本发明专利技术的目的在于提供能够抑制填充对内衬的负荷的燃料电池系统及其燃料气体供给方法以及移动体。该燃料电池系统具备：燃料电池；具有内衬及形成在其外周面的加强层且用于贮存燃料气体的罐；对从罐向燃料电池供给的燃料气体的供给量进行调整的调整装置；取得与罐内的压力及温度有关的信息的信息取得部；基于信息取得部在燃料电池系统运转中取得的信息算出内衬与加强层之间的间隙量的计算部；基于算出的间隙量决定是否限制供给量的决定部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有利用加强层覆盖内衬的外周面而成的罐的燃料电池系统等。
技术介绍
例如，在车载的燃料电池系统中，罐内的氢气供给至燃料电池，氢气在燃料电池中与氧气反应而被消耗。由此，产生电力，使用于行驶。并且，在因消耗而罐内的氢气剩余量减少了的情况下，使车辆靠近氢站，从氢站向罐填充氢气。在此，在从罐供给即放出氢气的情况下，罐内的压力及温度下降。另一方面，在向罐填充氢气时，罐内的压力及温度上升。另外，这种罐的构造通常利用确保耐压性的加强层覆盖气体不透过性的内衬的外周面而成(例如参照专利文献I)。例如，加强层由碳化纤 维强化塑料(CFRP carbon fiber-reinforced plastics)构成,该CFRP是通过缠绕成型法(filament winding method)等卷绕在内衬的外周面上而形成的。现有技术文献专利文献专利文献I JP特开2006-226511号公报。
技术实现思路
但是，特别在制造了树脂内衬制的罐的情况下，由于内衬和CFRP的弹性模量和线膨胀系数不同，内衬收缩，在内衬和CFRP之间产生间隙。另外，即使在制造阶段不产生间隙，因供给氢气而使罐内的压力及温度下降时，有时也会与上述同样，内衬收缩而产生间隙。并且，该间隙的大小具有在温度越低或压力越低的条件下越大的趋势。当在以具有这样的间隙的状态下向罐填充氢气时，通过所填充的氢气使收缩了的内衬膨胀而填埋间隙。但是，可能因该膨胀量的大小等对内衬作用大的负荷。关于这一点，为了防止产生间隙，考虑将内衬和CFRP粘接的改进方法。但是，这一改进方法因为内衬发生局部变形而会局部地作用负荷，而不优选。因此，本专利技术的目的在于提供能够降低因填充而作用于内衬的负荷的燃料电池系统及其燃料气体供给方法以及移动体。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术的燃料电池系统具备燃料电池；罐，具有内衬及形成于该内衬的外周面的加强层，该罐用于贮存燃料气体；和调整装置，调整从罐向燃料电池供给的燃料气体的供给量；信息取得部，取得与罐内的压力及温度相关的信息；计算部，基于所述信息取得部在燃料电池系统运转中取得的信息，算出内衬和加强层之间的间隙量；和决定部，基于算出的间隙量，决定是否限制供给量。另外，本专利技术的移动体具备本专利技术的燃料电池系统，能够从处于移动体的外部的气站向罐填充燃料气体。根据本专利技术，根据间隙量决定限制供给量，在执行了该限制的情况下，能够抑制罐内的温度降低速度及压力降低速度。由此，抑制了间隙量的扩大，因而在燃料电池系统的运转停止后向罐填充了燃料气体时，能够抑制内衬的膨胀量。这样，根据本专利技术，在填充前的燃料电池系统的运转阶段，通过按照间隙量积极地限制供给量，能够降低填充时对内衬的负荷。优选，计算部基于该燃料电池系统运转中的罐内的温度变化量及压力变化量，还算出间隙量在规定时间后的预测值。决定部还基于预测值决定是否限制供给量。根据该结构，能够逐渐限制供给量。例如，与不按照预测值限制供给量的情况相t匕，在按照预测值限制供给量的情况下，能够减小与当前的(燃料电池系统运转中的)间隙量相对应的供给量的限制量。由此，例如在燃料电池的要求输出变大那样的移动体的加速时，能够减轻用户的未加速的感觉。 优选，本专利技术的燃料电池系统具备判定部，通过将与罐内的燃料气体相关的状态量和规定的基准值进行比较，判定罐内的燃料气体不足和/或该罐内的燃料气体可能不足；和显示部，在判定部判定为燃料气体不足和/或燃料气体可能不足时，显示该判定结果。判定部可以基于算出的间隙量来变更规定的基准值。根据该结构，按照间隙量，来改变所谓的判定气体不足的基准。例如，如果在间隙量大的情况下，比间隙量小的情况更早地判定并显示气体不足这一情况，则能够使用户意识到要进行减少燃料气体的消耗量(供给量)这样的驾驶。由此，若限制燃料气体的供给量，则能够在填充前抑制间隙量的扩大。更优选，上述的状态量是罐内的压力或燃料气体量。另外，优选判定部基于与信息取得部在燃料电池系统运转中取得的罐内的压力及温度有关的信息算出燃料气体量。根据该结构，不仅能够将信息取得部所取得的信息应用于间隙量的计算，还能够应用于判定气体不足。更优选，在为了使算出的间隙量为零所需要的内衬的伸展量大于规定的阈值的情况下，与该伸展量为规定的阈值以下的情况相比，判定部在罐内至少低于0°c的温度条件下将与压力或燃料气体量有关的规定的基准值向高压侧或量多侧变更。优选，决定部算出为了使算出的间隙量为零所需要的内衬的伸展量，并且在算出的伸展量大于规定的阈值的情况下，与算出的伸展量为规定的阈值以下的情况相比，决定限制供给量。由此，因为以与内衬的变形有关的内衬的伸展量(变形)为基准决定是否限制供给量，所以能够正确地判断该限制的必要性。更优选，上述的规定的阈值能够使用内衬的破坏伸展量，该值根据罐内的温度不同而不同。根据该结构，在判断需要限制供给量时，考虑了破坏伸展量依赖于温度，所以能够更正确地进行判断。优选，在决定部决定了限制供给量的情况下，调整装置通过执行使供给量为零、减小燃料气体向燃料电池供给的供给流量的最大值及降低供给流量中的任一操作，来限制供给量。为了达到上述目的，在本专利技术的燃料电池系统的燃料气体供给方法中，燃料电池系统具有罐，具有内衬及形成在该内衬的外周面的加强层；和作为来自罐的燃料气体的供给对象的燃料电池。并且，燃料气体供给方法包括如下步骤基于在所述燃料电池系统运转中取得的与罐内的压力及温度相关的信息，算出内衬和加强层之间的间隙量；判定为了使算出的间隙量为零所需要的内衬的伸展量是否超过规定的阈值；在判定为超过规定的阈值的情况下，与判定为在规定的阈值以下的情况相比，限制从罐向燃料电池供给的燃料气体的供给量。根据本专利技术，在填充前的燃料气体供给阶段，在对于间隙量的内衬的需要的伸展量大于规定的阈值时，积极地限制供给量。由此，抑制了间隙量扩大，因而能够抑制因之后的填充而对内衬作用负荷。附图说明图I是将搭载有实施方式的燃料电池系统的车辆与气站一起示出的图。图2是实施方式的燃料电池系统的构成图。 图3是实施方式的罐的剖视图。图4A是表示外部气温为20°C时的罐压力及罐温度的时效变化的图，涉及来自罐的氢气放出速度慢的情况。图4B是表示外部气温为20°C时的罐压力及罐温度的时效变化的图，涉及来自罐的氢气放出速度快的情况。图5是表示在图3的罐中内衬与加强层之间具有间隙的状态的剖视图。图6是示意地表示多个罐温度下的间隙的大小与罐压力之间的关系的图。图7是表示实施方式的与罐的间隙量有关的映射的一例的图。图8是表示罐温度与内衬的破坏伸展量之间的关系的图。图9A是表示算出填埋间隙所需的内衬的伸展量的方法的图，示出了具有间隙的状态。图9B是表示算出填埋间隙所需的内衬的伸展量的方法的图，示出了没有间隙的状态。图10是用于实现实施方式的燃料电池系统的第I控制例的功能框图。图11是表示实施方式的燃料电池系统的第I控制例的流程图。图12是表示实施方式的燃料电池系统的第2控制例的流程图。图13A是示意地表示在实施方式的燃料电池系统的第2控制例中使用的罐压力的梯度的图，示出了氢气供给中的罐压力相对于时间的变化。图13B是示意对表示在实施方式的燃料电池系统的第2控制例中使用的罐温度的梯度的图，示出了氢气供给中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池系统，具备 燃料电池； 罐，具有内衬及形成于该内衬的外周面的加强层，该罐用于贮存燃料气体；和 调整装置，调整从所述罐向所述燃料电池供给的燃料气体的供给量， 所述燃料电池系统具备 信息取得部，取得与所述罐内的压力及温度相关的信息； 计算部，基于所述信息取得部在该燃料电池系统运转中取得的信息，算出所述内衬和所述加强层之间的间隙量；和 决定部，基于算出的所述间隙量，决定是否限制所述供给量。2.如权利要求I所述的燃料电池系统，其中， 所述计算部基于该燃料电池系统运转中的罐内的温度变化量及压力变化量，还算出所述间隙量在规定时间后的预测值， 所述决定部还基于所述预测值决定是否限制所述供给量。3.如权利要求I或2所述的燃料电池系统，具备 判定部，通过将与所述罐内的燃料气体相关的状态量和规定的基准值进行比较，判定该罐内的燃料气体不足和/或该罐内的燃料气体可能不足；和 显示部，在所述判定部判定为燃料气体不足和/或燃料气体可能不足时，显示该判定结果， 所述判定部基于算出的所述间隙量来变更所述规定的基准值。4.如权利要求3所述的燃料电池系统，其中， 所述状态量是所述罐内的压力， 所述规定的基准值是与压力相关的值。5.如权利要求4所述的燃料电池系统，其中， 在为了使算出的所述间隙量为零所需要的内衬的伸展量大于规定的阈值的情况下，与该伸展量为规定的阈值以下的情况相比，所述判定部在所述罐内至少低于0°C的温度条件下将所述规定的基准值向高压侧变更。6.如权利要求3所述的燃料电池系统，其中， 所述状态量是所述罐内的燃料气体量， 所述规定的基准值是与燃料气体量相关的值。7.如权利要求6所述的燃料电池系统，其中， 在为了使算出的所述间隙量为零所需要的内衬的伸展量大于规定的阈值的情况下，与该伸展...
【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：发明
国别省市：
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