JP6999372B2 - Hydrogen filling control method and hydrogen filling system located at the hydrogen station - Google Patents

Hydrogen filling control method and hydrogen filling system located at the hydrogen station Download PDF

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Description

本発明は、水素充填制御方法及び水素ステーションに配置された水素充填システムに関し、例えば、水素ガスを燃料とする一般車両が水素燃料を充填するための水素ステーションにおける水素燃料を蓄圧するための制御方法、及びそのシステムに関する。 The present invention relates to a hydrogen filling control method and a hydrogen filling system arranged in a hydrogen station, for example, a control method for accumulating hydrogen fuel in a hydrogen station for a general vehicle using hydrogen gas as fuel to fill hydrogen fuel. , And its system.

自動車の燃料として、従来のガソリンを始めとした燃料油の他に、近年、クリーンなエネルギー源として水素燃料ガスが注目を浴びている。これに伴い、水素燃料ガスを動力源とする燃料電池自動車（ＦＣＶ：Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の開発が進められている。かかる燃料電池自動車（ＦＣＶ）を普及させるためには水素燃料ガスを急速に充填することができる水素ステーションを拡充する必要がある。水素ステーションでは、水素燃料ガスを急速にＦＣＶ車両に充填するために、圧縮機で高圧に圧縮された水素燃料ガスを蓄圧する高圧蓄圧器を配置する。そして、高圧蓄圧器内の圧力とＦＣＶ車両の燃料タンクの圧力との差圧を大きく保ち、高圧蓄圧器からディスペンサを介して燃料タンクへ差圧によって水素燃料ガスを急速充填する。或いは圧縮機からディスペンサを介して圧縮された水素燃料ガスを燃料タンクへ急速充填する。 In recent years, hydrogen fuel gas has been attracting attention as a clean energy source in addition to conventional fuel oils such as gasoline as fuel for automobiles. Along with this, the development of a fuel cell vehicle (FCV: Fuel Cell Vehicle) powered by hydrogen fuel gas is underway. In order to popularize such a fuel cell vehicle (FCV), it is necessary to expand hydrogen stations capable of rapidly filling hydrogen fuel gas. At the hydrogen station, a high-pressure accumulator for accumulating hydrogen fuel gas compressed to a high pressure by a compressor is arranged in order to rapidly fill the FCV vehicle with hydrogen fuel gas. Then, the differential pressure between the pressure in the high-pressure accumulator and the pressure in the fuel tank of the FCV vehicle is kept large, and the hydrogen fuel gas is rapidly filled from the high-pressure accumulator to the fuel tank via the dispenser by the differential pressure. Alternatively, the fuel tank is rapidly filled with hydrogen fuel gas compressed from the compressor via the dispenser.

また、ＦＣＶ車両は、現状、ガソリン自動車等と比べてまだ台数が大幅に少ない。よって、水素ステーションに到来する台数も、常時、混雑するわけではない。そのため、水素ステーションでは、高圧蓄圧器及び圧縮機といった供給設備のセットを、例えば、１台分配置する。そのため、高圧蓄圧器から１台目のＦＣＶ車両に水素燃料ガスを供給してしまうと、高圧蓄圧器内の水素燃料ガスが減少してしまうので、２台目のＦＣＶ車両に充填するためには高圧蓄圧器を復圧する必要がある。１台目に水素燃料ガスを供給している最中に２台目のＦＣＶ車両が水素ステーションに到来した場合、１台目のＦＣＶ車両への充填によって減少した高圧蓄圧器への復圧が終了するまで２台目のＦＣＶ車両は待たされることになる。従って、１つの水素ステーションに充填のために到来するユーザ車両が集中すると、待ち時間も含めて充填するためにかかる時間が長くなってしまう。そのため、減少した高圧蓄圧器への復圧にかかる時間をできるだけ短縮・安定化することが求められる。 At present, the number of FCV vehicles is still significantly smaller than that of gasoline-powered vehicles. Therefore, the number of hydrogen stations arriving at the hydrogen station is not always crowded. Therefore, in the hydrogen station, for example, one set of supply equipment such as a high-pressure accumulator and a compressor is arranged. Therefore, if hydrogen fuel gas is supplied from the high-pressure accumulator to the first FCV vehicle, the hydrogen fuel gas in the high-pressure accumulator will decrease. It is necessary to repressurize the high pressure accumulator. If the second FCV vehicle arrives at the hydrogen station while the first hydrogen fuel gas is being supplied, the decompression to the high-pressure accumulator, which was reduced by filling the first FCV vehicle, is completed. The second FCV vehicle will have to wait until this happens. Therefore, if the user vehicles arriving for filling are concentrated in one hydrogen station, the time required for filling including the waiting time becomes long. Therefore, it is required to shorten and stabilize the time required for repressurizing the reduced high-pressure accumulator as much as possible.

高圧蓄圧器への充填制御方法の一例として、例えば、水素製造装置で製造された水素ガスを第１の圧縮機で圧縮して、中間蓄圧器に４０ＭＰａまで充填すると共に、かかる中間蓄圧器の蓄圧された水素ガスを直列に繋がる第２の圧縮機で圧縮して、高圧蓄圧器に８２ＭＰａまで充填する方法が用いられる場合がある。そして、中間蓄圧器が４０ＭＰａまで蓄圧されると水素製造装置は徐々に製造量を落としていき、停止する。その際、第１の圧縮機で圧縮された水素ガスのうち、中間蓄圧器に蓄圧しきれず余った水素ガスを別の予備蓄圧器に蓄圧しておく。そして、水素製造装置が停止中に中間蓄圧器から高圧蓄圧器へのガス供給により中間蓄圧器の圧力が低下した場合に、予備蓄圧器の水素ガスを水素製造装置で製造された水素ガスと同じ圧力まで減圧して、第１の圧縮機に送る。そして、水素ガスを第１の圧縮機で圧縮して、中間蓄圧器に蓄圧するといった手法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。 As an example of the filling control method for the high-pressure accumulator, for example, the hydrogen gas produced by the hydrogen production apparatus is compressed by the first compressor, the intermediate accumulator is filled up to 40 MPa, and the accumulator of the intermediate accumulator is accumulating. A method of compressing the generated hydrogen gas with a second compressor connected in series and filling the high-pressure accumulator up to 82 MPa may be used. Then, when the intermediate accumulator is accumulating up to 40 MPa, the hydrogen production apparatus gradually reduces the production amount and stops. At that time, of the hydrogen gas compressed by the first compressor, the excess hydrogen gas that cannot be accumulated in the intermediate accumulator is accumulated in another preliminary accumulator. Then, when the pressure of the intermediate accumulator drops due to the gas supply from the intermediate accumulator to the high-pressure accumulator while the hydrogen production apparatus is stopped, the hydrogen gas of the preliminary accumulator is the same as the hydrogen gas produced by the hydrogen production apparatus. The pressure is reduced to the pressure and sent to the first compressor. Then, a method of compressing hydrogen gas with the first compressor and accumulating the pressure in the intermediate accumulator has been devised (see, for example, Patent Document 1).

高圧蓄圧器への充填制御方法は、上記方法に限らず、例えば、水素製造装置で製造された低圧の水素ガスを圧縮機で最終的な高圧まで圧縮して、高圧蓄圧器に、例えば、８２ＭＰａまで充填する方法が用いられる場合がある。かかる場合、途中段階のバッファとなる中間蓄圧器が無いので高圧蓄圧器のバックアップが困難になる。かかる場合でも、高圧蓄圧器への復圧にかかる時間をできるだけ短縮・安定化することが求められる。 The filling control method for the high-pressure accumulator is not limited to the above method. For example, the low-pressure hydrogen gas produced by the hydrogen production apparatus is compressed to the final high pressure by a compressor and used in the high-pressure accumulator, for example, 82 MPa. The filling method may be used. In such a case, it becomes difficult to back up the high-pressure accumulator because there is no intermediate accumulator that serves as a buffer in the middle stage. Even in such a case, it is required to shorten and stabilize the time required for repressurizing the high-pressure accumulator as much as possible.

特開２０１５－０１３７５９号公報JP-A-2015-103759

そこで、本発明の一態様は、ＦＣＶ車両に水素燃料ガスを供給しながらも、効率よく高圧蓄圧器を復圧可能な充填制御の方法およびそのシステムを提供する。 Therefore, one aspect of the present invention provides a filling control method and a system thereof that can efficiently repressurize a high-pressure accumulator while supplying hydrogen fuel gas to an FCV vehicle.

本発明の一態様の水素充填制御方法は、
水素製造装置が運転している場合、水素製造装置から電気化学式圧縮機に水素製造装置により製造された低圧の水素燃料ガスを供給し、電気化学式圧縮機により水素燃料ガスを圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを高圧蓄圧器に蓄圧する蓄圧工程１と、
水素製造装置が停止している場合、中圧の水素燃料ガスが蓄圧された中圧蓄圧器から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに電気化学式圧縮機に供給する第１の供給ラインと前記中圧蓄圧器から前記中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧して電気化学式圧縮機に供給する第２の供給ラインとのうち、前記第１の供給ラインを選択する選択工程と、
前記水素製造装置が停止している場合に、選択された前記第１の供給ラインを介して中圧の水素燃料ガスを電気化学式圧縮機に供給し、電気化学式圧縮機により水素燃料ガスをさらに圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを前記高圧蓄圧器に蓄圧する蓄圧工程２と、を備えたことを特徴とする。 The hydrogen filling control method according to one aspect of the present invention is
When the hydrogen production equipment is in operation, the hydrogen production equipment supplies the low-pressure hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production equipment to the electrochemical compressor, and the hydrogen fuel gas is compressed and compressed by the electrochemical compressor. Accumulation step 1 for accumulating high-pressure hydrogen fuel gas in a high-pressure accumulator,
When the hydrogen production equipment is stopped, the first supply line that supplies the medium-pressure hydrogen fuel gas from the medium-pressure accumulator in which the medium-pressure hydrogen fuel gas is accumulated to the electrochemical compressor without reducing the pressure to low pressure. And a selection step of selecting the first supply line from the second supply line that decompresses the medium pressure hydrogen fuel gas from the medium pressure accumulator to a low pressure and supplies it to the electrochemical compressor.
When the hydrogen production apparatus is stopped, medium-pressure hydrogen fuel gas is supplied to the electrochemical compressor via the selected first supply line, and the hydrogen fuel gas is further compressed by the electrochemical compressor. It is characterized by comprising a pressure accumulating step 2 for accumulating compressed high-pressure hydrogen fuel gas in the high-pressure accumulator.

また、水素製造装置が運転している場合であって、水素製造装置から電気化学式圧縮機に供給される低圧の水素燃料ガスの供給量が閾値に満たない場合に、水素製造装置からの供給に加えて、さらに、中圧蓄圧器から第２の供給ラインを介して低圧に減圧された水素燃料ガスを電気化学式圧縮機に供給すると好適である。 Further, when the hydrogen production device is in operation and the supply amount of the low-pressure hydrogen fuel gas supplied from the hydrogen production device to the electrochemical compressor does not reach the threshold value, the supply from the hydrogen production device is performed. In addition, it is preferable to supply the hydrogen fuel gas decompressed to a low pressure from the medium pressure accumulator via the second supply line to the electrochemical compressor.

また、高圧蓄圧器は、蓄圧された水素燃料ガスを燃料電池自動車（ＦＣＶ）に充填しながら、電気化学式圧縮機により蓄圧されると好適である。 Further, it is preferable that the high-pressure accumulator is accumulating pressure by an electrochemical compressor while filling the fuel cell vehicle (FCV) with the accumulated hydrogen fuel gas.

また、第２の供給ラインによって減圧される水素燃料ガスの圧力は、水素製造装置から供給される水素燃料ガスの圧力よりも低いように構成すると好適である。 Further, it is preferable that the pressure of the hydrogen fuel gas depressurized by the second supply line is set to be lower than the pressure of the hydrogen fuel gas supplied from the hydrogen production apparatus.

また、水素製造装置から電気化学式圧縮機に水素製造装置により製造された低圧の水素燃料ガスを供給し、電気化学式圧縮機により水素燃料ガスを圧縮して、圧縮された中圧の水素燃料ガスを中圧蓄圧器に蓄圧する工程をさらに備えると好適である。 In addition, the hydrogen production equipment supplies the low-pressure hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production equipment to the electrochemical compressor, and the hydrogen fuel gas is compressed by the electrochemical compressor to produce the compressed medium-pressure hydrogen fuel gas. It is preferable to further include a step of accumulating pressure in the medium pressure accumulator.

また、中圧蓄圧器から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに供給することによって、中圧蓄圧器内の圧力が閾値Ｔｈ’よりも低下した場合に、燃料電池自動車への水素燃料ガスの充填完了を待ってから水素製造装置の運転を開始し、中圧蓄圧器内の圧力が中圧、あるいは中圧より低く、かつ、閾値Ｔｈ’より高い閾値Ｔｌ’に到達した場合に、水素製造装置の運転を停止すると好適である。 Further, by supplying medium-pressure hydrogen fuel gas from the medium-pressure accumulator to a low pressure without reducing the pressure, when the pressure in the medium-pressure accumulator drops below the threshold Th', hydrogen fuel to the fuel cell vehicle is supplied. After waiting for the completion of gas filling, the operation of the hydrogen production device is started, and when the pressure in the medium pressure accumulator reaches medium pressure or lower than medium pressure and reaches the threshold Tl'higher than the threshold Th'. It is preferable to stop the operation of the hydrogen production device.

本発明の一態様の水素ステーションに配置された水素充填システムは、
炭素燃料から水素燃料ガスを製造する、若しくは液体水素から水素燃料ガスを製造する水素製造装置と、
水素燃料ガスの供給を受け、水素燃料ガスを圧縮する電気化学式圧縮機と、
電気化学式圧縮機により圧縮された中圧の水素燃料ガスを蓄圧する中圧蓄圧器と、
電気化学式圧縮機により圧縮された高圧の水素燃料ガスを蓄圧する高圧蓄圧器と、
中圧蓄圧器から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに電気化学式圧縮機に供給する第１の供給ラインと、
中圧蓄圧器から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧して電気化学式圧縮機に供給する第２の供給ラインと、
水素製造装置と電気化学式圧縮機とを繋ぐ第３の供給ラインと、
電気化学式圧縮機と高圧蓄圧器とを繋ぐ第４の供給ラインと、
電気化学式圧縮機と中圧蓄圧器とを繋ぐ第５の供給ラインと、
水素製造装置が運転している場合に、水素製造装置から電気化学式圧縮機に水素製造装置により製造された低圧の水素燃料ガスを供給し、電気化学式圧縮機により水素燃料ガスを圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを高圧蓄圧器に蓄圧するにように制御すると共に、水素製造装置が停止している場合に、中圧蓄圧器から第１の供給ラインを介して中圧の水素燃料ガスを電気化学式圧縮機に供給し、電気化学式圧縮機により水素燃料ガスをさらに圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを高圧蓄圧器に蓄圧するように第１～５の供給ラインを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
The hydrogen filling system arranged in the hydrogen station of one aspect of the present invention is
A hydrogen production device that produces hydrogen fuel gas from carbon fuel or hydrogen fuel gas from liquid hydrogen,
An electrochemical compressor that receives the supply of hydrogen fuel gas and compresses the hydrogen fuel gas,
A medium-pressure accumulator that accumulates medium-pressure hydrogen fuel gas compressed by an electrochemical compressor,
A high-pressure accumulator that accumulates high-pressure hydrogen fuel gas compressed by an electrochemical compressor,
A first supply line that supplies medium-pressure hydrogen fuel gas from a medium-pressure accumulator to an electrochemical compressor without reducing the pressure to a low pressure.
A second supply line that decompresses medium-pressure hydrogen fuel gas from a medium-pressure accumulator to a low pressure and supplies it to an electrochemical compressor.
A third supply line connecting the hydrogen production equipment and the electrochemical compressor,
A fourth supply line connecting the electrochemical compressor and the high-pressure accumulator,
A fifth supply line connecting the electrochemical compressor and the medium pressure accumulator,
When the hydrogen production equipment is in operation, the hydrogen production equipment supplies the low-pressure hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production equipment to the electrochemical compressor, and the hydrogen fuel gas is compressed by the electrochemical compressor to compress the hydrogen fuel gas. The high-pressure hydrogen fuel gas is controlled to be accumulated in the high-pressure accumulator, and when the hydrogen production device is stopped, the medium-pressure hydrogen fuel is supplied from the medium-pressure accumulator via the first supply line. The first to fifth supply lines are controlled so that the gas is supplied to the electrochemical compressor, the hydrogen fuel gas is further compressed by the electrochemical compressor, and the compressed high-pressure hydrogen fuel gas is accumulated in the high-pressure accumulator. It is characterized by having a control unit and a control unit.

本発明の一態様によれば、ＦＣＶ車両に水素燃料ガスを供給しながらも、効率よく高圧蓄圧器を充填できる。 According to one aspect of the present invention, the high pressure accumulator can be efficiently filled while supplying hydrogen fuel gas to the FCV vehicle.

実施の形態１における水素ステーションの水素燃料供給システムの構成を示す構成図の一例である。It is an example of the block diagram which shows the structure of the hydrogen fuel supply system of the hydrogen station in Embodiment 1. 実施の形態１における制御回路の内部構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the internal structure of the control circuit in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における高圧蓄圧器に水素燃料ガスを充填する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of filling the high pressure accumulator in Embodiment 1 with hydrogen fuel gas. 実施の形態１における中圧蓄圧器に水素燃料ガスを充填する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of filling the medium pressure accumulator in Embodiment 1 with hydrogen fuel gas. 実施の形態１における水素燃料の充填方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。It is a flowchart which shows a part of the main part process of the hydrogen fuel filling method in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における高圧蓄圧器の圧力とＦＣＶ車両の燃料タンク圧力とのタイムチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time chart of the pressure of a high pressure accumulator and the fuel tank pressure of an FCV vehicle in Embodiment 1. 実施の形態１における水素製造装置が停止中の場合における充填方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the filling method in the case where the hydrogen production apparatus in Embodiment 1 is stopped. 実施の形態１における水素製造装置が定格運転中の場合における充填方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the filling method in the case where the hydrogen production apparatus in Embodiment 1 is in a rated operation. 実施の形態１における水素製造装置の製造負荷が閾値未満で運転中の場合における充填方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the filling method in the case where the production load of the hydrogen production apparatus in Embodiment 1 is less than a threshold value and is operating.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における水素ステーションの水素燃料供給システムの構成を示す構成図の一例である。図１において、水素燃料供給システム５００は、水素ステーション１０２内に配置される。水素燃料供給システム５００は、中圧蓄圧器１２、高圧蓄圧器１４、ディスペンサ３０（水素燃料充填器）、圧縮機４０、水素製造装置３００及び制御回路１００を備えている。高圧蓄圧器１４は、最大で、例えば、８０～９０ＭＰａ（ここでは８２ＭＰａ）といった高圧の水素燃料ガスを蓄圧する。また、高圧蓄圧器１４は、図１に示すように、１つの蓄圧器によって構成させても良いし、使用下限圧力を多段にした図示しない複数の蓄圧器により構成されても構わない。高圧蓄圧器１４が、例えば、３段の多段蓄圧器で構成される場合、使用下限圧力が最も低くなるまで使用するバンク１（１ｓｔ バンク）として作用する第１蓄圧器と、使用下限圧力が中間のバンク２（２ｎｄ バンク）として作用する第２蓄圧器と、使用下限圧力が高いバンク３（３ｒｄ バンク）として作用する第３蓄圧器とによって構成される。一方、中圧蓄圧器１２は、最大で、例えば、２０～５０ＭＰａといった中圧の水素燃料ガスを蓄圧する。また、中圧蓄圧器１２は、図１に示すように、１つの蓄圧器によって構成させても良いし、高圧蓄圧器１４と同様、図示しない複数の蓄圧器により構成されても構わない。 Embodiment 1.
FIG. 1 is an example of a configuration diagram showing a configuration of a hydrogen fuel supply system for a hydrogen station according to the first embodiment. In FIG. 1, the hydrogen fuel supply system 500 is arranged in the hydrogen station 102. The hydrogen fuel supply system 500 includes a medium pressure accumulator 12, a high pressure accumulator 14, a dispenser 30 (hydrogen fuel filler), a compressor 40, a hydrogen production device 300, and a control circuit 100. The high-pressure accumulator 14 accumulates high-pressure hydrogen fuel gas having a maximum pressure of, for example, 80 to 90 MPa (here, 82 MPa). Further, as shown in FIG. 1, the high-pressure accumulator 14 may be configured by one accumulator, or may be configured by a plurality of accumulators (not shown) having a multi-stage lower limit pressure for use. When the high-pressure accumulator 14 is composed of, for example, a three-stage multi-stage accumulator, the lower limit pressure is intermediate between the first accumulator that acts as the bank 1 (1st bank) to be used until the lower limit pressure is the lowest. It is composed of a second accumulator that acts as a bank 2 (2nd bank) and a third accumulator that acts as a bank 3 (3rd bank) having a high lower limit pressure. On the other hand, the medium pressure accumulator 12 accumulates a medium pressure hydrogen fuel gas having a maximum pressure of, for example, 20 to 50 MPa. Further, as shown in FIG. 1, the medium pressure accumulator 12 may be configured by one accumulator, or may be configured by a plurality of accumulators (not shown) like the high pressure accumulator 14.

水素製造装置３００は、炭素燃料から水素燃料ガスを製造する。或いは、水素製造装置３００は、外部から搬送された液体水素から水素燃料ガスを製造する。水素製造装置３００が炭素燃料から水素燃料ガスを製造する場合、図１の例に示す水素ステーション１０２は、水素製造装置３００が配置されるオンサイト式水素ステーションを構成する。また、水素製造装置３００が液体水素から水素燃料ガスを製造する場合、図１の例に示す水素ステーション１０２は、水素製造装置３００が配置される液水水素ステーションを構成する。 The hydrogen production apparatus 300 produces hydrogen fuel gas from carbon fuel. Alternatively, the hydrogen production apparatus 300 produces hydrogen fuel gas from liquid hydrogen conveyed from the outside. When the hydrogen production device 300 produces hydrogen fuel gas from carbon fuel, the hydrogen station 102 shown in the example of FIG. 1 constitutes an on-site hydrogen station in which the hydrogen production device 300 is arranged. Further, when the hydrogen production apparatus 300 produces hydrogen fuel gas from liquid hydrogen, the hydrogen station 102 shown in the example of FIG. 1 constitutes a liquid water hydrogen station in which the hydrogen production apparatus 300 is arranged.

また、実施の形態１では、圧縮機４０として、電気化学式圧縮機を用いる。電気化学式圧縮機では、アノードに供給された低圧の水素ガスが、電圧が印加されることにより酸化され、プロトン（水素イオン）と電子に分離する。そして、電解質膜を介してカソードに伝導したプロトンと、外部回路を通ってアノードからカソードへと伝わった電子とが、カソードで結合して再び水素を生成することで、カソード側で水素を圧縮する。ここで、水素燃料ガスを圧縮する圧縮機としては、電気化学式圧縮機の他に、例えば、レシプロタイプとブースタータイプとが存在する。レシプロ型圧縮機では、低圧の水素ガスを高圧に圧縮することは可能であるが、圧縮率が機械的に固定されてしまうので吸込圧を可変にすることは困難である。また、ブースター式圧縮機では、吸込圧を可変にすることは可能であるが、吸込圧の変化により圧縮機の吐出流量が変動してしまう。また、圧縮率が低く、水素製造装置３００から供給される低圧の水素ガスを水素ステーションに必要な高圧（例えば８２ＭＰａ）に圧縮するためには圧縮機を多段に配置することが必要となる。そのため、コストが過大になるだけでなく、水素ステーション内に占める設置スペースが大きくなってしまう。これらに対して、電気化学式圧縮機では、１段の圧縮機により低圧の水素ガスを高圧に圧縮することが可能であると共に、吸込圧を可変にしても圧縮機の吐出流量を一定（例えば圧縮機定格流量）に制御することができる。そのため、設置スペースを抑えながら低圧の水素ガスを高圧に安定した流量で圧縮できる。また、中間蓄圧器１２に蓄圧された中圧の水素ガスを低圧に減圧することなく高圧に圧縮できることから、圧縮する際のエネルギーロスを低減できる。もちろん、実施の形態１では、電気化学式圧縮機を多段に配置する場合を排除するものではない。 Further, in the first embodiment, an electrochemical compressor is used as the compressor 40. In an electrochemical compressor, low-pressure hydrogen gas supplied to an anode is oxidized by applying a voltage and separated into protons (hydrogen ions) and electrons. Then, the protons conducted to the cathode through the electrolyte membrane and the electrons transmitted from the anode to the cathode through the external circuit combine at the cathode to generate hydrogen again, thereby compressing hydrogen on the cathode side. .. Here, as the compressor for compressing the hydrogen fuel gas, for example, there are a reciprocating type and a booster type in addition to the electrochemical compressor. With a reciprocating compressor, it is possible to compress low-pressure hydrogen gas to a high pressure, but it is difficult to make the suction pressure variable because the compression rate is mechanically fixed. Further, in the booster type compressor, although it is possible to make the suction pressure variable, the discharge flow rate of the compressor fluctuates due to the change in the suction pressure. Further, in order to compress the low-pressure hydrogen gas supplied from the hydrogen production apparatus 300 to the high pressure (for example, 82 MPa) required for the hydrogen station, which has a low compression rate, it is necessary to arrange the compressors in multiple stages. Therefore, not only the cost becomes excessive, but also the installation space occupied in the hydrogen station becomes large. On the other hand, in the electrochemical compressor, it is possible to compress low-pressure hydrogen gas to high pressure by a one-stage compressor, and even if the suction pressure is variable, the discharge flow rate of the compressor is constant (for example, compression). It can be controlled to the machine rated flow rate). Therefore, low-pressure hydrogen gas can be compressed to high pressure at a stable flow rate while reducing the installation space. Further, since the medium-pressure hydrogen gas accumulated in the intermediate accumulator 12 can be compressed to a high pressure without reducing the pressure to a low pressure, the energy loss at the time of compression can be reduced. Of course, the first embodiment does not exclude the case where the electrochemical compressors are arranged in multiple stages.

また、図１において、圧縮機４０の吸込側は、水素製造装置３００の吐出側と供給ライン１１０（第３の供給ライン）により接続される。供給ライン１１０は、配管途中に接続されたバルブ３０４と水素製造装置３００の吐出側付近に配置された圧力計３０２を有している。同様に、圧縮機４０の吸込側は、中圧蓄圧器１２の一端側と供給ライン１１６（第２の供給ライン）及び供給ライン１１８（第１の供給ライン）による並列な２系統の供給ラインによって接続される。供給ライン１１６は、配管途中に接続されたバルブ２２と同じく配管途中に接続された減圧弁２３とを有している。供給ライン１１８は、配管途中に接続されたバルブ２４を有している。供給ライン１１８には、減圧弁は配置されていない、或いは配置されても構わないが減圧するように制御されていない。図１の例では、水素製造装置３００の吐出側から延びる供給ライン１１０に、中圧蓄圧器１２の一端側から延びる供給ライン１１６がまず接続され、次に供給ライン１１８が接続されるように図示されているが、これに限るものではない。供給ライン１１０と供給ライン１１６と供給ライン１１８とが並列に圧縮機４０の吸込側に接続されればよい。また、減圧弁２３として、減圧制御されない全開－全閉制御と減圧制御との双方が可能な他力式減圧弁を用いても良い。かかる他力式減圧弁を用いる場合、供給ライン１１６と供給ライン１１８を共通のラインにしても構わない。 Further, in FIG. 1, the suction side of the compressor 40 is connected to the discharge side of the hydrogen production apparatus 300 by a supply line 110 (third supply line). The supply line 110 has a valve 304 connected in the middle of piping and a pressure gauge 302 arranged near the discharge side of the hydrogen production apparatus 300. Similarly, the suction side of the compressor 40 is provided by two parallel supply lines, one end side of the medium pressure accumulator 12 and the supply line 116 (second supply line) and the supply line 118 (first supply line). Be connected. The supply line 116 has a pressure reducing valve 23 connected in the middle of the pipe as well as a valve 22 connected in the middle of the pipe. The supply line 118 has a valve 24 connected in the middle of the pipe. A pressure reducing valve is not arranged or may be arranged in the supply line 118 but is not controlled to reduce the pressure. In the example of FIG. 1, the supply line 116 extending from one end side of the medium pressure accumulator 12 is first connected to the supply line 110 extending from the discharge side of the hydrogen production apparatus 300, and then the supply line 118 is connected. However, it is not limited to this. The supply line 110, the supply line 116, and the supply line 118 may be connected in parallel to the suction side of the compressor 40. Further, as the pressure reducing valve 23, a passive pressure reducing valve capable of both fully open-fully closed control and pressure reducing control, which is not controlled by pressure reduction, may be used. When such a passive pressure reducing valve is used, the supply line 116 and the supply line 118 may be a common line.

また、図１において、圧縮機４０の吐出側は、高圧蓄圧器１４の一端側と供給ライン１１２（第４の供給ライン）によって接続される。供給ライン１１２は、配管途中に接続されたバルブ２８を有している。同様に、圧縮機４０の吐出側は、中圧蓄圧器１２の他端側と供給ライン１１４（第５の供給ライン）によって接続される。供給ライン１１４は、配管途中に接続されたバルブ２６と中圧蓄圧器１２の他端側付近に配置された圧力計１３とを有している。図１に示すように、中圧蓄圧器１２と圧縮機４０は、水素製造装置３００と高圧蓄圧器１４との間で、並列に配置される。図１の例では、圧縮機４０の吐出側から高圧蓄圧器１４へと延びる供給ライン１１２が途中で分岐して供給ライン１１４が接続される図示されているが、これに限るものではない。供給ライン１１２と供給ライン１１４とが並列に圧縮機４０の吐出側に接続されればよい。 Further, in FIG. 1, the discharge side of the compressor 40 is connected to one end side of the high-pressure accumulator 14 by a supply line 112 (fourth supply line). The supply line 112 has a valve 28 connected in the middle of the pipe. Similarly, the discharge side of the compressor 40 is connected to the other end side of the medium pressure accumulator 12 by a supply line 114 (fifth supply line). The supply line 114 has a valve 26 connected in the middle of the pipe and a pressure gauge 13 arranged near the other end side of the medium pressure accumulator 12. As shown in FIG. 1, the medium pressure accumulator 12 and the compressor 40 are arranged in parallel between the hydrogen production apparatus 300 and the high pressure accumulator 14. In the example of FIG. 1, the supply line 112 extending from the discharge side of the compressor 40 to the high-pressure accumulator 14 is shown to be branched in the middle and the supply line 114 is connected, but the present invention is not limited to this. The supply line 112 and the supply line 114 may be connected in parallel to the discharge side of the compressor 40.

また、図１において、高圧蓄圧器１４の他端側は、ディスペンサ３０吸込側と供給ライン１１９によって接続される。供給ライン１１９は、配管途中に接続されたバルブ２９と高圧蓄圧器１４の他端側付近に配置された圧力計１５とを有している。 Further, in FIG. 1, the other end side of the high-pressure accumulator 14 is connected to the suction side of the dispenser 30 by a supply line 119. The supply line 119 has a valve 29 connected in the middle of the pipe and a pressure gauge 15 arranged near the other end side of the high pressure accumulator 14.

また、水素製造装置３００の吐出圧は、圧力計３０２によって計測される。また、中圧蓄圧器１２内の圧力は、圧力計１３によって計測される。高圧蓄圧器１４内の圧力は、圧力計１５によって計測される。 Further, the discharge pressure of the hydrogen production apparatus 300 is measured by the pressure gauge 302. Further, the pressure in the medium pressure accumulator 12 is measured by the pressure gauge 13. The pressure in the high pressure accumulator 14 is measured by the pressure gauge 15.

また、ディスペンサ３０内には、冷却器３２（プレクーラー）、流量調整弁３６、及び圧力計３８が配置される。高圧蓄圧器１４から供給される水素燃料ガスは、流量調整弁３６によって流量が調整され、流量によって充填速度が調整される。そして、水素燃料ガスは、冷却器３２によって、例えば、－４０℃に冷却される。よって、ディスペンサ３０は、冷却された水素燃料ガスをＦＣＶ車両２００に搭載された燃料タンク２０２に差圧を利用して充填する。また、ディスペンサ３０の出口圧力は、圧力計３８によって計測される。また、ディスペンサ３０内或いは近辺には、中継器３４が配置され、水素ステーション１０２に到来したＦＣＶ車両２００（水素燃料ガスを動力源とする燃料電池自動車（ＦＣＶ））内の車載器２０４と通信可能に構成される。例えば、赤外線を用いて無線通信可能に構成される。 Further, a cooler 32 (pre-cooler), a flow rate adjusting valve 36, and a pressure gauge 38 are arranged in the dispenser 30. The flow rate of the hydrogen fuel gas supplied from the high-pressure accumulator 14 is adjusted by the flow rate adjusting valve 36, and the filling speed is adjusted by the flow rate. Then, the hydrogen fuel gas is cooled to, for example, −40 ° C. by the cooler 32. Therefore, the dispenser 30 fills the fuel tank 202 mounted on the FCV vehicle 200 with the cooled hydrogen fuel gas by using the differential pressure. Further, the outlet pressure of the dispenser 30 is measured by the pressure gauge 38. Further, a repeater 34 is arranged in or near the dispenser 30 and can communicate with the in-vehicle device 204 in the FCV vehicle 200 (fuel cell vehicle (FCV) powered by hydrogen fuel gas) that has arrived at the hydrogen station 102. It is composed of. For example, it is configured to enable wireless communication using infrared rays.

また、上述した各バルブの開閉、ディスペンサ３０、圧縮機４０、及び水素製造装置３００は、制御回路１００によって制御される。 Further, the opening / closing of each valve, the dispenser 30, the compressor 40, and the hydrogen production apparatus 300 described above are controlled by the control circuit 100.

図２は、実施の形態１における制御回路の内部構成の一例を示す構成図である。図２において、制御回路１００内には、通信制御回路５０、メモリ５１、受信部５２、終了圧・温度演算部５４、フロー計画部５６、システム制御部５８、復圧制御部６１、供給制御部６３、圧力受信部６６、判定部８６、選択部８７、判定部８８、及び磁気ディスク装置等の記憶装置８０，８２，８４が配置される。復圧制御部６１は、バルブ制御部６０、圧縮機制御部６２、及び水素製造装置制御部６７を有する。供給制御部６３は、ディスペンサ制御部６４及びバルブ制御部６５を有する。受信部５２、終了圧・温度演算部５４、フロー計画部５６、システム制御部５８、復圧制御部６１（バルブ制御部６０、圧縮機制御部６２、水素製造装置制御部６７）、供給制御部６３（ディスペンサ制御部６４、バルブ制御部６５）、圧力受信部６６、判定部８６、選択部８７、及び判定部８８、といった各「～部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。受信部５２、終了圧・温度演算部５４、フロー計画部５６、システム制御部５８、復圧制御部６１（バルブ制御部６０、圧縮機制御部６２、水素製造装置制御部６７）、供給制御部６３（ディスペンサ制御部６４、バルブ制御部６５）、圧力受信部６６、判定部８６、選択部８７、及び判定部８８内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ５１に記憶される。 FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of the internal configuration of the control circuit according to the first embodiment. In FIG. 2, in the control circuit 100, a communication control circuit 50, a memory 51, a receiving unit 52, an end pressure / temperature calculation unit 54, a flow planning unit 56, a system control unit 58, a pressure recovery control unit 61, and a supply control unit are included. 63, a pressure receiving unit 66, a determination unit 86, a selection unit 87, a determination unit 88, and storage devices 80, 82, 84 such as a magnetic disk device are arranged. The pressure recovery control unit 61 includes a valve control unit 60, a compressor control unit 62, and a hydrogen production device control unit 67. The supply control unit 63 includes a dispenser control unit 64 and a valve control unit 65. Receiver 52, end pressure / temperature calculation unit 54, flow planning unit 56, system control unit 58, pressure recovery control unit 61 (valve control unit 60, compressor control unit 62, hydrogen production device control unit 67), supply control unit. Each "-unit" such as 63 (dispenser control unit 64, valve control unit 65), pressure receiving unit 66, determination unit 86, selection unit 87, and determination unit 88 includes a processing circuit, and the processing circuit includes a processing circuit. Includes electrical circuits, computers, processors, circuit boards, semiconductor devices and the like. Further, a common processing circuit (same processing circuit) may be used for each "-part". Alternatively, different processing circuits (separate processing circuits) may be used. Receiver 52, end pressure / temperature calculation unit 54, flow planning unit 56, system control unit 58, pressure recovery control unit 61 (valve control unit 60, compressor control unit 62, hydrogen production device control unit 67), supply control unit The input data or the calculated result required in 63 (dispenser control unit 64, valve control unit 65), pressure receiving unit 66, determination unit 86, selection unit 87, and determination unit 88 are stored in the memory 51 each time. ..

また、記憶装置８０内には、ＦＣＶ車両２００に搭載された燃料タンク２０２の圧力、温度、及び燃料タンク２０２の容積といったＦＣＶ情報と、ＦＣＶ情報に対応する水素燃料ガスの残量と、燃料タンク２０２に充填すべき最終圧、及び最終温度といった充填情報との相関関係を示す変換テーブル８１が格納される。また、記憶装置８０内には、変換テーブル８１から得られる結果を補正する補正テーブル８３が格納される。 Further, in the storage device 80, FCV information such as the pressure, temperature, and volume of the fuel tank 202 mounted on the FCV vehicle 200, the remaining amount of hydrogen fuel gas corresponding to the FCV information, and the fuel tank The conversion table 81 showing the correlation with the filling information such as the final pressure to be filled and the final temperature is stored in 202. Further, the storage device 80 stores a correction table 83 for correcting the result obtained from the conversion table 81.

また、制御回路１００内では、圧力受信部６６が、通信制御回路５０を介して、常時或いは所定のサンプリング間隔で、各圧力計３０２，１３，１５，３８の圧力をモニタリングする。受信された各圧力計３０２，１３，１５，３８の圧力データは、受信時刻の情報と共に、記憶装置８４に記憶される。 Further, in the control circuit 100, the pressure receiving unit 66 monitors the pressure of each pressure gauge 302, 13, 15, 38 at all times or at a predetermined sampling interval via the communication control circuit 50. The received pressure data of each pressure gauge 302, 13, 15, 38 is stored in the storage device 84 together with the information of the reception time.

ＦＣＶ車両２００への水素燃料ガスの充填に先立ち、まずは、そのための準備を行う。具体的には、高圧蓄圧器１４と中圧蓄圧器１２とに水素燃料ガスを充填する。 Prior to filling the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel gas, first, preparations for that purpose are made. Specifically, the high-pressure accumulator 14 and the medium-pressure accumulator 12 are filled with hydrogen fuel gas.

図３は、実施の形態１における高圧蓄圧器に水素燃料ガスを充填する方法を説明するための図である。図３において、水素製造装置制御部６７による制御のもと、水素製造装置３００では、１ＭＰａ未満、例えば、０．７ＭＰａの低圧の水素燃料ガスを供給する。水素製造装置３００は、定格運転時に、定格容量として、例えば、３００Ｎｍ３／ｈの流量を製造できる。各供給ラインは、制御回路１００によって制御される。バルブ制御部６０によりバルブ２２，２４，２６，２９が閉に制御されると共に、バルブ３０４，２８が開に制御される。かかる動作により、水素製造装置３００から圧縮機４０の吸込側に供給ライン１１０を介して、水素製造装置３００により製造された低圧の水素燃料ガスが供給される。よって、圧縮機４０の吸込側の１次側圧力ＰＩＮは、通常時は低圧になる。圧縮機制御部６２により制御された圧縮機４０では、かかる低圧の水素燃料ガスを圧縮する。圧縮機４０は、水素製造装置３００の定格容量、例えば、３００Ｎｍ３／ｈの水素燃料ガスを吸い込み、圧縮可能に動作する。そして、供給ライン１１２を介して圧縮された高圧の水素燃料ガスを高圧蓄圧器１４に蓄圧する。圧縮機４０は、高圧蓄圧器１４内が所定の高圧（例えば、８２ＭＰａ）になるまで圧縮する。言い換えれば、圧縮機４０は、吐出側の２次側圧力ＰＯＵＴが所定の高圧（例えば、８２ＭＰａ）になるまで圧縮する。さらに、言い換えれば、実施の形態１では、圧力計１５が例えば、８０～９０ＭＰａ（高圧）になるまで、圧縮機４０は、高圧蓄圧器１４に水素燃料ガスを充填する。高圧蓄圧器１４に蓄圧された水素燃料ガスは、ディスペンサ３０内の冷却器３２によって冷却され、ディスペンサ３０から水素ステーション１０２内に到来したＦＣＶ車両２００に供給されることになる。高圧蓄圧器１４に続いて、中圧蓄圧器１２に水素燃料ガスを充填する。 FIG. 3 is a diagram for explaining a method of filling the high-pressure accumulator in the first embodiment with hydrogen fuel gas. In FIG. 3, under the control of the hydrogen production apparatus control unit 67, the hydrogen production apparatus 300 supplies a low-pressure hydrogen fuel gas of less than 1 MPa, for example, 0.7 MPa. The hydrogen production apparatus 300 can produce, for example, a flow rate of 300 Nm 3 / h as a rated capacity during rated operation. Each supply line is controlled by the control circuit 100. The valve control unit 60 controls the valves 22, 24, 26, 29 to be closed and the valves 304, 28 to be open. By such an operation, the low-pressure hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production apparatus 300 is supplied from the hydrogen production apparatus 300 to the suction side of the compressor 40 via the supply line 110. Therefore, the primary pressure PIN on the suction side of the compressor 40 is normally low. The compressor 40 controlled by the compressor control unit 62 compresses the low-pressure hydrogen fuel gas. The compressor 40 sucks in the rated capacity of the hydrogen production apparatus 300, for example, hydrogen fuel gas of 300 Nm 3 / h, and operates in a compressible manner. Then, the high-pressure hydrogen fuel gas compressed via the supply line 112 is stored in the high-pressure accumulator 14. The compressor 40 compresses the inside of the high-pressure accumulator 14 until the pressure reaches a predetermined high pressure (for example, 82 MPa). In other words, the compressor 40 compresses until the secondary pressure P OUT on the discharge side reaches a predetermined high pressure (for example, 82 MPa). Further, in other words, in the first embodiment, the compressor 40 fills the high pressure accumulator 14 with hydrogen fuel gas until the pressure gauge 15 becomes, for example, 80 to 90 MPa (high pressure). The hydrogen fuel gas accumulated in the high-pressure accumulator 14 is cooled by the cooler 32 in the dispenser 30 and supplied from the dispenser 30 to the FCV vehicle 200 arriving in the hydrogen station 102. Following the high pressure accumulator 14, the medium pressure accumulator 12 is filled with hydrogen fuel gas.

図４は、実施の形態１における中圧蓄圧器に水素燃料ガスを充填する方法を説明するための図である。図４において、水素製造装置制御部６７による制御のもと、水素製造装置３００では、引き続き、低圧の水素燃料ガスを供給する。各供給ラインは、制御回路１００によって制御される。具体的には、バルブ制御部６０によりバルブ２２，２４，２８，２９が閉に制御されると共に、バルブ３０４，２６が開に制御される。かかる動作により、水素製造装置３００から圧縮機４０に供給ライン１１０を介して、水素製造装置３００により製造された１ＭＰａ未満、例えば、０．７ＭＰａの低圧の水素燃料ガスが供給される。圧縮機制御部６２により制御された圧縮機４０では、かかる低圧の水素燃料ガスを圧縮する。圧縮機４０は、水素製造装置３００の定格容量、例えば、３００Ｎｍ３／ｈの水素燃料ガスを吸い込み、圧縮可能に動作する。そして、供給ライン１１４を介して圧縮された中圧の水素燃料ガスを中圧蓄圧器１２に蓄圧する。圧縮機４０は、中圧蓄圧器１２内が所定の中圧（例えば、４０ＭＰａ）になるまで圧縮する。言い換えれば、圧縮機４０は、吐出側の２次側圧力ＰＯＵＴが所定の中圧（例えば、４０ＭＰａ）になるまで圧縮する。さらに、言い換えれば、実施の形態１では、圧力計１３が例えば、２０～５０ＭＰａ（中圧）になるまで、圧縮機４０は、中圧蓄圧器１２に水素燃料ガスを充填する。 FIG. 4 is a diagram for explaining a method of filling the medium pressure accumulator according to the first embodiment with hydrogen fuel gas. In FIG. 4, under the control of the hydrogen production apparatus control unit 67, the hydrogen production apparatus 300 continues to supply low-pressure hydrogen fuel gas. Each supply line is controlled by the control circuit 100. Specifically, the valve control unit 60 controls the valves 22, 24, 28, 29 to be closed and the valves 304, 26 to be open. By such an operation, low-pressure hydrogen fuel gas of less than 1 MPa, for example 0.7 MPa, produced by the hydrogen production apparatus 300 is supplied from the hydrogen production apparatus 300 to the compressor 40 via the supply line 110. The compressor 40 controlled by the compressor control unit 62 compresses the low-pressure hydrogen fuel gas. The compressor 40 sucks in the rated capacity of the hydrogen production apparatus 300, for example, hydrogen fuel gas of 300 Nm 3 / h, and operates in a compressible manner. Then, the medium-pressure hydrogen fuel gas compressed via the supply line 114 is accumulated in the medium-pressure accumulator 12. The compressor 40 compresses the inside of the medium pressure accumulator 12 until the pressure reaches a predetermined medium pressure (for example, 40 MPa). In other words, the compressor 40 compresses until the secondary pressure P OUT on the discharge side reaches a predetermined medium pressure (for example, 40 MPa). Further, in other words, in the first embodiment, the compressor 40 fills the medium pressure accumulator 12 with hydrogen fuel gas until the pressure gauge 13 reaches, for example, 20 to 50 MPa (medium pressure).

中圧蓄圧器１２に中圧の水素燃料ガスの充填が完了或いは中圧より低く、かつ、下限の閾値Ｔｈ’より高い閾値Ｔｌ’に到達すると、水素製造装置制御部６７は、水素製造装置３００の運転を一旦停止させる。水素製造装置３００では、運転モードから停止モードに切り替わると徐々に製造量を低下させ、いずれ停止する。徐々に製造量が低下するので中圧より低い閾値Ｔｌ’で水素製造装置３００の運転を停止モードに移行しても、その後に製造される水素燃料ガスを圧縮機４０が圧縮することで、規定の中圧まで中圧蓄圧器１２に水素燃料ガスを充填できる。そして、中圧蓄圧器１２内の圧力が閾値Ｔｈ’より低下した場合、水素製造装置制御部６７は、水素製造装置３００の運転を再開（開始）させて中圧蓄圧器１２内が所定の中圧（例えば、４０ＭＰａ）、あるいは中圧より低く、かつ、閾値Ｔｈ’より高い閾値Ｔｌ’になるまで水素燃料ガスを製造する。水素製造装置３００では、停止モードから運転モードに切り替わると徐々に製造量を増加させ、定格容量に達した時点で定格運転になる。このように、水素製造装置３００の運転状況が変化する中で、ＦＣＶ車両２００への水素燃料ガスの充填が行われることになる。そして、水素製造装置３００の運転中にＦＣＶ車両２００への水素燃料ガスの充填が開始される場合には、水素製造装置３００の運転が継続される。 When the medium pressure accumulator 12 is completely filled with the medium pressure hydrogen fuel gas or reaches a threshold Tl'that is lower than the medium pressure and higher than the lower limit threshold Th', the hydrogen production apparatus control unit 67 sets the hydrogen production apparatus 300. Temporarily stop the operation of. In the hydrogen production apparatus 300, when the operation mode is switched to the stop mode, the production amount is gradually reduced and the hydrogen production apparatus 300 is stopped. Since the production amount gradually decreases, even if the operation of the hydrogen production apparatus 300 is shifted to the stop mode at a threshold value Tl'lower than the medium pressure, the compressor 40 compresses the hydrogen fuel gas produced thereafter, which is specified. The medium pressure accumulator 12 can be filled with hydrogen fuel gas up to medium pressure. Then, when the pressure in the medium pressure accumulator 12 drops below the threshold Th', the hydrogen production apparatus control unit 67 restarts (starts) the operation of the hydrogen production apparatus 300, and the inside of the medium pressure accumulator 12 is in a predetermined position. Hydrogen fuel gas is produced until the pressure (for example, 40 MPa) is lower than the medium pressure and the threshold Tl'is higher than the threshold Th'. In the hydrogen production apparatus 300, when the stop mode is switched to the operation mode, the production amount is gradually increased, and when the rated capacity is reached, the rated operation is achieved. As described above, the FCV vehicle 200 is filled with the hydrogen fuel gas while the operating condition of the hydrogen production apparatus 300 changes. Then, when the filling of the hydrogen fuel gas into the FCV vehicle 200 is started during the operation of the hydrogen production device 300, the operation of the hydrogen production device 300 is continued.

図５は、実施の形態１における水素燃料の充填方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。図５において、実施の形態１における水素燃料の充填方法は、ＦＣＶ情報受信工程（Ｓ１０２）と、充填フロー演算工程（Ｓ１０４）と、判定工程（Ｓ１０６）と、ライン選択工程（Ｓ１０７）と、中圧供給ライン制御工程（Ｓ１０８）と、判定工程（Ｓ１１０）と、基準供給ライン制御工程（Ｓ１１２）と、ライン選択工程（Ｓ１１３）と、基準／減圧供給ライン制御工程（Ｓ１１４）と、ＦＣＶ充填工程（Ｓ１１６）と、いう一連の工程を実施する。なお、実施の形態１において、「充填」には、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料ガスを充填すること以外に、広義の意味において、中圧蓄圧器１２に水素燃料ガスを蓄圧すること、及び高圧蓄圧器１４に水素燃料ガスを蓄圧することが含まれる。 FIG. 5 is a flowchart showing a part of the main steps of the hydrogen fuel filling method according to the first embodiment. In FIG. 5, the hydrogen fuel filling method according to the first embodiment includes an FCV information receiving step (S102), a filling flow calculation step (S104), a determination step (S106), and a line selection step (S107). Pressure supply line control step (S108), determination step (S110), reference supply line control step (S112), line selection step (S113), reference / decompression supply line control step (S114), FCV filling step. A series of steps called (S116) is carried out. In the first embodiment, "filling" includes, in a broad sense, accumulating hydrogen fuel gas in the medium pressure accumulator 12 in addition to filling the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel gas. , And accumulating hydrogen fuel gas in the high pressure accumulator 14.

ＦＣＶ情報受信工程（Ｓ１０２）として、受信部５２は、水素燃料を動力源とするＦＣＶ車両２００（燃料電池自動車）に搭載された車載器２０４からＦＣＶ車両２００に搭載された燃料タンク２０２（水素貯蔵容器）に関する、圧力情報を含むＦＣＶ情報（情報）を受信する。具体的には以下のように動作する。ＦＣＶ車両２００が水素ステーション１０２内に到来し、ユーザ或いは水素ステーション１０２の作業員によってディスペンサ３０のノズル３１がＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の受け口（レセプタクル）に固定されると、車載器２０４と中継器３４との通信が確立される。通信が確立されると、車載器２０４からは、燃料タンク２０２の現在の圧力、温度、及び燃料タンク２０２の容積といったＦＣＶ情報が、中継器３４を介して制御回路１００にリアルタイムで出力（発信）される。燃料タンク２０２の現在の圧力は圧力計２０６によって計測されている。 As an FCV information receiving step (S102), the receiving unit 52 receives from the in-vehicle device 204 mounted on the FCV vehicle 200 (fuel cell vehicle) powered by hydrogen fuel to the fuel tank 202 (hydrogen storage) mounted on the FCV vehicle 200. Receives FCV information (information) about the container), including pressure information. Specifically, it operates as follows. When the FCV vehicle 200 arrives in the hydrogen station 102 and the nozzle 31 of the dispenser 30 is fixed to the receptacle of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 by the user or the worker of the hydrogen station 102, it relays with the on-board unit 204. Communication with the vessel 34 is established. When communication is established, FCV information such as the current pressure and temperature of the fuel tank 202 and the volume of the fuel tank 202 is output (transmitted) from the on-board unit 204 to the control circuit 100 via the repeater 34 in real time. Will be done. The current pressure of the fuel tank 202 is measured by a pressure gauge 206.

制御回路１００内では、受信部５２が、通信制御回路５０を介してＦＣＶ情報を受信する。ＦＣＶ情報は、車載器２０４と中継器３４との通信が確立されている間、常時或いは所定のサンプリング間隔で、モニタリングされる。受信されたＦＣＶ情報は、受信時刻の情報と共に、記憶装置８２に記憶される。また、外気温度が併せて図示しない計測器で計測される。 In the control circuit 100, the receiving unit 52 receives FCV information via the communication control circuit 50. FCV information is monitored at all times or at predetermined sampling intervals while communication between the on-board unit 204 and the repeater 34 is established. The received FCV information is stored in the storage device 82 together with the reception time information. In addition, the outside air temperature is also measured by a measuring instrument (not shown).

充填フロー演算工程（Ｓ１０４）として、まず、終了圧・温度演算部５４は、記憶装置８０から変換テーブル８１を読み出し、受信された燃料タンク２０２の受信初期時の圧力、温度、燃料タンク２０２の容積、及び外気温度に対応する最終圧ＰＦと最終温度を演算し、予測する。また、終了圧・温度演算部５４は、記憶装置８０から補正テーブル８３を読み出し、変換テーブル８１によって得られた数値を補正する。変換テーブル８１のデータだけでは、得られた結果に誤差が大きい場合に、実験或いはシミュレーション等により得られた結果に基づいて補正テーブル８３を設ければよい。 As the filling flow calculation step (S104), first, the end pressure / temperature calculation unit 54 reads out the conversion table 81 from the storage device 80, and the pressure, temperature, and volume of the received fuel tank 202 at the initial stage of reception. , And the final pressure PF corresponding to the outside air temperature and the final temperature are calculated and predicted. Further, the end pressure / temperature calculation unit 54 reads the correction table 83 from the storage device 80 and corrects the numerical value obtained by the conversion table 81. If the obtained result has a large error with only the data of the conversion table 81, the correction table 83 may be provided based on the result obtained by an experiment, a simulation, or the like.

次に、フロー計画部５６は、高圧蓄圧器１４を用いて、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料を差圧供給（充填）するための充填制御フロー計画を作成する。 Next, the flow planning unit 56 creates a filling control flow plan for supplying (filling) hydrogen fuel to the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 by using the high-pressure accumulator 14.

図６は、実施の形態１における高圧蓄圧器の圧力とＦＣＶ車両の燃料タンク圧力とのタイムチャートの一例を示す図である。まず、図６を用いて、例えば、１台のＦＣＶ車両２００が水素ステーション１０２に到来し、高圧蓄圧器１４を用いて水素燃料ガスの差圧充填を行う場合の充填の仕方を説明する。図６において、縦軸に圧力、横軸に時間を示す。図６の例では、高圧蓄圧器１４が上述した多段蓄圧器で構成される場合を示している。多段蓄圧器を構成するバンク１，２，３の各蓄圧器は、高圧の同じ圧力Ｐ０に蓄圧されている。一方、水素ステーション１０２に到来したＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２は圧力Ｐ１になっている。かかる状態からＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に充填を開始する場合について説明する。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a time chart of the pressure of the high-pressure accumulator and the fuel tank pressure of the FCV vehicle in the first embodiment. First, with reference to FIG. 6, for example, when one FCV vehicle 200 arrives at the hydrogen station 102 and the high-pressure accumulator 14 is used to perform differential pressure filling of the hydrogen fuel gas, a filling method will be described. In FIG. 6, the vertical axis shows pressure and the horizontal axis shows time. In the example of FIG. 6, the case where the high pressure accumulator 14 is composed of the above-mentioned multi-stage accumulator is shown. Each accumulator in banks 1, 2 and 3 constituting the multi-stage accumulator is accumulating at the same high pressure P0. On the other hand, the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 that has arrived at the hydrogen station 102 has a pressure P1. A case where filling of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is started from such a state will be described.

まず、充填準備としてバンク１となる蓄圧器と燃料タンク２０２とが配管によってつながるように各バルブ等の開閉が制御される。そして、バンク１となる蓄圧器から燃料タンク２０２に充填を開始する。充填する際には、流量調整弁２９により一定の充填速度で充填する。バンク１と燃料タンク２０２との差圧によって蓄圧器１０内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと移動し、燃料タンク２０２の圧力は徐々に上昇していく。それに伴い、バンク１となる蓄圧器の圧力は徐々に減少する。そして、バンク１と燃料タンク２０２との差圧が所定の値に到達する充填開始から時間Ｔ１が経過した時点で、バンク１からバンク２へと使用する蓄圧器が切り替えられる。これにより、バンク２と燃料タンク２０２との差圧が大きくなるため、充填速度が速い状態を維持できる。そして、バンク２と燃料タンク２０２との差圧によってバンク２内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと移動し、燃料タンク２０２の圧力は徐々にさらに上昇していく。それに伴い、バンク２となる蓄圧器の圧力は徐々に減少する。そして、バンク２と燃料タンク２０２との差圧が所定の値に到達する充填開始から時間Ｔ２が経過した時点で、バンク２からバンク３へと使用する蓄圧器が切り替えられる。これにより、バンク３と燃料タンク２０２との差圧が大きくなるため、充填速度が速い状態を維持できる。そして、バンク３と燃料タンク２０２との差圧によってバンク３内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと移動し、燃料タンク２０２の圧力は徐々にさらに上昇していく。それに伴い、バンク３となる蓄圧器の圧力は徐々に減少する。そして、演算された最終圧ＰＦ（例えば６５～８１ＭＰａ）になるまで充填する。このようなフローに沿って充填されるように、制御目標圧力のタイムチャートによる充填制御フローが設定される。高圧蓄圧器１４が多段ではなく１段で構成される場合、図６のバンク切り替えがなく、１段の高圧蓄圧器１４が最終圧ＰＦまで充填することは言うまでもない。計画された充填制御フローのデータは、記憶装置８２に格納される。また、実施の形態１では、高圧蓄圧器１４が多段蓄圧器である場合、及び１段の蓄圧器である場合のいずれの場合においても、後述するように、高圧蓄圧器１４が圧縮機４０によって復圧されながらＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に充填する構成について説明する。 First, as a preparation for filling, the opening and closing of each valve and the like is controlled so that the accumulator serving as the bank 1 and the fuel tank 202 are connected by piping. Then, the fuel tank 202 is started to be filled from the accumulator that becomes the bank 1. At the time of filling, the flow rate adjusting valve 29 is used to fill at a constant filling rate. The hydrogen fuel stored in the accumulator 10 due to the differential pressure between the bank 1 and the fuel tank 202 moves to the fuel tank 202 side, and the pressure in the fuel tank 202 gradually increases. Along with this, the pressure of the accumulator that becomes bank 1 gradually decreases. Then, when the time T1 elapses from the start of filling when the differential pressure between the bank 1 and the fuel tank 202 reaches a predetermined value, the accumulator to be used is switched from the bank 1 to the bank 2. As a result, the differential pressure between the bank 2 and the fuel tank 202 becomes large, so that the filling speed can be maintained at a high state. Then, the hydrogen fuel stored in the bank 2 due to the differential pressure between the bank 2 and the fuel tank 202 moves to the fuel tank 202 side, and the pressure in the fuel tank 202 gradually increases. Along with this, the pressure of the accumulator that becomes the bank 2 gradually decreases. Then, when the time T2 has elapsed from the start of filling when the differential pressure between the bank 2 and the fuel tank 202 reaches a predetermined value, the accumulator to be used is switched from the bank 2 to the bank 3. As a result, the differential pressure between the bank 3 and the fuel tank 202 becomes large, so that the filling speed can be maintained at a high state. Then, the hydrogen fuel stored in the bank 3 due to the differential pressure between the bank 3 and the fuel tank 202 moves to the fuel tank 202 side, and the pressure in the fuel tank 202 gradually increases. Along with this, the pressure of the accumulator that becomes the bank 3 gradually decreases. Then, it is filled until the calculated final pressure PF (for example, 65 to 81 MPa) is reached. The filling control flow by the time chart of the control target pressure is set so as to be filled along such a flow. Needless to say, when the high-pressure accumulator 14 is composed of one stage instead of multiple stages, there is no bank switching in FIG. 6, and the one-stage high-pressure accumulator 14 fills up to the final pressure PF. The data of the planned filling control flow is stored in the storage device 82. Further, in the first embodiment, in both the case where the high-pressure accumulator 14 is a multi-stage accumulator and the case where the high-pressure accumulator 14 is a one-stage accumulator, as will be described later, the high-pressure accumulator 14 is driven by the compressor 40. The configuration of filling the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 while being decompressed will be described.

判定工程（Ｓ１０６）として、判定部８６は、受信部５２がＦＣＶ情報を受信した時点（或いは、充填制御フローが計画された時点）において、水素製造装置３００が運転中か否かを判定する。水素製造装置３００が運転中の場合、判定工程（Ｓ１１０）に進む。水素製造装置３００が運転中でない場合（停止中の場合）、ライン選択工程（Ｓ１０７）に進む。 As a determination step (S106), the determination unit 86 determines whether or not the hydrogen production apparatus 300 is in operation at the time when the receiving unit 52 receives the FCV information (or when the filling control flow is planned). When the hydrogen production apparatus 300 is in operation, the process proceeds to the determination step (S110). When the hydrogen production apparatus 300 is not in operation (when it is stopped), the process proceeds to the line selection step (S107).

ライン選択工程（Ｓ１０７）として、選択部８７は、水素製造装置３００が停止している場合、中圧の水素燃料ガスが蓄圧された中圧蓄圧器１２から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに圧縮機４０の吸込側に供給する供給ライン１１８（第１の供給ライン）と、中圧蓄圧器１２からの中圧の水素燃料ガスを減圧弁２３によって低圧に減圧する供給ライン１１６（第２の供給ライン）とのうち、中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに圧縮機４０の吸込側に供給する供給ライン１１８を選択する。 As a line selection step (S107), when the hydrogen production apparatus 300 is stopped, the selection unit 87 decompresses the medium pressure hydrogen fuel gas to a low pressure from the medium pressure accumulator 12 in which the medium pressure hydrogen fuel gas is accumulated. The supply line 118 (first supply line) that supplies the gas to the suction side of the compressor 40 without using it, and the supply line 116 (the first supply line) that reduces the pressure of the medium-pressure hydrogen fuel gas from the medium-pressure accumulator 12 to a low pressure by the pressure reducing valve 23. Of the second supply line), the supply line 118 that supplies the medium-pressure hydrogen fuel gas to the suction side of the compressor 40 without reducing the pressure to a low pressure is selected.

中圧供給ライン制御工程（Ｓ１０８）として、水素製造装置３００が停止している場合、バルブ制御部６０は、バルブ２２，２６，３０４が閉に制御されると共に、バルブ２４，２８が開に制御される。かかる動作により、中圧の水素燃料ガスが蓄圧された中圧蓄圧器１２から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに圧縮機４０の吸込側に供給する供給ライン１１８（第１の供給ライン）が開となる。 In the medium pressure supply line control step (S108), when the hydrogen production apparatus 300 is stopped, the valve control unit 60 controls the valves 22, 26, 304 to be closed and the valves 24, 28 to be open. Will be done. By this operation, the supply line 118 (first supply) that supplies the medium pressure hydrogen fuel gas from the medium pressure accumulator 12 in which the medium pressure hydrogen fuel gas is accumulated to the suction side of the compressor 40 without reducing the pressure to a low pressure. Line) is open.

ＦＣＶ充填工程（Ｓ１１６）として、制御回路１００（制御部）は、供給ライン１１０，１１２，１１４，１１６，１１８（第１～５の供給ライン）及び供給ライン１１９を制御すると共に、圧縮機４０及びディスペンサ３０を制御して、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料ガスを充填する。具体的には、システム制御部５８は、記憶装置８２から充填フロー計画の制御データを読み出し、かかる制御データに沿って、復圧制御部６１及び供給制御部６３を制御して、高圧蓄圧器１４からディスペンサ３０を介してＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料ガスを充填する。 As the FCV filling step (S116), the control circuit 100 (control unit) controls the supply lines 110, 112, 114, 116, 118 (supply lines 1 to 5) and the supply lines 119, and also controls the compressor 40 and the compressor 40. The dispenser 30 is controlled to fill the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel gas. Specifically, the system control unit 58 reads the control data of the filling flow plan from the storage device 82, controls the pressure recovery control unit 61 and the supply control unit 63 according to the control data, and controls the high pressure accumulator 14 Fills the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel gas via the dispenser 30.

図７は、実施の形態１における水素製造装置が停止中の場合における充填方法を説明するための図である。高圧蓄圧器１４からディスペンサ３０を介してＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料ガスを充填する。ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への充填に伴い、高圧蓄圧器１４内の圧力が低下していく。そこで、実施の形態１では、高圧蓄圧器１４に蓄圧された水素燃料ガスを燃料電池自動車（ＦＣＶ）に充填しながら、圧縮機４０により高圧蓄圧器１４が復圧（蓄圧）されるように構成する。ここで、水素製造装置３００が停止している場合、水素製造装置３００が定格運転まで立ち上がるには時間がかかる。そのため、図７に示すように、中圧蓄圧器１２に蓄圧された水素燃料ガスを使って高圧蓄圧器２４を復圧する。かかる場合に、実施の形態１では、中圧の水素燃料ガスが蓄圧された中圧蓄圧器１２から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに供給する供給ライン１１８（第１の供給ライン）を介して中圧の水素燃料ガスを圧縮機４０に供給する。そして、圧縮機制御部６２による制御のもと圧縮機４０により水素燃料ガスをさらに圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを高圧蓄圧器２４に一定流量（例えば、圧縮機定格容量）で蓄圧する。よって、圧縮機４０の吸込側の１次側圧力ＰＩＮは、中圧になる。上述したように、実施の形態１における圧縮機４０は、電気化学式圧縮機を用いるため、吸込側の１次側圧力ＰＩＮを可変にできる。よって、中圧で蓄圧されている水素燃料ガスをわざわざ水素製造装置３００が供給する低圧（例えば０．６ＭＰａ）まで水素燃料ガスを減圧しなくても、圧縮機４０によって、高圧（例えば８２ＭＰａ）まで圧縮できる。さらには、電気化学式圧縮機は吸込圧が低圧（例えば、１ＭＰa未満）であっても、１段で高圧（例えば、８２ＭＰa）まで昇圧可能であり、中間蓄圧器容量を有効に活用できるため、中間蓄圧器容量を小さく抑えることができる。このように、実施の形態１では、中圧の水素ガスを減圧せずに高圧に圧縮するので、減圧して低圧にしてから高圧に圧縮する場合よりもエネルギーロスを大幅に抑制できる。また、水素製造装置３００が停止中であっても中圧蓄圧器１２から水素製造装置３００の定格容量の水素供給量を担保できる。さらには、中間蓄圧器の水素ガスが低圧になるまで電気化学式圧縮機に供給でき、中間蓄圧器容量を有効活用することができる。 FIG. 7 is a diagram for explaining a filling method when the hydrogen production apparatus according to the first embodiment is stopped. The fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is filled with hydrogen fuel gas from the high-pressure accumulator 14 via the dispenser 30. As the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is filled, the pressure in the high-pressure accumulator 14 decreases. Therefore, in the first embodiment, the high pressure accumulator 14 is recompressed (accumulated) by the compressor 40 while filling the fuel cell vehicle (FCV) with the hydrogen fuel gas accumulated in the high pressure accumulator 14. do. Here, when the hydrogen production device 300 is stopped, it takes time for the hydrogen production device 300 to start up to the rated operation. Therefore, as shown in FIG. 7, the high pressure accumulator 24 is decompressed by using the hydrogen fuel gas accumulating in the medium pressure accumulator 12. In such a case, in the first embodiment, the supply line 118 (first supply line) that supplies the medium-pressure hydrogen fuel gas from the medium-pressure accumulator 12 in which the medium-pressure hydrogen fuel gas is accumulated to a low pressure without reducing the pressure to a low pressure. ), Medium-pressure hydrogen fuel gas is supplied to the compressor 40. Then, the hydrogen fuel gas is further compressed by the compressor 40 under the control of the compressor control unit 62, and the compressed high-pressure hydrogen fuel gas is transferred to the high-pressure accumulator 24 at a constant flow rate (for example, the rated capacity of the compressor). Accumulate pressure. Therefore, the primary pressure PIN on the suction side of the compressor 40 becomes a medium pressure. As described above, since the compressor 40 in the first embodiment uses an electrochemical compressor, the primary pressure PIN on the suction side can be made variable. Therefore, even if the hydrogen fuel gas stored at medium pressure is not reduced to a low pressure (for example, 0.6 MPa) supplied by the hydrogen production apparatus 300, the compressor 40 can be used to reduce the pressure to a high pressure (for example, 82 MPa). Can be compressed. Furthermore, even if the suction pressure of the electrochemical compressor is low (for example, less than 1 MPa), it can be boosted to high pressure (for example, 82 MPa) in one stage, and the capacity of the intermediate accumulator can be effectively utilized. The capacity of the accumulator can be kept small. As described above, in the first embodiment, since the medium-pressure hydrogen gas is compressed to a high pressure without reducing the pressure, energy loss can be significantly suppressed as compared with the case where the pressure is reduced to a low pressure and then compressed to a high pressure. Further, even when the hydrogen production apparatus 300 is stopped, the hydrogen supply amount of the rated capacity of the hydrogen production apparatus 300 can be secured from the medium pressure accumulator 12. Further, the hydrogen gas of the intermediate accumulator can be supplied to the electrochemical compressor until the pressure becomes low, and the capacity of the intermediate accumulator can be effectively utilized.

システム制御部５８は、受信部５２により受信される燃料タンク２０２の圧力及び図示しない外気温度を監視し、燃料タンク２０２の圧力が最終圧ＰＦになった時点で充填を終了するように、バルブ制御部６５、及びディスペンサ制御部６４を制御する。これに伴い、ディスペンサ制御部６４がディスペンサ３０による水素燃料の供給を停止すると共に、バルブ制御部６５がバルブ２９を閉じる。また、バルブ制御部６０は、高圧蓄圧器１４の圧力（圧力計１５の圧力）が所定の高圧（例えば８２ＭＰａ）まで復圧された時点でバルブ２４，２８を閉にする。 The system control unit 58 monitors the pressure of the fuel tank 202 received by the receiving unit 52 and the outside air temperature (not shown), and controls the valve so that the filling is completed when the pressure of the fuel tank 202 reaches the final pressure PF. The unit 65 and the dispenser control unit 64 are controlled. Along with this, the dispenser control unit 64 stops the supply of hydrogen fuel by the dispenser 30, and the valve control unit 65 closes the valve 29. Further, the valve control unit 60 closes the valves 24 and 28 when the pressure of the high pressure accumulator 14 (pressure of the pressure gauge 15) is restored to a predetermined high pressure (for example, 82 MPa).

以上により、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填（供給）は終了し、ディスペンサ３０のノズル３１をＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の受け口（レセプタクル）から外し、ユーザは、例えば充填量に応じた料金を支払って、水素ステーション１０２から退場することになる。そして、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填が完了後、図３及び図４にて説明した内容で高圧蓄圧器１４及び中圧蓄圧器１２を次のＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填のために復圧しておけばよい。なお、中圧蓄圧器１２から圧縮機４０を介して高圧蓄圧器１４に水素燃料ガスを放出すると、中圧蓄圧器１２内の圧力が閾値Ｔｈ’より低下する。その結果、通常シーケンスでは、水素製造装置３００の運転が開始されることになるが、ここでは、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料ガスの充填（供給）が終了するまで、水素製造装置３００の運転開始は待機する。言い換えれば、中圧蓄圧器１２から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに供給することによって、中圧蓄圧器１２内の圧力が閾値Ｔｈ’よりも低下した場合に、ＦＣＶ車両２００への水素燃料ガスの充填完了を待ってから水素製造装置３００の運転を開始し、中圧蓄圧器１２内の圧力が中圧、あるいは低圧より低く、かつ、閾値Ｔｈ’より高い閾値Ｔｌ’に到達した場合に、水素製造装置３００の運転を停止する。これにより、水素製造装置３００の運転による、バルブ３０４が閉じた状態での供給ライン１１０への水素燃料ガスの供給を低減或いは抑制できる。 As a result, the filling (supply) of hydrogen fuel to the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is completed, the nozzle 31 of the dispenser 30 is removed from the receiving port (receptacle) of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200, and the user can use, for example, the filling amount. You will be leaving the hydrogen station 102 by paying a fee according to the above. Then, after the filling of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel is completed, the high pressure accumulator 14 and the medium pressure accumulator 12 are added to the fuel tank 202 of the next FCV vehicle 200 according to the contents described with reference to FIGS. 3 and 4. It may be decompressed for filling with hydrogen fuel. When hydrogen fuel gas is discharged from the medium pressure accumulator 12 to the high pressure accumulator 14 via the compressor 40, the pressure in the medium pressure accumulator 12 drops below the threshold Th'. As a result, in the normal sequence, the operation of the hydrogen production apparatus 300 is started, but here, the hydrogen production apparatus is completed until the filling (supply) of the hydrogen fuel gas to the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is completed. The start of operation of the 300 is on standby. In other words, when the pressure in the medium pressure accumulator 12 drops below the threshold Th'by supplying the medium pressure hydrogen fuel gas from the medium pressure accumulator 12 to a low pressure without reducing the pressure, the FCV vehicle 200 After waiting for the completion of filling of the hydrogen fuel gas, the operation of the hydrogen production apparatus 300 is started, and the pressure in the medium pressure accumulator 12 reaches the threshold Tl', which is lower than the medium pressure or the low pressure and higher than the threshold Th'. If so, the operation of the hydrogen production apparatus 300 is stopped. This makes it possible to reduce or suppress the supply of hydrogen fuel gas to the supply line 110 when the valve 304 is closed by operating the hydrogen production apparatus 300.

一方、判定工程（Ｓ１０６）において水素製造装置３００が運転中であると判定された場合、以下のように動作する。 On the other hand, when it is determined in the determination step (S106) that the hydrogen production apparatus 300 is in operation, the operation is as follows.

判定工程（Ｓ１１０）として、判定部８８は、水素製造装置３００での製造負荷が閾値Ｌ（％）以上かどうかを判定する。上述したように、水素製造装置３００は、急激に定格運転まで立ち上げることは困難である。また、水素ステーション運営の効率化の観点から水素製造装置を中間負荷で運転する場合もある。そのため、水素製造装置３００が運転中であっても、定格容量、例えば、３００Ｎｍ３／ｈの流量が製造できているとは限らない。そのため、供給量が不足する可能性がある。そこで判定工程（Ｓ１１０）では、水素製造装置３００での製造負荷が閾値Ｌ（％）以上かどうかを判定する。閾値Ｌとして、例えば、水素製造装置３００の定格容量の８５～９５％に設定すると好適である。水素製造装置３００での製造負荷が閾値Ｌ（％）以上の場合には、基準供給ライン制御工程（Ｓ１１２）に進む。水素製造装置３００での製造負荷が閾値Ｌ（％）以上ではない場合には、ライン選択工程（Ｓ１１３）に進む。 As a determination step (S110), the determination unit 88 determines whether or not the production load in the hydrogen production apparatus 300 is equal to or greater than the threshold value L (%). As described above, it is difficult for the hydrogen production apparatus 300 to suddenly start up to the rated operation. In addition, the hydrogen production equipment may be operated with an intermediate load from the viewpoint of improving the efficiency of hydrogen station operation. Therefore, even if the hydrogen production apparatus 300 is in operation, it is not always possible to produce a rated capacity, for example, a flow rate of 300 Nm 3 / h. Therefore, the supply amount may be insufficient. Therefore, in the determination step (S110), it is determined whether or not the production load in the hydrogen production apparatus 300 is the threshold value L (%) or more. It is preferable to set the threshold value L to, for example, 85 to 95% of the rated capacity of the hydrogen production apparatus 300. When the production load in the hydrogen production apparatus 300 is equal to or greater than the threshold value L (%), the process proceeds to the reference supply line control step (S112). If the production load in the hydrogen production apparatus 300 is not equal to or more than the threshold value L (%), the process proceeds to the line selection step (S113).

基準供給ライン制御工程（Ｓ１１２）として、水素製造装置３００が運転しており、かつ製造負荷が閾値Ｌ（％）以上の場合、バルブ制御部６０は、バルブ２２，２４，２６が閉に制御されると共に、バルブ３０４，２８が開に制御される。かかる動作により、水素製造装置３００から供給される低圧の水素燃料ガスを圧縮機４０の吸込側に供給する供給ライン１１０が開となる。 As the reference supply line control step (S112), when the hydrogen production apparatus 300 is operating and the production load is equal to or higher than the threshold value L (%), the valve control unit 60 is controlled to close the valves 22, 24, and 26. At the same time, the valves 304 and 28 are controlled to be open. By such an operation, the supply line 110 for supplying the low-pressure hydrogen fuel gas supplied from the hydrogen production apparatus 300 to the suction side of the compressor 40 is opened.

そして、ＦＣＶ充填工程（Ｓ１１６）において、制御回路１００（制御部）は、供給ライン１１０，１１２，１１４，１１６，１１８（第１～５の供給ライン）及び供給ライン１１９を制御すると共に、圧縮機４０及びディスペンサ３０を制御して、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料ガスを充填する。具体的には、システム制御部５８は、記憶装置８２から充填フロー計画の制御データを読み出し、かかる制御データに沿って、復圧制御部６１及び供給制御部６３を制御して、高圧蓄圧器１４からディスペンサ３０を介してＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料ガスを充填する。 Then, in the FCV filling step (S116), the control circuit 100 (control unit) controls the supply lines 110, 112, 114, 116, 118 (supply lines 1 to 5) and the supply lines 119, and at the same time, the compressor. The 40 and the dispenser 30 are controlled to fill the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel gas. Specifically, the system control unit 58 reads the control data of the filling flow plan from the storage device 82, controls the pressure recovery control unit 61 and the supply control unit 63 according to the control data, and controls the high pressure accumulator 14 Fills the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel gas via the dispenser 30.

図８は、実施の形態１における水素製造装置が定格運転中の場合における充填方法を説明するための図である。上述したように、高圧蓄圧器１４からディスペンサ３０を介して行うＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への充填に伴い、高圧蓄圧器１４内の圧力が低下していく。そこで、実施の形態１では、高圧蓄圧器１４に蓄圧された水素燃料ガスを燃料電池自動車（ＦＣＶ）に充填しながら、圧縮機４０により高圧蓄圧器１４が復圧（蓄圧）されるように構成する。ここで、水素製造装置３００が定格運転中の場合（或いは閾値Ｌ以上の製造負荷で運転されている場合）、図８に示すように、水素製造装置３００により製造された水素燃料ガスを使って高圧蓄圧器２４を復圧する。かかる場合に、実施の形態１では、水素製造装置３００から低圧の水素燃料ガスを、供給ライン１１０を介して圧縮機４０に供給する。そして、圧縮機制御部６２による制御のもと圧縮機４０により水素燃料ガスをさらに圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを高圧蓄圧器１４に蓄圧する。よって、圧縮機４０の吸込側の１次側圧力ＰＩＮは、低圧になる。上述したように、実施の形態１における圧縮機４０は、電気化学式圧縮機を用いるため、吸込側の１次側圧力ＰＩＮが低圧（例えば０．６ＭＰａ）であっても圧縮機４０によって、高圧（例えば８２ＭＰａ）まで圧縮できる。かかる場合には、もともと水素製造装置３００が定格運転中の場合（或いは閾値Ｌ以上の製造負荷で運転されている場合）なので、実質的に、水素製造装置３００の定格流量の水素供給量を担保できる。 FIG. 8 is a diagram for explaining a filling method when the hydrogen production apparatus according to the first embodiment is in rated operation. As described above, the pressure in the high-pressure accumulator 14 decreases as the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is filled from the high-pressure accumulator 14 via the dispenser 30. Therefore, in the first embodiment, the high pressure accumulator 14 is recompressed (accumulated) by the compressor 40 while filling the fuel cell vehicle (FCV) with the hydrogen fuel gas accumulated in the high pressure accumulator 14. do. Here, when the hydrogen production apparatus 300 is in rated operation (or when it is operated with a production load equal to or higher than the threshold L), as shown in FIG. 8, the hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production apparatus 300 is used. The high pressure accumulator 24 is recompressed. In such a case, in the first embodiment, low-pressure hydrogen fuel gas is supplied from the hydrogen production apparatus 300 to the compressor 40 via the supply line 110. Then, the hydrogen fuel gas is further compressed by the compressor 40 under the control of the compressor control unit 62, and the compressed high-pressure hydrogen fuel gas is accumulated in the high-pressure accumulator 14. Therefore, the primary pressure PIN on the suction side of the compressor 40 becomes a low pressure. As described above, since the compressor 40 in the first embodiment uses an electrochemical compressor, even if the primary side pressure PIN on the suction side is low pressure (for example, 0.6 MPa), the high pressure is increased by the compressor 40. It can be compressed to (for example, 82 MPa). In such a case, since the hydrogen production apparatus 300 is originally in the rated operation (or when the hydrogen production apparatus 300 is operated with a production load of the threshold L or more), the hydrogen supply amount of the rated flow rate of the hydrogen production apparatus 300 is substantially guaranteed. can.

システム制御部５８は、受信部５２により受信される燃料タンク２０２の圧力及び図示しない外気温度を監視し、燃料タンク２０２の圧力が最終圧ＰＦになった時点で充填を終了するように、バルブ制御部６５、及びディスペンサ制御部６４を制御する。これに伴い、ディスペンサ制御部６４がディスペンサ３０による水素燃料の供給を停止すると共に、バルブ制御部６５がバルブ２９を閉じる。また、バルブ制御部６０は、高圧蓄圧器１４の圧力（圧力計１５の圧力）が所定の高圧（例えば８２ＭＰａ）まで復圧された時点でバルブ３０４，２８を閉にする。 The system control unit 58 monitors the pressure of the fuel tank 202 received by the receiving unit 52 and the outside air temperature (not shown), and controls the valve so that the filling is completed when the pressure of the fuel tank 202 reaches the final pressure PF. The unit 65 and the dispenser control unit 64 are controlled. Along with this, the dispenser control unit 64 stops the supply of hydrogen fuel by the dispenser 30, and the valve control unit 65 closes the valve 29. Further, the valve control unit 60 closes the valves 304 and 28 when the pressure of the high pressure accumulator 14 (pressure of the pressure gauge 15) is restored to a predetermined high pressure (for example, 82 MPa).

以上により、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填（供給）は終了し、ディスペンサ３０のノズル３１をＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の受け口（レセプタクル）から外し、ユーザは、例えば充填量に応じた料金を支払って、水素ステーション１０２から退場することになる。そして、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填が完了後、図３にて説明した内容で高圧蓄圧器１４（及び中圧蓄圧器１２）を次のＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填のために復圧しておけばよい。 As a result, the filling (supply) of hydrogen fuel to the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is completed, the nozzle 31 of the dispenser 30 is removed from the receiving port (receptacle) of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200, and the user can use, for example, the filling amount. You will be leaving the hydrogen station 102 by paying a fee according to the above. Then, after the filling of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel is completed, the high pressure accumulator 14 (and the medium pressure accumulator 12) is transferred to the fuel tank 202 of the next FCV vehicle 200 as described in FIG. The pressure may be restored to fill the hydrogen fuel.

或いは、判定工程（Ｓ１１０）において水素製造装置３００の製造負荷が閾値Ｌ未満であると判定された場合、以下のように動作する。 Alternatively, when it is determined in the determination step (S110) that the production load of the hydrogen production apparatus 300 is less than the threshold value L, the operation is as follows.

ライン選択工程（Ｓ１１３）として、選択部８７は、水素製造装置３００が停止している場合、中圧の水素燃料ガスが蓄圧された中圧蓄圧器１２から中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに圧縮機４０の吸込側に供給する供給ライン１１８（第１の供給ライン）と、中圧蓄圧器１２からの中圧の水素燃料ガスを減圧弁２３によって低圧に減圧する供給ライン１１６（第２の供給ライン）とのうち、中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧して圧縮機４０の吸込側に供給する供給ライン１１６を選択する。 As a line selection step (S113), when the hydrogen production apparatus 300 is stopped, the selection unit 87 decompresses the medium pressure hydrogen fuel gas to a low pressure from the medium pressure accumulator 12 in which the medium pressure hydrogen fuel gas is accumulated. The supply line 118 (first supply line) that supplies the gas to the suction side of the compressor 40 without using it, and the supply line 116 (the first supply line) that reduces the pressure of the medium-pressure hydrogen fuel gas from the medium-pressure accumulator 12 to a low pressure by the pressure reducing valve 23. Of the second supply line), the supply line 116 that reduces the pressure of the medium-pressure hydrogen fuel gas to a low pressure and supplies it to the suction side of the compressor 40 is selected.

基準／減圧供給ライン制御工程（Ｓ１１４）として、水素製造装置３００が運転しており、かつ製造負荷が閾値Ｌ（％）以上でない場合（閾値Ｌ（％）未満の場合）、バルブ制御部６０は、バルブ２４，２６が閉に制御されると共に、バルブ３０４，２２，２８が開に制御される。かかる動作により、水素製造装置３００から供給される低圧の水素燃料ガスを圧縮機４０の吸込側に供給する供給ライン１１０が開となる。同時に、中圧蓄圧器１２からの中圧の水素燃料ガスを減圧弁２３によって低圧に減圧する供給ライン１１６（第２の供給ライン）が開となる。 As a reference / decompression supply line control step (S114), when the hydrogen production apparatus 300 is operating and the production load is not equal to or more than the threshold value L (%) (when the production load is less than the threshold value L (%)), the valve control unit 60 , Valves 24, 26 are controlled to be closed, and valves 304, 22, 28 are controlled to be open. By such an operation, the supply line 110 for supplying the low-pressure hydrogen fuel gas supplied from the hydrogen production apparatus 300 to the suction side of the compressor 40 is opened. At the same time, the supply line 116 (second supply line) that reduces the pressure of the medium-pressure hydrogen fuel gas from the medium-pressure accumulator 12 to a low pressure by the pressure reducing valve 23 is opened.

そして、ＦＣＶ充填工程（Ｓ１１６）において、制御回路１００（制御部）は、供給ライン１１０，１１２，１１４，１１６，１１８（第１～５の供給ライン）及び供給ライン１１９を制御すると共に、圧縮機４０及びディスペンサ３０を制御して、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料ガスを充填する。具体的には、システム制御部５８は、記憶装置８２から充填フロー計画の制御データを読み出し、かかる制御データに沿って、復圧制御部６１及び供給制御部６３を制御して、高圧蓄圧器１４からディスペンサ３０を介してＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に水素燃料ガスを充填する。 Then, in the FCV filling step (S116), the control circuit 100 (control unit) controls the supply lines 110, 112, 114, 116, 118 (supply lines 1 to 5) and the supply lines 119, and at the same time, the compressor. The 40 and the dispenser 30 are controlled to fill the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel gas. Specifically, the system control unit 58 reads the control data of the filling flow plan from the storage device 82, controls the pressure recovery control unit 61 and the supply control unit 63 according to the control data, and controls the high pressure accumulator 14 Fills the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel gas via the dispenser 30.

図９は、実施の形態１における水素製造装置の製造負荷が閾値未満で運転中の場合における充填方法を説明するための図である。上述したように、高圧蓄圧器１４からディスペンサ３０を介して行うＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への充填に伴い、高圧蓄圧器１４内の圧力が低下していく。そこで、実施の形態１では、高圧蓄圧器１４に蓄圧された水素燃料ガスを燃料電池自動車（ＦＣＶ）に充填しながら、圧縮機４０により高圧蓄圧器１４が復圧（蓄圧）されるように構成する。ここで、水素製造装置３００の製造負荷が閾値未満で運転中の場合、図９に示すように、水素製造装置３００により製造された水素燃料ガスだけでは、供給量が不足する場合があるため、さらに中圧蓄圧器１２に蓄圧された中圧の水素燃料ガスを低圧に一旦減圧した水素燃料ガスを合わせて使って高圧蓄圧器２４を復圧する。かかる場合に、実施の形態１では、水素製造装置３００から低圧の水素燃料ガスを、供給ライン１１０を介して圧縮機４０に供給する。同時に中圧蓄圧器１２から減圧され低圧になった水素燃料ガスを、供給ライン１１６を介して圧縮機４０に供給する。かかる場合、供給ライン１１６によって減圧される水素燃料ガスの圧力は、水素製造装置３００から供給される水素燃料ガスの圧力（例えば、０．７ＭＰａ）よりも低くする。例えば、減圧弁２３によって、０．６ＭＰａに減圧する。かかる圧力バランスにより、水素製造装置３００から供給される水素燃料ガスが優先して圧縮機４０に流れ、不足分が中圧蓄圧器１２から補充されるようにできる。そして、圧縮機制御部６２による制御のもと圧縮機４０により水素燃料ガスをさらに圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを高圧蓄圧器２４に蓄圧する。よって、圧縮機４０の吸込側の１次側圧力ＰＩＮは、低圧になる。かかる構成により、実質的に、水素製造装置３００の定格流量の水素供給量を担保でき、高圧蓄圧器１４の復圧にかかる時間を短縮・安定化でき、ＦＣＶ車両２００への充填準備を円滑に行うことができる。 FIG. 9 is a diagram for explaining a filling method when the production load of the hydrogen production apparatus according to the first embodiment is less than the threshold value and the hydrogen production apparatus is in operation. As described above, the pressure in the high-pressure accumulator 14 decreases as the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is filled from the high-pressure accumulator 14 via the dispenser 30. Therefore, in the first embodiment, the high pressure accumulator 14 is recompressed (accumulated) by the compressor 40 while filling the fuel cell vehicle (FCV) with the hydrogen fuel gas accumulated in the high pressure accumulator 14. do. Here, when the production load of the hydrogen production apparatus 300 is less than the threshold value during operation, as shown in FIG. 9, the supply amount may be insufficient only with the hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production apparatus 300. Further, the high pressure accumulator 24 is decompressed by using the medium pressure hydrogen fuel gas accumulated in the medium pressure accumulator 12 together with the hydrogen fuel gas once decompressed to a low pressure. In such a case, in the first embodiment, low-pressure hydrogen fuel gas is supplied from the hydrogen production apparatus 300 to the compressor 40 via the supply line 110. At the same time, the hydrogen fuel gas depressurized from the medium pressure accumulator 12 to a low pressure is supplied to the compressor 40 via the supply line 116. In such a case, the pressure of the hydrogen fuel gas depressurized by the supply line 116 is lower than the pressure of the hydrogen fuel gas supplied from the hydrogen production apparatus 300 (for example, 0.7 MPa). For example, the pressure is reduced to 0.6 MPa by the pressure reducing valve 23. Due to this pressure balance, the hydrogen fuel gas supplied from the hydrogen production apparatus 300 can preferentially flow to the compressor 40, and the shortage can be replenished from the medium pressure accumulator 12. Then, the hydrogen fuel gas is further compressed by the compressor 40 under the control of the compressor control unit 62, and the compressed high-pressure hydrogen fuel gas is accumulated in the high-pressure accumulator 24. Therefore, the primary pressure PIN on the suction side of the compressor 40 becomes a low pressure. With such a configuration, it is possible to substantially secure the hydrogen supply amount of the rated flow rate of the hydrogen production apparatus 300, shorten and stabilize the time required for the depressurization of the high pressure accumulator 14, and smoothly prepare for filling the FCV vehicle 200. It can be carried out.

システム制御部５８は、受信部５２により受信される燃料タンク２０２の圧力及び図示しない外気温度を監視し、燃料タンク２０２の圧力が最終圧ＰＦになった時点で充填を終了するように、バルブ制御部６５、及びディスペンサ制御部６４を制御する。これに伴い、ディスペンサ制御部６４がディスペンサ３０による水素燃料の供給を停止すると共に、バルブ制御部６５がバルブ２９を閉じる。また、バルブ制御部６０は、高圧蓄圧器１４の圧力（圧力計１５の圧力）が所定の高圧（例えば８２ＭＰａ）まで復圧された時点でバルブ３０４，２２，２８を閉にする。 The system control unit 58 monitors the pressure of the fuel tank 202 received by the receiving unit 52 and the outside air temperature (not shown), and controls the valve so that the filling is completed when the pressure of the fuel tank 202 reaches the final pressure PF. The unit 65 and the dispenser control unit 64 are controlled. Along with this, the dispenser control unit 64 stops the supply of hydrogen fuel by the dispenser 30, and the valve control unit 65 closes the valve 29. Further, the valve control unit 60 closes the valves 304, 22, 28 when the pressure of the high pressure accumulator 14 (pressure of the pressure gauge 15) is restored to a predetermined high pressure (for example, 82 MPa).

以上により、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填（供給）は終了し、ディスペンサ３０のノズル３１をＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の受け口（レセプタクル）から外し、ユーザは、例えば充填量に応じた料金を支払って、水素ステーション１０２から退場することになる。そして、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填が完了後、図３及び図４にて説明した内容で高圧蓄圧器１４及び中圧蓄圧器１２を次のＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填のために復圧しておけばよい。 As a result, the filling (supply) of hydrogen fuel to the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 is completed, the nozzle 31 of the dispenser 30 is removed from the receiving port (receptacle) of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200, and the user can use, for example, the filling amount. You will be leaving the hydrogen station 102 by paying a fee according to the above. Then, after the filling of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200 with hydrogen fuel is completed, the high pressure accumulator 14 and the medium pressure accumulator 12 are added to the fuel tank 202 of the next FCV vehicle 200 according to the contents described with reference to FIGS. 3 and 4. It may be decompressed for filling with hydrogen fuel.

以上のように、実施の形態１によれば、ＦＣＶ車両２００に水素燃料ガスを供給しながらも、効率よく安定して高圧蓄圧器１４を復圧（充填）できる。 As described above, according to the first embodiment, the high pressure accumulator 14 can be efficiently and stably decompressed (filled) while supplying hydrogen fuel gas to the FCV vehicle 200.

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。また、中圧蓄圧器１２を用いて高圧蓄圧器１４を復圧する場合に、高圧蓄圧器１４が完全に空（大気圧）になった状態から復圧することは通常考えにくい。よって、中圧蓄圧器１２に蓄圧できる容量（Ｎｍ３）が高圧蓄圧器１４に蓄圧できる容量（Ｎｍ３）に比べて少なくても構わない。例えば、同じ容積サイズ（ｍ３）の蓄圧器を用いて良い。但し、高圧蓄圧器１４が多段で構成される場合、中圧蓄圧器１２も多段で構成されることが望ましい。 The embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. Further, when the high pressure accumulator 14 is decompressed by using the medium pressure accumulator 12, it is usually unlikely that the high pressure accumulator 14 is decompressed from a state where the high pressure accumulator 14 is completely empty (atmospheric pressure). Therefore, the capacity (Nm 3) that can be accumulated in the medium pressure accumulator 12 may be smaller than the capacity (Nm 3 ) that can be accumulated in the high pressure accumulator 14. For example, accumulators of the same volume size (m 3 ) may be used. However, when the high pressure accumulator 14 is configured in multiple stages, it is desirable that the medium pressure accumulator 12 is also configured in multiple stages.

また、上述した例において、充填制御フローが作成されるが、１回作成されたら、そのままずっと固定されなくても良い。ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の温度変化に応じて適切な充填速度は変化する。そのため、制御目標圧力は刻々と変動するように構成すると好適である。 Further, in the above-mentioned example, the filling control flow is created, but once created, it does not have to be fixed as it is. The appropriate filling rate changes according to the temperature change of the fuel tank 202 of the FCV vehicle 200. Therefore, it is preferable to configure the control target pressure so as to fluctuate from moment to moment.

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。 Further, although the description of parts not directly required for the description of the present invention such as the device configuration and the control method is omitted, the required device configuration and the control method can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての水素充填制御方法及び水素ステーションに配置された水素充填システムは、本発明の範囲に包含される。 In addition, all hydrogen filling control methods and hydrogen filling systems arranged in hydrogen stations, which include the elements of the present invention and can be appropriately redesigned by those skilled in the art, are included in the scope of the present invention.

１２ 中圧蓄圧器
１３，１５，３０２ 圧力計
１４ 高圧蓄圧器
２２，２４，２６，２８，３０４ バルブ
２３ 減圧弁
３０ ディスペンサ
３１ ノズル
３２ 冷却器
３４ 中継器
３６ 流量調整弁
３８ 圧力計
４０ 圧縮機
５０ 通信制御回路
５１ メモリ
５２ 受信部
５４ 終了圧・温度演算部
５６ フロー計画部
５８ システム制御部
６０，６５ バルブ制御部
６１ 復圧制御部
６２ 圧縮機制御部
６３ 供給制御部
６４ ディスペンサ制御部
６６ 圧力受信部
６７ 水素製造装置制御部
８０，８２，８４ 記憶装置
８１ 変換テーブル
８３ 補正テーブル
８６，８８ 判定部
１００ 制御回路
１０２ 水素ステーション
１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１１９ 供給ライン
２００ ＦＣＶ車両
２０２ 燃料タンク
２０４ 車載器
２０５ 温度計
２０６ 圧力計
３００ 水素製造装置
５００ 水素燃料供給システム 12 Medium pressure accumulator 13, 15, 302 Pressure gauge 14 High pressure accumulator 22, 24, 26, 28, 304 Valve 23 Pressure reducing valve 30 Dispenser 31 Nozzle 32 Cooler 34 Repeater 36 Flow control valve 38 Pressure gauge 40 Compressor 50 Communication control circuit 51 Memory 52 Reception unit 54 End pressure / temperature calculation unit 56 Flow planning unit 58 System control unit 60, 65 Valve control unit 61 Recovery pressure control unit 62 Compressor control unit 63 Supply control unit 64 Dispenser control unit 66 Pressure reception Section 67 Hydrogen production device Control section 80, 82, 84 Storage device 81 Conversion table 83 Correction table 86, 88 Judgment section 100 Control circuit 102 Hydrogen station 110, 112, 114, 116, 118, 119 Supply line 200 FCV vehicle 202 Fuel tank 204 In-vehicle device 205 Thermometer 206 Pressure gauge 300 Hydrogen production equipment 500 Hydrogen fuel supply system

Claims (7)

水素製造装置が運転している場合、前記水素製造装置から電気化学式圧縮機に前記水素製造装置により製造された低圧の水素燃料ガスを供給し、前記電気化学式圧縮機により前記水素燃料ガスを圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを高圧蓄圧器に蓄圧する蓄圧工程１と、
前記水素製造装置が停止している場合、中圧の水素燃料ガスが蓄圧された中圧蓄圧器から前記中圧の水素燃料ガスを前記低圧に減圧せずに前記電気化学式圧縮機に供給する第１の供給ラインと前記中圧蓄圧器から前記中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧して前記電気化学式圧縮機に供給する第２の供給ラインとのうち、前記第１の供給ラインを選択する選択工程と、
前記水素製造装置が停止している場合に、選択された前記第１の供給ラインを介して前記中圧の水素燃料ガスを前記電気化学式圧縮機に供給し、前記電気化学式圧縮機により前記水素燃料ガスをさらに圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを前記高圧蓄圧器に蓄圧する蓄圧工程２と、
を備えたことを特徴とする水素充填制御方法。 When the hydrogen production apparatus is in operation, the hydrogen production apparatus supplies the low-pressure hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production apparatus to the electrochemical compressor, and the hydrogen fuel gas is compressed by the electrochemical compressor. Then, the accumulator step 1 of accumulating the compressed high-pressure hydrogen fuel gas in the high-pressure accumulator,
When the hydrogen production apparatus is stopped, the medium-pressure hydrogen fuel gas is supplied from the medium-pressure accumulator in which the medium-pressure hydrogen fuel gas is accumulated to the electrochemical compressor without reducing the pressure to the low pressure. The first supply line is selected from the supply line 1 and the second supply line that depressurizes the medium pressure hydrogen fuel gas from the medium pressure accumulator to a low pressure and supplies the hydrogen fuel gas to the electrochemical compressor. The selection process and
When the hydrogen production apparatus is stopped, the medium-pressure hydrogen fuel gas is supplied to the electrochemical compressor via the selected first supply line, and the hydrogen fuel is supplied by the electrochemical compressor. Accumulation step 2 in which the gas is further compressed and the compressed high-pressure hydrogen fuel gas is accumulated in the high-pressure accumulator.
A hydrogen filling control method characterized by being equipped with. 前記水素製造装置が運転している場合であって、前記水素製造装置から前記電気化学式圧縮機に供給される前記低圧の水素燃料ガスの供給量が閾値に満たない場合に、前記水素製造装置からの供給に加えて、さらに、前記中圧蓄圧器から前記第２の供給ラインを介して前記低圧に減圧された水素燃料ガスを前記電気化学式圧縮機に供給することを特徴とする請求項１記載の水素充填制御方法。 When the hydrogen production apparatus is operating and the supply amount of the low-pressure hydrogen fuel gas supplied from the hydrogen production apparatus to the electrochemical compressor does not reach the threshold value, the hydrogen production apparatus The first aspect of claim 1, wherein, in addition to the supply of the hydrogen fuel gas, hydrogen fuel gas decompressed to the low pressure from the medium pressure accumulator via the second supply line is supplied to the electrochemical compressor. Hydrogen filling control method. 前記高圧蓄圧器は、蓄圧された水素燃料ガスを燃料電池自動車（ＦＣＶ）に充填しながら、前記電気化学式圧縮機により蓄圧されることを特徴とする請求項１又は２記載の水素充填制御方法。 The hydrogen filling control method according to claim 1 or 2, wherein the high-pressure accumulator is accumulating pressure by the electrochemical compressor while filling the fuel cell vehicle (FCV) with the accumulated hydrogen fuel gas. 前記第２の供給ラインによって減圧される水素燃料ガスの圧力は、前記水素製造装置から供給される水素燃料ガスの圧力よりも低いことを特徴とする請求項２記載の水素充填制御方法。 The hydrogen filling control method according to claim 2, wherein the pressure of the hydrogen fuel gas depressurized by the second supply line is lower than the pressure of the hydrogen fuel gas supplied from the hydrogen production apparatus. 前記水素製造装置から電気化学式圧縮機に前記水素製造装置により製造された低圧の水素燃料ガスを供給し、前記電気化学式圧縮機により前記水素燃料ガスを圧縮して、圧縮された中圧の水素燃料ガスを前記中圧蓄圧器に蓄圧する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の水素充填制御方法。 The low-pressure hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production apparatus is supplied from the hydrogen production apparatus to the electrochemical compressor, and the hydrogen fuel gas is compressed by the electrochemical compressor to compress the medium-pressure hydrogen fuel. The hydrogen filling control method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of accumulating gas in the medium pressure accumulator. 前記中圧蓄圧器から前記中圧の水素燃料ガスを前記低圧に減圧せずに供給することによって、前記中圧蓄圧器内の圧力が閾値Ｔｈ’よりも低下した場合に、前記燃料電池自動車への前記水素燃料ガスの充填完了を待ってから前記水素製造装置の運転を開始し、前記中圧蓄圧器内の圧力が前記中圧、あるいは前記中圧より低く、かつ、前記閾値Ｔｈ’より高い閾値Ｔｌ’に到達した場合に、前記水素製造装置の運転を停止することを特徴とする請求項３記載の水素充填制御方法。 When the pressure in the medium pressure accumulator drops below the threshold Th'by supplying the medium pressure hydrogen fuel gas from the medium pressure accumulator to the low pressure without reducing the pressure, the fuel cell vehicle is supplied with the medium pressure accumulator. After waiting for the completion of filling of the hydrogen fuel gas, the operation of the hydrogen production apparatus is started, and the pressure in the medium pressure accumulator is the medium pressure or lower than the medium pressure and higher than the threshold Th'. The hydrogen filling control method according to claim 3, wherein the operation of the hydrogen producing apparatus is stopped when the threshold Tl'is reached. 炭素燃料から水素燃料ガスを製造する、若しくは液体水素から水素燃料ガスを製造する水素製造装置と、
水素燃料ガスの供給を受け、前記水素燃料ガスを圧縮する電気化学式圧縮機と、
前記電気化学式圧縮機により圧縮された中圧の水素燃料ガスを蓄圧する中圧蓄圧器と、
前記電気化学式圧縮機により圧縮された高圧の水素燃料ガスを蓄圧する高圧蓄圧器と、
前記中圧蓄圧器から前記中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧せずに前記電気化学式圧縮機に供給する第１の供給ラインと、
前記中圧蓄圧器から前記中圧の水素燃料ガスを低圧に減圧して前記電気化学式圧縮機に供給する第２の供給ラインと、
前記水素製造装置と前記電気化学式圧縮機とを繋ぐ第３の供給ラインと、
前記電気化学式圧縮機と前記高圧蓄圧器とを繋ぐ第４の供給ラインと、
前記電気化学式圧縮機と前記中圧蓄圧器とを繋ぐ第５の供給ラインと、
前記水素製造装置が運転している場合に、前記水素製造装置から電気化学式圧縮機に前記水素製造装置により製造された低圧の水素燃料ガスを供給し、前記電気化学式圧縮機により前記水素燃料ガスを圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを前記高圧蓄圧器に蓄圧するにように制御すると共に、前記水素製造装置が停止している場合に、前記第１の供給ラインと前記第２の供給ラインとのうち、前記第１の供給ラインを選択し、選択された前記第１の供給ラインを介して前記中圧蓄圧器から前記中圧の水素燃料ガスを前記電気化学式圧縮機に供給し、前記電気化学式圧縮機により前記水素燃料ガスをさらに圧縮して、圧縮された高圧の水素燃料ガスを前記高圧蓄圧器に蓄圧するように前記第１～５の供給ラインを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする水素ステーションに配置された水素充填システム。 A hydrogen production device that produces hydrogen fuel gas from carbon fuel or hydrogen fuel gas from liquid hydrogen,
An electrochemical compressor that receives the supply of hydrogen fuel gas and compresses the hydrogen fuel gas,
A medium-pressure accumulator that accumulates medium-pressure hydrogen fuel gas compressed by the electrochemical compressor, and a medium-pressure accumulator.
A high-pressure accumulator that accumulates high-pressure hydrogen fuel gas compressed by the electrochemical compressor, and
A first supply line that supplies the medium-pressure hydrogen fuel gas from the medium-pressure accumulator to the electrochemical compressor without reducing the pressure to a low pressure.
A second supply line that reduces the pressure of the medium-pressure hydrogen fuel gas from the medium-pressure accumulator to a low pressure and supplies it to the electrochemical compressor.
A third supply line connecting the hydrogen production device and the electrochemical compressor,
A fourth supply line connecting the electrochemical compressor and the high-pressure accumulator,
A fifth supply line connecting the electrochemical compressor and the medium pressure accumulator, and
When the hydrogen production apparatus is in operation, the hydrogen production apparatus supplies the low-pressure hydrogen fuel gas produced by the hydrogen production apparatus to the electrochemical compressor, and the hydrogen fuel gas is supplied by the electrochemical compressor. It is compressed to control the compressed high-pressure hydrogen fuel gas to be stored in the high-pressure accumulator, and when the hydrogen production apparatus is stopped, the first supply line and the second supply line are stopped. The first supply line is selected from the supply lines, and the medium pressure hydrogen fuel gas is supplied from the medium pressure accumulator to the electrochemical compressor via the selected first supply line. A control unit that controls the supply lines 1 to 5 so as to further compress the hydrogen fuel gas by the electrochemical compressor and store the compressed high-pressure hydrogen fuel gas in the high-pressure accumulator.
A hydrogen filling system located at a hydrogen station, characterized by being equipped with.
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