JP4327559B2 - 燃料充てん方法 - Google Patents
燃料充てん方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4327559B2 JP4327559B2 JP2003373089A JP2003373089A JP4327559B2 JP 4327559 B2 JP4327559 B2 JP 4327559B2 JP 2003373089 A JP2003373089 A JP 2003373089A JP 2003373089 A JP2003373089 A JP 2003373089A JP 4327559 B2 JP4327559 B2 JP 4327559B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filling
- pressure
- time
- hydrogen gas
- fuel tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 55
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 149
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 98
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Vehicle Cleaning, Maintenance, Repair, Refitting, And Outriggers (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
水素自動車は、燃料補給時には通常のガソリン自動車と同様に、水素ガスを充てんする燃料充てん装置(ディスペンサー)を備えた供給基地まで走行し、この燃料充てん装置で水素ガスを補給する。
水素自動車に搭載された燃料タンクとしては、通常、軽量化のためにFRP容器が使用されている。FRP容器は、耐久性を考慮して使用温度の上限値が規定されている。
水素ガスを燃料タンクに充てんする際には、ジュールトムソン効果による温度上昇に加え、充てんに伴う断熱圧縮による温度上昇も起きることから、ガス温度が高くなりやすい。
特に、FRPからなる燃料タンクを用いる場合には、使用温度に上限があるため、水素ガスの充てんを行うに際しては厳重な温度管理が要求される。
燃料タンク容量や、燃料タンク内の水素ガス残留量が異なる場合には、水素ガス供給流量が一定である場合でも充てん時の燃料タンク内の温度が異なるため、水素自動車の大きさ(燃料タンクの大きさ)などに応じて充てん時間を設定することが行われている。
また、燃料タンク内の圧力が充てん終了圧力に達した後、所定時間放置して燃料タンク温度を低下させ、温度低下に伴う圧力低下に応じた量の水素ガスを再充てんする方法がとられることもある。
なお、本出願人が知る範囲で、本出願人によって既になされた特許出願等において開示された文献公知発明のうち、本出願に関連するものはない。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、燃料タンク内の温度を低く抑えることができ、かつ効率よく燃料充てんを行うことができる方法を提供することを目的とする。
請求項1にかかる発明は、水素ガスを燃料とする水素ガス自動車(12)の燃料タンク(13)に、水素ガスを充てんする燃料充てん方法であって、
充てん開始から終了までの総充てん時間である充てん終了時(G)と、燃料タンクの充てん終了圧力(F)とを設定しておき、次に示す工程を含むことを特徴とする燃料充てん方法である。
(1)水素ガスを、予め設定した仮充てん流量(A)で基準時(B)から所定時間経過時(D)まで燃料タンクに供給し、基準時(B)から所定時間経過時(D)までの圧力上昇率である基準圧力上昇率(H)を以下の通りに算出する。
所定時間経過時(D)における燃料タンク内の水素ガス圧力(E)と基準時(B)における燃料タンク内の水素ガス圧力(C)との圧力差を、所定時間経過時(D)から基準時(B)を差し引いた時間で除す。
(2)この所定時間経過時(D)から充てん終了時(G)までの間に、燃料タンク内の圧力を充てん終了圧力(F)まで上昇させるための必要圧力上昇率(J)を算出する。
(3)この必要圧力上昇率(J)に対する比率が、前記基準圧力上昇率(H)に対する仮充てん流量(A)の比率に等しくなる必要充てん流量(K)を算出する。
(4)水素ガスを、この必要充てん流量(K)で、水素ガス圧力が充てん終了圧力(F)に達するまで燃料タンクに充てんする。
請求項2にかかる発明は、前記基準時(B)は、充てん開始から一定時間経過した時点であることを特徴とする請求項1に記載の燃料充てん方法である。
充てん開始から終了までの総充てん時間である充てん終了時(G)と、燃料タンクの充てん終了圧力(F)とを設定しておき、次に示す工程を含むとともに、下記工程(4)〜(6)を1回または2回以上含むことを特徴とする燃料充てん方法である。
(1)水素ガスを、予め設定した仮充てん流量(A)で基準時(B)から所定時間経過時(D)まで燃料タンクに供給し、基準時(B)から所定時間経過時(D)までの圧力上昇率である基準圧力上昇率(H)を以下の通りに算出する。
所定時間経過時(D)における燃料タンク内の水素ガス圧力(E)と基準時(B)における燃料タンク内の水素ガス圧力(C)との圧力差を、所定時間経過時(D)から基準時(B)を差し引いた時間で除す。
(2)この所定時間経過時(D)から充てん終了時(G)までの間に、燃料タンク内の圧力を充てん終了圧力(F)まで上昇させるための必要圧力上昇率(J)を算出する。
(3)この必要圧力上昇率(J)に対する比率が、前記基準圧力上昇率(H)に対する仮充てん流量(A)の比率に等しくなる必要充てん流量(K)を算出する。
(4)水素ガスを前記必要充てん流量(K)で所定時間経過時(D)と同一時刻である第2基準時(B’)から第2所定時間経過時(D’)まで燃料タンクに供給し、第2基準時(B’)から第2所定時間経過時(D’)までの圧力上昇率である第2基準圧力上昇率(H’)を以下の通りに算出する。
第2所定時間経過時(D’)における燃料タンク内の水素ガス圧力(E’)と第2基準時(B’)における燃料タンク内の水素ガス圧力(E)との圧力差を、第2所定時間経過時(D’)から第2基準時(B’)を差し引いた時間で除す。
(5)第2所定時間経過時(D’)から充てん終了時(G)までの間に、燃料タンク内の圧力を充てん終了圧力(F)まで上昇させるための第2必要圧力上昇率(J’)を算出する。
(6)この第2必要圧力上昇率(J’)に対する比率が、第2基準圧力上昇率(H’)に対する前記必要充てん流量(K)の比率に等しくなる第2必要充てん流量(K’)を算出する。
(7)水素ガスを、この第2必要充てん流量(K’)で、水素ガス圧力が充てん終了圧力(F)に達するまで燃料タンクに充てんする。
(8)この必要充てん流量(K)が、予め設定した設定範囲の下限値以上である場合に、水素ガスを、この必要充てん流量(K)で、水素ガス圧力が充てん終了圧力(F)に達するまで燃料タンクに充てんし、
前記必要充てん流量(K)が前記下限値未満である場合に、水素ガスを、この下限値以上の充てん流量で、水素ガス圧力が充てん終了圧力(F)に達するまで燃料タンクに充てんする。
請求項5にかかる発明は、水素ガスを燃料とする水素ガス自動車(12)の燃料タンク(13)に、水素ガスを充てんする燃料充てん方法であって、次に示す工程を含むことを特徴とする燃料充てん方法である。
(1)基準時(tn)において、燃料タンクの実際の圧力(Pn)と、充てんの際に温度変化がないと仮定して算出された燃料タンクの仮想圧力(Pn’)との圧力差(ΔPn)を算出する。
(2)基準時(tn)から所定時間経過した時点(tn+1)において、燃料タンクの実際の圧力(Pn+1)と、充てんの際に温度変化がないと仮定して算出された燃料タンクの仮想圧力(Pn+1’)との圧力差(ΔPn+1)を算出する。
(3)所定時間経過時(tn+1)における圧力差(ΔPn+1)が、基準時(tn)における圧力差(ΔPn)よりも小さい場合には水素ガス供給流量を維持または高め、
かつ所定時間経過時(tn+1)における圧力差(ΔPn+1)が、基準時(tn)における圧力差(ΔPn)に比べ同等または大きい場合には水素ガス供給流量を小さくする。
また、仮充てん流量が大きすぎる場合には供給流量を低い値に修正することができるため、燃料タンク内の温度が高くなりすぎるのを防ぎ、安全性を高めることができる。
従って、水素ガス供給流量を精度よく最適化することができる。
また、所定時間経過時の圧力差が基準時の圧力差に比べ同等または大きい場合には水素ガス供給流量を小さくするので、過剰な温度上昇を防ぐことができる。
従って、安全性を犠牲にすることなく、充てん効率を高めることができる。
また、温度上昇要因の作用が大きい場合にはこれを抑制し、燃料タンクの温度を低く維持することができる。
従って、充てん終了後における温度低下に起因する燃料タンクの圧力低下を最小限に抑え、再充てんを不要とすることができる。このため、充てん作業を容易にし、充てん効率を高めることができる。
ここに示す燃料充てん装置1は、水素ガス貯留タンク2からの水素ガスを供給する供給経路3と、水素ガスの流量を検出し積算する積算流量計F1と、水素ガスの流量を調整する流量調整弁V1と、水素ガスの供給量を制御する制御手段5と、供給経路3に設けられた遮断弁V2と、水素ガスを冷却する熱交換器4とを備えている。
供給経路3には、流量調整弁V1の一次側(水素ガス流れ方向の上流側)および二次側(水素ガス流れ方向の下流側)に、それぞれ水素ガス温度を検出する第1および第2温度計6、7が設けられている。
供給経路3には、熱交換器4の二次側に、充てんされる水素ガスの温度を検出する充てんガス温度計8(温度検出手段)と、充てんされる水素ガスの圧力を検出する圧力計9(圧力検出手段)とが設けられている。
制御手段5は、流量計F1の検出値に基づいて流量調整弁V1の開度を調節することによって、水素ガス供給流量を制御することができるようになっている。
連絡管11の他端は、水素自動車12の供給経路14に、カプラー(図示略)を介して接続することができるようになっている。
符号V3は、水素自動車12の供給経路14に設けられた逆止弁であり、燃料タンク13内の燃料が外部に漏出するのを防ぐようになっている。
図2に示すように、燃料充てんのため燃料充てん装置1を訪れた水素自動車12に、連絡管11を接続した後、遮断弁V2を開き、貯留タンク2からの水素ガスを供給経路3に導入する。水素ガスの供給流量は、流量調整弁V1によって適切な値に調整することができる。
水素ガスは、熱交換器4を経て、連絡管11、供給経路14を通して燃料タンク13に充てんされる。
この燃料充てん方法では、以下に示す操作に先だって、充てん開始から終了までの総充てん時間である充てん終了時G(min)と、燃料タンクの充てん終了圧力F(MPa)とを設定しておく。この例では、充てん終了圧力F=35(MPa)、充てん終了時G=10(min)とする。
以下に示す操作では、圧力計9によって検出された燃料タンク13の水素ガス圧力や、流量計F1で検出された水素ガス流量に基づいて、制御手段5により流量調整弁V1の開度を調整することによって、水素ガスの流量制御が行われる。制御方法としては、PID制御を採用するのが好適である。
図1に示すように、流量計F1の検出値に基づいて流量調整弁V1の開度を調整することによって、水素ガスを、予め設定した仮充てん流量A(g/min)で燃料タンクに供給する。この例では、A=450(g/min)とする。
次いで、制御手段5において、基準時B(充てん開始からB秒経過した時点)から所定時間経過時D(充てん開始からD秒経過した時点)までの圧力上昇率である基準圧力上昇率H(MPa/min)を算出する。
充てん最初期には、外乱により非定常状態となり測定値が乱れることがあるため、この最初期を測定対象から外すことが好ましい。このため、基準時B(sec)は、充てん開始から一定時間(例えば1秒以上)経過した時点であることが好ましい。
H=(E−C)/((D−B)/60)
この式において、基準圧力C(MPa)は、基準時B(sec)における燃料タンク13内の水素ガス圧力である。調整時圧力E(MPa)は、所定時間経過時D(sec)における燃料タンク13内の水素ガス圧力である。
基準圧力Cおよび調整時圧力Eは、圧力計9によって検出することができる。
この例では、基準時B=10(sec)、所定時間経過時D=40(sec)、基準圧力C=5(MPa)、調整時圧力E=6.3(MPa)とする。基準圧力上昇率Hは、2.6(MPa/min)となる。
所定時間経過時D(sec)から充てん終了時G(min)までの間に、燃料タンク13内の水素ガス圧力を充てん終了圧力F(MPa)まで上昇させるのに必要な水素ガスの圧力上昇率である必要圧力上昇率J(MPa/min)を、次のようにして算出する。
まず、所定時間経過時D(sec)における調整時圧力E(MPa)から充てん終了圧力F(MPa)までの必要昇圧幅I(MPa)を求める。
I=F−E
次いで、次の式に従って、充てん終了時G(min)に必要昇圧幅I(MPa)を得るために必要な圧力上昇率である必要圧力上昇率J(MPa/min)を算出する。
J=I/(G×60−D)/60
この例では、必要圧力上昇率J=3.1(MPa/min)となる。
この工程では、上記必要圧力上昇率J(MPa/min)を得るために必要な水素ガスの供給流量である必要充てん流量K(g/min)を、次の関係式を利用して算出する。
H:A=J:K
この関係式は、基準圧力上昇率Hと仮充てん流量Aとの比率が、必要圧力上昇率Jと必要充てん流量Kとの比率に等しいことを意味する。
この関係式が成立するという仮定に基づいて、必要充てん流量K(g/min)を、次の式に従って算出する。
K=A×J/H
必要充てん流量Kは、必要圧力上昇率Jに対する比率が、基準圧力上昇率Hに対する仮充てん流量Aの比率に等しい値となる。この例では、必要充てん流量K=532.2(g/min)となる。
水素ガスを、上記必要充てん流量K(g/min)で、水素ガス圧力が充てん終了圧力F(MPa)に達するまで燃料タンク13に充てんする。
この方法では、水素ガス供給流量を、充てん時間に応じた最適値である必要充てん流量K(g/min)に修正することができるため、充てん効率を高めることができる。
また、仮充てん流量Aが大きすぎる場合には供給流量を低い値に修正することができるため、燃料タンク13内の温度が高くなりすぎるのを防ぎ、安全性を高めることができる。
従って、水素ガス供給流量を精度よく最適化することができる。
この方法では、上記工程(3)の次に、以下の工程(4)〜(7)を実施する。
(4)水素ガスを、必要充てん流量Kで燃料タンク13に供給し、第2基準時B’から第2所定時間経過時D’までの圧力上昇率である第2基準圧力上昇率H’を算出する。
第2基準圧力上昇率H’は、上記工程(1)と同様にして算出することができる。
図3に示す例では、図1に示す例における所定時間経過時Dを第2基準時B’とする。
第2必要圧力上昇率J’は、上記工程(2)と同様にして算出することができる。
第2必要充てん流量K’は、上記工程(3)と同様にして算出することができる。
なお、この例の方法では、工程(4)〜(6)を2回以上行うこともできる。
このため、外気温の変化などの想定外の要因により、必要充てん流量Kが過小または過大となった場合でも、これを最適な値である第2必要充てん流量K’に修正することができる。
従って、水素ガス供給流量を精度よく最適な値に設定し、充てん効率を高めるとともに、燃料タンク13内の温度が高くなりすぎるのを確実に防ぎ、安全性を高めることができる。
上記方法では、必要充てん流量Kは、燃料タンク13の内圧が、充てん終了時Gに充てん終了圧力Fに達することを想定して設定される。
このため、所定時間経過時Dにおける調整時圧力Eが高い値である場合には、必要昇圧幅Iが小さくなり、必要充てん流量Kは非常に低い値、すなわち必要以上に安全性の高い値となることがある。このような場合には、充てん流量を必要充てん流量Kよりも高い値に設定することも可能である。
すなわち、本発明では、工程(4)に代えて、次に示す工程(8)を行うことができる。
(8)必要充てん流量Kが、予め設定した設定範囲の下限値以上である場合には、水素ガスを、この必要充てん流量Kで充てん終了圧力Fに達するまで燃料タンク13に充てんする。
必要充てん流量Kが前記下限値未満である場合には、水素ガスを、この下限値以上の充てん流量で充てん終了圧力Fに達するまで燃料タンク13に充てんする。
必要充てん流量Kが前記下限値未満である場合の充てん流量は、仮充てん流量A以上に設定するのが好ましい。
図1に示すように、必要充てん流量Kが仮充てん流量A以上の範囲にある場合には、水素ガスを、必要充てん流量Kで充てん終了圧力Fに達するまで燃料タンク13に充てんする。
図4に示すように、必要充てん流量Kが仮充てん流量A未満である場合には、水素ガスを、仮充てん流量Aで充てん終了圧力Fに達するまで燃料タンク13に充てんする。
この方法によれば、必要充てん流量Kが仮充てん流量A未満である場合に、充てん効率が低下するのを防ぐことができる。
すなわち、必要充てん流量Kが前記上限値を越えた場合には、水素ガスを、この上限値以下の充てん流量で、充てん終了圧力Fまで燃料タンク13に充てんすることができる。
この方法によれば、燃料タンク13内の温度が過度に上昇するのを防ぎ、安全性を高めることができる。
図5に示すように、燃料充てん装置1を用いて、燃料タンク13内の圧力Pが調整時圧力PAに達するまで水素ガスを燃料タンク13に充填する(ステップS1)。
圧力PAは、充てん終了圧力に近い値に設定するのが好ましい。例えば、充てん終了圧力が35MPaであるときには、調整時圧力PAを30MPaとすることができる。
燃料タンク13内の圧力Pは、逆止弁V3があるため直接測定はできないが、水素ガス供給開始当初において積算流量計F1で検出された水素ガス供給流量と、圧力計9で検出された水素ガス圧力とに基づいて算出することができる。
以下、圧力計9による検出値から得られた燃料タンク13内の実際の圧力を、実圧力ということがある。
図5および図6(a)に示すように、実圧力Pが調整時圧力PA(例えば30MPa)に達した時間t(充てん開始からの経過時間)を基準時であるtnとし、このときの実圧力Pを実圧力Pnとする(ステップS2)。
この時点で、制御手段5により流量調整弁V1の開度を0%にする(ステップS3)。
なお、流量調整弁V1の開度は、最大であるときを100%とし、閉状態を0%とする。
仮想圧力Pn’は、水素ガス流量の積算値(実際に充てんされた水素ガス量)とタンク容量のみに基づいて算出されたものであるため、充てんされた水素ガス量に比例する値となる。
この仮想圧力Pn’は、充てんの際に温度変化がないと仮定した場合の圧力に相当し、通常は、実圧力Pnよりも低い値となる。
これに対し、実圧力Pは、ガス充てんに伴う圧力上昇およびジュールトムソン効果による温度上昇のため、通常、充てんされた水素ガス量に比例する値にはならない。
次の式に基づいて、実圧力Pnと仮想圧力Pn’との差である圧力差ΔP(ΔPn)を算出する。
ΔPn=Pn−Pn’
この圧力差ΔPnは、充てん時の温度上昇が大きいほど大きな値となる。
次いで、時間tnから所定時間(例えば1分間)経過した時点である時間tn+1において実圧力Pを測定し、これを実圧力Pn+1とする(ステップS4)。
このときの仮想圧力をPn+1’とする。
次いで、次の式に基づいて、実圧力Pn+1と仮想圧力Pn+1’との差である圧力差ΔP(ΔPn+1)を算出する(ステップS5)。
ΔPn+1=Pn+1−Pn+1’
この燃料充てん方法では、圧力差ΔPnと圧力差ΔPn+1とを比較し、次の式(a)が成立する場合には、流量調整弁V1の開度を大きくする(ステップS6、S7)。
ΔPn>ΔPn+1 ・・・(a)
流量調整弁V1の開度を大きくする際には、時間tnにおける流量調整弁V1の開度に対し、流量調整弁V1の開度を所定値(例えば1%)大きくする方法をとることができる。
流量調整弁V1の開度を大きくすることによって、水素ガス供給流量が増加し、充てん効率が高められる。
式(a)が成立することは、時間tn〜tn+1において、温度低下要因の作用が温度上昇要因の作用を上回ったため、実圧力Pが仮想圧力に近づいたことを意味する。
式(a)が成立する場合には、温度上昇要因の作用が小さいため、流量調整弁V1の開度を大きくしても、過剰な温度上昇が起こりにくい。
すなわち、基準時から所定時間(例えば1分間)経過した時点での実圧力と、このときの仮想圧力との圧力差ΔPを算出し、基準時のΔPと比較する。所定時間経過時の圧力差ΔPが、基準時の圧力差ΔPより小さい場合には、流量調整弁V1の開度を大きくする。
所定時間経過時の圧力差ΔPが基準時の圧力差ΔPより小さい場合には、流量調整弁V1の開度を変化させず、一定に維持することもできる。
このため、式(a)が成立しない場合には、流量調整弁V1の開度を小さくする。図示例では、流量調整弁V1の開度を0%にする(ステップS3)。
流量調整弁V1の開度を小さくする際には、時間tn(基準時)における流量調整弁V1の開度に比べ、流量調整弁V1の開度を所定値(例えば1%)小さくする方法をとることもできる。この場合には、図5に破線で示すように、式(a)が成立しない場合にステップS4に戻る方法をとることができる。
また、圧力差ΔPn+1が圧力差ΔPnに比べ同等または大きい場合には水素ガス供給流量を小さくするので、過剰な温度上昇を防ぐことができる。
従って、安全性を犠牲にすることなく、充てん効率を高めることができる。
また、温度上昇要因の作用が大きい場合にはこれを抑制し、燃料タンク13の温度を低く維持することができる。
このため、充てん終了後における温度低下に起因する燃料タンク13の圧力低下を最小限に抑え、再充てんを不要とすることができる。従って、充てん作業を容易にし、充てん効率を高めることができる。
この場合には、所定時間経過時における圧力差ΔPが、基準時における圧力差ΔPよりも小さい場合に、水素ガス供給流量を高め、かつ所定時間経過時における圧力差が、基準時における圧力差に比べ大きい場合には水素ガス供給流量を小さくする方法をとることができる。
5・・・制御手段、
9・・・圧力計、
12・・・水素自動車、
13・・・燃料タンク、
V1・・・流量調整弁、
F1・・・積算流量計、
G・・・充てん終了時、
F・・・充てん終了圧力、
A・・・仮充てん流量、
B・・・基準時、
D・・・所定時間経過時、
K・・・必要充てん流量、
B’・・・第2基準時、
D’・・・第2所定時間経過時、
K’・・・第2必要充てん流量、
tn・・・基準時、
tn+1・・・所定時間経過時、
Pn・・・基準時における実際の圧力、
Pn’・・・基準時における仮想圧力、
ΔPn・・・基準時における実際の圧力と仮想圧力との圧力差、
Pn+1・・・所定時間経過時における実際の圧力、
Pn+1’・・・所定時間経過時における仮想圧力、
ΔPn+1・・・所定時間経過時における実際の圧力と仮想圧力との圧力差
Claims (5)
- 水素ガスを燃料とする水素ガス自動車(12)の燃料タンク(13)に、水素ガスを充てんする燃料充てん方法であって、
充てん開始から終了までの総充てん時間である充てん終了時(G)と、燃料タンクの充てん終了圧力(F)とを設定しておき、次に示す工程を含むことを特徴とする燃料充てん方法。
(1)水素ガスを、予め設定した仮充てん流量(A)で基準時(B)から所定時間経過時(D)まで燃料タンクに供給し、基準時(B)から所定時間経過時(D)までの圧力上昇率である基準圧力上昇率(H)を以下の通りに算出する。
所定時間経過時(D)における燃料タンク内の水素ガス圧力(E)と基準時(B)における燃料タンク内の水素ガス圧力(C)との圧力差を、所定時間経過時(D)から基準時(B)を差し引いた時間で除す。
(2)この所定時間経過時(D)から充てん終了時(G)までの間に、燃料タンク内の圧力を充てん終了圧力(F)まで上昇させるための必要圧力上昇率(J)を算出する。
(3)この必要圧力上昇率(J)に対する比率が、前記基準圧力上昇率(H)に対する仮充てん流量(A)の比率に等しくなる必要充てん流量(K)を算出する。
(4)水素ガスを、この必要充てん流量(K)で、水素ガス圧力が充てん終了圧力(F)に達するまで燃料タンクに充てんする。 - 前記基準時(B)は、充てん開始から一定時間経過した時点であることを特徴とする請求項1に記載の燃料充てん方法。
- 水素ガスを燃料とする水素ガス自動車(12)の燃料タンク(13)に、水素ガスを充てんする燃料充てん方法であって、
充てん開始から終了までの総充てん時間である充てん終了時(G)と、燃料タンクの充てん終了圧力(F)とを設定しておき、次に示す工程を含むことを特徴とする燃料充てん方法。
(1)水素ガスを、予め設定した仮充てん流量(A)で基準時(B)から所定時間経過時(D)まで燃料タンクに供給し、基準時(B)から所定時間経過時(D)までの圧力上昇率である基準圧力上昇率(H)を以下の通りに算出する。
所定時間経過時(D)における燃料タンク内の水素ガス圧力(E)と基準時(B)における燃料タンク内の水素ガス圧力(C)との圧力差を、所定時間経過時(D)から基準時(B)を差し引いた時間で除す。
(2)この所定時間経過時(D)から充てん終了時(G)までの間に、燃料タンク内の圧力を充てん終了圧力(F)まで上昇させるための必要圧力上昇率(J)を算出する。
(3)この必要圧力上昇率(J)に対する比率が、前記基準圧力上昇率(H)に対する仮充てん流量(A)の比率に等しくなる必要充てん流量(K)を算出する。
(4)水素ガスを前記必要充てん流量(K)で所定時間経過時(D)と同一時刻である第2基準時(B’)から第2所定時間経過時(D’)まで燃料タンクに供給し、第2基準時(B’)から第2所定時間経過時(D’)までの圧力上昇率である第2基準圧力上昇率(H’)を以下の通りに算出する。
第2所定時間経過時(D’)における燃料タンク内の水素ガス圧力(E’)と第2基準時(B’)における燃料タンク内の水素ガス圧力(E)との圧力差を、第2所定時間経過時(D’)から第2基準時(B’)を差し引いた時間で除す。
(5)第2所定時間経過時(D’)から充てん終了時(G)までの間に、燃料タンク内の圧力を充てん終了圧力(F)まで上昇させるための第2必要圧力上昇率(J’)を算出する。
(6)この第2必要圧力上昇率(J’)に対する比率が、第2基準圧力上昇率(H’)に対する前記必要充てん流量(K)の比率に等しくなる第2必要充てん流量(K’)を算出する。
(7)水素ガスを、この第2必要充てん流量(K’)で、水素ガス圧力が充てん終了圧力(F)に達するまで燃料タンクに充てんする。 - 請求項1に記載の燃料充てん方法において、前記工程(4)に代えて、次に示す工程(8)を含むことを特徴とする燃料充てん方法。
(8)この必要充てん流量(K)が、予め設定した設定範囲の下限値以上である場合に、水素ガスを、この必要充てん流量(K)で、水素ガス圧力が充てん終了圧力(F)に達するまで燃料タンクに充てんし、
前記必要充てん流量(K)が前記下限値未満である場合に、水素ガスを、この下限値以上の充てん流量で、水素ガス圧力が充てん終了圧力(F)に達するまで燃料タンクに充てんする。 - 水素ガスを燃料とする水素ガス自動車(12)の燃料タンク(13)に、水素ガスを充てんする燃料充てん方法であって、次に示す工程を含むことを特徴とする燃料充てん方法。
(1)基準時(tn)において、燃料タンクの実際の圧力(Pn)と、充てんの際に温度変化がないと仮定して算出された燃料タンクの仮想圧力(Pn’)との圧力差(ΔPn)を算出する。
(2)基準時(tn)から所定時間経過した時点(tn+1)において、燃料タンクの実際の圧力(Pn+1)と、充てんの際に温度変化がないと仮定して算出された燃料タンクの仮想圧力(Pn+1’)との圧力差(ΔPn+1)を算出する。
(3)所定時間経過時(tn+1)における圧力差(ΔPn+1)が、基準時(tn)における圧力差(ΔPn)よりも小さい場合には水素ガス供給流量を維持または高め、
かつ所定時間経過時(tn+1)における圧力差(ΔPn+1)が、基準時(tn)における圧力差(ΔPn)に比べ同等または大きい場合には水素ガス供給流量を小さくする。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003373089A JP4327559B2 (ja) | 2003-08-15 | 2003-10-31 | 燃料充てん方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003293885 | 2003-08-15 | ||
JP2003373089A JP4327559B2 (ja) | 2003-08-15 | 2003-10-31 | 燃料充てん方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005098474A JP2005098474A (ja) | 2005-04-14 |
JP4327559B2 true JP4327559B2 (ja) | 2009-09-09 |
Family
ID=34466908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003373089A Expired - Fee Related JP4327559B2 (ja) | 2003-08-15 | 2003-10-31 | 燃料充てん方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4327559B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006029424A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Toho Gas Co Ltd | ガス供給装置およびガス供給方法 |
US7757726B2 (en) * | 2005-05-06 | 2010-07-20 | Kiyoshi Handa | System for enhancing the efficiency of high pressure storage tanks for compressed natural gas or hydrogen |
FR2920858B1 (fr) * | 2007-09-10 | 2009-11-27 | Air Liquide | Procede de remplissage de conteneur de gaz sous pression |
US7621302B2 (en) * | 2007-09-28 | 2009-11-24 | Airgas, Inc. | Coriolis dosing system for filling gas cylinders |
JP5461791B2 (ja) * | 2008-06-18 | 2014-04-02 | トキコテクノ株式会社 | ガス充填方法及びガス充填装置 |
JP5572370B2 (ja) * | 2009-12-01 | 2014-08-13 | 岩谷産業株式会社 | 高圧水素試験設備や高圧水素充填設備での充填制御装置 |
US8927171B2 (en) * | 2010-09-14 | 2015-01-06 | GM Global Technology Operations LLC | Method for preventing pressure in vessels from dropping below minimum allowable pressure |
JP6215090B2 (ja) * | 2014-03-05 | 2017-10-18 | 大陽日酸株式会社 | 水素ガス充填制御装置、水素ガス充填方法及びコンピュータプログラム |
JP2015183727A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 日立オートモティブシステムズメジャメント株式会社 | ガス充填装置 |
JP6587737B2 (ja) * | 2016-03-15 | 2019-10-09 | 本田技研工業株式会社 | ガス充填方法 |
JP6721626B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2020-07-15 | 本田技研工業株式会社 | ガス充填方法 |
JP7096062B2 (ja) * | 2018-04-27 | 2022-07-05 | トキコシステムソリューションズ株式会社 | ガス充填装置 |
CN110848566B (zh) * | 2019-12-13 | 2024-04-05 | 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司 | 一种加氢装置及加氢方法 |
JP7464080B2 (ja) | 2022-06-10 | 2024-04-09 | トヨタ自動車株式会社 | ガス充填システム |
CN115596988B (zh) * | 2022-12-13 | 2023-04-21 | 四川凯德源科技有限公司 | 一种lng加气站站控*** |
-
2003
- 2003-10-31 JP JP2003373089A patent/JP4327559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005098474A (ja) | 2005-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4327559B2 (ja) | 燃料充てん方法 | |
US11193632B2 (en) | Gas filling method | |
JP2005083567A (ja) | 燃料充てん装置および方法 | |
US6619336B2 (en) | System and method for dispensing pressurized gas | |
US10443784B2 (en) | System for controlling gas supply unit | |
JPWO2004033955A1 (ja) | 燃料充てん装置および方法 | |
JP2013508641A (ja) | ガス充填の運転および制御の方法 | |
CN104110578A (zh) | 用于以温度受控制的方式进行气体分配的方法和*** | |
US20140174593A1 (en) | Method for Filling a Tank with Pressurized Gas | |
CN101488577B (zh) | 气体供给装置 | |
JP2011163534A (ja) | 車両 | |
US20180275697A1 (en) | Method For Controlling A Conditioning Unit And Consumption Measuring Device Having Such A Conditioning Unit | |
JP2004116619A (ja) | 燃料充てん装置および方法 | |
US11092290B2 (en) | Method for measuring fluid level in liquid hydrogen tank and liquid hydrogen storage system | |
JP6179273B2 (ja) | 燃料ガス充填装置 | |
JP2018507995A (ja) | タンクに加圧ガスを充填する方法 | |
JP6179057B2 (ja) | 燃料ガス充填システム、燃料ガス充填方法及びコンピュータプログラム | |
TW201519501A (zh) | 氣體塡充裝置及方法 | |
JP2011112213A (ja) | ガスステーション及びガス充填システム | |
JP2011099468A (ja) | ガス充填装置及びガス充填方法 | |
JP2010001919A (ja) | ガス充填方法及びガス充填装置 | |
JP6695194B2 (ja) | 燃料ガス充填システム及び燃料ガス充填方法 | |
EP4206518A1 (en) | Gas filling method | |
JP5299855B2 (ja) | 車両 | |
CN113357532A (zh) | 填充装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060907 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080708 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080908 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090519 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090611 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120619 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4327559 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120619 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120619 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130619 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130619 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130619 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |