immediately after completion of gas filling into the gas tank;
A plurality of temperature sensors provided corresponding to each of the gas tanks to detect the internal temperature of each of the gas tanks immediately after completion of gas filling into the gas tank and immediately before starting gas supply from the gas tank,
The controller is
The gas tank immediately before the start of gas supply using one pressure detection value immediately after the end of gas filling, a plurality of temperature detection values immediately after the end of gas filling, and a plurality of temperature detection values immediately before the start of gas supply. 4. The gas according to claim 1, wherein the internal pressure is calculated, the magnitudes of the calculated internal pressures are compared, and the gas supply control is executed based on the comparison result. system. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載のガスタンクシステムを備えた車両であって、
前記ガス供給先として燃料電池を有する、車両。 A vehicle comprising the gas tank system according to any one of claims 1 to 6,
A vehicle having a fuel cell as the gas supply destination.
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