气体填充方法、气体填充系统、气站和移动单元技术方案

基于罐（30）中的罐压力和罐温度来计算在将气体填充到罐（30）中之前在衬里（53）和增强层（55）之间的间隙量（62）。基于所计算的间隙量（62）预测是否通过气体填充而使大于或者等于容许量的负载作用于衬里（53）上。当预测是将大于或者等于容许量的负载作用于衬里（53）上时，与预测不是将大于或者等于容许量的负载作用于衬里（53）上的情形相比，限制将气体填充到罐（30）中的填充流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将气体从气站填充到车辆安装的罐中的气体填充方法、气体填充系统、气站和移动单元。
技术介绍
已知当氢气被填充到罐中时，罐中的温度增加。关于这点，例如日本专利申请公布No. 2002-89793 (JP-A-2002-89793)指出需要在管理温度时确定填充速率的问题并且然后提出一种抑制位于罐上游的阀门和填充管道的温度增加的结构。如由JP-A-2002-89793示出地，这种类型的罐的结构是这样的，即，非透气性的衬里的外周围表面被确保耐压性的增强层覆盖。例如，增强层被形成为使得通过纤维缠绕形成的CFRP等围绕衬里的外周围表面缠绕。
技术实现思路
然而，特别地，当制造由树脂衬里制成的罐时，因为在衬里和CFRP之间弹性模量和线性膨胀系数存在差异，所以衬里收缩，引起在衬里和CFRP之间形成间隙。另外，如果在制造阶段中没有出现无任何间隙，则在低压或者低温状态下，衬里因为弹性模量差异等而收缩，引起在衬里和CFRP之间形成间隙。然后，随着压力降低或者随着温度降低，间隙的尺寸趋向于增加。如果在形成这种间隙的状态中将氢气填充到罐中，则被填充的氢气弓I起收缩的衬里膨胀以填充该间隙。然而，如果膨胀导致的衬里变形量较大或者膨胀导致的衬里变形速度较快，则存在大负载作用于衬里上的可能性。本专利技术提供一种能够减小在罐的衬里上的负载的气体填充方法、气体填充系统、气站和移动单元。本专利技术的第一方面涉及一种将气体填充到罐中的气体填充方法，该罐具有衬里和在衬里的外周围表面上形成的增强层。该气体填充方法包括基于罐中的罐压力和罐温度，来计算在将气体填充到罐中之前在衬里和增强层之间的间隙量；基于所计算的间隙量，来预测否通过气体填充使大于或者等于容许量的负载作用于衬里上；以及，当预测是将大于或者等于容许量的负载作用于衬里上时，与预测不是将大于或者等于容许量的负载作用于衬里上的情形相比，限制气体被填充到罐中的填充流量。利用以上配置，并非与间隙量无关地设定均匀的填充流量，而是当预测通过气体填充使大于或者等于容许量的负载作用于衬里上时，限制填充流量。因此，当以限定的填充流量将气体填充到罐中时，能够抑制衬里变形填充间隙的变形速度。由此，能够减小衬里上的负载。在根据以上方面的气体填充方法中，限制填充流量可以包括在第一时段的至少一部分期间以限定的填充流量来将气体填充到罐中，其中第一时段是指在该时段期间，衬里通过气体填充而变形以使得间隙量变成零。利用以上配置，在填充间隙的时段的至少一部分期间，衬里以限定的填充流量变形，从而能够减小衬里上的负载。根据以上方面的气体填充方法可以进一步包括在经过了至少第一时段之后，以不对填充流量进行限制地来将气体填充到罐中。利用以上配置，至少在间隙被填充之后，气体可以以高于至此之前的填充流量的填充流量被填充到罐中，从而能够缩短用于气体填充的时段。在根据以上方面的气体填充方法中，预测是否通过气体填充使大于或者等于容许量的负载作用于衬里上可以包括计算用于使得所计算的间隙量变成零所要求的衬里的伸长率，并且当所计算的衬里的伸长率超过预定阈值时，预测是将大于或者等于容许量的负载作用于衬里上。利用以上配置，基于与衬里变形相关的衬里的伸长率(应变)进行预测，从而预测的可靠性增加。在根据以上方面的气体填充方法中，该预定阈值可以是衬里的断裂伸长率，并且 可以取决于罐中的罐温度而变化。利用以上配置，在预测时考虑了断裂伸长率依赖于温度的事实，从而预测可靠性进一步增加。在根据以上方面的气体填充方法中，限制填充流量可以包括取决于所计算的衬里的所需伸长率，来改变填充流量的限定量。利用以上配置，能够实现在衬里上的负载的减小和用于气体填充的时段的缩短。例如，当所计算的所需伸长率较小时，与所计算的所需伸长率较大的情形相比，可以增加填充流量，从而能够在减小衬里上的负载的同时缩短用于气体填充的时段。在根据以上方面的气体填充方法中，限制填充流量可以包括以下述方式限制填充流量，即，对于所计算的衬里的所需伸长率，参照定义了在填充衬里和增强层之间的间隙时的衬里变形速度和衬里的断裂伸长率之间的关系的映射，以设定这样的衬里变形速度，该衬里变形速度低于在使大于或者等于容许量的负载作用于衬里上时的衬里变形速度。利用以上配置，通过利用这种映射，能够以不使得大于或者等于容许量的负载作用于衬里上时的衬里变形速度来限制填充流量。在根据以上方面的气体填充方法中，可以为罐中的罐温度分布设置多个映射，并且，限制填充流量可以包括以参照多个映射中的、与用于计算间隙量的罐温度相对应的一个映射的方式，来取决于罐中的罐温度改变填充流量的限定量。利用以上配置，即使在确定填充流量时也考虑了断裂伸长率依赖于温度的事实，从而能够在减小衬里上的负载的同时缩短用于气体填充的时段。例如，当罐中的罐温度较高时，与罐中的罐温度较低的情形相比，衬里变形速度(填充流量)可以增加。在根据以上方面的气体填充方法中，该罐可以被配备用于移动单元，并且可以被配置为使得可以从在移动单元外部安装的气站来填充气体，该移动单元可以在限制填充流量时确定限定的填充流量，并且可以向气站发送关于所确定的限定的填充流量的信息，并且气站可以基于从移动单元接收的、关于限定的填充流量的信息，来将气体填充到罐中。利用以上配置，能够从移动单元侧执行控制从而限制填充流量。在根据以上方面的气体填充方法中，该罐可以被配备用于移动单元，并且可以被配置为使得可以从在移动单元外部安装的气站来填充气体，可以由气站执行计算间隙量、预测是否通过气体填充使大于或者等于容许量的负载作用于衬里上，以及限制填充流量。利用以上配置，能够在气站侧执行控制从而限制填充流量。在根据以上方面的气体填充方法中，在计算间隙量时，气站可以经由通信从移动单元接收关于罐中的罐压力和罐温度的信息。利用以上配置，气站能够容易地获取位于气站外部的罐中的信息。根据以上方面的气体填充方法可以进一步包括，当填充流量被限制为零时，禁止气体填充，或者可以包括提供气体填充被禁止的通知。在根据以上方面的气体填充方法中，限制填充流量可以包括限制填充流量使得衬里和增强层之间的间隙被填充的衬里变形速度低于大于或者等于容许量的负载作用于衬里上的衬里变形速度，或者可以包括以下述方式限制填充流量，即，对于使得所计算的间隙量变成零所要求的衬里的伸长率，参照定义了在衬里变形速度和衬里的断裂伸长率之间的关系的映射，以由此设定这样的衬里变形速度，该衬里变形速度低于使得大于或者等于容许量的负载作用于衬里上时的衬里变形速度。另外，在根据以上方面的气体填充方法中，限制填充流量可以包括取决于所计算的间隙量、用于使得间隙量变成零时所要求的衬里的伸长率、以及罐中的罐温度中的至少一项，来改变填充流量的先定量。 本专利技术的第二方面涉及一种气体填充系统，该气体填充系统包括移动单元和气站，该移动单元配备有具有衬里和在衬里的外周围表面上形成的增强层的罐，该气站安装在移动单元外部并且将气体填充到罐中。在该气体填充系统中，移动单元和气站中的至少一个包括信息获取单元，该信息获取单元获取关于罐中的罐压力和罐温度的信息；计算单元，该计算单元基于由信息获取单元获取的信息，来计算在将气体填充到罐中之前在衬里和增强层之间的间隙量；预测单元，该预测单元基于所计算的间隙量，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：大川内荣治，石户谷尽生，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：