气体填充系统技术方案

本发明专利技术的气体填充系统具备：接收部，通过通信接收由温度传感器测量出的高压容器内的温度；流量调整装置，调整所填充的气体的流量；压力传感器，测量所填充的气体的压力；以及控制部。控制部控制流量调整装置，以使得以预先设定好的第1升压率填充气体直至高压容器的填充率达到预先设定好的第1目标填充率，并以比第1升压率低的预先设定好的第2升压率填充气体直至高压容器的填充率从第1目标填充率达到比第1目标填充率高的预先设定好的第2目标填充率。充率。充率。

【技术实现步骤摘要】
气体填充系统


[0001]本公开涉及气体填充系统。

技术介绍

[0002]公开有各种用于向搭载于燃料电池车辆的氢罐等高压容器填充氢气的技术。例如在日本特开2017
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053459中公开有准确地测量氢罐内的初始压力的技术。根据上述初始压力、外部空气温度以及罐容量来设定所填充的氢气的升压率，例如在搭载有燃料电池的乘用车，以3分钟左右的时间完成填充。
[0003]在搭载有燃料电池的大型公共汽车、卡车等大型车的情况下，与搭载有燃料电池的乘用车比较，所搭载的氢罐的容量非常大。因此，例如若欲以10分钟左右的比较短的时间填充燃料，则与向乘用车填充的情况相比，需要增大氢气的升压率。但是，若增大升压率，则从氢站到氢罐之间的路径中的压力损失也变大。氢气的填充利用氢站与氢罐之间的压力差来进行，因此存在因上述压力损失的增大而氢气的填充率降低的可能性。具体而言，在基于在氢站侧测定出的氢气压力和氢罐内的温度来计算氢罐的填充率的结构中，会使用因上述压力损失而压力降低前的压力计算填充率。因此，虽然氢站侧判定为达到目标填充率而停止氢气的填充，但是在实际的氢罐内并没有填充氢气达到目标填充率，从而填充率降低。这样，若欲以比较短的时间向容量比较大的罐填充氢气则填充率降低的问题并不局限于向氢罐填充氢气的结构，在向任意种类的高压容器填充任意种类的气体的结构中是共通的。

技术实现思路

[0004]本公开能够作为以下的方式来实现。
[0005]本公开的方式提供一种气体填充系统，该气体填充系统构成为与高压容器连接并向上述高压容器填充气体。上述气体填充系统具备：接收部，构成为通过通信接收由温度传感器测量出的上述高压容器内的温度；流量调整装置，构成为调整所填充的上述气体的流量；压力传感器，构成为测量所填充的上述气体的压力；以及控制部，构成为执行基于由上述接收部接收到的温度和由上述压力传感器测量出的压力来计算上述高压容器中的上述气体的填充率的处理、和通过控制上述流量调整装置来控制向上述高压容器填充的上述气体的升压率的处理，上述控制部构成为以如下方式控制上述流量调整装置，以预先设定好的第1升压率向上述高压容器填充上述气体直至上述高压容器的填充率达到预先设定好的第1目标填充率，以比上述第1升压率低的预先设定好的第2升压率向上述高压容器填充上述气体直至上述高压容器的填充率从上述第1目标填充率达到比上述第1目标填充率高的预先设定好的第2目标填充率。
[0006]也可以构成为：在本公开的方式的基础上，上述第1目标填充率为80％以上且不足95％，上述第2目标填充率为95％以上100％以下。
[0007]也可以构成为：在本公开的方式的基础上，气体填充系统还具备构成为检测外部空气的温度的外部空气温度传感器，上述第1升压率是存储于上述控制部的映射中的升压
率，上述控制部构成为基于通过预喷射填充测定出的上述高压容器内的初始压力、从上述接收部传递的上述高压容器的容量、以及外部空气温度传感器的检测值来检索上述映射，并设定上述第1升压率。
[0008]也可以构成为：在本公开的方式的基础上，上述第2升压率是上述映射中的升压率中的最小的升压率。
[0009]也可以构成为：在本公开的方式的基础上，上述接收部是红外线通信机。
[0010]根据本公开的方式，以预先设定好的第1升压率填充气体直至预先设定好的第1目标填充率，从第1目标填充率以比第1升压率低的预先设定好的第2升压率填充气体直至比第1目标填充率高的预先设定好的第2目标填充率。第2升压率是比第1升压率低的升压率，因此气体填充路径中的压力损失较小。在以第1升压率进行填充后以压力损失较小的第2升压率进行填充，因此能够抑制由压力损失引起的填充率的降低。另外，以第1升压率进行填充直至第1目标填充率，因此与仅以第2升压率进行填充的情况比较，能够在短时间内完成气体填充。
[0011]以下参考附图，对本专利技术的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
附图说明
[0012]图1是表示作为本公开的一个实施方式的气体填充系统的简要结构的框图。
[0013]图2是表示由气体填充系统执行的升压率控制的顺序的流程图。
[0014]图3是表示通过比较例向氢罐进行气体填充时的时间与压力的关系的一例的曲线图。
[0015]图4是表示通过实施方式所涉及的气体填充系统向氢罐进行氢气填充时的时间与压力的关系的一例的曲线图。
具体实施方式
[0016]A.第1实施方式：
[0017]A1.装置结构：
[0018]图1是表示作为本公开的一个实施方式的气体填充系统100的简要结构的框图。气体填充系统100是用于向高压容器填充气体的系统。气体填充系统100例如用于氢站。气体的填充利用储藏气体的蓄压器102与高压容器的差压来进行。在本实施方式中，气体是氢气，高压容器是搭载于燃料电池车辆V的氢罐1。
[0019]首先对燃料电池车辆V的结构进行说明。燃料电池车辆V是具备将氢气和空气作为燃料气体来发电的燃料电池系统并通过使用在上述燃料电池系统中发电的电力来驱动马达而行驶的车辆。在本实施方式中，燃料电池车辆V例如是大型公共汽车、卡车等大型车辆。燃料电池车辆V具备氢罐1、车辆侧配管2、车辆侧温度传感器3、车辆侧压力传感器4、车辆侧控制部5、发送部6以及加氢口9。
[0020]氢罐1是储藏从气体填充系统100供给的氢的罐。在本实施方式中，氢罐1是与搭载于乘用车的氢罐的容量比较具有较大的容量(例如80kg)的罐。
[0021]车辆侧配管2是所供给的氢气的流路。车辆侧配管2的一端与氢罐1连接。在车辆侧
配管2与氢罐1的连接部设置有止回阀7，防止氢罐1内的氢气向车辆侧配管两侧逆流。在车辆侧配管2的另一端设置有加氢口9，加氢口9构成为能够连接后述的加氢枪。在车辆侧配管2与加氢口9的连接部设置有止回阀8，防止所填充的氢气向加氢口9侧逆流。
[0022]车辆侧温度传感器3测定氢罐1内的氢气的温度。车辆侧温度传感器3构成为能够与车辆侧控制部5通信。将所测定出的温度向车辆侧控制部5传递，并用于后述的氢罐1内的填充率的计算。
[0023]车辆侧压力传感器4测定氢罐1内的氢气的压力。车辆侧压力传感器4构成为能够与车辆侧控制部5通信。将所测定出的压力值向车辆侧控制部5传递，并用于判断后述的氢罐1内的氢气的状况是否正常的程序。另外，将所测定的压力值用作表示氢罐1内的氢气的余量的燃料计显示的值。
[0024]车辆侧控制部5是具有处理器和存储器的计算机。在车辆侧控制部5的存储器存储有包含氢罐1的容量在内的氢罐1的信息、使用上述的车辆侧温度传感器3和车辆侧压力传感器4的测量值来判断氢罐1内的状况是否正常的程序。在车辆侧温度传感器3的测量值与车辆侧压力传感器4的测量值的至少一方超过了预先设定好的阈值的情况下，上述程序判断为氢罐1内的状况不正常(异常)。车辆侧控制部5构成为能够与发送部6通信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体填充系统，构成为与高压容器连接并向所述高压容器填充气体，其特征在于，所述气体填充系统具备：接收部，构成为通过通信接收由温度传感器测量出的所述高压容器内的温度；流量调整装置，构成为调整所填充的所述气体的流量；压力传感器，构成为测量所填充的所述气体的压力；以及控制部，构成为执行基于由所述接收部接收到的温度和由所述压力传感器测量出的压力来计算所述高压容器中的所述气体的填充率的处理、和通过控制所述流量调整装置来控制向所述高压容器填充的所述气体的升压率的处理，其中，所述控制部构成为以如下方式控制所述流量调整装置，以预先设定好的第1升压率向所述高压容器填充所述气体直至所述高压容器的填充率达到预先设定好的第1目标填充率，以比所述第1升压率低的预先设定好的第2升压率向所述高压容器填充所述气体直至所述高压容器的填充率从所述第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：荻原直贵，仲田好宏，金子智德，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：