气体填充方法技术

目的在于提供气体填充方法，划分为初始填充工序和正式填充工序来填充气体，即使在连接了容积小的罐的情况下也能够适当地结束正式填充工序。从开始气体的填充起到结束填充为止的气体填充工序被划分为初始填充工序和正式填充工序，在正式填充工序中，填充气体以实现规定的目标升压率。气体填充方法具有如下工序：估计开始初始填充工序时的所述罐的初始压力P0和初始填充工序中的氢罐的初始升压率ΔP0；将氢罐的压力是初始压力P0的状态作为基点，计算假定从基点起不执行初始填充工序而开始正式填充工序的情况下的氢罐的基准升压率ΔPBS；以及使用初始升压率ΔP0与基准升压率ΔPBS之间的偏差来设定正式填充工序中的目标升压率ΔPST。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体填充方法
本专利技术涉及气体填充方法。更详细地讲，涉及利用配管对压缩气体的供给源和搭载于移动体的罐进行连接并对移动体的罐填充气体的移动体的气体填充方法。
技术介绍
燃料电池车辆将含氧的空气和作为燃料气体的氢气提供给燃料电池，利用由此产生的电力来驱动电动机，从而进行行驶。近年来，将这种燃料电池用作用于产生动力的能量源的燃料电池车辆的实用化得到发展。在利用燃料电池发电时需要氢气，在近年来的燃料电池车辆中，主流是预先在高压罐或具有储氢合金的氢罐内存储足够量的氢气，在行驶时利用罐内的氢气。此外，与此相应地，与尽可能在罐内迅速填充大量氢气的填充技术有关的研究也正在积极进行(例如，参照专利文献1)。图8是示出填充氢气时的氢罐内的压力的变化的一例的图。如图8所示，从在时刻t0开始填充氢气起到在时刻t5结束填充氢气为止的气体填充工序被划分为开始的初始填充工序和之后的正式填充工序这2个工序。初始填充工序是如下的工序：为了取得进行之后的正式填充工序所需要的与罐有关的信息而试验性地填充氢气。如图8所示，该初始填充工序中包含用于测定罐的初始压力的预注射填充(时刻t0～t1)、用于测定罐的容积的容积检测填充(时刻t2～t3)等。此外，正式填充工序是如下的工序：在使用初始填充工序中得到的罐的信息和当时的外气温度等的流量控制下填充氢气，直到填充满为止。这里，当对罐填充氢气时，罐的温度上升，该温度上升会大幅影响填充氢气时的罐的压力上升速度、即升压率。因此，在正式填充工序中，大多数情况下决定目标升压率，并控制对罐提供的氢气的流量，以实现该目标升压率。如果目标升压率比适当的升压率高，则虽然会相应地迅速填充氢气，但是在填充满之前罐的温度变高，有时需要中断或中止填充本身。此外，如果目标升压率比适当的升压率低，则虽然能够相应地抑制罐的温度上升，但是，到填充满为止花费的时间会延长，便利性变差。因此，为了迅速并适当进行正式填充工序，需要将目标升压率设定为适当的大小。此外，如果使用通过填充的开始时刻和开始时刻的罐的初始压力来确定的基点、罐的容积、外气温度，氢气的温度等，则能够利用已知的算法来计算这种适当的升压率。图8中利用虚线A-B示出在以时刻t0和初始压力P0为基点而得到的适当的升压率下填充氢气的情况下的罐压的变化。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2011/058782号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，如上所述，近年来提出的气体填充方法中的气体填充工序大多划分为初始填充工序和正式填充工序。该情况下，在开始正式填充工序之前，在初始填充工序中在未知的升压率下填充某种程度的量的氢气，由此罐内的压力和温度也上升。因此，为了将正式填充工序中的目标升压率设定为适当的大小，需要掌握因进行初始填充工序而导致的从开始填充时到结束初始填充工序时的期间内的罐的状态的变化和初始填充工序的结束时刻的罐的状态，并将该初始填充工序的结束时刻的罐的状态作为基点来设定目标升压率。然而，在现有的气体填充方法中，在设定正式填充工序中的目标升压率时，没有考虑初始填充工序的存在，换言之，没有考虑执行初始填充工序而引起的罐的状态的变化。即，在现有的气体填充方法中，将以初始填充工序的开始时刻为基点而得到的升压率(在图8中为虚线A-B的斜率)设定为正式填充工序中的目标升压率(图8中，线C-D的斜率)。因此，在现有的气体填充方法中，以比初始填充工序中作为基准的升压率高的升压率对氢气进行填充，相应地，罐的压力会迅速上升。即，将初始填充工序和正式填充工序合并后的整体的升压率(图8中，线A-D的斜率)大于通过已知的算法决定的适当的升压率(图8中，线A-B的斜率)，在比适当的升压率下进行填充的情况下的结束时刻t6早的时刻t5上升至相同的压力。因此，在现有的气体填充方法中，罐的温度上升变得剧烈，有时需要在填充满之前中断或中止填充。另外，如果作为填充对象的罐搭载于一般的四轮燃料电池车辆，则基于初始填充工序的升压量相对于基于正式填充工序的升压量足够小，因此，整体的升压率与适当的升压率之间的偏差也较小。然而，作为填充对象的罐的容积越小，则基于初始填充工序的升压量相比于基于正式填充工序的升压量越大，因此整体的升压率与适当的升压率之间的偏差也越大，上述的的课题更显著。本专利技术的目的在于提供如下气体填充方法，该气体填充方法划分为初始填充工序和正式填充工序来填充气体，即使在连接有容积小的罐的情况下，也能够适当地结束正式填充工序。用于解决问题的手段(1)气体填充方法利用配管(例如，后述的站配管93和车辆配管39)对压缩气体的供给源(例如，后述的蓄压器91)和搭载于移动体(例如，后述的车辆V)的罐(例如，后述的氢罐31)进行连接，对该罐填充气体，从开始气体的填充起到结束结束填充为止的气体填充工序被划分为：初始填充工序(例如，后述的图5的S1～S7，或图7的S21～S28)，填充气体，以得到与所述罐有关的信息；以及正式填充工序(例如，后述的图5的S8～S12，或图7的S29)，使用在执行所述初始填充工序的期间内得到的信息来填充气体，使得实现所决定的目标升压率。气体填充方法具有：初始升压率估计工序(例如，后述的图5的S4～S5，或图7的S25～S26)，估计开始所述初始填充工序时的所述罐的初始压力(例如，后述的初始压力P0)和该初始填充工序中的所述罐的初始升压率(例如，后述的初始升压率ΔP0)；基准升压率计算工序(例如，后述的图5的S6，或图7的S27)，将所述罐的压力是所述初始压力的状态作为基点，计算假定从该基点起不执行所述初始填充工序而开始所述正式填充工序的情况下的所述罐的基准升压率(例如，后述的基准升压率ΔPBS)；以及目标升压率设定工序(例如，后述的图5的S7，或图7的S28)，使用所述初始升压率与所述基准升压率之间的偏差来设定所述正式填充工序中的所述目标升压率。(2)该情况下，优选的是，在所述目标升压率设定工序中，在所述初始升压率比所述基准升压率高的情况下，使所述目标升压率低于所述基准升压率。(3)该情况下，优选的是，在所述配管上设有开闭阀(例如，后述的流量控制阀94b)和对比该开闭阀靠上游侧的位置处的压力进行检测的压力传感器(例如，后述的第1站压力传感器97c)，在所述初始填充工序中，在关闭所述开闭阀的状态下使所述配管中的比所述开闭阀靠上游侧的规定的储存区间(例如，后述的站配管93中的从流量控制阀94b到切断阀94a的区间)内的压力升压后，打开所述开闭阀，进行向所述罐填充在所述储存区间内被压缩的气体的预注射填充(例如，后述的图5的S1或图7的S21)，在所述初始升压率估计工序中，根据在执行了所述预注射填充后使用所述压力传感器检测到的所述配管内的压力、所述储存区间的容积和所述罐的容积，估计所述初始压力和所述初始升压率。(4)该情况下，优选的是，在所述初始升压率估计工序中，根据在执行所述预注射填充后使用所述压力传感器检测到的所述配管内的压力、所述储存区间的容积和所述罐的容积来估计所述初始压力，进而，根据估计出的该初始压力、在执行所述预注射填充后使用所述压力传感器检测到的所述配管内的压力和所述预注射填充所花费的时间，估计所述初始升压率。(5)该情况下，优选的是，所述气体填充方法还具有容积估计工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动体的气体填充方法，利用配管对压缩气体的供给源和搭载于移动体的罐进行连接，对该罐填充气体，其特征在于，从开始气体的填充起到结束填充为止的气体填充工序被划分为：初始填充工序，填充气体，以得到与所述罐有关的信息；以及正式填充工序，使用在执行所述初始填充工序的期间内得到的信息来填充气体，使得实现所决定的目标升压率，该气体填充方法具有：初始升压率估计工序，估计开始所述初始填充工序时的所述罐的初始压力和该初始填充工序中的所述罐的初始升压率；基准升压率计算工序，将所述罐的压力是所述初始压力的状态作为基点，计算假定从该基点起不执行所述初始填充工序而开始所述正式填充工序的情况下的所述罐的基准升压率；以及目标升压率设定工序，使用所述初始升压率与所述基准升压率之间的偏差来设定所述正式填充工序中的所述目标升压率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 JP 2016-051261;2016.06.10 JP 2016-115841.一种移动体的气体填充方法，利用配管对压缩气体的供给源和搭载于移动体的罐进行连接，对该罐填充气体，其特征在于，从开始气体的填充起到结束填充为止的气体填充工序被划分为：初始填充工序，填充气体，以得到与所述罐有关的信息；以及正式填充工序，使用在执行所述初始填充工序的期间内得到的信息来填充气体，使得实现所决定的目标升压率，该气体填充方法具有：初始升压率估计工序，估计开始所述初始填充工序时的所述罐的初始压力和该初始填充工序中的所述罐的初始升压率；基准升压率计算工序，将所述罐的压力是所述初始压力的状态作为基点，计算假定从该基点起不执行所述初始填充工序而开始所述正式填充工序的情况下的所述罐的基准升压率；以及目标升压率设定工序，使用所述初始升压率与所述基准升压率之间的偏差来设定所述正式填充工序中的所述目标升压率。2.根据权利要求1所述的气体填充方法，其特征在于，在所述目标升压率设定工序中，在所述初始升压率比所述基准升压率高的情况下，使所述目标升压率低于所述基准升压率。3.根据权利要求1或2所述的气体填充方法，其特征在于，在所述配管上设有开闭阀和对比该开闭阀靠上游侧的位置处的压力进行检测的压力传感器，在所述初始填充工序中，在关闭所述开闭阀的状态下使所述配管中的比所述开闭阀靠上游侧的规定的储存区间内的压力升压后，打开所述开闭阀，进行向所述罐填充在所述储存区间内被压缩的气体的预注射填充，在所述初始升压率估计工序中，根据在执行了所述预注射填充后使用所述压力传感器检测到的所述配管内的压力、所述储存区间的容积和所述罐的容积，估计所述初始压力和所述初始升压率。4.根据权利要求3所述的气体填充方法，其特征在于，在所述初始升压率估计工序中，根据在执行所述预注射填充后使用所述压力传感器检测到的所述配管内的压力、所述储存区间的容积和所述罐的容积来估计所述初始压力，进而，根据估计出的该初始压力、在执行所述预注...

【专利技术属性】
技术研发人员：判田圭，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP