JP2018184958A - 気体アンモニアを貯蔵して送達するためのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】気体アンモニアを貯蔵して送達するためのシステムを提供する。【解決手段】気体アンモニアを貯蔵して消費ユニット３０へ送達するためのシステムが、−複数の気体アンモニア貯蔵セル１０であって、それぞれが、気体アンモニア吸収体である、貯蔵材料１０２、複数の他のセルとは独立して、加熱手段１０６を含む各セルの内圧を調節するための手段、を含み、前記消費ユニット３０に前記複数のセル１０を連結させる排出口インターフェース４０であって、前記内圧が下流圧力より高くなる場合に、気体アンモニアが前記セル１０から放出されることを可能にする、インターフェース、前記複数のセル１０に共通する制御デバイス５０であって、前記複数のセル１０の内圧を調節するための手段１０６を制御するための手段５０２を使用して、前記排出口インターフェース４０へのアンモニアの送達における各セルの働きの制御を可能にする、制御デバイス、を含む。【選択図】図２ａ

Description

本発明の分野
本発明は、一般に言えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）による、特に、熱機関による、特にディーゼルエンジンによる汚染物質の排出の低減のための、窒素酸化物ＮＯｘの還元の用途におけるアンモニアの貯蔵に関する。

当該技術分野の背景
自動車部門における、より汚染の少ない解決方法の探索において、気体の貯蔵はますます潜在的な用途と考えられる。気体の貯蔵の２つの従来の制限に、すなわち、密度および安全性に対抗する（push back）ために、固体状気体吸収材料は、特に関心の対象である。これらの吸収材料により、気体の貯蔵のための、簡単に利用可能で、効率的で、作り出すことが容易な解決方法を有することは、自動車産業の中期的観点から重要な課題である。よって、文献、米国特許出願公開第２００１／００５３３４２号明細書には、アンモニア気体の化学的貯蔵の原理およびＳＣＲ処理後によるＮＯｘの汚染制御のための使用が記載されている。

気体吸収材料のための貯蔵システムは、特定の技術的制約に従わなければならない。第１に、できるだけ可能性の高い、前記材料に利用可能な内部容積が反映された、高い自律性を有しなければならない（It must firstly have a high autonomy，which is reflected in an internal volume available for the material that is as high as possible）。しかしながら、前記システムは、車両に容易に組み込むことができるのに十分な、全体としてのコンパクトさ（overall compactness）を有しなければならない。典型的には、８バールよりも高い高圧に耐えることができる、大規模のタンクの生産は、設計、組み込みおよび保守の問題を有する。例えば、非円柱形状の貯蔵タンクを生産することは困難である。これらの制約は、現存の貯蔵システムが、大型で重量があることを意味する。

図１を参照すると、従来技術のアンモニアの注入によるＳＣＲ処理後システムを備えた熱機関が図示されている。

エンジン９０１を、電子制御ユニット９１１により管理する。前記エンジンの排出口で、排ガス９１２が汚染制御システム９０２に向かう。前記汚染制御システム９０２には、酸化触媒または三元触媒が含まれてもよい。前記汚染制御システムにはさらに、粒子フィルタが含まれてもよい。

アンモニア９１６は、前記エンジンの排出回路（exhaust circuit）の段階で注入され、例えば、前記汚染制御要素９０２の下流などに配置された注入モジュール９０３を使用して、前記排ガスと混合され、アンモニア／排ガス混合物９１３を形成する。前記アンモニア／排ガス混合物９１３は、次いで、ＳＣＲ触媒９０４を通過し、これにより、アンモニアによりＮＯｘの還元を可能にする。補助処理後要素９０５を、前記ＳＣＲ触媒９０４の後に位置させてもよい。前記補助処理後要素９０５には、粒子フィルタまたは酸化触媒が含まれてもよい。前記排ガスは、このように、前記補助要素９０５の前記排出口において、清浄化された排ガス９１４の形態である。前記清浄化された排ガスは、次いで、排出口９１７へ向かう。よって、前記排出３０には、上流から配置された、前記エンジン側９０１に、下流へ、出力側９１７に、前記汚染制御要素９０２、前記注入モジュール９０３、前記ＳＣＲ触媒９０４、および補助要素９０５が含まれる。

前記注入モジュール９０３の取込口で、アンモニア９１６の供給および投入（dosage）を確実にするために、前記システムには、加熱手段１０６により温度を管理することができる貯蔵材料１０２（a storage material 102 being able to be temperature managed by a heating means 106）を含む、従来技術のアンモニア貯蔵筐体１１２が含まれる。前記加熱手段１０６には、例えば、電気抵抗または例えば、エンジン冷却剤などの、例えば、熱伝導流体により供給される熱交換器などが含まれる。

前記貯蔵筐体１０２は、前記筐体の圧力および前記注入モジュール９０３へのアンモニアの前記投入を制御するためのデバイス９０６に連結されている。このデバイス９０６を、前記エンジンの前記電子制御ユニット９１１に連結された専用電子制御器９１０により管理してもよい。

このように、前記システムには、アンモニアのフローの方向の上流から下流へ、前記貯蔵筐体１０２、前記デバイス９０６、および前記排出３０中の前記注入モジュール９０３を含む、アンモニア供給回路が含まれる。
代替的配置において、示されないが、前記デバイス９０６を、前記エンジン制御ユニット９１１により直接管理してもよい。

かかる解決方法の欠点は、大規模の単一タンクは、実際に管理することが困難なことである。一方で、かかるタンクは、移動中の車両における利用フェーズにおいて、すなわち、気体脱着フェーズにおいて管理することが困難である。その理由は、前記圧力制御の正確性および動力学を維持する一方で、かかるタンクは、迅速な応答時間を確実にすることが可能ではないことにある。さらに、かかるタンクは、気体の脱着を確実にするための高エネルギー必要量を必要とする。他方で、大規模な単一タンクは、特に、必然的に極めて長期の吸着時間を有する、その再充電フェーズで、すなわち、吸収フェーズで管理することが困難である。

よって、前記自動車に適合したかかる気体貯蔵システムの生産は、多数の制約を考慮しなければならず、その中には、前記材料の熱管理、前記システムの容量のコンパクトさ、その質量、その管理性、その生産コスト、またはその代わりに、顧客もしくはディーラーによる保守のステップの間のその人間工学が含まれる。

よって、次いで前記貯蔵システムのサブシステムとなる、いくつかのタンクという手段に再分類する（resort）ことが構想されてきた。この手段により、前記貯蔵材料の熱管理、前記車両での組み込みを簡素化する小サイズの貯蔵サブシステムによる前記システムの組み込み、またはその代わりに、いくつかの小さくて軽いサブシステムの取り外しによる保守ステップの前記人間工学を改善することにより、前記貯蔵システムの性能を強化することが探索される。

前記貯蔵材料の一部のみに加熱を制限することを可能にする、いくつかのセルに分割されたＮＨ３気体貯蔵システムが存在する。しかしながら、かかる複数セル貯蔵システムは、セルの数および関連する設備による、高生産コストを有する。さらに、かかる複数セルシステムについて、例えば、アンモニアの送達、圧力の管理、または各セルに残留するアンモニアの量の管理などの制御を導入することは、煩雑である（complex to put in place）。
かかる複数セルシステムはまた、コンパクトさの問題を有する。これは、それらが、多数の低容量のセルを必要とし、これによって、全体でより大きな体積の材料、管理のためのより多くの構成要素および例えば、固定、留め金または熱遮蔽などの、車両における前記システムの組み込みのためのより多くの構成要素を必要とするからである。

米国特許出願公開第２００１／００５３３４２号明細書

本発明の要約
本発明の目的は、これらの欠点を補うことを可能にするシステムを提供することである。特に、本発明の目的は、複数セルシステムにおける気体の貯蔵の最適化された管理を確実にすることである。

この目的を達成するために、気体アンモニアを貯蔵して消費ユニットへ送達するためのシステムが提供され、前記システムは：
− 気体アンモニアを貯蔵するための複数のセルであって、それぞれが：
○ 気体アンモニア吸収体である、貯蔵材料、
○ 複数の他のセルとは独立して、加熱手段（１０６）を含む各セルの内圧を調節するための手段、
を含み、
前記システムは、さらに：
− 前記消費ユニットに前記複数のセルを連結させる排出口インターフェースであって、前記内圧が下流圧力より高くなる場合に、気体アンモニアが前記セルから放出されることを可能にする、インターフェース、
− 前記複数のセルに共通する制御デバイスであって、前記複数の他のセルとは独立して、前記複数のセルの前記内圧を調節する手段を制御するための手段を使用して、前記排出口インターフェースへのアンモニアの送達における各セルの働きの制御を可能にする、制御デバイス、
を含む。

本発明は、有利には、以下の：
− 各セルについて排出弁を含む、前記排出口インターフェースであって、前記内圧が前記排出弁の下流圧力より高くなる場合に、気体アンモニアが前記セルから放出されることを可能にする、排出口インターフェース、
− 前記消費ユニットへの気体アンモニアの前記フローを調整するための手段を含む前記システムであって、前記排出口インターフェースが、前記複数のセルを、前記フローを調整するための手段に連結させる、システム、および

− 前記排出弁の下流に共通チャネルを含む前記排出口インターフェースであって、前記複数のセルの前記排出弁および前記フローを調整するための前記手段を連結させ、排出弁の開放が、圧力差により他の排出弁の閉鎖を生じさせるようにする、排出口インターフェース、
− 前記フローを調整するための前記手段を制御するための手段を含む、前記制御デバイス、
− 前記排出口インターフェース中に圧力センサを含む、前記制御デバイス、

− 前記セルの前記圧力を調節するための前記手段の前記制御の、および前記セルの状態変数および前記排出口インターフェースの前記圧力センサにより測定される前記圧力を含む群から選択されるパラメータの測定の関数として、各セルについて、その内圧を見積もることができる、前記共通制御システム、

− 電磁弁である、前記フローを調整するための前記手段、
− 冷却手段を含む、内圧を調節するための少なくとも１つの手段、
− 互いの間を自由にコミュニケーションする、複数の区画中に広がる、少なくとも１つのセルの前記貯蔵材料、

− アルカリ土類金属塩化物の粉末塩を含む、前記貯蔵材料、
− 前記複数のセルに連結された共通の取り込みチャネルを含む共通取込口インターフェースを含む、前記システムであって、前記共通チャネルが、充填操作の間に、平行して前記セルを充填するための充填手段に連結されることができる、システム、

− 各セルについて、他のセルとは独立して、前記セルを充填するための充填手段に連結されることができる取込口インターフェースを含む、前記システムであって、前記取込口インターフェースは、前記排出口インターフェースとは区別される、システム、

− 前記内圧が前記取込弁の上流圧力より低い場合には、前記複数のセルまたは前記複数のセルの１つの中への気体アンモニアの入力を可能にする、パッシブ逆止め（passive non−return）取込弁を含む、前記取込口インターフェースまたは前記複数の取込口インターフェース、

− 他のセルとは独立して、前記セルを充填するための充填手段に連結されることを可能にする取込口インターフェースである、前記排出口インターフェース
− 充填操作に供するために、他のセルとは独立して、取り外すことができる、各セル、
− グループで配置される前記セルであって、前記グループは、互いに独立して制御される、セル、

− 前記セルのグループが組み込まれ、アンモニアを回収するための、少なくとも１つのレールを含む、システム、
− 取り外し可能な方式で前記システムに固定された前記レールおよび前記組み込まれたセルであって、これにより、前記レールおよび前記複数の組み込まれたセルを、一緒に取り外すことができる、レールおよび組み込まれたセル、

− 前記組み込まれたセルに連結する共通の取り込みチャネルを含む共通の取込口インターフェースを含む、前記レールであって、前記共通チャネルは、充填操作の間に、平行して前記セルを充填するための充填手段に連結されることができる、レール、
− 熱伝導流体を受容するように適合されたキャビティーを含む、前記レール、
という特徴の、単独でまたはそれらの技術的に可能なあらゆる組み合わせにより完成される。

本発明はまた、気体アンモニアを貯蔵して送達するためのシステムにより、消費ユニットへ気体アンモニアを送達するための方法に関し、前記システムは：
− 複数の気体アンモニア貯蔵セルであって、それぞれが：
○ 気体アンモニア吸収体である、貯蔵材料、
○ 前記複数の他のセルとは独立して、加熱手段を含む、各セルの内圧を調節するための手段、
を含む、複数の気体アンモニア貯蔵セルを含み、

前記方法は、以下：
− 前記複数の貯蔵セル中の所定のセルを決定するステップ、
− 前記複数のセルの内圧を調節するための前記手段を制御するステップであって、前記内圧が下流圧力より高い場合には、気体アンモニアが前記セルから放出されることを可能にする、他のセルとは独立して、前記所定のセルの内圧を増加させるステップ、
− 前記消費ユニットに前記複数のセルを連結させる排出口インターフェースを介して、前記複数の他のセルとは独立して、前記消費ユニットへ前記所定のセルから気体アンモニアを送達するステップ、
を本質とする（consist in）ステップを含む。

本発明は有利には、以下の：
− 各セルについて、前記内圧が前記排出弁の下流圧力より高い場合には、気体アンモニアが前記セルから放出されることを可能にする排出弁、および前記消費ユニットへの気体アンモニアの前記フローを調整するための手段を含む、前記システムであって、送達の前記ステップは、以下：

○ 前記所定のセルおよび前記共通チャネル間の圧力差により前記所定のセルの前記排出弁を開放させることにより、気体アンモニアを前記所定のセルから前記排出弁の下流の共通チャネルへ伝送するサブステップであって、前記共通チャネルは、前記複数のセルの前記排出弁および前記フローを調整するための前記手段を連結するサブステップ、

○ 前記共通チャネルおよび他のセル間の圧力差により前記他のセルの前記排出弁を閉鎖するサブステップ、
○ 前記共通チャネルに伝送された前記気体アンモニアの前記消費ユニットへの送達を調整するための前記手段を開放するサブステップ、
を本質とするサブステップを含み、

− 前記方法は、さらに、以下：
○ 前記セルの圧力を調節するための手段の前記制御の関数として、各セルの内圧の見積もりを実行するステップ、
○ 前記所定のセルの前記排出弁の開放に対応する、前記所定のセルの前記内圧により閾値の超過を検出するステップ、

○ 前記超過の検出後に、前記所定のセルについて、前記共通チャネルの段階で測定される圧力の関数として前記内圧の見積もりを実行するステップ、
○ 前記測定された圧力の変数の関数として、各セルにより貯蔵された気体アンモニアの量を計測するための手段により計測を行うステップ、
を本質とするステップを含み、

− 前記方法は、以下：
○ 各セルについて、計測手段により計測されるアンモニアの量の、前記貯蔵材料の特徴の、前記セルの状態変数の、および前記外部環境の状態変数の関数として、関心のある係数を計算するステップ、
○ 関心のある前記係数を比較して、前記所定のセルを決定するステップ、
を本質とするステップを含み、

− 前記係数の前記計算を、前記セルの前記利用の履歴の関数として行い、これにより、直近の利用による他のセルより高い温度を考慮に入れ、および／または所定の期間について前記セルの均一な利用率を得て、

− 他のセルの全てが、所定の値より低い充填率を有するまで、充填されたセルを保存し（conserved full）、
− 前記セルをグループで配置し、前記グループは、互いに独立して制御される、
という特徴の、単独でまたはそれらの技術的に可能なあらゆる組み合わせにより完成される。

図面の簡単な説明
本発明の他の特徴、目的および利点は、以降の態様の説明により明らかとなるであろう。添付の図面において、以下が記載される。

図１は、アンモニアの注入による、ＳＣＲ処理後システムを備えた熱機関を表し、 図２ａは、車両での利用フェーズにおける、本発明の第１態様による貯蔵システムの例を表し、 図２ｂは、充填フェーズにおける図２ａの前記システムを表し、 図３は、充填フェーズにおける本発明の第２態様による貯蔵システムの例を表し、 図４は、充填フェーズにおける本発明の第３態様による貯蔵システムの例を表し、 図５は、本発明の態様による方法の例を、図で例示したものであり、 図６は、本発明の態様による方法の例の標的セルの決定のステップを、図で例示したものである。

本発明の詳細な説明
１．前記システムの異なる態様
ａ．第１態様
図２ａおよび２ｂを参照して、本発明の第１態様による、気体アンモニアの貯蔵および消費ユニットへの送達のためのシステムを説明する。

前記システムは、気体アンモニアを貯蔵するための複数のセル１０を含む。各貯蔵セル１０は、気体アンモニア吸収体である貯蔵材料１０２が置かれた、筐体１１０を含む。前記貯蔵材料１０２は、固体材料である。前記貯蔵材料１０２は、アルカリ土類金属塩化物の粉末塩であってもよい。前記貯蔵材料１０２はさらに、前記塩と複合材料を形成し、前記材料の熱伝導性および機械的耐久性を向上させることが可能な、添加剤を含んでもよい。前記添加剤は、例えば、金属、カーボンファイバ、膨張黒鉛を含む。

各貯蔵セル１０はさらに、他のセルとは独立して、内圧を修正するための手段を含む。
前記内圧を修正するための前記手段は、加熱手段１０６を含む。前記加熱手段１０６は、例えば、抵抗などである。前記内圧を修正するための前記手段は、冷却手段１０８を含んでもよい。前記冷却手段１０８は、前記システム全体または特定のセル１０に共通する冷却デバイスであってもよい。前記冷却手段１０８は、例えば、水などの、例えば、水性流体（aqueous fluid）などの、例えば、冷却液体を循環させるための回路などを含む。

少なくとも１つのセル１０の前記貯蔵材料１０２は、互いの間を自由にコミュニケーションする、複数の区画中で広がっていてもよい。同一のセル１０の各区画１１０は、同一の材料を含み、前記内圧を修正するための同一の手段により管理される。

各セル１０の前記貯蔵材料１０２および前記性能は、全ての前記セル１０と同一か、または隣のセルと異なるセル１０であってもよい。前記性能には、例えば、前記セル１０において得られ得る蒸気圧、前記貯蔵材料１０２の伝導性および前記貯蔵材料１０２の熱容量などが含まれる。同様に、前記セル１０は、容積、幾何学的形態、前記加熱デバイスのタイプおよび性能、または前記筐体１１０の熱的絶縁性の観点から、同一または異なっていてもよい。

前記システムは、前記消費ユニット３０への気体アンモニアの前記フローを調整する手段２０を含む。前記フロー２０を調整するための前記手段は、例えば、弁、好ましくは、電磁弁などである。

前記システムはさらに、前記複数のセル１０を、前記フロー２０を調整するための前記手段に連結させる排出口インターフェース４０を含む。前記排出口インターフェース４０は、前記気体が、前記セルの内部から外部へ通過することを可能にする。このように、前記貯蔵システムの利用の間に前記排出口インターフェース４０を使用して、気体を、例えば、アンモニアなどを供給して、前記システムの残部（remainder）は、すなわち、前記アンモニア脱着フェーズの間である（the remainder of the system，that is to say during the ammonia desorption phase）。

各セル１０について、前記排出口インターフェース４０は、パッシブ逆止め排出弁４０２を含み、これにより、前記内圧が、前記排出弁４０２の下流圧力より高い場合に、気体アンモニアが前記セル１０から放出されることを可能にする。前記排出弁４０２は、例えば、ボール弁などの機械的デバイスであってもよい。前記排出弁４０２は、取り付けが容易で、さほど大型でなく、安価である。それは、パッシブであり、よって、前記制御ユニットによる管理を必要としない。

前記排出口インターフェース４０はまた、前記排出弁４０２の下流に、共通チャネル４０４を含む。前記排出口インターフェース４０は、前記複数のセル１０の前記排出弁４０２および前記フロー２０を調整するための前記手段を連結させ、これにより、排出弁４０２の開放により、圧力差により他の排出弁４０２が閉鎖される。

前記システムはさらに、前記フロー２０を調整するための前記手段を制御する手段５０２を含む、前記複数のセル１０に共通する制御デバイス５０を含む。前記制御手段５０２はまた、前記複数のセル１０の内圧１０６を修正するための前記手段を制御する。前記制御手段５０２によるこれらの要素の前記制御は、各セル１０の、特には、前記複数の各セルの制御を可能にする。

前記共通制御デバイス５０はまた、前記排出口インターフェース４０の圧力センサ５０４を含んでもよい。前記圧力センサ５０４は、例えば、前記フロー２０を調整するための前記手段を含む、投入モジュール中などに含まれる。前記圧力センサを、前記共通チャネル４０４の段階で、前記フロー２０を調整するための前記手段の上流に配置してもよい。これらの条件において、前記投入モジュールの前記圧力センサ５０４により測定される圧力は、この共通チャネル４０４中を支配する（reign）圧力である。

前記共通制御デバイス５０は、各セル１０について、前記セル１０の圧力１０４を修正するための前記手段の前記制御の、および前記セル１０の状態変数の測定の、および／または前記排出口インターフェース４０前記の圧力センサ５０４により測定される前記圧力の関数として（as a function of the control of the means for modifying the pressure 104 of the cell 10 and of a measurement of a state variable of the cell 10 and／or of the pressure measured by the pressure sensor 504 of the outlet interface 40）、内圧の見積もりを行う。

前記制御デバイス５０は、各セル１０における気体の量を計測するための手段を含む。前記セル１０に対する前記制御デバイス５０の挙動は、前記セル１０の具体的な特徴に依存する。前記セル１０の定義が異なる場合には、各セル１０に対して具体的なキャリブレーションが実行される。よって、各セル１０は、特に前記複数の各セルは、独立して管理され得、各セルは、前記制御ユニット中で特定され、利用可能な具体的圧力制御および計測手段を有する。

前記制御デバイス５０は、前記貯蔵システムの前記セル１０の前記管理を担当する、監督手段を含んでもよく、これにより、各セル１０の前記加熱手段１０６の前記供給を管理する。

前記監督手段は、使用するのに最も適合した前記セル１０を決定することを可能にする。かかる決定は、負荷の状態に、および前記セル１０の定義に依存する。典型的には、前記車両に乗車の際に、例えば、特別に都会的な環境での循環（circulation）のイベントなどで、容易に利用可能なエネルギーがある場合には、多量のエネルギーを必要とするセル１０に切り替えることは、関心の対象であり得る。これに反して、前記車両に乗車の際に、ほとんどエネルギーが利用可能でない場合には、例えば、寒冷気候における始動などの場合には、少なくとも前記始動の際に、より低いエネルギーコストで前記気体を放出するセルを使用し得る。例えば、高い伝導性のおよび高い蒸気圧塩（a highly conductive，high vapour pressure salt）を含むセルなどであり得る。

提案される本発明において、前記監督は、各時点（at each instance）でのおよび各セルについての計算により、加熱およびこのセル上へのアンモニアの消費の切り替えの関心を表す、アルファ係数を決定する。この係数は、負荷率の、その定義の、使用の現在の条件の関数として、各時点でおよび各セルについて、計算される。開始時に、最大係数を有する前記セルが、熱管理をされる標的セルとなる。セルの前記係数が、現在圧力管理下にある前記セルのものより大きい場合には、セル毎の変化を使用中に決定してもよい。

前記システムには、前記セル１０の外側から内側へ気体を通過させることができる、取込口インターフェースが含まれてもよい。この取込口インターフェースを、前記セル１０中に含まれる貯蔵材料の、気体による、例えば、アンモニアなどによる充填のフェーズの間に使用する。

前記第１態様には、前記複数のセル１０を連結する共通の取り込みチャネル６０２を含む、共通取込口インターフェース６０が含まれ、前記共通チャネル６０２は、充填操作の間に、平行して、前記セル１０を充填するための充填手段７０に連結されることができる。前記充填手段７０は、前記車両の外側の、前記充填のための前記気体ならびにこの気体の温度および圧力を管理するための手段を含む、静的デバイスであり得る。前記充填手段７０には、例えば、ポンプ−タンクアセンブリ７０４などが含まれる。

充填配置において、セル１０の前記アセンブリを、次いで前記充填手段７０により管理される、同一温度および圧力条件に供する。この配置の関心は、前記貯蔵システムの全体のための単一の取込口インターフェース６０２を有することである。かかる配置により、前記貯蔵システムの製造コストの制限が可能となり、車両の前記貯蔵システムの組み込みが簡素化される。

前記取込口インターフェース６０には、前記内圧が、前記取込弁６０４の上流圧力より低い場合に、前記セル１０中に気体を入力することを可能にする、パッシブ逆止め取込弁６０４が含まれてもよい。

ｂ．第２態様
図３に例示される、本発明の第２態様によれば、各セル１０について、車両の前記貯蔵システムには、他のセルとは、特に前記複数の他のセルとは独立して前記セル１０を充填するための充填手段７０に連結することができる、取込口インターフェース６０が含まれ、前記取口インターフェース６０は、前記排出口インターフェース４０と区別される。

各セル１０の前記取込口インターフェース６０は、互いに独立している。保守操作の間、各セル１０は、その取込口インターフェース６０により前記気体充填デバイスに連結される。この配置の関心は、独自に、前記貯蔵サブシステムの一部の取り外しおよび充填を可能にすることである；気体を排出した前記セル１０で独自に、前記充填操作を行うために、車両で、気体を排出していない前記セル１０を保守すること、および前記車両を取り外すことが可能である。

前記内圧が、前記取込弁６０４の上流圧力よりも低い場合には、前記取込口インターフェース６０はそれぞれ、前記複数のセル１０のそれぞれの中に、気体の入力を可能にするパッシブ逆止め取込弁６０４を含んでもよい。

ｃ．第３態様
図４に例示される、本発明の第３態様によれば、前記排出口インターフェース４０はまた、他のセルとは、特に前記複数の他のセルとは独立して前記セル１０を充填するための、充填手段７０に連結可能な取込口インターフェースの役割を担う。各排出弁４０２は、磁気デバイス７０２により引き付けられる（attracted）ことができ、前記内圧が、前記排出弁４０２の下流圧力よりも低い場合には、前記セル１０中への気体の入力を可能にする。

よって、外圧が前記セルにおける内圧より高い場合には、外部から内部へ気体の通過を許可することにより前記逆止め排出弁４０２を引き付けることを可能にする、特定のインターフェース７０２を使用して、前記充填操作を行う。前記特定のインターフェースは、例えば、前記排出弁４０２をブロックするためのボールを「持ち上げる（lift）」、磁気デバイスなどである一方で、これは、通常機械的に、圧力効果により排出口をブロックする。

各セル１０は、前記複数の他のセル１０とは独立して取り外して、充填操作に供することができる。

ｄ．第４態様
（示さないが）本発明の第４態様により、気体アンモニアの貯蔵および消費ユニット３０への送達について、システムを説明する。
前記システムを、本発明の前記第１、第２および／または第３態様と類似の方式で構造化してもよい。

さらに、前記セルをグループで配置し、前記グループを互いに独立して制御する。
特に、前記セル１０の少なくとも一部を、一体化して（united together）セルの少なくとも１つのアセンブリまたはパックを形成してもよい。
前記セルのパックを、例えば、組み込む方式などで、例えば、くっつけるなどして、組み込みアセンブリを形成する。

前記セルを、典型的には、アンモニアを回収するための共通のレールの、またはアンモニアを回収するための複数のレールの、共通の構造の段階で例えば、組み込まれる。
レールは、前記セルのアセンブリを組み込んで、例えば、取り外し可能な方式で車両上に固定されるなどの、前記車両の専用ゾーン中に挿入されてもよい構造を意味するものと理解される。

セルのパックを車両にインストールする場合には、典型的には、上記のとおり、排出口インターフェース４０を介して連結する。この排出口インターフェース４０は、上記のとおり、例えば、前記セルに共通する排出口インターフェースなどである。前記共通の排出口インターフェースは、このように、前記セルの前記アセンブリを組み込んで作製するための付加的手段を構成する。

前記セルには、他のセルとは、特に前記複数の他のセルとは独立して、上記のとおり、加熱手段１０６を含む、内圧を修正するための手段が含まれる。

アンモニアを回収するための前記レールには、例えば、専用熱入力のおよび任意に熱排出の手段などが含まれる。例えば、前記レールに特有の電気抵抗または熱伝導流体の受容および／または循環を可能にする二重皮膜（double skin）などであってもよい。二重皮膜は、２つの異なる層を含む構造を意味するものと理解され、その間に熱伝導流体を循環中に挿入することおよび／または置くことをしてもよい。

この手段により、前記レールの温度を制御し、例えば、前記セルの温度および前記車両のエンジンの排出口での間の温度を、例えば、前記車両の排出の段階などで、調節することなどが可能となる。

前記レールおよび前記組み込まれたセル１０を、例えば、取り外し可能な方式で前記貯蔵システムに固定するなどして、これにより、前記レールおよび前記複数の組み込まれたセルを、一緒に取り外すことができる。
セルの各アセンブリは、このようにして、少なくとも前記アセンブリが、それのアンモニアについて空になった場合には、前記車両の前記貯蔵および送達システムの残部から取り外すことができる。前記レールを、例えば取り外して、前記車両から前記アセンブリのセルを除去するなどしてもよい。よって、前記空のアセンブリを充填アセンブリにより置き換えることおよび／または前記セルの前記アセンブリをアンモニアで再充填することが可能である。

セルの前記アセンブリを、スポットで、例えば、販売特約店などで充填するように適合させてもよく、または特定の開放もしくはキーを開けることなく、それらの充填を防止するセキュリティーを有してもよい（may have a security preventing their filling without a specific opening or unlocking key）。前記アセンブリを、次いで、それらが充填される専用センターに輸送してもよい。

前記レールには、前記組み込まれたセル１０に連結する共通の取り込みチャネルを含む、共通の取込口インターフェースが含まれてもよく、前記共通チャネルは、充填操作の間、平行して前記セルを充填するための充填手段に連結されることができる。

前記第３態様により例示されるとおり、前記共通の排出口インターフェース４０を、取込口インターフェースとして使用してもよい。
さらに、前記レールには、熱伝導流体を受容するように適合されたキャビティーが含まれてもよい。

例えば、二重皮膜を含むレールを使用して、前記二重皮膜中で熱伝導流体を循環させてもよく、これにより、前記セルがそれらの再負荷の間に冷えることが可能となる。この冷却により、前記セルの再負荷の間にそれらの加熱に関連する危険性を相殺することが可能となり、前記貯蔵材料内のアンモニアの前記吸収は、発熱現象である。

前記方法の異なる側面
ａ．送達の方法
図５を参照して、例えば、気体アンモニアなどの気体を、消費ユニット３０へ、上記の貯蔵システムにより送達するための方法を説明する。

前記方法には、前記セルの前記圧力１０４を修正するための前記手段の前記制御の関数として、各セル１０の内圧の見積もりを実行することを本質とする、第１ステップ８０２が含まれてもよい。前記見積もりは、さらに、例えば、周囲温度などの、前記セル１０の状態変数のまたはその環境の測定によりもたらされてもよい。

前記方法には、他のセルとは、特に前記複数の他のセルとは独立して、所定のセル１０の内圧を増加させることを本質とする、第２ステップ８０４が含まれる。前記ステップには、前記専用加熱手段１０６により前記所定のセル１０を加熱することが含まれてもよい。前記ステップ８０４を、前記第１見積もりステップ８０２と同時に、前記第１見積もりステップ８０２の前にまたは後に、実行してもよい。

よって、例えば、制御ユニットなどの前記制御デバイス５０は、前記セル１０内を支配する圧力の計算により見積もりをする。理論圧力の増加を、前記加熱手段１０６および状態変数を構成する前記初期周囲温度により供給されるエネルギーの関数として計算してもよい。
かかる圧力の見積もりは、文献ＵＳ２０１０／００２１７８０に記載されている。

前記方法には、気体アンモニアを前記所定のセル１０から前記共通チャネル４０４へ、前記所定のセル１０および前記共通チャネル４０４間の圧力差により前記所定のセル１０の排出弁４０２を開放することにより伝送することを本質とする、第３ステップ８０６が含まれる。

前記方法には、前記所定のセル１０の前記排出弁４０２の開放に対応する、前記所定のセル１０の内圧による閾値の超過を検出することを本質とする、第４ステップ８０８が含まれる。

前記方法には、前記超過の検出後に、前記所定のセル１０について、前記共通チャネル４０４の段階で測定される圧力の関数として内圧の見積もりを実行することを本質とする、第５ステップ８１０が含まれる。

前記方法には、前記共通チャネル４０４および前記他のセル間の圧力差または圧力効果により、前記他のセルの前記排出弁４０２を閉鎖することを本質とする、第６ステップ８１２が含まれる。よって、各セル１０に特有の加熱手段１０６を使用して、独立した方式で、各セル１０を管理することが可能となる。前記共通チャネル４０４において支配し、前記圧力センサ５０４により測定されるとおりの前記圧力は、前記熱が供給されたセル１０の圧力である。

例えば、計算された圧力の増加を、前記排出弁４０２の圧力閾値と比較する。計算された圧力のこの増加が、１．３〜３バールの倍数の前記圧力閾値（the pressure threshold by a factor included between 1．3 and 3 bars）に対応する圧力増分を超える場合には、前記制御デバイス５０は、加熱された前記セル１０内で発生した前記圧力が、前記セル１０の前記排出弁１０６を開放するのに十分な圧力であること、および圧力効果により、他のセルの前記排出弁の閉鎖が熱により供給されないことを課すことを規定する。前記制御デバイス５０は、次いで、前記共通チャネル４０４中において支配し、前記圧力センサ５０４により測定されるとおりの前記圧力が、加熱された前記セル１０において支配する前記圧力であることを規定する。前記制御デバイス５０は、次いで、問題となっている前記セルの種々の圧力制御または計測アルゴリズムを起動してもよい。

よって、各セル１０を、独立して、特に前記複数の他のセルとは独立して、圧力センサ５０４および前記フロー２０を調整するための前記手段を含む同一の投入モジュールにより、前記加熱手段１０６の前記起動を管理することにより、および従来技術において提案されたとおりの専用弁による前記セル１０の前記開放または前記閉鎖を行う、前記制御デバイス５０により管理されることを必要とせずに、管理してもよい。

前記方法には、前記共通チャネル４０４へ伝送された前記気体アンモニアを、前記消費ユニット３０へ送達するために調整するための前記手段２０を開放することを本質とする、第７ステップ８１４が含まれる。

前記方法には、前記測定された圧力の変分（variation）の関数として、各セル１０により貯蔵された気体アンモニアの量の計測を実行することを本質とする、第８ステップ８１６が含まれる。
特定の態様によれば、前記セルを、グループで配置し、前記グループを、互いに独立して制御する。

ｂ．前記標的セルの決定
前記方法には、各セル１０について、計測手段により計測されるアンモニアの量の、前記貯蔵材料の特徴の、前記セルの状態変数の、および前記外部環境の状態変数の関数として、興味の対象である係数を計算すること８１８を本質とする、第９ステップ８１８が含まれる。前記外部環境の前記状態変数には、典型的には、前記消費ユニット３０が車両である場合の運転のタイプである、前記消費ユニット３０の前記消費プロファイルが含まれてもよい。

前記方法には、８２０において関心のある前記係数を比較して、前記所定のセル１０または標的セルを決定することを本質とする、第１０ステップ８２０が含まれる。前記標的セルの前記決定を、このように、前記システムの特徴のあらゆる変更後に、例えば、送達または充填のあらゆる操作の後などに、実行してもよい。前記標的セルの前記決定をまた、送達のまたは充填の前記操作の前に、前記制御手段５０により記録されたデータおよび測定されたデータから実行してもよい。

図６を参照して、前記標的セルの前記決定の前記実施の例を説明する。
前記貯蔵システムは、ここで、３つの独立したセル１０Ａ、ＢおよびＣから構成され、共通の排出口インターフェースおよび別個の取込口インターフェースを備える。前記制御手段５０は、独立して、各セル１０の前記加熱手段１０６を管理することを可能にする。

前記３つのセル１０は、塩化バリウム（ＢａＣｌ_２）の形態の複合貯蔵材料および天然膨張黒鉛の添加剤を含む。
セルＡに含まれる前記貯蔵材料１０２を、その最大容量の１００％までアンモニアで負荷する。
セルＢに含まれる前記貯蔵材料１０２を、その最大容量の１０％までアンモニアで負荷する。

セルＣに含まれる前記貯蔵材料１０２を、より低いアンモニア濃度を損ねて（to the detriment of a lower ammonia density）、セルＡおよびＢの前記貯蔵材料１０２よりも高い熱伝導性を有するように処方する。例えば、セルＣの前記貯蔵材料１０２は、より多い量の添加剤を含み、より低い圧縮率を有する。セルＣを作動させる時間（the time for bringing into action cell C）は、このように、セルＡおよびＢについてのものより短い。さらに、セルＣの前記貯蔵材料１０２を、その最大容量の３０％までアンモニアで負荷する。

開始の際、前記制御デバイス５０のための前記監督手段は、各セルについて、このセル１０への前記操作の切り替えを表す、関心のある前記α係数を決定する（the α coefficient representing the interest of switching over the operation onto this cell 10）。この係数は、例えば、３つの因子Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の積などとして、アルゴリズムにより各セルについて決定され、前記セル１０の充填率に、外部温度、エンジン制御ユニット中で利用可能な情報に、および前記エンジン開始からの経過時間に、それぞれ依存する。

セルＡ、ＢおよびＣについて、Ｃ１は、前記セルの前記充填率に対応し、前記セルが充填されている場合には＜＜１＞＞に等しく、前記セルが空である場合には、＜＜０＞＞に等しい。
セルＡおよびＢについて、外部温度が０℃より高い場合には、Ｃ２は、＜＜１＞＞に等しく、外部温度が０℃より低い場合には、Ｃ２は、＜＜０．２＞＞に等しい。

セルＣについて、外部温度が０℃より高い場合には、Ｃ２は、＜＜０．２＞＞に等しく、外部温度が０℃より低い場合には、Ｃ２は、＜＜１＞＞に等しい。
セルＡ、ＢおよびＣについて、Ｃ３は、前記エンジンの開始からの経過時間に対応する。前記経過時間が１ｈより短い場合には、Ｃ３は、＜＜１＞＞に等しく、Ｃ１が＜＜０．１＞＞より小さく、前記経過時間が１ｈより長い場合には、Ｃ３は、＜＜１０＞＞に等しい

前記α係数を、各セルについて、これらの３つの因子の積として決定する。
第１の場合には、前記外部温度が−１５℃に等しく、前記車両が作動するところであることが考えられ、よって経過時間はゼロである。以下が得られる：
α_Ａ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．７＊０．２＊１＝０．１４
α_Ｂ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．１＊０．２＊１＝０．０２
α_Ｃ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．３＊２＊１＝０．６

よって、セルＣが、標的セルとして決定され、熱管理される。これは、高い熱伝導性を有する貯蔵材料１０２に対応し、よって、寒冷条件での臨界的パラメータである、迅速な作動時間がもたらされるためである。

第２の場合には、前記外部温度が２０℃に等しく、前記車両が作動するところであることが考えられ、よって経過時間はゼロである。以下が得られる：
α_Ａ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．７＊１＊１＝０．７
α_Ｂ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．１＊１＊１＝０．１
α_Ｃ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．３＊０．２＊１＝０．０６

次いで、セルＡが、標的セルとして決定され、熱管理される。これは、使用の通常条件で迅速な作動を可能にするためである。
第３の場合には、前記外部温度が２０℃に等しく、前記車両が２ｈ走行していることが考えられる。以下が得られる：
α_Ａ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．７＊１＊１＝０．７
α_Ｂ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．１＊１＊１０＝１
α_Ｃ＝Ｃ１＊Ｃ２＊Ｃ３＝０．３＊０．２＊１＝０．０６

次いで、セルＢが、標的セルとして決定され、熱管理される。これは、ここで、乗車時のエネルギーが広く利用可能である条件で、実質的に空であるセル１０に切り替えることが好ましいことを伴うためであり、これは、十分に長時間車両が走行する場合である。

この例において、このように、前記制御手段５０は、前記貯蔵システムの寿命の場合（life case）により、前記貯蔵システムの最適な操作のための使用に最も妥当な、前記セル１０を標的とすることを可能にする。

一般的に言えば、前記方法により、前記各セル１０の前記加熱手段１０６での独自の挙動により、および前記複数のセル１０に共通する前記フロー２０を調整するための単一手段の使用により、前記複数セル貯蔵システムの最適化された管理が可能となる。

代替的に、または補助として、関心のある前記係数の前記計算は、前記セルに関連する特定のデータを考慮してもよい。

よって、より多く充填されたセルについてのより短い気体放出時間、およびよって最低作動エネルギーを考慮するために、前記係数は、前記セルの前記充填率を考慮してもよい。

さらに、前記係数は、前記投入歴を、すなわち、前記セルの前記負荷および関連時間を考慮してもよい。これは、直近に機能したセル（a cell having recently functioned）は、他のセルより高い内部温度を有するであろうことにより、よって、その利用により、前記貯蔵された気体の放出に必要な前記エネルギーを最小化することが可能となるからである。さらに、前記方法は、所定の時間、例えば、前記システムの２回の保守の間などに、前記システムの前記セルのおよび／または同一のアセンブリもしくはレールの前記セルの利用の数に、等しくなるように構成されてもよい（the method may be configured to equal out the number of utilisations of the cells of the system and／or at least the cells of a same assembly or rail during a given period，for example between two maintenances of the system）。これは、特に、前記セルの均一な経年劣化を得ることを伴う。

特定の態様によれば、セルを、初期に（initially）前記第９ステップによる係数の計算に供さなくてもよく、または少なくとも前記他のセルの異なる計算に供さなくてもよい。

かかる差別化により、例えば、バックアップとしてまたは保存として、充填セルを保存することなどが可能となる。他のセルが全て空であるか、または所定の値よりも低い充填率を有する場合にのみ、このセルを使用してもよい。

各時点において、使用の現在の条件に最も適合させて前記セル１０を使用することにより、前記貯蔵システムの前記操作を最適化することが可能となり、特に、前記保有された貯蔵システムの定義のために厳密に必要な電気的消費に制限することが可能となる（in particular to limit to what is strictly necessary the electrical consumption for the definition of the retained storage system）。

特定の態様によれば、前記第１０ステップには、同時使用のための複数のセルの選択が含まれてもよく、これは、高速走行または高エンジン負荷のイベントにおいて有利であり得る。

前記標的セルを、前記例に示されたもの以外のパラメータを考慮することにより決定することが可能である。他の因子Ｃｉを、次いで、他のパラメータに帰属させる。非限定的な例として、前記走行条件の、すなわち、前記車両が例えば、街中に、路上に、または高速道路などにある場合の、見積もりを再分類することが可能である。予見し得る別のパラメータは、次回の車両保守までの走行距離である。いくつかの因子の積である、α係数の計算の原理を、同様に適用する。

同様に、このタイプの監督手段はまた、前記セル１０の全てが同一である場合には、特に、それらがアンモニアを消耗した間に、セル１０間を切り替えるのに最良の方法で管理される場合に有利であろう。

明らかに、本発明は、記載され、示された態様の形態に限定されることを何ら意味せず、当業者は、彼らの一般常識により、多数の変形および修正をするための方法を知っているであろう。

Claims (1)

1. 気体アンモニアを貯蔵して消費ユニットへ送達するためのシステムであって、前記システムは：
   − 複数の気体アンモニア貯蔵セルであって、それぞれが：
   ○ 気体アンモニア吸収体である、貯蔵材料、
   ○ 複数の他のセルとは独立して、加熱手段を含む各セルの内圧を調節するための手段、
   を含み、
   前記システムは、さらに：
   − 前記消費ユニットに前記複数のセルを連結させる排出口インターフェースであって、前記内圧が下流圧力より高くなる場合に、気体アンモニアが前記セルから放出されることを可能にする、インターフェース、
   − 前記複数のセルに共通する制御デバイスであって、前記複数の他のセルとは独立して、前記複数のセルの前記内圧を調節する手段を制御するための手段を使用して、前記排出口インターフェースへのアンモニアの送達における各セルの働きの制御を可能にする、制御デバイス、
   を含むことを特徴とする、システム。