專利名稱：氣體充填系統(tǒng)和氣體充填裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體充填系統(tǒng)，所述氣體充填系統(tǒng)用于將氣體經(jīng)由例如安裝在氫站中的氣體充填裝置充填到例如裝載在車輛上的氣罐中。
背景技術(shù)：
在充填燃料氣體時，裝載了氣罐的氣體燃料車輛(例如，燃料電池車輛)到達(dá)氣站內(nèi)并且用來自氣體充填裝置的充填噴嘴的燃料氣體來充填氣罐。已知的是，當(dāng)燃料氣體為氫氣時，隨著燃料氣體被充填，溫度上升。在日本專利申請No. 2005-83567公報 (JP-A-2005-83567)中記載的氫氣充填裝置設(shè)置有通過與冷卻劑進(jìn)行熱交換來預(yù)冷氫氣的冷卻裝置(所謂的預(yù)冷器)，并且經(jīng)冷卻的氫氣被充填到氣罐中，由此縮短充填時間。在氫氣充填裝置中，為了防止在氫氣過冷時發(fā)生冷凝，檢測氫氣的供給壓力并且基于檢測結(jié)果來控制供給到冷卻裝置的冷卻劑的流量和溫度。但是，當(dāng)連續(xù)充填多個燃料電池車輛時，例如，存在供給到冷卻裝置的冷卻劑的流量等不能被適當(dāng)控制且冷卻裝置中冷卻劑的溫度超過預(yù)定溫度的可能性。結(jié)果當(dāng)未被適當(dāng)冷卻的氫氣充填到氣罐中時，存在氣罐內(nèi)的溫度上升并在充填完成之前達(dá)到設(shè)計溫度(例如，85°C)的擔(dān)心。另一方面，當(dāng)由于冷卻不充分而停止充填時，存在讓駕駛員等待的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種氣體充填系統(tǒng)和氣體充填裝置，其能夠?qū)τ脷怏w經(jīng)由裝備有冷卻裝置的氣體充填裝置充填氣罐進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)本發(fā)明的氣體充填系統(tǒng)包括氣罐；氣體充填裝置，所述氣體充填裝置包括用于冷卻從氣體供給源供給的氣體的冷卻裝置，所述氣體充填裝置將由所述冷卻裝置冷卻的氣體排出以將所述氣體充填到所述氣罐中；氣體溫度傳感器，所述氣體溫度傳感器在所述氣罐的上游檢測由所述冷卻裝置冷卻的氣體的溫度；和流量控制器，所述流量控制器基于由所述氣體溫度傳感器檢測出的氣體的溫度來控制要充填到所述氣罐中的氣體的充填流量。根據(jù)本發(fā)明的氣體充填裝置包括用于冷卻從氣體供給源供給的氣體的冷卻裝置并且將由所述冷卻裝置冷卻的氣體排出以將所述氣體充填到氣罐中。所述氣體充填裝置的特征在于還包括氣體溫度傳感器，所述氣體溫度傳感器在所述氣罐的上游檢測由所述冷卻裝置冷卻的氣體的溫度；和流量控制器，所述流量控制器基于由所述氣體溫度傳感器檢測出的氣體的溫度來控制要充填到所述氣罐中的氣體的充填流量。根據(jù)本發(fā)明，所述充填流量基于由冷卻裝置冷卻的氣體的溫度而改變，從而能根據(jù)冷卻裝置的冷卻能力來執(zhí)行最佳充填。這樣，能在維持氣罐的內(nèi)部穩(wěn)定的同時在最短的時間內(nèi)將預(yù)定充填量(針對滿罐的充填量的情況和針對特定充填水平的充填量的情況兩者)的氣體充填到氣罐中。所述流量控制器可將所述充填流量控制成使得所述充填流量隨著所述氣體的溫度上升而減小。這樣，能在短時間內(nèi)完成預(yù)定充填量的氣體充填，同時防止在氣體的溫度例如由于連續(xù)充填而變高時氣罐內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)計溫度。另一方面，當(dāng)氣體的溫度低時，能在比氣體溫度較高的情況更短的時間內(nèi)完成預(yù)定量的氣體充填。所述氣體充填系統(tǒng)還可包括氣罐傳感器，所述氣罐傳感器獲取關(guān)于所述氣罐的內(nèi)部的信息，并且所述流量控制器還可基于由所述氣罐傳感器獲得的所述信息來控制所述充填流量。利用該構(gòu)型，能根據(jù)被充填的氣罐內(nèi)的狀態(tài)來執(zhí)行充填。此外，由于獲得了氣罐內(nèi)的信息，所以與推定這種信息的情況相比能以更高的精度執(zhí)行對充填流量的控制。所述氣罐傳感器可包括氣罐溫度傳感器和氣罐壓力傳感器中的至少一者。利用該構(gòu)型，例如，當(dāng)檢測到氣罐內(nèi)的溫度高時，能通過減小充填流量抑制氣罐內(nèi)溫度的進(jìn)一步上升。所述氣體充填系統(tǒng)可包括多個所述氣罐，所述氣罐傳感器可對每個所述氣罐獲取所述信息，并且所述流量控制器可基于由所述氣罐傳感器獲取的各條所述信息之中關(guān)于溫度最高的氣罐的所述信息或關(guān)于壓力最低的氣罐的所述信息來控制所述充填流量。利用該構(gòu)型，能在短時間內(nèi)完成預(yù)定充填量的氣體充填，同時防止所有氣罐的溫度達(dá)到設(shè)計溫度。所述氣體溫度傳感器可檢測所述冷卻裝置中的氣體的溫度。利用該構(gòu)型，能基于所述冷卻裝置中的氣體的溫度對充填進(jìn)行優(yōu)化。所述氣體溫度傳感器可檢測從所述氣體充填裝置排出到所述氣罐之后的氣體的溫度。利用該構(gòu)型，不必考慮氣體充填裝置中的擾動對已冷卻的氣體的溫度的檢測值的影響。換句話說，能在最影響氣罐內(nèi)狀態(tài)的充填就要進(jìn)行之前檢測氣體的溫度，且因此能以高精度控制所述充填流量。所述氣體充填系統(tǒng)還可包括用于在充填時連接所述氣罐與所述氣體充填裝置的連接單元，并且所述氣體溫度傳感器可檢測所述連接單元處的氣體的溫度。利用該構(gòu)型，與上述情況類似，能盡量減小所述擾動對已冷卻的氣體的溫度的檢測值的影響。此外，能提高可應(yīng)用性，也就是，例如，能利用所述連接單元安裝所述氣體溫度傳感器。所述連接單元可包括位于所述氣罐側(cè)的接納器和位于所述氣體充填裝置側(cè)的與所述接納器連接的充填噴嘴，并且所述氣體溫度傳感器可檢測所述充填噴嘴處或所述接納器處的氣體的溫度。本發(fā)明的氣體充填系統(tǒng)還可包括顯示裝置，所述顯示裝置顯示正在基于由所述氣體溫度傳感器檢測出的氣體的溫度控制所述充填流量的指示或已經(jīng)基于由所述氣體溫度傳感器檢測出的氣體的溫度控制所述充填流量的指示。在這種情況下，所述顯示裝置可設(shè)置在所述氣體充填裝置中或設(shè)置在裝載了所述氣罐的移動體中。利用該構(gòu)型，能可視地確認(rèn)在所述氣體充填裝置中或在所述移動體中正在執(zhí)行或已經(jīng)執(zhí)行根據(jù)冷卻裝置的冷卻能力的最佳充填。


從下面參照附圖對示例性實施方式的描述中將清楚看到本發(fā)明的上述和其它目的、特征及優(yōu)點，在附圖中相似的附圖標(biāo)記用于表示相似的要素，并且其中圖1是根據(jù)一實施例的氣體充填系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)所述實施例的氣體充填系統(tǒng)的構(gòu)型圖3是示出根據(jù)所述實施例的氣體充填系統(tǒng)中的充填操作流程的流程圖；以及圖4是示出在根據(jù)所述實施例的充填操作中使用的充填流量圖譜的示例的圖示。
具體實施例方式下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的氣體充填系統(tǒng)。這里將描述所述氣體充填系統(tǒng)的示例，其中將氫氣經(jīng)由氣體充填裝置充填到裝備有燃料電池系統(tǒng)的燃料電池車輛的氣罐中。如通常所知，所述燃料電池系統(tǒng)包括通過燃料氣體(例如氫氣)與氧氣 (例如空氣)之間的電化學(xué)反應(yīng)來發(fā)電的燃料電池。如圖1所示，氣體充填系統(tǒng)1包括例如設(shè)置在氫站中的氣體充填裝置2，和從氣體充填裝置2被供給以氫氣的車輛3。如圖2所示，氣體充填裝置2具有儲存氫氣的瓶組(氣體供給源)11，將氫氣排出到車載氣罐30中的充填噴嘴12，和連接瓶組11與充填噴嘴12的氣體管路13。在充填氫氣時，充填噴嘴12 (是也被稱作充填聯(lián)接器的部件)與車輛3的接納器32連接。充填噴嘴 12和接納器32構(gòu)成連接氣體充填裝置2與氣罐30的連接單元。氣體管路13從瓶組11側(cè)起以下述的順序設(shè)置有對從瓶組11供給的氫氣加壓并排出該氫氣的壓縮機14 ；儲存已由壓縮機14加壓到預(yù)定壓力的氫氣的儲蓄器15 ；控制從儲蓄器15供給的氫氣的流量的流量控制閥16 ；測量氫氣流量的流量計17 ；對流過氣體管路13的氫氣進(jìn)行預(yù)冷卻的預(yù)冷器18 ；和檢測預(yù)冷器18下游的氫氣的溫度的溫度傳感器T。 氣體充填裝置2包括通信裝置21，顯示裝置22，環(huán)境溫度傳感器23和控制器24。各個裝置與控制器M電連接。雖然未示出，但在儲蓄器15中或下游設(shè)置有在充填期間打開氣體管路13的截斷閥。流量控制閥16是電驅(qū)動閥并且包括例如步進(jìn)電機作為驅(qū)動源。流量控制閥16的開度由步進(jìn)電機根據(jù)來自控制器M的指令而改變，從而控制氫氣的流量。這樣，氫氣充填到氣罐30中的充填流量被控制。如此被控制的充填流量由流量計17測量，并且控制器M 接收測量結(jié)果并反饋控制流量控制閥16以便實現(xiàn)期望的充填流量。也能使用除流量控制閥16之外的其它流量控制器。預(yù)冷器18通過熱交換將從儲蓄器15供給的大致處于室溫的氫氣冷卻到預(yù)定的低溫(例如，_20°C)。預(yù)冷器18中的熱交換的類型可以是間接型、中間介質(zhì)型和蓄熱型中的任何類型，并且可使用公知結(jié)構(gòu)中的一種。例如，預(yù)冷器18具有供氫氣流過的管路部，并且在預(yù)冷器18中，管路部容納在有冷卻劑流動的容器中，從而在氫氣和冷卻劑之間進(jìn)行熱交換。在這種情況下，可通過控制供給到容器的冷卻劑的量和溫度來控制氫氣的冷卻溫度。這樣，由預(yù)冷器18冷卻的氫氣的溫度由溫度傳感器T檢測并且表示檢測結(jié)果的信號被供給到控制器24。通信裝置21具有用于執(zhí)行無線通信例如紅外數(shù)據(jù)通信的通信接口。顯示裝置22 在屏幕上顯示各種信息，例如關(guān)于充填期間的充填流量的信息。顯示裝置22可配備有用于在顯示屏上選擇或指定期望的充填量的操作面板?？刂破鱉由在其中包括中央處理器(CPU)、只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器 (RAM)的微型計算機構(gòu)成。CPU根據(jù)控制程序執(zhí)行期望的計算以執(zhí)行各種處理和控制操作。 ROM存儲由CPU執(zhí)行的控制程序和控制數(shù)據(jù)。RAM主要用作用于執(zhí)行控制處理的各種工作區(qū)域。除了經(jīng)由用圖2中的點劃線表示的控制線路與控制器M連接的通信裝置21等之外， 控制器對還與瓶組11、壓縮機14、儲蓄器15和預(yù)冷器18電連接，并且控制氣體充填裝置2 整體。此外，控制器M將可在氣體充填裝置2中獲得的信息經(jīng)由通信裝置21傳送給車輛 3。車輛3包括氣罐30和接納器32。氣罐30是用于向燃料電池供給燃料的燃料氣體供給源。氣罐30是能夠儲存例如35MPa或70MPa的氫氣的高壓罐。氣罐30中的氫氣經(jīng)由供給管路(未示出)供給到燃料電池。氫氣向氣罐30的供給由氣體充填裝置2經(jīng)由接納器32和充填管路34執(zhí)行。例如，充填管路34設(shè)置有用于防止氫氣回流的止回閥36。溫度傳感器40和壓力傳感器42分別檢測氣罐30中氫氣的溫度和壓力，并且設(shè)置在供給管路或充填管路34中。車輛3包括向氣體充填裝置2的通信裝置21傳送和從通信裝置21接收各種信息的通信裝置44 ；由與氣體充填裝置2的控制器對相似的微型計算機構(gòu)成的控制器46 ；和在屏幕上顯示各種信息的顯示裝置48。通信裝置44與通信裝置21兼容，并且通信裝置44 具有用于執(zhí)行無線通信例如紅外數(shù)據(jù)通信的通信接口。通信裝置44結(jié)合在接納器32中或固定在車輛3的蓋盒中，從而能在充填噴嘴12與接納器32連接的狀態(tài)下在通信裝置44和 21之間建立通信?？刂破?6從包括溫度傳感器40和壓力傳感器42在內(nèi)的各種傳感器接收檢測結(jié)果并控制車輛3?？刂破?6經(jīng)由通信裝置44將可在車輛3中獲得的信息傳送給氣體充填裝置2。顯示裝置48能例如用作車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分。在上述氣體充填系統(tǒng)1中，當(dāng)氫氣充填到車輛3的氣罐30中時，首先，將充填噴嘴 12與接納器32連接。然后，致動氣體充填裝置2。在致動后，儲存在儲蓄器15中的氫氣被預(yù)冷器18冷卻，然后氫氣從充填噴嘴12被排出到氣罐30，由此氫氣充填到氣罐30中。本實施例的氣體充填系統(tǒng)1根據(jù)經(jīng)冷卻的氫氣的溫度來控制充填流量。接下來，參照圖3的流程圖描述氣體充填系統(tǒng)1中對充填流量的控制。首先，充填操作者將充填噴嘴12與接納器32連接，并且當(dāng)執(zhí)行充填開始操作時 (藉此允許氫氣從氣體充填裝置2排出到氣罐30中)，充填開始(步驟Si)。這樣，儲存在儲蓄器15中的氫氣在預(yù)冷器18中被冷卻，然后排出到氣罐30中。在開始充填后，立即讀入氣罐壓力、氣罐溫度和預(yù)冷器溫度。氣罐壓力是氣罐30 中氫氣的壓力并由壓力傳感器42檢測。氣罐溫度是氣罐30中氫氣的溫度并由溫度傳感器 40檢測。表示氣罐壓力和氣罐溫度的檢測結(jié)果的信號被供給到控制器46?？刂破?6利用通信裝置44將氣罐壓力和氣罐溫度的檢測值傳送給氣體充填裝置2。氣體充填裝置2的控制器M由此獲得剛剛開始充填后的氣罐壓力和氣罐溫度。預(yù)冷器溫度是預(yù)冷器18中氫氣的溫度并由溫度傳感器T檢測。直接接收表示預(yù)冷器溫度的檢測結(jié)果的信號的控制器M 獲得剛剛開始充填后的預(yù)冷器溫度。在接收了這三種信息之后，控制器M基于存儲在ROM等中的充填流量圖譜來確定充填流量(步驟S2)。在圖4中示出其示例的充填流量圖譜Ma是縱軸表示氣罐壓力而橫軸表示氣罐溫度的圖譜。充填流量圖譜Ma針對多個預(yù)冷器溫度(例如，滿足關(guān)系T1 < T2 <Τ3&Τ”Τ2、Τ3)中的每個而設(shè)定。例如，當(dāng)檢測出的預(yù)冷器溫度為T1、氣罐壓力為40MPa 且氣罐溫度為0°C時，控制器M例如選擇D4(m7min)作為充填流量。充填流量圖譜Ma中的充填流量是使得氫氣在給定的氣罐壓力、氣罐溫度和預(yù)冷器溫度的條件下能夠以高速平順地充填到氣罐30中的流量。更具體地，充填流量圖譜Ma中的各個充填流量是使得在最短時間內(nèi)能夠充填最大量的氫氣(例如，針對滿罐的充填量) 且同時防止氣罐30內(nèi)的溫度達(dá)到預(yù)定的上限值(例如85°C)的流量。在充填流量圖譜Ma 中，氣罐壓力以IOMPa的間隔設(shè)定，氣罐溫度以10°C的間隔設(shè)定。然而，這些間隔可任意設(shè)定。預(yù)冷器溫度也可例如以2至3°C、5°C或10°C的間隔任意設(shè)定?，F(xiàn)在將描述與充填流量圖譜Ma中的流量值的大小關(guān)系有關(guān)的兩點。第一，當(dāng)氣罐壓力和氣罐溫度的條件相同時，預(yù)冷器溫度越高，充填流量值越低。例如，當(dāng)氣罐壓力為 40MPa且氣罐溫度為0°C時，在預(yù)冷器溫度T2下的充填流量比在預(yù)冷器溫度T1下的充填流量D4低。當(dāng)使用這種減小的充填流量時，即使在預(yù)冷器溫度由于連續(xù)的充填而上升時，也能在最短的時間內(nèi)完成充填，同時防止氣罐30內(nèi)的溫度達(dá)到上限值。第二，當(dāng)預(yù)冷器溫度相同時，充填流量可隨著氣罐壓力升高而增大。在這種情況下，充填流量可隨著氣罐溫度上升而增大。例如，當(dāng)預(yù)冷器溫度為T1時，在充填流量圖譜Ma 中的充填流量Al至H8之中，充填流量Hl (氣罐壓力80MPa，氣罐溫度-30°C )最高，而充填流量A8(氣罐壓力10MPa，氣罐溫度40°C )最低。當(dāng)這樣在低氣罐壓力或高氣罐溫度的情況下使用減小的充填流量時，能在最短的時間內(nèi)完成充填，同時防止氣罐30內(nèi)的溫度達(dá)到上限值。在步驟S3中，控制器M控制氣體充填裝置2以使得充填流量成為在步驟S2中確定的值。具體地，在監(jiān)測流量計17的測量結(jié)果的同時，控制器24控制流量控制閥16的開度，以使得充填流量成為所確定的值。這樣，氫氣以根據(jù)氣罐壓力、氣罐溫度和預(yù)冷器溫度的給定條件的充填流量充填到氣罐30中。在充填期間，氣體充填裝置2的顯示裝置22和車輛3的顯示裝置48中的至少一者指示正在以在步驟S2中確定的充填流量進(jìn)行充填。換句話說，充填操作者能通過氣體充填系統(tǒng)1的顯示裝置22和48中至少一者上的指示來確認(rèn)正在基于包括預(yù)冷器溫度在內(nèi)的條件控制充填流量。此后，當(dāng)預(yù)定充填量的氣體(由充填操作者指定的氣體充填量，或針對滿罐的充填量)已經(jīng)充填到氣罐30中時，停止從氣體充填裝置2的氫氣供給并且充填結(jié)束(步驟 S4)。同樣在完成充填之后，或僅在完成充填之后，可在顯示裝置22和48中至少一者上給出與上述指示相似的指示，也就是，已經(jīng)基于例如包括預(yù)冷器溫度在內(nèi)的條件控制充填流量的指示。根據(jù)按照上述該實施例的氣體充填系統(tǒng)1，能將氫氣以根據(jù)氣罐壓力、氣罐溫度和預(yù)冷器溫度的流量充填到氣罐30中。特別地，雖然存在冷卻后的氫氣溫度根據(jù)預(yù)冷器的能力而改變的情況，但是根據(jù)該實施例，能檢測預(yù)冷器溫度并根據(jù)所檢測出的預(yù)冷器溫度來控制充填流量。這樣，能根據(jù)預(yù)冷器18的冷卻能力進(jìn)行最佳的充填，且因此能在維持氣罐 30的內(nèi)部穩(wěn)定的同時在最短的時間內(nèi)將預(yù)定充填量的氣體充填到氣罐30中。如上所述，例如，當(dāng)執(zhí)行控制以使得充填流量隨著預(yù)冷器溫度上升而減小時，能確保平順、高速的充填，同時防止氣罐30內(nèi)部的溫度超過上限溫度。換句話說，該效果可論述如下即使在預(yù)冷器18尚未執(zhí)行達(dá)到特定水平的冷卻時，也不需要中斷或停止充填操作且不需要讓充填操作者或駕駛員等待。此外，能連續(xù)地充填多個車輛3。另一方面，當(dāng)預(yù)冷器溫度較低時，通過將充填流量設(shè)定得相對較高，能在更短的時間內(nèi)執(zhí)行平順的充填，同時防止氣罐30內(nèi)部的溫度超過上限溫度。此外，由于是實際上獲取關(guān)于氣罐30內(nèi)部的信息、也就是氣罐壓力和氣罐溫度以便確定充填流量，所以與推定這些值的情況相比，能確定更優(yōu)的充填流量。在一替換實施例中，可在不考慮氣罐壓力和氣罐溫度中的一者或兩者而根據(jù)預(yù)冷器溫度確定充填流量之后執(zhí)行控制。< 變型 >接下來將描述所述實施例的氣體充填系統(tǒng)1的一些變型。每種變型都能單獨地或與另一變型結(jié)合地應(yīng)用于所述實施例。在第一變型中，在確定充填流量時可推定氣罐壓力和氣罐溫度。在這種情況下，可利用位于氣體充填裝置2側(cè)的裝置來推定氣罐壓力和氣罐溫度。例如，對于氣罐壓力，可在氣體充填裝置2的氣體管路13中設(shè)置壓力傳感器，并且可基于剛剛開始充填后壓力傳感器的檢測結(jié)果來推定氣罐壓力。另一方面，可基于剛剛開始充填后環(huán)境溫度傳感器23的檢測結(jié)果來推定氣罐溫度。這種利用推定的方法在氣體充填裝置2和車輛3都未設(shè)置通信裝置 (上述通信裝置21和44)的情況下是有用的。在第二變型中，可改變檢測預(yù)冷器溫度的溫度傳感器T的位置。為了根據(jù)氫氣在流過預(yù)冷器18而冷卻之后的溫度來優(yōu)化充填流量，溫度傳感器T檢測預(yù)冷器18和氣罐30 上游一位置之間的氫氣溫度就足夠了。這樣，溫度傳感器T可設(shè)置在位于車輛3側(cè)的接納器32或充填管路34中。或者，溫度傳感器T可檢測從氣體充填裝置2朝氣罐30排出之后的氫氣的溫度。在另一實施例中，溫度傳感器T可設(shè)置在充填噴嘴12中并且可檢測充填噴嘴12處的氫氣的溫度。當(dāng)在這樣的位置進(jìn)行溫度傳感器T的檢測時，不需要考慮氣體充填裝置2中的擾動對經(jīng)冷卻的氫氣的溫度的檢測值的影響。換句話說，當(dāng)預(yù)冷器18和充填噴嘴12之間的距離大時，在充填噴嘴12處，由于在氣體管路13的管道受熱，已在預(yù)冷器18中冷卻的氫氣的溫度可超過預(yù)冷器18緊下游的溫度。但是，當(dāng)在充填噴嘴12下游的位置檢測氫氣溫度時，能避免這種影響并且能在最影響氣罐30內(nèi)部狀態(tài)的充填就要進(jìn)行之前檢測氫氣的溫度。這樣，能更精確地控制充填流量。 在第三變型中，氣罐30的數(shù)量可以是多個。當(dāng)多個氣罐裝載在車輛3上時，熱輻射根據(jù)裝載位置而不同，并且各個氣罐的排出量根據(jù)向燃料電池供給氣體的方式而不同。這樣，當(dāng)存在多個氣罐30時，可基于預(yù)冷器溫度和關(guān)于在所述多個氣罐之中溫度最高的氣罐或壓力最低的氣罐的信息(氣罐溫度和氣罐壓力)由充填流量圖譜Ma確定充填流量。這樣，對于每個氣罐都能在短時間內(nèi)完成預(yù)定充填量的氣體充填，同時防止溫度達(dá)到上限溫度。對于第三變型的情況，可通過為每個氣罐都設(shè)置溫度傳感器40和壓力傳感器42 來獲取各個氣罐的氣罐溫度和氣罐壓力，或者可利用用于所有氣罐的總共一個溫度傳感器 40和一個壓力傳感器42來獲取各個氣罐的氣罐溫度和氣罐壓力?；蛘?，如關(guān)于第二變型所述，可通過推定針對各個氣罐獲取氣罐溫度和氣罐壓力。根據(jù)本發(fā)明的氣體充填系統(tǒng)1不僅可用于氫氣的情況，而且可用于溫度在充填期間上升的氣體的情況。此外，氣體充填系統(tǒng)1不僅可應(yīng)用于車輛3，而且可應(yīng)用于裝載了要用從外部供給的氣體來充填的氣罐的移動體，例如飛機、輪船或機器人。
已參照僅用于例述目的的示例性實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述。應(yīng)當(dāng)理解，描述不是窮舉性的或限制本發(fā)明的形式，本發(fā)明可適用于其它系統(tǒng)和應(yīng)用。本發(fā)明的范圍涵蓋本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的各種變型和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種氣體充填系統(tǒng)，其特征在于包括氣罐；氣體充填裝置，所述氣體充填裝置包括用于冷卻從氣體供給源供給的氣體的冷卻裝置，所述氣體充填裝置將由所述冷卻裝置冷卻的氣體排出以將所述氣體充填到所述氣罐中；氣體溫度傳感器，所述氣體溫度傳感器在所述氣罐的上游檢測由所述冷卻裝置冷卻的氣體的溫度；和流量控制器，所述流量控制器基于由所述氣體溫度傳感器檢測出的氣體的溫度來控制要充填到所述氣罐中的氣體的充填流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體充填系統(tǒng)，其中，所述流量控制器將所述充填流量控制成使得所述充填流量隨著所述氣體的溫度上升而減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣體充填系統(tǒng)，其特征在于還包括氣罐傳感器，所述氣罐傳感器獲取關(guān)于所述氣罐的內(nèi)部的信息，其中所述流量控制器還基于由所述氣罐傳感器獲得的所述信息來控制所述充填流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體充填系統(tǒng)，其中，所述氣罐傳感器包括氣罐溫度傳感器和氣罐壓力傳感器中的至少一者。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氣體充填系統(tǒng)，其中所述氣體充填系統(tǒng)包括多個所述氣罐；所述氣罐傳感器對每個所述氣罐獲取所述信息；并且所述流量控制器基于由所述氣罐傳感器獲取的各條所述信息之中關(guān)于溫度最高的氣罐的所述信息或關(guān)于壓力最低的氣罐的所述信息來控制所述充填流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的氣體充填系統(tǒng)，其中，所述氣體溫度傳感器檢測所述冷卻裝置中的氣體的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的氣體充填系統(tǒng)，其中，所述氣體溫度傳感器檢測從所述氣體充填裝置排出到所述氣罐之后的氣體的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的氣體充填系統(tǒng)，其特征在于還包括用于在充填時連接所述氣罐與所述氣體充填裝置的連接單元，其中，所述氣體溫度傳感器檢測所述連接單元處的氣體的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體充填系統(tǒng)，其中所述連接單元包括位于所述氣罐側(cè)的接納器和位于所述氣體充填裝置側(cè)的與所述接納器連接的充填噴嘴；并且所述氣體溫度傳感器檢測所述充填噴嘴處的氣體的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體充填系統(tǒng)，其中所述連接單元包括位于所述氣罐側(cè)的接納器和位于所述氣體充填裝置側(cè)的與所述接納器連接的充填噴嘴；并且所述氣體溫度傳感器檢測所述接納器處的氣體的溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的氣體充填系統(tǒng)，其特征在于還包括顯示裝置， 所述顯示裝置顯示正在基于由所述氣體溫度傳感器檢測出的氣體的溫度控制所述充填流量的指示或已經(jīng)基于由所述氣體溫度傳感器檢測出的氣體的溫度控制所述充填流量的指7J\ ο
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣體充填系統(tǒng)，其中，所述顯示裝置設(shè)置在所述氣體充填裝置中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣體充填系統(tǒng)，其中，所述顯示裝置設(shè)置在裝載了所述氣罐的移動體中。
14.一種氣體充填裝置，所述氣體充填裝置包括用于冷卻從氣體供給源供給的氣體的冷卻裝置，所述氣體充填裝置將由所述冷卻裝置冷卻的氣體排出以將所述氣體充填到氣罐中，所述氣體充填裝置的特征在于包括氣體溫度傳感器，所述氣體溫度傳感器在所述氣罐的上游檢測由所述冷卻裝置冷卻的氣體的溫度；和流量控制器，所述流量控制器基于由所述氣體溫度傳感器檢測出的氣體的溫度來控制要充填到所述氣罐中的氣體的充填流量。
全文摘要
一種氣體充填系統(tǒng)(1)中的氣體充填裝置(2)包括用于冷卻從氣體供給源(11)供給的氫氣的預(yù)冷器(18)，并且將由預(yù)冷器(18)冷卻的氫氣排出以將所述氫氣充填到氣罐(30)中。由預(yù)冷器(18)冷卻的氫氣的溫度由氣體溫度傳感器(T)檢測，所述氣體溫度傳感器在氣罐(30)的上游檢測由預(yù)冷器(18)冷卻的氫氣的溫度。流量控制器(16)基于所檢測出的氫氣溫度來控制要充填到氣罐(30)中的氫氣的充填流量。例如，當(dāng)所檢測出的氫氣溫度高時，與所檢測出的氫氣溫度較低時相比，充填流量減小。
文檔編號F17C5/06GK102472432SQ201080033737
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者森智幸, 稻木秀介 申請人:豐田自動車株式會社