JP2018022611A - Information processing system, information processing device, information processing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報処理システム、情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
に関する。
The present invention relates to an information processing system, an information processing apparatus, an information processing method, and a program.
近年、燃料電池自動車(FCV:Fuel Cell Vehicle)に水素ガスを供給する水素ステーションの普及が試みられている。 In recent years, attempts have been made to spread hydrogen stations that supply hydrogen gas to fuel cell vehicles (FCVs).
FCVに搭載されている燃料電池(セルスタック)の耐久性は、充填される水素ガス中の不純物の量に大きく依存する。水素ガス中の不純物の量は、セルスタック中の触媒被毒量や、セルスタックの発電力低下に影響を与える硫黄成分等の累積量に関係し、セルスタックの寿命を決定する主要な因子である。 The durability of the fuel cell (cell stack) mounted on the FCV largely depends on the amount of impurities in the hydrogen gas to be filled. The amount of impurities in the hydrogen gas is related to the amount of catalyst poisoning in the cell stack and the cumulative amount of sulfur components that affect the power generation of the cell stack, and is a major factor that determines the life of the cell stack. is there.
そのため、水素ステーションでは、定期的(例えば1年毎)に貯蔵用タンクから水素ガスを採取し、水素ガス中の各種不純物の含有量が規定値以下であるか検査をしている。 For this reason, the hydrogen station periodically collects hydrogen gas from the storage tank (for example, every year), and checks whether the content of various impurities in the hydrogen gas is below a specified value.
この検査は、従来、水素ステーションの貯蔵用タンクからサンプリング用の水素ガスを採取し、採取した水素ガスを分析センターに持ち込み、分析センターの分析装置にて、水素ガス中の各種不純物の含有量を分析することにより行われていた(図14参照)。 In this inspection, sampling hydrogen gas is conventionally collected from the storage tank of the hydrogen station, the collected hydrogen gas is brought into the analysis center, and the contents of various impurities in the hydrogen gas are measured with the analysis device of the analysis center. This was done by analysis (see FIG. 14).
非特許文献1には、国際標準化機構による国際規格に定められている管理項目についての分析方法が開示されている。 Non-Patent Document 1 discloses an analysis method for management items defined in international standards by the International Organization for Standardization.
しかし、従来技術では、各FCVに実際に充填された水素ガス中の不純物の量を把握することができないため、不純物を含む水素ガスがどの程度使用された場合に、FCVのセルスタックに異常が発生するのかを把握することができない。 However, in the conventional technology, the amount of impurities in the hydrogen gas actually filled in each FCV cannot be grasped, and therefore, no matter how much hydrogen gas containing impurities is used, there is an abnormality in the FCV cell stack. I can't figure out what happens.
そこで、実際に充填された不純物を含む水素ガスがどの程度使用された場合に、FCVのセルスタックに異常が発生するのかを把握できる技術を提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a technique capable of grasping how much hydrogen gas containing impurities that are actually filled is used to cause an abnormality in the FCV cell stack.
オンライン分析装置、及び情報処理装置を有する情報処理システムにおいて、前記オンライン分析装置は、燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量を供給ライン上で分析するオンライン分析計と、前記燃料電池自動車に供給された燃料の量を計測するメータと、前記オンライン分析計により分析された不純物の含有量と、前記メータにより計測された燃料の量を含む供給情報を、前記情報処理装置に通知する通知部と、を備え、前記情報処理装置は、前記燃料電池自動車の走行、及び燃料電池の情報を取得する取得部と、前記走行、及び前記燃料電池の情報と、前記供給情報に基づいて、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度を解析する解析部と、を備えることを特徴とする情報処理システム。 In the information processing system having an online analysis device and an information processing device, the online analysis device analyzes on the supply line the content of impurities in the fuel supplied to the fuel cell vehicle, and the fuel cell. A meter for measuring the amount of fuel supplied to the automobile, the content of impurities analyzed by the online analyzer, and supply information including the amount of fuel measured by the meter are notified to the information processing device. A notification unit, and the information processing device, based on the supply information, the acquisition unit that acquires the information on the travel of the fuel cell vehicle and the fuel cell, the information on the travel and the fuel cell, An analysis unit that analyzes a degree of decrease in power generation capacity of the fuel cell according to the amount of impurities supplied to the fuel cell. Processing system.
開示の技術によれば、実際に充填された不純物を含む水素ガスがどの程度使用された場合に、FCVのセルスタックに異常が発生するのかを把握することが可能となる。 According to the disclosed technique, it is possible to grasp how much hydrogen gas containing impurities that are actually filled is used to cause abnormality in the FCV cell stack.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<システム構成>
図1は、実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。図1において、情報処理システム1は、燃料管理サーバ10、複数のオンライン分析装置20−1、20−2、・・・(以下、それぞれを区別しない場合、単に、「オンライン分析装置20」という。)、複数のFCV(燃料電池自動車)30−1、30−2・・・(以下、それぞれを区別しない場合、単に、「FCV30」という。)、及びFCV管理サーバ40を有する。
<System configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an information processing system according to an embodiment. 1, the information processing system 1 includes a
なお、以下では、燃料の一例として、水素ガスを用いた場合を例として説明するが、水素ガスに限らず、アルコールやバイオ燃料を用いてもよい。 Hereinafter, as an example of the fuel, a case where hydrogen gas is used will be described as an example. However, the fuel is not limited to hydrogen gas, and alcohol or biofuel may be used.
燃料管理サーバ10とオンライン分析装置20とは、例えば、インターネットやLTE等のモバイル通信網等の通信網によって通信可能に接続される。
The
また、燃料管理サーバ10と、FCV管理サーバ40との間は、例えば、インターネットやLTE等のモバイル通信網等の通信網によって通信可能に接続される。
Further, the
また、FCV30とFCV管理サーバ40との間は、例えば、無線LAN、インターネット、LTE等のモバイル通信網等の通信網によって通信可能に接続される。
Further, the FCV 30 and the FCV
燃料管理サーバ10は、例えば、水素ガスステーションに水素ガスを供給する事業者が運用するサーバであり、各種の分析を行う。
The
オンライン分析装置20は、例えば、水素ガスステーションに設置され、FCV30に供給(充填)した水素ガス中の各種不純物の含有量をオンラインで分析する。なお、オンラインで分析するとは、貯蔵用タンクからFCV30に流れる水素ガスを、貯蔵用タンクからFCV30への供給ライン上で随時分析することをいう。
For example, the
また、オンライン分析装置20は、FCV30に供給(充填)した水素ガスの量と、FCV30に供給(充填)した水素ガス中の各種不純物の含有量を、燃料管理サーバ10に通知する。
The
FCV30は、燃料電池車であり、水素ガスの充填情報や、走行情報を記録し、FCV管理サーバ40に通知する。
The FCV 30 is a fuel cell vehicle, records hydrogen gas filling information and travel information, and notifies the FCV
FCV管理サーバ40は、例えばFCV30のディーラ等が運用するサーバであり、FCV30から取得した情報や、FCV30のメンテナンス情報を、燃料管理サーバ10に通知する。
The FCV
<ハードウェア構成>
図2は、実施の形態における燃料管理サーバ10のハードウェア構成例を示す図である。図2の燃料管理サーバ10は、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置100、補助記憶装置102、メモリ装置103、CPU104、インタフェース装置105等を有する。
<Hardware configuration>
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the
燃料管理サーバ10での処理を実現する情報処理プログラムは、記録媒体101によって提供される。情報処理プログラムを記録した記録媒体101がドライブ装置100にセットされると、情報処理プログラムが記録媒体101からドライブ装置100を介して補助記憶装置102にインストールされる。但し、情報処理プログラムのインストールは必ずしも記録媒体101より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置102は、インストールされた情報処理プログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
メモリ装置103は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置102からプログラムを読み出して格納する。CPU104は、メモリ装置103に格納されたプログラムに従って燃料管理サーバ10に係る機能を実現する。インタフェース装置105は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。
An information processing program for realizing processing in the
The
なお、記録媒体101の一例としては、CD−ROM、DVDディスク、又はUSBメモリ等の可搬型の記録媒体が挙げられる。また、補助記憶装置102の一例としては、HDD(Hard Disk Drive)又はフラッシュメモリ等が挙げられる。記録媒体101及び補助記憶装置102のいずれについても、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に相当する。
An example of the
FCV管理サーバ40のハードウェア構成は、図2に示す燃料管理サーバ10のハードウェア構成例と同様でもよい。
The hardware configuration of the FCV
図3は、実施の形態におけるオンライン分析装置20のハードウェア構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the
オンライン分析装置20は、顧客情報取得部21、オンライン分析計22、メータ23、記録部24、通信部25を有する。
The
顧客情報取得部21は、例えばカードリーダであり、水素ガスの料金支払いに使用されたクレジットカードの番号や、水素ステーションが発行した会員カードの会員番号等の顧客を識別する情報(顧客ID)を取得する。 The customer information acquisition unit 21 is, for example, a card reader, and stores information (customer ID) for identifying a customer such as a credit card number used for hydrogen gas fee payment and a membership number of a membership card issued by a hydrogen station. get.
オンライン分析計22は、FCV30へと流れる水素ガス中の各種不純物の含有量をオンラインで分析する。なお、オンライン分析計22の詳細は後述する。
The
メータ23は、FCV30に供給(充填)した水素ガスの量(充填量)を計測する。
The
記録部24は、顧客情報取得部21により取得された顧客ID、オンライン分析計22により分析された各種不純物の含有量、メータ23により計測された充填量等を含む供給情報241を記憶する。
The
通信部25は、供給情報241を、燃料管理サーバ10に通知する。
The
図4は、実施の形態におけるFCV30のハードウェア構成例を示す図である
FCV30は、充填情報記録部31、走行情報記録部32、燃料電池情報記録部33、通信部34を有する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the
充填情報記録部31は、例えばECU(engine control unit)から取得した充填情報311を記録する。
The filling
走行情報記録部32は、例えばECUから取得した走行情報321を記録する。
The travel
燃料電池情報記録部33は、例えばECUから取得した燃料電池情報331を記録する。
The fuel cell
通信部34は、充填情報311、走行情報321、及び燃料電池情報331を、FCV管理サーバ40に通知する。
The
<機能構成>
次に、図5を参照し、情報処理システム1における各装置の機能構成について説明する。図5は、情報処理システム1における各装置の機能ブロックの一例を示す図である。
<Functional configuration>
Next, a functional configuration of each device in the information processing system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of functional blocks of each device in the information processing system 1.
燃料管理サーバ10は、取得部12、解析部13、及び通知部14を有する。これら各部は、燃料管理サーバ10にインストールされた1以上のプログラムが、燃料管理サーバ10のCPU104に実行させる処理により実現される。
The
また、燃料管理サーバ10は、記憶部11を有する。記憶部11は、例えば、補助記憶装置102等を用いて実現される。
The
取得部12は、オンライン分析装置20、FCV管理サーバ40等から、各種の情報を取得する。
The
記憶部11は、取得部12により取得された情報を格納する。
The
解析部13は、記憶部11に記憶された情報に基づき、各種の解析を行う。例えば、解析部13は、FCV30の走行データ及び燃料電池の発電データと、オンライン分析装置20からFCV30に供給された水素ガスの量及び品質データに基づいて、燃料電池に供給された不純物の量に応じた、FCV30のセルスタックにおける発電能力の低下度を解析する。
The
通知部14は、FCV30のセルスタックに供給された不純物の量が、FCV30の車種、またはFCV30の燃料電池の型式に応じた所定の閾値以上である場合に、その旨をFCV30、FCV管理サーバ40、またはオンライン分析装置20に通知する。
When the amount of impurities supplied to the cell stack of the
FCV管理サーバ40は、処理部42、通信部43を有する。これら各部は、FCV管理サーバ40にインストールされた1以上のプログラムが、FCV管理サーバ40のCPUに実行させる処理により実現される。
The
また、FCV管理サーバ40は、メンテナンス情報記憶部41を有する。メンテナンス情報記憶部41は、例えば、補助記憶装置等を用いて実現される。
Further, the
メンテナンス情報記憶部41は、後述するメンテナンス情報411を記憶する。
The maintenance
処理部42は、FCV30から取得した情報や、メンテナンス情報411を、通信部43を介して燃料管理サーバ10に通知する処理を行う。
The
通信部43は、FCV30や、燃料管理サーバ10との通信を行う。
The
<処理>
次に、図6を参照し、情報処理システム1の処理について説明する。図6は、情報処理システム1の処理の一例を示すシーケンス図である。
<Processing>
Next, processing of the information processing system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sequence diagram illustrating an example of processing of the information processing system 1.
ステップS1において、オンライン分析装置20の記録部24は、FCV30に水素ガスを充填させると、供給情報241を記録する。
In step S1, the
図7は、供給情報241の一例を示す図である。供給情報241には、水素ステーションID、オンライン分析装置ID、顧客ID、日時、充填量、各種不純物の含有量の項目が含まれる。水素ステーションIDは、オンライン分析装置20が設置されている水素ステーションの識別情報である。オンライン分析装置IDは、オンライン分析装置20の識別情報である。顧客IDは、FCV30のユーザの識別情報である。なお、顧客IDは、例えば、水素ガスの料金支払いに使用されたクレジットカードの番号や、水素ステーションが発行した会員カードの会員番号等でもよい。日時は、FCV30に水素ガスを充填した日時である。充填量は、FCV30に充填した水素ガスの量である。各種不純物の含有量は、FCV30に充填した水素ガス中の各種不純物の含有量である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the
FCV30の充填情報記録部31は、水素ステーションにて水素ガスを充填すると、充填情報311を記録する(ステップS2)。
When the hydrogen gas is filled in the hydrogen station, the filling
図8は、充填情報311の一例を示す図である。充填情報311には、日時、充填量の項目が含まれる。日時は、FCV30に水素ガスを充填した日時である。充填量は、FCV30に充填した水素ガスの量である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the filling
続いて、オンライン分析装置20の通信部25は、燃料管理サーバ10に、供給情報241を通知する(ステップS3)。
Subsequently, the
続いて、燃料管理サーバ10の記憶部11は、通知された供給情報241を記憶する(ステップS4)。
Subsequently, the
続いて、FCV30の走行情報記録部32は、車両を走行している等の間、走行情報321及び、燃料電池情報331を記録する(ステップS5)。
Subsequently, the traveling
図9は、走行情報321の一例を示す図である。走行情報321には、走行日、走行距離、走行時間の項目が含まれる。走行日は、FCV30が走行した月日である。走行距離は、FCV30が走行した距離である。走行時間は、FCV30が走行した時間の長さである。図9の例では、2016/6/20に、35km、1.5時間走行したことが記録されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the
図10は、燃料電池情報331の一例を示す図である。燃料電池情報331には、走行日、発電時間、発電量、発電効率、発電電圧の項目が含まれる。発電時間は、FCV30のセルスタックが発電した時間長である。発電量、発電効率、発電電圧は、それぞれ、FCV30のセルスタックの発電量、発電効率、発電電圧である。なお、発電量、発電効率、発電電圧は、FCV30のセルスタックの発電能力を示す指標の一例である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the
その後、例えばFCV30の車両点検の際において、FCV30の通信部34は、FCV管理サーバ40に、顧客ID、充填情報311、走行情報321、燃料電池情報331を通知する(ステップS6)。なお、顧客IDは、FCV30に予め設定されているものとする。
After that, for example, at the time of vehicle inspection of the
続いて、FCV管理サーバ40は、FCV30から通知された顧客ID、充填情報311、走行情報321、燃料電池情報331と、FCV30の車両点検時のメンテナンス情報411を、燃料管理サーバ10に通知する(ステップS7)。
Subsequently, the
図11は、メンテナンス情報411の一例を示す図である。メンテナンス情報411には、顧客ID、車種ID、部品ID、交換日時の項目が含まれる。車種IDは、顧客IDに係るユーザが所有するFCV30の車種の識別情報である。部品IDは、FCV30のセルスタックに関連する部品の識別情報である。交換日時は、部品IDに係る部品を交換または補修した月日である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the
続いて、燃料管理サーバ10の取得部12は、通知された顧客IDに対応付けて、充填情報311、走行情報321、燃料電池情報331、メンテナンス情報411を記憶部11に記憶する(ステップS8)。
Subsequently, the
続いて、燃料管理サーバ10の解析部13は、オンライン分析装置20からの供給情報241と、FCV30からの充填情報311、走行情報321、燃料電池情報331、メンテナンス情報に基づいて、FCV30のセルスタックの故障原因の推定や、故障時期の予測等の解析処理を行う(ステップS9)。
Subsequently, the
続いて、燃料管理サーバ10の解析部13は、解析処理の結果に応じて、FCV30の車両点検時期や、メンテナンスすべき部品等の情報を含む点検情報を、FCV管理サーバ40またはFCV30のユーザに通知する(ステップS10)。なお、燃料管理サーバ10の解析部13は、点検情報として、例えば、FCV30のセルスタックに関連する各部品の次回の交換または補修時期(タイミング)を通知してもよい。
Subsequently, the
続いて、燃料管理サーバ10の通知部14は、解析処理の結果に応じて、FCV30の車種、各種不純物の量、及び低下度の情報を含む原因情報をオンライン分析装置20に通知する(ステップS11)。なお、原因情報は、オンライン分析装置20を介してFCV30にも通知されてもよい。
Subsequently, the
続いて、オンライン分析装置20の課金部26は、オンライン分析計22により分析された各種不純物の含有量と、原因情報に基づき、オンラインで測定した水素ガスの品質に応じた単価を設定する(ステップS12)。これにより、例えばレギュラー、ハイオクのような、燃料の品質に応じた単価を設定できる。
Subsequently, the billing unit 26 of the
続いて、オンライン分析装置20の課金部26は、FCV30に水素ガスを充填させると、充填させた品質に応じた料金をFCV30のユーザに課金する(ステップS13)。
Subsequently, when the charging unit 26 of the
≪解析処理≫
次に、図12を参照し、解析部13によるステップS9の解析処理について説明する。図12は、解析処理の一例を示すフローチャートである。
≪Analysis processing≫
Next, with reference to FIG. 12, the analysis process of step S9 by the
ステップS101において、解析部13は、充填情報311及び走行情報321に基づいて、FCV30のセルスタックにて消費された水素ガスの量を推定する。
In step S <b> 101, the
例えば、走行情報321の所定期間における走行距離を、充填情報311の所定期間の充填量で除算することにより、FCV30の燃費(km/kg)を算出する。続いて、各走行日の走行距離を、算出した燃費で除算することにより、各走行日に消費された水素ガスの量が推定される。
For example, the fuel consumption (km / kg) of the
続いて、解析部13は、供給情報241と、ステップS101で推定された水素ガスの量に基づいて、FCV30のセルスタックに供給された各種不純物の量を推定する(ステップS102)。
Subsequently, the
例えば、推定された水素ガスの量に、供給情報241における各種不純物の含有量を乗算することにより、FCV30のセルスタックに供給された各種不純物の量が推定される。
For example, the amount of various impurities supplied to the cell stack of the
続いて、解析部13は、FCV30のセルスタックに供給された各種不純物の量と、燃料電池情報331に基づいて、各種不純物の量と、発電量または発電電圧との変化を算出する(ステップS103)。
Subsequently, the
例えば、各走行日にFCV30のセルスタックに供給された各種不純物の量の差分と、当該各走行日の前日と当日の発電量または発電電圧の差分(低下度)とを対応付ける。これにより、FCV30の車種に応じた、セルスタックに供給された各種不純物の量と、発電量または発電電圧の変化の因果関係を解析できる。
For example, the difference in the amount of various impurities supplied to the cell stack of the
なお、上記では、FCV30の車種に応じた因果関係を解析する例について説明したが、車種に加えて、または車種に変えて、FCV30の燃料電池の型式に応じて因果関係を解析してもよい。 In addition, although the example which analyzes the causal relationship according to the vehicle type of FCV30 was demonstrated above, in addition to a vehicle type or it changes into a vehicle type, you may analyze a causal relationship according to the model of the fuel cell of FCV30. .
続いて、解析部13は、FCV30の車種に応じた、セルスタックに供給された各種不純物の量の変化と、発電量または発電電圧の変化の因果関係に応じて、セルスタックの故障原因を推定する(ステップS104)。
Subsequently, the
例えば、発電量または発電電圧の変動幅が、所定の閾値以上の低下である場合に、セルスタックに供給された各種不純物のうち、供給量の変動幅が所定の閾値以上増加している不純物を、故障原因と推定する。 For example, when the fluctuation range of the power generation amount or the generation voltage is a decrease of a predetermined threshold value or more, among the various impurities supplied to the cell stack, impurities whose supply amount fluctuation range is increased by a predetermined threshold value or more Estimate the cause of failure.
続いて、解析部13は、FCV30のセルスタックに供給された各種不純物の量と、メンテナンス情報411に基づいて、FCV30のセルスタックに関連する各部品を交換するまでの間に、FCV30のセルスタックに供給された各種不純物の量を算出する(ステップS105)。
Subsequently, the
例えば、フィルターを交換するまでにセルスタックに供給された硫黄分及びアルゴンがそれぞれXグラム、Yグラムであると算出する。 For example, it is calculated that the sulfur content and argon supplied to the cell stack before replacing the filter are X gram and Y gram, respectively.
続いて、FCV30のセルスタックに関連する各部品について、部品を交換してから現在までにFCV30のセルスタックに供給された各種不純物の累積量を算出する(ステップS106)。
Subsequently, for each component related to the cell stack of the
続いて、解析部13は、走行情報321に基づいて、FCV30のセルスタックに関連する各部品の次回の交換または補修時期(タイミング)を推定する(ステップS107)。
Subsequently, the
例えば、フィルターを交換するまでにセルスタックに供給された硫黄分及びアルゴンがそれぞれXグラム、Yグラムであり、現在までにセルスタックに供給された硫黄分及びアルゴンがそれぞれX/2グラム、Y/2グラムであるとする。そして、フィルターを交換してから現在まで1年経過している場合、フィルターの交換時期は現在から1年後と推定される。 For example, X and Y grams of sulfur and argon supplied to the cell stack before changing the filter are respectively X gram and Y gram, and sulfur and argon supplied to the cell stack to date are X / 2 gram and Y / Y, respectively. Assume 2 grams. When one year has passed since the filter was replaced, the filter replacement time is estimated to be one year from now.
続いて、解析部13は、FCV30のセルスタックに供給された不純物の量に応じた、FCV30のセルスタックにおける発電能力の低下度と、充填情報311に含まれる充填量、及び充填された日時に基づき、FCV30のセルスタックにおける発電能力を所定の閾値以上低下させた、充填日時を推定する(ステップS108)。これにより、いつ充填した水素ガスの品質に問題があったか推定できるため、例えば、オンライン分析装置20により供給された水素ガスと、オンライン分析装置20を介さずに供給された他の事業者の水素ガスとのどちらに問題があったかを推定できる。
Subsequently, the
なお、解析処理において算出ないし推定される各項目は、例えば、機械学習を用いて算出ないし推定されてもよい。 In addition, each item calculated or estimated in the analysis process may be calculated or estimated using machine learning, for example.
<オンライン分析計について>
次に、図13を参照し、オンライン分析計22について説明する。なお、オンライン分析計22は、従来において公知ではないが、燃料中の各種不純物の含有量を供給ライン上で随時(連続的に)分析できればよく、下記の例に限定されない。
<Online analyzer>
Next, the
図13は、実施形態におけるオンライン分析計22の構成の一例を示す図である。オンライン分析計22は、例えば水素ステーションに設けられ、水素製造装置によって製造された水素や輸送されてきた水素に含まれている複数の不純物の分析を行う。また、オンライン分析計22は、例えばアルゴンや窒素等の不純物分析を行うことも可能である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
水素中の不純物を分析する場合には、例えば、国際標準化機構による国際規格(ISO14687-2)に定められている複数の不純物の分析を行う。以下に示す表1は、国際規格(ISO14687-2)に定められている水素中の不純物及び基準値である。水素を燃料として用いるためには、例えば国際規格(ISO14687-2)に定められているように各不純物が基準値以下となっている必要がある。 When analyzing impurities in hydrogen, for example, analysis of a plurality of impurities defined in an international standard (ISO14687-2) by the International Organization for Standardization is performed. Table 1 shown below shows impurities in hydrogen and standard values defined in international standards (ISO14687-2). In order to use hydrogen as a fuel, for example, each impurity needs to be below a reference value as defined in the international standard (ISO14687-2).
本実施形態におけるオンライン分析計22は、図13に示されるように、減圧部としての減圧弁221、水分計222、質量分析計223を有する。
As shown in FIG. 13, the
減圧弁221は、オンライン分析計22のガス導入口に設けられ、例えば水素製造装置等からオンライン分析計22に分析対象ガスとして供給される水素を減圧する。減圧弁221は、例えば、水素製造装置により製造されて約0.7〜82MPaに圧縮された水素を、約0.1MPa程度まで減圧する。減圧弁221により減圧された分析対象ガスは、配管を通じて水分計222及び質量分析計223に導かれる。なお、本実施形態では、減圧部としてダイヤフラム方式の減圧弁221が設けられているが、分析対象ガスを減圧可能であればこれに限られるものではない。
The
水分計222は、減圧弁221によって減圧された分析対象ガスに含まれている水分量を計測する。水分計222は、分析対象ガス中の水分量を計測可能であれば計測方式は限定されない。
The
質量分析計223は、減圧弁221によって減圧された分析対象ガスに含まれている複数の不純物の分析を行う。質量分析計223は、例えば水素中の不純物を分析する場合には、表1に示される不純物のうち、水分計222によって計測される水H2O以外の不純物についての分析を行う。
The
質量分析計223は、図13に示されるように、イオン化部2231、質量分離部2232、検出部2233、解析部2234を有する。
As shown in FIG. 13, the
イオン化部2231は、電子イオン化法又はソフトイオン化法により、分析対象ガスに含まれている複数の不純物をそれぞれイオン化させる。電子イオン化法(Electron Ionization,EI)は、数10eV(通常70eV)のエネルギーを持つ電子を分析する不純物分子に衝突させることで、不純物分子のイオン化を行う方法である。ソフトイオン化法は、電子イオン化法よりも低いエネルギーでイオン化を行う方法であり、分析する不純物分子と予めイオン化したガス分子との間でイオン分子反応を生じさせてイオン化する化学イオン化法(Chemical Ionization,CI)や、光イオン化法(Photo‐Ionization,PI)等を含む。
The
質量分離部2232は、イオン化部2231によって生成されたイオンを質量電荷比に応じて分離する。質量分離部2232としては、例えば、磁場偏向型、四重極型、イオントラップ型等を用いることができる。検出部2233は、例えば電子増倍管やマイクロチャンネルプレート等を備え、質量分離部2232により分離されたイオンを検出する。解析部2234は、検出部2233から送信される検出信号に基づいて、横軸が質量数、縦軸が検出強度で表される質量スペクトルを得る。
The
水素中の不純物を分析する場合における質量分析計223の各不純物の分析方法を以下の表2に例示する。
The analysis method of each impurity of the
本実施形態におけるイオン化部2231は、例えば70eVのエネルギーを有する電子を衝突させる電子イオン化法により、水素中の不純物であるヘリウムHe、窒素N2、及びアルゴンArのイオン化を行う。
In the present embodiment, the
また、イオン化部2231は、表2に示すようにイオン源としてキセノンXe、クリプトンKr、及び水銀Hgを用いたソフトイオン化法(イオン分子反応法)により、水素中の不純物である全炭化水素(例えばCH4)、酸素O2、二酸化炭素CO2、一酸化炭素CO、全硫黄(例えばH2S)、ホルムアルデヒドHCHO、ギ酸HCOOH、アンモニアNH3、及び全ハロゲン(例えばCl2)のイオン化を行う。
In addition, as shown in Table 2, the
ソフトイオン化法では、イオン化効率が高いため低濃度の不純物でも検出することができる。また、ソフトイオン化法では、低エネルギーでイオン化を行うため不純物分子が破壊されることによるフラグメントの生成が抑えられるため、複数の不純物間での互いへの影響を抑えて高精度な分析が可能になる。さらに、ソフトイオン化法では、同じ質量数の不純物がある場合であっても、各不純物のイオン化エネルギーに応じて異なるイオン源を選択することで分離して分析することができる。 In the soft ionization method, since ionization efficiency is high, even a low concentration impurity can be detected. The soft ionization method performs ionization at a low energy and suppresses the generation of fragments due to the destruction of impurity molecules, enabling high-precision analysis with less influence on each other among multiple impurities. Become. Furthermore, in the soft ionization method, even when there are impurities having the same mass number, they can be separated and analyzed by selecting different ion sources according to the ionization energy of each impurity.
このように、例えば水素中の複数の不純物は、それぞれイオン化部2231において上記した条件でイオン化される。イオン化部2231により生成されたイオンは、質量分離部2232において質量電荷比に応じて分離された後に検出部2233によって検出される。
Thus, for example, a plurality of impurities in hydrogen are ionized under the above-described conditions in the
不純物が検出された場合には、解析部2234によって得られる質量スペクトルにおいて検出された不純物に対応する質量数に検出強度のピークが表れる。表2に示される不純物は、それぞれ質量数が異なるため質量スペクトルにおいて検出強度のピークが重なることなく分離して分析できる。
When impurities are detected, a detection intensity peak appears in the mass number corresponding to the impurities detected in the mass spectrum obtained by the
ただし、電子イオン化法によりヘリウムHe、窒素N2、及びアルゴンArをイオン化する場合に、イオン化エネルギーが低い他の不純物が破壊されることにより生じたフラグメントが分析結果に影響を及ぼす可能性がある。そこで、この場合には、電子イオン化法を用いて得られた各不純物の定量値(分析結果)から、ソフトイオン化法を用いて得られた各不純物の定量値(分析結果)を減算してキャンセルすることで、電子イオン化法における分析対象の不純物の分析結果から他の不純物のフラグメントの影響を排除する。なお、ヘリウムHe、窒素N2、及びアルゴンArは、電子イオン化法を用いても互いに影響を与えることなく分析できる。 However, when helium He, nitrogen N 2 , and argon Ar are ionized by the electron ionization method, fragments generated by destruction of other impurities having low ionization energy may affect the analysis result. Therefore, in this case, the quantitative value (analysis result) of each impurity obtained by using the soft ionization method is subtracted from the quantitative value (analysis result) of each impurity obtained by using the electron ionization method. This eliminates the influence of other impurity fragments from the analysis result of the impurity to be analyzed in the electron ionization method. Note that helium He, nitrogen N 2 , and argon Ar can be analyzed without affecting each other even when the electron ionization method is used.
水素中の複数の不純物をイオン化する方法は、表2に例示される条件に限られるものではなく、不純物をイオン化して検出可能であれば表2とは異なる方法で各不純物をイオン化してもよい。また、例えばアルゴンArや窒素N2等に含まれている不純物を分析する場合には、複数の不純物において相互の影響を最小限に抑え、且つ各不純物を分離して分析可能なイオン化方法及びイオン源を選択する。 The method of ionizing a plurality of impurities in hydrogen is not limited to the conditions illustrated in Table 2. If impurities can be ionized and detected, each impurity may be ionized by a method different from Table 2. Good. Further, for example, when analyzing impurities contained in argon Ar, nitrogen N 2 or the like, an ionization method and ions capable of analyzing each impurity by minimizing the mutual influence among a plurality of impurities. Select a source.
<まとめ>
従来、水素ガス等の燃料中の各種不純物の含有量を、FCV30への供給ライン上で随時分析する技術は公知ではなかった。
<Summary>
Conventionally, a technique for analyzing the contents of various impurities in fuel such as hydrogen gas as needed on the supply line to the
上述したように、本実施の形態によれば、燃料管理サーバ10は、FCV30に供給された燃料中の各種不純物の含有量と、FCV30に供給された燃料の量とをオンライン分析装置20から取得する。また、燃料管理サーバ10は、例えばFCV30から、またはFCV管理サーバ40から、FCV30の走行に関する情報、及びFCV30の燃料電池の発電能力に関する情報を取得する。そして、燃料管理サーバ10は、取得した各情報に基づいて、FCV30の燃料電池に供給された各種不純物の量に応じた、当該燃料電池における発電能力の低下度を解析する。
As described above, according to the present embodiment, the
例えば各ステーションにおいて、ガス導管等の原料ラインを通じて供給された原料から水素ガス製造装置等により燃料を生成する場合は、生成された燃料の品質に変動がある場合であるとする。このような場合に、本実施形態によれば、供給ラインを流れる燃料の品質を測定するため、比較的精度の高い解析を行うことができる。 For example, in each station, when fuel is generated from a raw material supplied through a raw material line such as a gas conduit by a hydrogen gas production apparatus or the like, it is assumed that the quality of the generated fuel varies. In such a case, according to the present embodiment, since the quality of the fuel flowing through the supply line is measured, a comparatively accurate analysis can be performed.
以上、本発明の例示的な実施の形態について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 The exemplary embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. And changes are possible.
1 情報処理システム
10 燃料管理サーバ(「情報処理装置」の一例)
11 記憶部
12 取得部
13 解析部
14 通知部
20 オンライン分析装置
21 顧客情報取得部
22 オンライン分析計
23 メータ
24 記録部
241 供給情報
25 通信部
26 課金部
30 FCV
31 充填情報記録部
311 充填情報
32 走行情報記録部
321 走行情報
33 燃料電池情報記録部
331 燃料電池情報
34 通信部
40 FCV管理サーバ
41 メンテナンス情報記憶部
411 メンテナンス情報
42 処理部
43 通信部
1
DESCRIPTION OF
31 Filling
Claims (10)
前記オンライン分析装置は、
燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量を供給ライン上で分析するオンライン分析計と、
前記燃料電池自動車に供給された燃料の量を計測するメータと、
前記オンライン分析計により分析された不純物の含有量と、前記メータにより計測された燃料の量を含む供給情報を、前記情報処理装置に通知する通知部と、
を備え、
前記情報処理装置は、
前記燃料電池自動車の走行、及び燃料電池の情報を取得する取得部と、
前記走行、及び前記燃料電池の情報と、前記供給情報に基づいて、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度を解析する解析部と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。 An information processing system having an online analysis device and an information processing device,
The online analyzer is
An online analyzer for analyzing the content of impurities in the fuel supplied to the fuel cell vehicle on the supply line;
A meter for measuring the amount of fuel supplied to the fuel cell vehicle;
A notification unit for notifying the information processing apparatus of supply information including the content of impurities analyzed by the online analyzer and the amount of fuel measured by the meter;
With
The information processing apparatus includes:
An acquisition unit for acquiring information on the travel of the fuel cell vehicle and fuel cell;
An analysis unit for analyzing the degree of decrease in power generation capacity in the fuel cell according to the amount of impurities supplied to the fuel cell based on the travel and information on the fuel cell and the supply information;
An information processing system comprising:
前記解析部は、前記タイミングまでに前記燃料電池に供給された不純物の量と、前記タイミングから現在までの間に前記燃料電池に供給された不純物の量とに基づいて、前記部品の次回の交換または補修のタイミングを推定する、
ことを特徴とする請求項1記載の情報処理システム。 The acquisition unit acquires information indicating a timing at which replacement or repair of a part related to the fuel cell is performed,
The analysis unit may replace the component next time based on the amount of impurities supplied to the fuel cell by the timing and the amount of impurities supplied to the fuel cell from the timing to the present. Or estimate the timing of repairs,
The information processing system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載の情報処理システム。 The information processing system according to claim 2, wherein the analysis unit notifies the timing of the next replacement or repair of the estimated part to the outside.
前記解析部は、前記車種または前記型式に応じて、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度を解析する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の情報処理システム。 The acquisition unit acquires the type of the fuel cell vehicle or the type of the fuel cell of the fuel cell vehicle,
The analysis unit analyzes a degree of decrease in power generation capability of the fuel cell according to the amount of impurities supplied to the fuel cell according to the vehicle type or model. The information processing system according to any one of the above.
前記燃料電池に供給された不純物の量が、前記車種または前記型式に応じた所定の閾値以上である場合に、外部に通知する通知部
を備えることを特徴とする請求項4記載の情報処理システム。 The information processing apparatus includes:
The information processing system according to claim 4, further comprising a notification unit that notifies the outside when an amount of impurities supplied to the fuel cell is equal to or greater than a predetermined threshold corresponding to the vehicle type or the model. .
前記解析部は、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度と、前記燃料電池自動車にて測定された、前記燃料電池自動車に充填された燃料の量、及び充填された日時に基づき、前記燃料電池における発電能力を所定の閾値以上低下させた、充填の日時を推定する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の情報処理システム。 The acquisition unit acquires the amount of fuel charged in the fuel cell vehicle and the date and time of filling measured in the fuel cell vehicle,
The analysis unit is configured to measure the degree of decrease in power generation capacity of the fuel cell according to the amount of impurities supplied to the fuel cell, and the amount of fuel charged in the fuel cell vehicle measured by the fuel cell vehicle. Based on the amount and the date and time of filling, the power generation capacity in the fuel cell is reduced by a predetermined threshold or more, and the date and time of filling is estimated.
The information processing system according to claim 1, wherein the information processing system is an information processing system.
前記情報処理装置により解析された、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度と、前記オンライン分析計により計測された、燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量に応じて、前記燃料の単価を決定し、課金を行う課金部と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の情報処理システム。 The online analyzer is
Supplied to the fuel cell vehicle measured by the online analyzer and the degree of decrease in power generation capacity of the fuel cell according to the amount of impurities supplied to the fuel cell analyzed by the information processing device A charging unit that determines the unit price of the fuel according to the content of impurities in the fuel and performs charging;
The information processing system according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
前記走行、及び前記燃料電池の情報と、燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量を供給ライン上で分析するオンライン分析計により分析された不純物の含有量と、前記燃料電池自動車に供給された燃料の量を計測するメータにより計測された燃料の量を含む供給情報に基づいて、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度を解析する解析部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 An acquisition unit for acquiring fuel cell vehicle and fuel cell information;
Impurity content analyzed by an on-line analyzer that analyzes the travel and fuel cell information, and the content of impurities in the fuel supplied to the fuel cell vehicle on a supply line, and the fuel cell vehicle Based on supply information including the amount of fuel measured by a meter that measures the amount of supplied fuel, the degree of decrease in power generation capability in the fuel cell is analyzed according to the amount of impurities supplied to the fuel cell. An analysis unit to
An information processing apparatus comprising:
燃料電池自動車の走行、及び燃料電池の情報を取得するステップと、
前記走行、及び前記燃料電池の情報と、燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量を供給ライン上で分析するオンライン分析計により分析された不純物の含有量と、前記燃料電池自動車に供給された燃料の量を計測するメータにより計測された燃料の量を含む供給情報に基づいて、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度を解析するステップと、
を実行する情報処理方法。 Computer
Obtaining fuel cell vehicle and fuel cell information; and
Impurity content analyzed by an on-line analyzer that analyzes the travel and fuel cell information, and the content of impurities in the fuel supplied to the fuel cell vehicle on a supply line, and the fuel cell vehicle Based on supply information including the amount of fuel measured by a meter that measures the amount of supplied fuel, the degree of decrease in power generation capability in the fuel cell is analyzed according to the amount of impurities supplied to the fuel cell. And steps to
Information processing method to execute.
燃料電池自動車の走行、及び燃料電池の情報を取得するステップと、
前記走行、及び前記燃料電池の情報と、燃料電池自動車に供給される燃料中の不純物の含有量を供給ライン上で分析するオンライン分析計により分析された不純物の含有量と、前記燃料電池自動車に供給された燃料の量を計測するメータにより計測された燃料の量を含む供給情報に基づいて、前記燃料電池に供給された不純物の量に応じた、前記燃料電池における発電能力の低下度を解析するステップと、
を実行させるプログラム。
On the computer,
Obtaining fuel cell vehicle and fuel cell information; and
Impurity content analyzed by an on-line analyzer that analyzes the travel and fuel cell information, and the content of impurities in the fuel supplied to the fuel cell vehicle on a supply line, and the fuel cell vehicle Based on supply information including the amount of fuel measured by a meter that measures the amount of supplied fuel, the degree of decrease in power generation capability in the fuel cell is analyzed according to the amount of impurities supplied to the fuel cell. And steps to
A program that executes
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