气体填充方法技术

氢填充系统具备：氢气的蓄压器；配管，其将蓄压器与车辆的氢罐连接；流量控制阀、压力感测器及流量感测器，这些设置于此配管；及，站点ECU，其在特定的填充条件下操作流量控制阀，并控制流经配管的氢气的流量。气体填充方法是利用此氢填充系统，由蓄压器向氢罐中填充氢气，具备以下步骤：在开始填充氢气之后，使用配管内的氢气的流量减少时的压力感测器的检测值，由此，计算与配管所产生的压力损失相关的压力损失系数的值；及，将填充条件变更为基于压力损失系数的值而规定的条件，并继续填充氢气。并继续填充氢气。并继续填充氢气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体填充方法


[0001]本专利技术涉及一种气体填充方法。更详细地说，涉及一种气体填充方法，是利用配管将压缩气体的供应源与搭载于移动体上的罐连接，并将气体填充在移动体的罐中。

技术介绍

[0002]燃料电池车辆是由以下方式来行驶，将含氧的空气与燃料气体也就是氢气供应至燃料电池，并利用由此发电的电力来驱动电动机。近年来，利用这种燃料电池作为用以产生动力的能源的燃料电池车辆开始应用于实践中。燃料电池发电需要氢气，但在近年来的燃料电池车辆中，成为主流的是在具备高压罐或储藏合金的氢罐内预先贮存足够量的氢气，并利用罐内的氢气来行驶。并且，与此相应地，也针对在氢站中向罐内快速地尽可能填充大量氢气的填充技术，多次开展研究。
[0003]氢气在罐内由于压缩而发热。因此近年来，为了抑制填充氢气期间的罐内的温度上升，主流技术是利用设置于氢气流道上的预冷器，将氢气冷却至例如－40℃左右。这样一来，利用预冷器降低氢气的温度，由此，也能够抑制罐内的氢气的温度的上升，因此，能够相应地增快填充氢气。
[0004]例如在非专利文献1中示出一种填充方法，使填充期间的升压率可以基于特定的数式而变动地填充氢气。在非专利文献1所述的填充方法中，利用对氢气流道中设置于预冷器下游侧的温度感测器的检测值实施质量平均处理而获得的温度参数的多项式，来表达用以规定升压率的数式，并基于映像(map)来决定温度参数的各次数的系数的值(参照非专利文献1)。并且，在非专利文献1所述的填充方法中，准备多个这种映像，从这些多个映像中选择与罐容量和罐的初始压力对应的合适映像，并利用所选择的映像来决定上述多个系数的值。
[0005][先行技术文献][0006](专利文献)
[0007]非专利文献1：判田圭,Steve Mathison,FCV用MC formula氢填充方式的开发,汽车技术会2015年秋季大会学术演讲会演讲预备稿集

技术实现思路

[0008][专利技术所要解决的问题][0009]然而，在填充氢气时，由于氢气流经将氢站的蓄压器与车辆的氢罐连接的配管内，因此，会产生不少压力损失，罐内的氢气的温度也会相应地上升。因此在上述填充方法中，用以决定升压率的映像，是预料到这种压力损失的存在构筑而成。并且填充时实际产生的压力损失，会根据站点侧的配管的形状、车辆侧的配管的形状及插入配管中的滤尘器的状态等各种因素而变化。但是利用以往的填充方法，由于无法推测填充氢气时实际产生的压力损失，因此，如上所述地决定升压率时所使用的多个映像，使用的是预想产生预计大小中最大的压力损失的情况而构筑出来的映像。
[0010]这样一来，利用以往的填充方法，由于是预想的最差情况的压损设定，因此，在填充时间和预冷器的设定温度等方面会产生浪费。也就是，若将压力损失预估为比实际的更大，则会使填充速度不必要地降低，到填满氢罐为止可能会多花费些时间。并且作为压力损失使用预想最差情况而构筑的映像，等价于预想由于压力损失而导致的气体的温度上升最为显着的情况、也就是设定多余的温度余量，也就意味着存在可以提高预冷器的设定温度的余地。
[0011]本专利技术的目的在于提供一种气体填充方法，能够在优化后的填充条件下填充气体，以使填充时间和预冷器的设定温度等方面的浪费较少。
[0012][解决问题的技术手段][0013](1)本专利技术的气体填充方法，是利用气体填充系统(例如，后述的氢填充系统S)，由供应源向罐中填充气体，所述气体填充系统具备：压缩气体的供应源(例如，后述的蓄压器91)；配管(例如，后述的站点配管93及车辆配管39等)，其将前述供应源与搭载于移动体(例如，后述的车辆M)上的罐(例如，后述的氢罐31)连接；控制阀(例如，后述的流量控制阀95)、压力感测器(例如，后述的站点压力感测器73)及流量感测器(例如，后述的流量感测器71)，这些设置于前述配管上；及，控制装置(例如，后述的站点ECU8)，其在特定的填充条件下操作前述控制阀，并控制流经前述配管的气体的流量；所述气体填充方法的特征在于，具备以下步骤：压力损失参数计算步骤(例如，后述的图4的步骤S4的处理)，在开始填充气体之后，使用前述配管内的气体的流量减少时的前述压力感测器的检测值，由此，计算与前述配管所产生的压力损失相关的压力损失参数(例如，后述的压力损失系数k0)的值；及，填充条件变更步骤(例如，后述的图4的步骤S5和步骤S6的处理)，将前述填充条件变更为基于前述压力损失参数的值而规定的条件，并继续填充气体。
[0014](2)此时优选为，前述控制装置，在从预定的多个填充控制映像(例如，后述的填充控制映像M11、
……
、Mij)中选择的填充控制映像所规定的填充条件下，操作前述控制阀，并且，在前述填充条件变更步骤中，将前述控制装置所选择的填充控制映像，替换成为前述多个填充控制映像之中的基于前述压力损失参数的值而规定的映像。
[0015](3)此时优选为，在前述压力损失参数计算步骤中，基于下述式(1)来计算前述压力损失参数的值。在下述式(1)中，"k0"是前述压力损失参数，"dP
loss
"是气体的流量减少前后的前述配管内的压力差，"ρ"是前述配管内的气体的密度，"dm"是前述配管内的气体的质量流量。
[0016][数式1][0017][0018](4)此时优选为，在前述压力损失参数计算步骤中，使用前述配管内的气体的流量从大于0的流量减少到0或0附近时的前述压力感测器的检测值，由此，计算前述压力损失参数的值。
[0019](专利技术的效果)
[0020](1)利用本专利技术的气体填充方法，在特定的填充条件下开始填充气体之后，使用配管内的气体的流量减少时的压力感测器的检测值，由此，计算压力损失参数的值。在本专利技术
中，如此地使用气体的流量减少时的压力感测器的检测值，由此，可以高精度地计算压力损失参数的值。并且利用本专利技术的气体填充方法，基于计算出来的压力损失参数的值来变更填充条件，并在变更后的填充条件下继续填充气体。在本专利技术中，如此地基于压力损失参数的值来变更填充条件，由此，能够优化填充条件以减少填充时间和预冷器的设定温度等方面的浪费，并在此优化后的填充条件下填充气体。
[0021](2)本专利技术的气体填充方法所使用的控制装置，从预定的多个映像之中选择合适的填充控制映像，进一步在此填充控制映像所规定的填充条件下操作控制阀，来控制流经配管的气体的流量。并且在本专利技术的填充条件变更步骤中，将控制装置所选择的填充控制映像，替换成为基于如上所述地计算出来的压力损失参数的值而规定的填充控制映像，由此，变更填充条件。这样一来，在本专利技术中，基于压力损失参数的值来替换填充控制映像。因此，由于能够将预先规定在控制装置中的多个填充控制映像，根据压力损失参数的值进行优化，因此，能够根据实际产生的压力损失尽量缩短填充时间，并进一步提高预冷器的设定温度。
[0022](3)利用本专利技术的气体填充方法，使用气体的流量减少前后的压力差"dP
loss
"、配管内的气体密度"P"及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气体填充方法，是利用气体填充系统，由供应源向罐中填充气体，所述气体填充系统具备：压缩气体的供应源；配管，其将前述供应源与搭载于移动体上的罐连接，控制阀、压力感测器及流量感测器，这些设置于前述配管上；及，控制装置，其在特定的填充条件下操作前述控制阀，并控制流经前述配管的气体的流量；所述气体填充方法的特征在于，具备以下步骤：压力损失参数计算步骤，在开始填充气体之后，使用前述配管内的气体的流量减少时的前述压力感测器的检测值，由此，计算与前述配管所产生的压力损失相关的压力损失参数的值；及，填充条件变更步骤，将前述填充条件变更为基于前述压力损失参数的值而规定的条件，并继续填充气体。2.根据权利要求1所述的气体填充方法，其中，前述控制装置，在从预定的多个填充控制映像中选择的填充控制映像所规定的填充条件下...

【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：