气体填充装置及气体填充方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气体填充装置及使用了该填充装置的填充方法，该气体填充装置具备：气体供给源（10）；燃料气体填充线路（L），与气体供给源（10）连接，向各个气罐（101、102）填充燃料气体；温度信息取得部，取得气罐（102）内的温度信息；压力信息取得部，取得气罐（101、102）内的压力信息；关系数据取得部（47），取得表示预先取得的气罐（101、102）的填充率成为目标填充率时的该气罐（101、102）内的温度与压力之间的对应关系的对应关系数据；温度差计算部（52），根据所述温度信息，算出所述多个气罐（101、102）中所述内部温度为最高温度的气罐（101）与内部温度为最低温度的气罐（102）之间的温度差；控制部（55），进行如下的控制：在内部温度为最低温度的气罐（102）的温度成为从预先设定的温度上限值减去所述温度差所得到的差分温度，且根据所述压力信息求出的压力成为所述对应关系数据中的与所述差分温度对应的对应压力时，停止所述燃料气体的填充。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及与燃料被供给体的气体储存容器连接并将从燃料气体供给源供给来的燃料气体向所述气体储存容器填充的。
技术介绍
一直以来，搭载有将通过燃料气体(例如，氢气或压缩天然气)与氧化气体(例如，空气)的电化学反应而发电的燃料电池作为能量源的燃料电池汽车的开发不断发展。该燃料电池汽车搭载有燃料气罐(气体储存容器)，相对于该燃料气罐，从气体填充装置(燃料气体站)等燃料气体供给系统供给燃料气体。该气体填充装置通常将填充嘴与燃料电池汽车的燃料气罐连接，并将高压的燃料气体向所述燃料气罐填充，该填充嘴与对压缩后的燃料气体进行储存的蓄压器连接，但燃料电池汽车具备多个燃料气罐时，对任一个燃料气罐的压力、温度进行监控，根据该监控结果来判断该燃料气罐的填充率(SoC =State ofCharge),控制燃料气体的填充结束。另外，还介绍了一种气体填充装置，其具备与搭载于燃料电池汽车的多个燃料气罐分别连接的填充阀；与所述多个燃料气罐分别连接的排放阀；连接在所述填充阀间的填充配管；连接在所述排放阀间的排放配管；分别检测所述多个燃料气罐的温度的多个温度传感器；分别检测所述燃料气罐的压力的多个压力传感器；基于所述温度传感器及压力传感器的检测结果来控制所述填充阀及所述排放阀的控制单元。(例如，参照专利文献I)。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开2004-84808号公报
技术实现思路
关于燃料气体对燃料气罐的填充，虽然期望填充率(SoC)为100%，且尽可能在短时间内进行填充，但已知的情况是，为此以燃料气罐内的压力为87. 5MPa且温度为85°C的方式进行填充控制的情况最优。需要说明的是，当前，考虑燃料气罐的耐久性等，规定燃料气体填充时的燃料气罐内温度的上限值，该规定值通常为约85°C，通常当燃料气罐内温度超过85°C时，燃料气体的填充停止。另外，在搭载多个燃料气罐的燃料电池汽车中，由于各个燃料气罐彼此的体积的不同等，该各个燃料气罐的散热性(散热性=罐的表面积/罐的内容积)产生差异，在I台燃料电池汽车中，温度容易上升(散热性低)的燃料气罐与温度不易上升(散热性高)的燃料气te混杂在一起。这里，当散热性不同的燃料气罐混杂时，在监控多个燃料气罐中的温度不易上升的燃料气罐内的压力及温度，根据该监控结果判断该燃料气罐的填充率(SoC)，并控制燃料气体的填充结束的情况下，当燃料气罐内的压力为87. 5MPa，温度为85°C，填充率(SoC)为 100%时，温度容易上升的燃料气罐的内部温度已经超过85°C，当燃料气罐内温度超过85°C时，使燃料气体的填充停止之后，在填充率(SoC)成为100%之前，停止燃料气体的填充。另一方面，在监控多个燃料气罐中的温度容易上升的燃料气罐内的压力及温度的情况下，当该燃料气罐内的压力为87. 5MPa，温度为85°C，填充率(SoC)为100%时，温度不易上升的燃料气罐的内部温度不会上升至85°C，而填充率(SoC)超过100%。因此，在燃料电池汽车具备多个燃料气罐的情况下，监控任一个燃料气罐的压力、温度，根据该监控结果来判断该燃料气罐的填充率(SoC)，并控制燃料气体的填充结束的方法中，难以充分地向全部的燃料罐填充燃料气体。另外，专利文献I所记载的气体填充装置在全部的燃料气罐配置温度传感器及压力传感器，监控全部的燃料气罐内的温度及压力，首先采取向燃料气体(氢)量少的燃料气罐从其他的燃料气体量多的燃料气罐转移燃料气体的方法，因此花费成本，且控制复杂。本专利技术鉴于这种情况而作出，其目的在于提供一种，其即使在向温度容易上升的(散热性低的)气体储存容器与温度不易上升的(散热性高的)气体储存容器混杂的多个气体储存容器填充燃料气体时，也能够以高填充率向各个气 体储存容器填充燃料气体。为了实现该目的，本专利技术提供一种气体填充装置，与搭载于燃料被供给体的多个气体储存容器连接，向该各个气体储存容器填充燃料气体，具备气体供给源，供给压缩后的燃料气体；燃料气体填充线路，与所述气体供给源连接，向所述各个气体储存容器填充燃料气体；温度信息取得部，取得所述气体储存容器内的温度信息；压力信息取得部，取得所述气体储存容器内的压力信息；关系数据取得部，取得对应关系数据，该对应关系数据表示预先取得的气体储存容器的填充率成为目标填充率时的该气体储存容器内的温度与压力之间的对应关系；温度差计算部，根据所述温度信息，算出所述多个气体储存容器中所述内部温度为最高温度的气体储存容器与内部温度为最低温度的气体储存容器之间的温度差；控制部，进行如下的控制在所述内部温度为最低温度的气体储存容器的温度成为从预先设定的温度上限值减去所述温度差所得到的差分温度，且根据所述压力信息求出的压力成为所述对应关系数据中的与所述差分温度对应的对应压力时，停止所述燃料气体的填充。具备该结构的气体填充装置即使在向温度容易上升的气体储存容器与温度不易上升的气体储存容器混杂的多个气体储存容器填充燃料气体的情况下，也能够控制成温度最容易上升的气体储存容器的内部温度不会超过预先决定的上限温度，且温度不易上升的气体储存容器的燃料气体填充率不会超过100%。因此，能够向各个气体储存容器高效率且高填充率地填充燃料气体。另外，本专利技术的气体填充装置还具备温度判定部，判定根据所述温度信息求出的温度是否成为从预先设定的温度上限值减去所述温度差所得到的差分温度；压力判定部，判定根据所述压力信息求出的压力是否成为所述对应关系数据中的与所述差分温度对应的对应压力。另外，作为本专利技术的气体填充装置的一方式，所述温度信息取得部取得所述多个气体储存容器中散热性最高的气体储存容器内的温度信息，所述压力信息取得部至少取得所述多个气体储存容器中散热性最高的气体储存容器内的压力信息，所述温度差计算部基于预先取得的所述各个气体储存容器的散热性数据，算出所述散热性最高的气体储存容器与散热性最低的气体储存容器在燃料气体填充时的温度差。通过如此构成，即使所述多个气体储存容器的散热性不同，通过取得多个气体储存容器中的一个气体储存容器、即散热性最高的气体储存容器内的压力信息及温度信息，也能够向各个气体储存容器以高填充率填充燃料气体。另外，在该结构的情况下，所述温度信息取得部从在散热性最高的气体储存容器内预先配置的温度检测器取得温度信息。通过如此构成，在填充燃料气体时，通过监控从所述温度检测器检测的检测温度，不用比较所述各个气体储存容器的散热性，就能够检测散热性最高的气体储存容器内的温度。另外，作为本专利技术的气体填充装置的另一方式，所述温度信息取得部取得所述全部的气体储存容器内的温度信息。通过如此构成，能够取得全部的气体储存容器的内部的温度信息，因此能够更简单且迅速地算出内部温度为最高温度的气体储存容器与内部温度为最低温度的气体储存容器之间的温度差，能够向各个气体储存容器以高填充率填充燃料气体。 另外，在该结构的情况下，所述温度信息取得部从在全部的气体储存容器内预先配置的各个温度检测器取得温度信息。另外，本专利技术的气体填充装置还具备填充流量数据取得部，该填充流量数据取得部取得表示燃料气体的填充流量的数据，该燃料气体的填充流量由根据所述温度信息求出的温度和根据所述压力信息求出的压力所决定。通过如此构成，根据气体储存容器内的温度及压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻木秀介，宫崎翔，内村治弘，山下显，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：