JP6947020B2

JP6947020B2 - High pressure gas tank system for fuel cell vehicles

Info

Publication number: JP6947020B2
Application number: JP2017250997A
Authority: JP
Inventors: 健嗣小宮
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: JP2019116929A

Description

本発明は、燃料電池車両の高圧ガスタンクシステムに関する。 The present invention relates to a high pressure gas tank system for a fuel cell vehicle.

燃料電池を搭載した車両（以下、単に「燃料電池車両」とも呼ぶ）では、搭載された高圧ガスタンクに貯蔵された燃料ガスとしての水素と、空気に含まれる酸化ガスとしての酸素とを用いて燃料電池による発電が行なわれる。高圧ガスタンクへの燃料ガスの充填は、例えば、燃料ガス充填装置の側の燃料ガスを供給するためのノズルを、燃料電池車両の燃料ガスの供給を受けるためのレセプタクルに嵌合装着させて、燃料ガス充填装置のガス充填元タンクから燃料電池車両の高圧ガスタンクへ向けて燃料ガスを供給することで行なわれる（例えば、特許文献１）。 In a vehicle equipped with a fuel cell (hereinafter, also simply referred to as a "fuel cell vehicle"), hydrogen as a fuel gas stored in the mounted high-pressure gas tank and oxygen as an oxidation gas contained in the air are used as fuel. Power is generated by batteries. To fill the high-pressure gas tank with fuel gas, for example, a nozzle for supplying fuel gas on the side of the fuel gas filling device is fitted and mounted on a receptacle for receiving fuel gas supply from a fuel cell vehicle to fuel the fuel. This is performed by supplying fuel gas from the gas filling source tank of the gas filling device to the high-pressure gas tank of the fuel cell vehicle (for example, Patent Document 1).

特開２０１４−４７４９１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-47491

燃料電池車両の走行可能距離を向上させる一手段として、燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクを複数備えることが考えられる。燃料電池車両に複数の高圧ガスタンクを配置するためには、燃料電池車両の限られた空間領域に複数の高圧ガスタンクを配置しなければならず、配置可能な空間領域に合わせた形状を有する高圧ガスタンクを用いることが望まれる。 As a means for improving the mileage of the fuel cell vehicle, it is conceivable to provide a plurality of high-pressure gas tanks for storing fuel gas. In order to arrange a plurality of high-pressure gas tanks in a fuel cell vehicle, a plurality of high-pressure gas tanks must be arranged in a limited space area of the fuel cell vehicle, and a high-pressure gas tank having a shape suitable for the space area in which the fuel cell vehicle can be arranged. It is desirable to use.

複数の高圧ガスタンクの配置の一例として、１つの高圧ガスタンクを、車内中央で車長方向に伸びたセンタートンネルと呼ばれる空間領域に、高圧ガスタンクの長さ方向を車長方向に沿わせて配置（以下、「縦配置」とも呼ぶ）し、その後方の空間領域に、他の高圧ガスタンクを、高圧ガスタンクの長さ方向を車幅方向に沿わせて配置（以下、「横配置」とも呼ぶ）する配置が考えられる。高圧ガスタンクが横方向配置される燃料電池車両の後方の空間領域は、他の空間領域間に比べて余裕があるため、高圧ガスタンクの長さ（以下、「タンク長」とも呼ぶ）および高圧ガスタンクの径（以下、「タンク径」とも呼ぶ）の制限は小さい。しかし、センタートンネルは、車長方向は他の空間領域に比べて余裕があるが、車幅方向の制限が他の空間領域に比べて厳しく、タンク径の制限が大きい。このため、センタートンネルに縦配置される高圧ガスタンクには、後方空間領域に横配置される高圧ガスタンクに比べて、タンク長が長く、タンク径が細い高圧ガスタンクを用いることが望まれる。 As an example of the arrangement of a plurality of high-pressure gas tanks, one high-pressure gas tank is arranged along the vehicle length direction in a space area called a center tunnel extending in the vehicle length direction in the center of the vehicle (hereinafter,). , Also referred to as "vertical arrangement"), and another high-pressure gas tank is arranged along the vehicle width direction in the space area behind it (hereinafter, also referred to as "horizontal arrangement"). Can be considered. Since the space area behind the fuel cell vehicle in which the high-pressure gas tank is arranged laterally has a margin compared to other space areas, the length of the high-pressure gas tank (hereinafter, also referred to as "tank length") and the pressure gas tank. The limit on the diameter (hereinafter, also referred to as "tank diameter") is small. However, in the center tunnel, although there is a margin in the vehicle length direction as compared with other space areas, the restrictions in the vehicle width direction are stricter than in other space areas, and the tank diameter is greatly restricted. Therefore, for the high-pressure gas tank vertically arranged in the center tunnel, it is desired to use a high-pressure gas tank having a longer tank length and a smaller tank diameter than the high-pressure gas tank horizontally arranged in the rear space region.

上記のように、基準となる高圧ガスタンク（以下、「基準高圧ガスタンク」とも呼ぶ）に比べて、タンク長が長くなった高圧ガスタンク（以下、「長尺高圧ガスタンク」とも呼ぶ）を含む場合、以下で説明するように、極低温・低圧環境下で燃料ガスの充填を行なった場合に、長尺高圧ガスタンクの耐久性や信頼性に悪影響が発生する可能性がある。極低温・低圧環境下で燃料ガスの充填を行なう場合としては、例えば、−３０℃以下の極低温環境下で、速度１００ｋｍ／ｈ以上の高い速度および１時間以上連続での走行がなされて、燃料ガスが満タンに対応する圧力からガス欠に対応する圧力まで高圧ガスタンク内の圧力が低下した状態となるまで燃料ガスが消費され、直後に燃料ガスの充填を行なった場合が、代表例として挙げられる。 As described above, when a high-pressure gas tank (hereinafter, also referred to as a "long high-pressure gas tank") having a longer tank length than a standard high-pressure gas tank (hereinafter, also referred to as a "standard high-pressure gas tank") is included, the following As explained in the above, when the fuel gas is filled in an extremely low temperature / low pressure environment, the durability and reliability of the long high pressure gas tank may be adversely affected. When filling fuel gas in an extremely low temperature / low pressure environment, for example, in an extremely low temperature environment of −30 ° C. or lower, a high speed of 100 km / h or more and continuous running for 1 hour or more are performed. A typical example is the case where the fuel gas is consumed until the pressure in the high-pressure gas tank drops from the pressure corresponding to the full tank of the fuel gas to the pressure corresponding to the lack of gas, and the fuel gas is filled immediately afterwards. Can be mentioned.

高圧ガスタンクは、通常、樹脂製のライナーの外周が、繊維強化樹脂で形成された補強層で覆れた構造を有し、ライナーと補強層との間には隙間がある。この隙間は、高圧ガスタンクのタンク長が長いほど相対的に大きくなり、また、タンク径が細いほど相対的に大きくなる。また、環境温度が低いほど、補強層の縮小量に比べてライナーの縮小量の方が大きくなり、隙間は大きくなる。また、燃料ガスの充填によるタンク内の圧力上昇に伴うライナーの膨張量、すなわち、隙間の縮小量は、タンク長が長いほど相対的に小さくなり、また、タンク径が細いほど相対的に小さくなる。これらのことから、極低温・低圧環境下からの燃料ガスの充填に伴ってライナーが膨張した場合に、基準高圧ガスタンクのライナーでは補強層に接触するが、長尺高圧ガスタンクのライナーでは補強層に接触せずに、ライナーに対して局部的な応力集中が発生して、ライナーに長尺高圧ガスタンクの耐久性や信頼性の低下を招く可能性がある。なお、タンク長が長くなることに加えてタンク径が細くなれば、高圧ガスタンクの耐久性や信頼性の低下の問題はより顕著となる。 A high-pressure gas tank usually has a structure in which the outer circumference of a resin liner is covered with a reinforcing layer formed of a fiber reinforced resin, and there is a gap between the liner and the reinforcing layer. This gap becomes relatively large as the tank length of the high-pressure gas tank is long, and becomes relatively large as the tank diameter is small. Further, as the environmental temperature is lower, the shrinkage amount of the liner is larger than the shrinkage amount of the reinforcing layer, and the gap becomes larger. Further, the expansion amount of the liner due to the pressure increase in the tank due to the filling of fuel gas, that is, the reduction amount of the gap is relatively small as the tank length is long, and is relatively small as the tank diameter is small. .. From these facts, when the liner expands due to the filling of fuel gas from an extremely low temperature / low pressure environment, the liner of the standard high pressure gas tank contacts the reinforcing layer, but the liner of the long high pressure gas tank becomes the reinforcing layer. Local stress concentration may occur on the liner without contact, which may reduce the durability and reliability of the long high-pressure gas tank on the liner. If the tank diameter is reduced in addition to the lengthening of the tank length, the problem of deterioration of the durability and reliability of the high-pressure gas tank becomes more remarkable.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、燃料電池車両の高圧ガスタンクシステムが提供される。この燃料電池車両の高圧ガスタンクシステムは；基準となる１以上の第１種の高圧ガスタンクと；前記第１種の高圧ガスタンクよりも長いタンク長を有する１以上の第２種の高圧ガスタンクと；前記第１種の高圧ガスタンクと、前記第２種の高圧ガスタンクと、燃料ガスの充填用のレセプタクルとに、それぞれの流路を介して接続された充填側マニホールドと；前記第２種の高圧ガスタンクと前記充填側マニホールドとの間の流路に設けられ、前記第２種の高圧ガスタンクへの前記レセプタクルからの前記燃料ガスの充填を遮断するための充填遮断バルブと；前記第２種の高圧ガスタンクの内部に設けられた温度センサーと、
前記充填遮断バルブを制御する制御部と；を備える。前記制御部は、前記第１種の高圧ガスタンクおよび前記第２種の高圧ガスタンクに前記燃料ガスの充填を行なう場合において；（ａ）前記燃料ガスの充填を開始する際に、前記温度センサーで測定される前記第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が予め定めた温度以下の時には、前記充填遮断バルブを閉じて、前記第２種の高圧ガスタンクへの前記燃料ガスの充填を行なわずに、前記第１種の高圧ガスタンクのうちの少なくとも１つへの前記燃料ガスの充填を開始し；（ｂ）前記第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が前記予め定めた温度よりも高くなった後、前記充填遮断バルブを開いて、前記第２種の高圧ガスタンクへの前記燃料ガスの充填を開始する。
上記形態の燃料電池車両の高圧ガスタンクシステムによれば、複数の高圧ガスタンクに燃料ガスを充填する場合において、燃料ガスの充填を開始する際に、第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が予め定めた温度以下の時には、充填遮断バルブを閉じて、第２種の高圧ガスタンクを除く第１種の高圧ガスタンクのうちの少なくとも１つへの燃料ガスの充填を開始する。そして、第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が予め定めた温度よりも高くなった後、充填遮断バルブを開いて、第２種の高圧ガスタンクへの燃料ガスの充填を開始する。これにより、第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が予め定めた温度以下の間、第２種の高圧ガスタンクへの充填が行なわれないので、第１種の高圧ガスタンクに比べて耐久性や信頼性の低下を招く可能性の高い第２種の高圧ガスタンクを保護して、第２種の高圧ガスタンクの耐久性や信頼性の低下を抑制することが可能である。
また、第２種の高圧ガスタンクが予め定めた温度以下の間、第２種の高圧ガスタンクを除く第１種の高圧ガスタンクのうちの少なくとも１つへの燃料ガスの充填を行なうことができるので、第２種の高圧ガスタンクが予め定めた温度よりも高くなるまで、全ての高圧ガスタンクへの充填を不可とする場合に比べて、充填不可の期間を無くすことができ、充填完了までの時間の遅延を少なくすることができる。 (1) According to one embodiment of the present invention, a high pressure gas tank system for a fuel cell vehicle is provided. The high-pressure gas tank system of this fuel cell vehicle is: one or more standard high-pressure gas tanks of the first kind; and one or more high-pressure gas tanks of the second kind having a tank length longer than that of the high-pressure gas tank of the first kind; A filling side manifold connected to a first-class high-pressure gas tank, the second-class high-pressure gas tank, and a receptacle for filling fuel gas via respective flow paths; and the second-class high-pressure gas tank. A filling shutoff valve provided in the flow path between the filling side manifold and for shutting off the filling of the fuel gas from the receptacle into the second type high pressure gas tank; With the temperature sensor installed inside
A control unit for controlling the filling shutoff valve; When the control unit fills the first-class high-pressure gas tank and the second-class high-pressure gas tank with the fuel gas; (a) measures with the temperature sensor when the filling of the fuel gas is started. When the tank temperature of the second-class high-pressure gas tank is equal to or lower than a predetermined temperature, the filling shutoff valve is closed and the second-class high-pressure gas tank is not filled with the fuel gas. At least one of the high-pressure gas tanks of one type is started to be filled with the fuel gas; (b) the filling is performed after the tank temperature of the high-pressure gas tank of the second type becomes higher than the predetermined temperature. The shutoff valve is opened to start filling the second type high pressure gas tank with the fuel gas.
According to the high-pressure gas tank system of the fuel cell vehicle of the above-described embodiment, in the case of filling a plurality of high-pressure gas tanks with fuel gas, the tank temperature of the second type high-pressure gas tank is predetermined when the filling of the fuel gas is started. When the temperature is below the temperature, the filling shutoff valve is closed and at least one of the first-class high-pressure gas tanks excluding the second-class high-pressure gas tank is filled with fuel gas. Then, after the tank temperature of the second-class high-pressure gas tank becomes higher than the predetermined temperature, the filling shutoff valve is opened to start filling the second-class high-pressure gas tank with fuel gas. As a result, while the tank temperature of the second-class high-pressure gas tank is below a predetermined temperature, the second-class high-pressure gas tank is not filled, so that the durability and reliability are higher than those of the first-class high-pressure gas tank. It is possible to protect the second-class high-pressure gas tank, which is likely to cause a decrease in the pressure, and suppress the deterioration of the durability and reliability of the second-class high-pressure gas tank.
Further, since the fuel gas can be filled into at least one of the first-class high-pressure gas tanks excluding the second-class high-pressure gas tank while the second-class high-pressure gas tank is at a temperature equal to or lower than a predetermined temperature. Compared to the case where all high-pressure gas tanks cannot be filled until the temperature of the second-class high-pressure gas tank becomes higher than a predetermined temperature, the period during which filling is not possible can be eliminated, and the time until filling is completed is delayed. Can be reduced.

なお、本明細書に開示される技術は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料電池車両の高圧ガスタンクシステム、燃料電池車両の複数の高圧ガスタンクへの充填システム、燃料電池車両の複数の高圧ガスタンクへの充填方法等の形態で実現することができる。 The techniques disclosed in the present specification can be realized in various aspects. For example, it can be realized in the form of a high-pressure gas tank system of a fuel cell vehicle, a filling system of a plurality of high-pressure gas tanks of a fuel cell vehicle, a filling method of a plurality of high-pressure gas tanks of a fuel cell vehicle, and the like.

本発明の一実施形態としての燃料電池車両を示す概略図。The schematic diagram which shows the fuel cell vehicle as one Embodiment of this invention. 燃料電池車両に搭載された燃料電池システムを概略的に示す説明図。Explanatory drawing schematically showing a fuel cell system mounted on a fuel cell vehicle. 第１水素ガスタンクの構成を概略的に示す説明図。The explanatory view which shows the structure of the 1st hydrogen gas tank schematicly. 第１水素ガスタンクの一部領域を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows a part area of the 1st hydrogen gas tank. 図４に対応する第２水素ガスタンクの一部領域を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows a part area of the 2nd hydrogen gas tank corresponding to FIG. 水素ガスの充填の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of filling with hydrogen gas.

Ａ．実施形態：
図１は本発明の一実施形態としての燃料電池車両１０を示す概略図である。本明細書において、燃料電池車両１０における方向に関する記載（「右」、「左」、「前」、「後」、「上」、「下」）は、それぞれ、燃料電池車両１０に搭乗しているときの運転者を基準とする方向である。図１において、Ｘ軸方向は車両の前後方向（車長方向）を示し、Ｙ軸方向は車両の上下方向（車高方向）を示し、Ｚ軸方向は車両の幅方向（左右方向、車幅方向）を示す。 A. Embodiment:
FIG. 1 is a schematic view showing a fuel cell vehicle 10 as an embodiment of the present invention. In the present specification, the description regarding the direction in the fuel cell vehicle 10 (“right”, “left”, “front”, “rear”, “top”, “bottom”) is described in the fuel cell vehicle 10, respectively. The direction is based on the driver when he / she is. In FIG. 1, the X-axis direction indicates the front-rear direction (vehicle length direction) of the vehicle, the Y-axis direction indicates the vertical direction (vehicle height direction) of the vehicle, and the Z-axis direction indicates the width direction of the vehicle (left-right direction, vehicle width). Direction).

燃料電池車両１０は、燃料電池スタック（以下、単に「燃料電池」とも呼ぶ）１００で車両の動力源となる電力の発電を行なう燃料電池システムを搭載する。燃料電池システムは、２つの水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆを含む高圧ガスタンクシステムを有する。図１では、燃料電池１００および水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆ以外の各構成要素は、図示および説明の便宜上省略されている。 The fuel cell vehicle 10 is equipped with a fuel cell system that generates electricity that is a power source of the vehicle with a fuel cell stack (hereinafter, also simply referred to as "fuel cell") 100. The fuel cell system has a high pressure gas tank system including two hydrogen gas tanks 110r and 110f. In FIG. 1, each component other than the fuel cell 100 and the hydrogen gas tanks 110r and 110f is omitted for convenience of illustration and description.

燃料電池車両１０は、燃料電池１００で発電された電力により不図示のモータを駆動して前輪ＦＷおよび後輪ＲＷを回転させ、走行する電気自動車である。燃料電池１００は、水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆから供給される燃料ガスとしての水素ガスと、酸化ガスとしての空気中の酸素と、の電気化学反応によって発電する。水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆは、燃料電池１００の発電に利用される水素ガスを貯蔵する容器である。 The fuel cell vehicle 10 is an electric vehicle that runs by driving a motor (not shown) by the electric power generated by the fuel cell 100 to rotate the front wheel FW and the rear wheel RW. The fuel cell 100 generates power by an electrochemical reaction between hydrogen gas as a fuel gas supplied from the hydrogen gas tanks 110r and 110f and oxygen in the air as an oxidation gas. The hydrogen gas tanks 110r and 110f are containers for storing hydrogen gas used for power generation of the fuel cell 100.

燃料電池１００は、車両１０の乗員室１４の前方のフロントコンパートメント１２に収容されている。２つの水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆのうち、一方の水素ガスタンク１１０ｆは、タンクの長手方向（タンク長方向）が、車長方向（Ｘ方向）に沿って延びた細長い空間領域であるセンタートンネル１８に沿うように配置（縦配置）され、他方の水素ガスタンク１１０ｒは、一方の水素ガスタンク１１０ｆの後方で、タンクの長手方向(タンク長方向）が、車幅方向（Ｚ方向）に沿うように配置（横配置）されている。なお、センタートンネル１８は、燃料電池車両１０の床１５のうち、車幅方向（Ｚ方向）の中央部分１６で、車幅方向の両側部分１７よりも車高方向（Ｙ方向）の上方向に突出し、車長方向（Ｘ方向）に沿って延びた部分の床下の空間領域である。一方の水素ガスタンク１１０ｆは、センタートンネル１８の細長い空間領域に配置するために、他方の水素ガスタンク１１０ｒに比べて、そのタンク径が細く、そのタンク長が長い形状の高圧ガスタンクとされている。水素ガスタンク１１０ｒが「第１種の高圧ガスタンク」に相当し、水素ガスタンク１１０ｆが「第２種の高圧ガスタンク」に相当する。そこで、以下では、説明の便宜上、一方の水素ガスタンク１１０ｒを「第１水素ガスタンク１１０ｒ」、他方の水素ガスタンク１１０ｆを「第２水素ガスタンク１１０ｆ」とも呼ぶ。 The fuel cell 100 is housed in a front compartment 12 in front of the passenger compartment 14 of the vehicle 10. Of the two hydrogen gas tanks 110r and 110f, one of the hydrogen gas tanks 110f is along the center tunnel 18, which is an elongated space region in which the longitudinal direction of the tank (tank length direction) extends along the vehicle length direction (X direction). The other hydrogen gas tank 110r is arranged (horizontally) behind the one hydrogen gas tank 110f so that the longitudinal direction (tank length direction) of the tank is along the vehicle width direction (Z direction). (Arranged). The center tunnel 18 is a central portion 16 of the floor 15 of the fuel cell vehicle 10 in the vehicle width direction (Z direction), and is upward in the vehicle height direction (Y direction) from both side portions 17 in the vehicle width direction. It is a space area under the floor of a portion that protrudes and extends along the vehicle length direction (X direction). Since one hydrogen gas tank 110f is arranged in an elongated space region of the center tunnel 18, it is a high-pressure gas tank having a smaller tank diameter and a longer tank length than the other hydrogen gas tank 110r. The hydrogen gas tank 110r corresponds to the "first-class high-pressure gas tank", and the hydrogen gas tank 110f corresponds to the "second-class high-pressure gas tank". Therefore, in the following, for convenience of explanation, one hydrogen gas tank 110r is also referred to as a "first hydrogen gas tank 110r", and the other hydrogen gas tank 110f is also referred to as a "second hydrogen gas tank 110f".

図２は、燃料電池車両１０に搭載された燃料電池システム２０を概略的に示す説明図である。この燃料電池システム２０は、燃料電池１００と、水素ガス供給系１２０と、モータ駆動のコンプレッサ１５０を含む空気供給系１６０と、図示しない冷却系と、制御装置２００と、を備える。 FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a fuel cell system 20 mounted on the fuel cell vehicle 10. The fuel cell system 20 includes a fuel cell 100, a hydrogen gas supply system 120, an air supply system 160 including a motor-driven compressor 150, a cooling system (not shown), and a control device 200.

燃料電池１００は、電解質膜の両側にアノードとカソードの両電極を接合させた膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly／ＭＥＡ）を備える発電モジュールを積層して構成される。燃料電池１００は、後述の水素ガス供給系１２０から供給された水素ガス中の水素と、空気供給系１６０から供給された空気中の酸素と、の電気化学反応により発電し、その発電電力にて駆動用モータ等の負荷を駆動する。 The fuel cell 100 is configured by stacking a power generation module including a membrane electrode assembly (MEA) in which both anode and cathode electrodes are bonded to both sides of an electrolyte membrane. The fuel cell 100 generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen in hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply system 120, which will be described later, and oxygen in the air supplied from the air supply system 160, and the generated power is used. Drives a load such as a drive motor.

水素ガス供給系１２０は、燃料電池１００に供給する燃料ガスとしての水素ガスを高圧貯蔵する高圧ガスタンクとして第１水素ガスタンク１１０ｒおよび第２水素ガスタンク１１０ｆを備える。第１水素ガスタンク１１０ｒの口金には、バルブユニット１１１ｒが装着され、第２水素ガスタンク１１０ｆの口金にはバルブユニット１１１ｆが装着されている。水素ガス供給系１２０は、第１水素ガスタンク１１０ｒのバルブユニット１１１ｒおよび第２水素ガスタンク１１０ｆのバルブユニット１１１ｆを介して、水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆから燃料電池１００へ水素ガスを供給する供給側部分と、水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆへ水素ガスを充填する充填側部分とに区分される。 The hydrogen gas supply system 120 includes a first hydrogen gas tank 110r and a second hydrogen gas tank 110f as high-pressure gas tanks for high-pressure storage of hydrogen gas as a fuel gas to be supplied to the fuel cell 100. A valve unit 111r is attached to the base of the first hydrogen gas tank 110r, and a valve unit 111f is attached to the base of the second hydrogen gas tank 110f. The hydrogen gas supply system 120 includes a supply side portion for supplying hydrogen gas from the hydrogen gas tanks 110r and 110f to the fuel cell 100 via the valve unit 111r of the first hydrogen gas tank 110r and the valve unit 111f of the second hydrogen gas tank 110f. It is divided into a filling side portion for filling the hydrogen gas tanks 110r and 110f with hydrogen gas.

供給側部分には、バルブユニット１１１ｒ，１１１ｆの後述する供給機構部分と、供給側タンク管路１１６ｒ，１１６ｆと、供給側マニホールド１２１と、水素ガス供給管路１２０Ｆと、水素ガス循環管路１２４と、放出管路１２９と、を備える。供給側マニホールド１２１は、第１水素ガスタンク１１０ｒのバルブユニット１１１ｒの供給側ポートＰｓｒに接続された供給側タンク管路１１６ｒと、第２水素ガスタンク１１０ｆのバルブユニット１１１ｆの供給側ポートＰｓｆに接続された供給側タンク管路１１６ｆと、燃料電池１００の水素ガス供給口に接続された水素ガス供給管路１２０Ｆとを、繋ぐ多岐管（本例では４分岐管）である。供給側マニホールド１２１の１つの分岐ポートには供給側圧力センサー１２１Ｐが設けられている。 The supply side portion includes a supply mechanism portion described later of the valve units 111r and 111f, a supply side tank line 116r and 116f, a supply side manifold 121, a hydrogen gas supply line 120F, and a hydrogen gas circulation line 124. , With a discharge line 129. The supply side manifold 121 was connected to the supply side tank line 116r connected to the supply side port Psr of the valve unit 111r of the first hydrogen gas tank 110r and the supply side port Psf of the valve unit 111f of the second hydrogen gas tank 110f. It is a multi-purpose pipe (four-branch pipe in this example) that connects the supply-side tank pipe 116f and the hydrogen gas supply pipe 120F connected to the hydrogen gas supply port of the fuel cell 100. A supply-side pressure sensor 121P is provided at one branch port of the supply-side manifold 121.

また、充填側部分には、バルブユニット１１１ｒ，１１１ｆの後述する充填機構部分と、レセプタクル１２２と、水素ガス充填管路１２０Ｒと、充填側マニホールド１２３と、充填側タンク管路１１７ｒ，１１７ｆと、充填遮断バルブ１１８と、を備える。充填側マニホールド１２３は、第１水素ガスタンク１１０ｒのバルブユニット１１１ｒの充填側ポートＰｆｒに接続された充填側タンク管路１１７ｒと、第２水素ガスタンク１１０ｆのバルブユニット１１１ｆの充填側ポートＰｆｆに接続された充填側タンク管路１１７ｆと、レセプタクル１２２に接続された水素ガス充填管路１２０Ｒと、を繋ぐ多岐管（本例では４分岐管）である。充填側マニホールド１２３の１つの分岐ポートには充填側圧力センサー１２３Ｐが設けられている。 Further, the filling side portion is filled with the filling mechanism portion described later of the valve units 111r and 111f, the receptacle 122, the hydrogen gas filling pipe line 120R, the filling side manifold 123, and the filling side tank pipe lines 117r and 117f. It includes a shutoff valve 118. The filling side manifold 123 was connected to the filling side tank pipeline 117r connected to the filling side port Pfr of the valve unit 111r of the first hydrogen gas tank 110r and the filling side port Pff of the valve unit 111f of the second hydrogen gas tank 110f. It is a multi-purpose pipe (four-branch pipe in this example) that connects the filling side tank pipe 117f and the hydrogen gas filling pipe 120R connected to the receptacle 122. A filling side pressure sensor 123P is provided in one branch port of the filling side manifold 123.

第１水素ガスタンク１１０ｒのバルブユニット１１１ｒは、メインバルブ１１２ｒと、開閉バルブ１１３ｒ、逆止弁１１５ｒおよび供給側ポートＰｓｒと、充填側ポートＰｆｒおよび逆止弁１１４ｒと、を備える。メインバルブ１１２ｒから分岐されて供給側タンク管路１１６ｒへ向けて順に配置される開閉バルブ１１３ｒと逆止弁１１５ｒと供給側ポートＰｓｒとは、供給機構部分を構成する。メインバルブ１１２ｒから分岐されて充填側タンク管路１１７ｒとの間に配置される逆止弁１１４ｒおよび充填側ポートＰｆｒは、充填機構分を構成する。また、バルブユニット１１１ｒには、バルブユニット１１１ｒが第１水素ガスタンク１１０ｒに装着された状態でタンク内温度を検出する温度センサーＴＳｒを備えている。第２水素ガスタンク１１０ｆのバルブユニット１１１ｆもバルブユニット１１１ｒと同様に、メインバルブ１１２ｆと、供給機構部分を構成する開閉バルブ１１３ｆ、逆止弁１１５ｆおよび供給側ポートＰｓｆと、充填機構部分を構成する逆止弁１１４ｆおよび充填側ポートＰｆｆと、温度センサーＴＳｆと、を備える。温度センサーＴＳｒ，ＴＳｆは、図示しない信号線にて後述の制御装置２００と接続され、検出したタンク内温度を制御装置２００に出力する。なお、バルブユニット１１１ｒ，１１１ｆには、タンク内温度が所定温度以上になったときにタンク内部の水素ガスを外部に放出するための溶栓弁が含まれる。 The valve unit 111r of the first hydrogen gas tank 110r includes a main valve 112r, an on-off valve 113r, a check valve 115r and a supply side port Psr, and a filling side port Pfr and a check valve 114r. The on-off valve 113r, the check valve 115r, and the supply-side port Psr, which are branched from the main valve 112r and arranged in order toward the supply-side tank line 116r, form a supply mechanism portion. The check valve 114r and the filling side port Pfr, which are branched from the main valve 112r and arranged between the filling side tank line 117r and the filling side tank line 117r, constitute a filling mechanism component. Further, the valve unit 111r is provided with a temperature sensor TSr that detects the temperature inside the tank while the valve unit 111r is mounted on the first hydrogen gas tank 110r. Similar to the valve unit 111r, the valve unit 111f of the second hydrogen gas tank 110f also has the main valve 112f, the on-off valve 113f constituting the supply mechanism portion, the check valve 115f, the supply side port Psf, and the reverse valve constituting the filling mechanism portion. It is provided with a check valve 114f, a filling side port Pff, and a temperature sensor TSf. The temperature sensors TSr and TSf are connected to a control device 200 described later by a signal line (not shown), and the detected temperature in the tank is output to the control device 200. The valve units 111r and 111f include a fusible plug valve for releasing hydrogen gas inside the tank to the outside when the temperature inside the tank becomes equal to or higher than a predetermined temperature.

メインバルブ１１２ｒ，１１２ｆは、車両搭載前の状態において流路開放側に手動操作され、流路開放を維持する。開閉バルブ１１３ｒ，１１３ｆは、後述の制御装置２００の制御下で開閉駆動し、逆止弁１１５ｒ，１１５ｆを介して、供給側タンク管路１１６ｒ，１１６ｆによって、供給側マニホールド１２１に接続される。逆止弁１１５ｒ，１１５ｆは、ガス通過を開閉バルブ１１３ｒ，１１３ｆの側からのみに規制する。逆止弁１１４ｒ，１１４ｆは、充填側タンク管路１１７ｒ，１１７ｆによって、充填側マニホールド１２３と接続され、ガス通過を充填側マニホールド１２３の側からのみに規制する。 The main valves 112r and 112f are manually operated to the flow path opening side in the state before being mounted on the vehicle to maintain the flow path opening. The on-off valves 113r and 113f are driven to open and close under the control of the control device 200 described later, and are connected to the supply-side manifold 121 by the supply-side tank pipelines 116r and 116f via the check valves 115r and 115f. The check valves 115r and 115f restrict gas passage only from the side of the on-off valves 113r and 113f. The check valves 114r and 114f are connected to the filling side manifold 123 by the filling side tank pipelines 117r and 117f, and the gas passage is restricted only from the filling side manifold 123 side.

上記管路構成により、第１水素ガスタンク１１０ｒおよび第２水素ガスタンク１１０ｆは、水素ガス供給管路１２０Ｆの供給側マニホールド１２１から分岐した供給側タンク管路１１６ｒ，１１６ｆを介して燃料電池１００に接続され、この燃料電池１００に対して並列に接続されることになる。また、第１水素ガスタンク１１０ｒおよび第２水素ガスタンク１１０ｆは、水素ガス充填管路１２０Ｒの充填側マニホールド１２３から分岐した充填側タンク管路１１７ｒ，１１７ｆを介してレセプタクル１２２に接続され、レセプタクル１２２に対して並列に接続されることになる。なお、第２水素ガスタンク１１０ｆの側の充填側タンク管路１１７ｆには充填遮断バルブ１１８が配置されている。充填遮断バルブ１１８は、後述の制御装置２００の制御下で開閉駆動し、第２水素ガスタンク１１０ｆへの水素ガスの充填を遮断し、第１水素ガスタンク１１０ｒへの水素ガスの充填のみに規制する。 According to the above pipeline configuration, the first hydrogen gas tank 110r and the second hydrogen gas tank 110f are connected to the fuel cell 100 via the supply side tank pipelines 116r and 116f branched from the supply side manifold 121 of the hydrogen gas supply pipeline 120F. , Will be connected in parallel to the fuel cell 100. Further, the first hydrogen gas tank 110r and the second hydrogen gas tank 110f are connected to the receptacle 122 via the filling side tank pipelines 117r and 117f branched from the filling side manifold 123 of the hydrogen gas filling pipeline 120R, and are connected to the receptacle 122. Will be connected in parallel. A filling shutoff valve 118 is arranged in the filling side tank line 117f on the side of the second hydrogen gas tank 110f. The filling shutoff valve 118 is opened and closed and driven under the control of the control device 200 described later, shuts off the filling of the second hydrogen gas tank 110f with hydrogen gas, and restricts only the filling of the first hydrogen gas tank 110r with hydrogen gas.

水素ガス供給管路１２０Ｆは、供給側マニホールド１２１の側から減圧バルブ１２６とインジェクター１２５とを備えている。水素ガス循環管路１２４は、その一方端が燃料電池１００の未消費の水素ガスの排出口に接続されており、他方端はインジェクター１２５よりも燃料電池１００の側で水素ガス供給管路１２０Ｆに接続されている。水素ガス循環管路１２４は水素循環ポンプ１２８を備えている。放出管路１２９は、水素循環ポンプ１２８よりも燃料電池１００の側の水素ガス循環管路１２４と、後述する空気供給系１６０の放出管路１６２との間に接続されており、排出バルブ１２７を備える。減圧バルブ１２６は後述の制御装置２００の制御を受けて駆動し、減圧後の水素ガスをインジェクター１２５に流す。インジェクター１２５は、後述の制御装置２００の制御を受けて駆動し、燃料電池１００に水素ガスを噴出供給する。水素循環ポンプ１２８は、後述の制御装置２００の制御を受けて駆動し、燃料電池１００から排出された排出ガスに含まれる未消費の水素ガスを燃料電池１００に循環供給する。排出バルブ１２７は、後述する制御装置２００の制御を受けて駆動し、燃料電池１００から排出された排出ガスを放出管路１２９および後述する放出管路１６２を介して大気放出する。 The hydrogen gas supply line 120F includes a pressure reducing valve 126 and an injector 125 from the side of the supply side manifold 121. One end of the hydrogen gas circulation line 124 is connected to an unconsumed hydrogen gas discharge port of the fuel cell 100, and the other end is connected to the hydrogen gas supply line 120F on the side of the fuel cell 100 rather than the injector 125. It is connected. The hydrogen gas circulation line 124 includes a hydrogen circulation pump 128. The discharge pipe 129 is connected between the hydrogen gas circulation pipe 124 on the side of the fuel cell 100 with respect to the hydrogen circulation pump 128 and the discharge pipe 162 of the air supply system 160 described later, and connects the discharge valve 127. Be prepared. The pressure reducing valve 126 is driven under the control of the control device 200 described later, and the hydrogen gas after pressure reduction is flowed to the injector 125. The injector 125 is driven under the control of a control device 200 described later, and ejects and supplies hydrogen gas to the fuel cell 100. The hydrogen circulation pump 128 is driven under the control of a control device 200 described later, and circulates and supplies unconsumed hydrogen gas contained in the exhaust gas discharged from the fuel cell 100 to the fuel cell 100. The discharge valve 127 is driven under the control of the control device 200 described later, and discharges the exhaust gas discharged from the fuel cell 100 to the atmosphere through the discharge pipe 129 and the discharge pipe 162 described later.

上記管路構成を備える水素ガス供給系１２０は、水素循環ポンプ１２８により調整される流量で、燃料電池１００から排出された排出ガスに含まれる未消費の水素ガスを、燃料電池１００のアノードに循環供給するとともに、インジェクター１２５から噴出供給される水素ガスを、燃料電池１００のアノードに供給する。また、水素ガス供給系１２０は、燃料電池１００のアノードから水素ガス循環管路１２４に排出される排出ガスの不純物濃度が高くなった場合に、排出バルブ１２７を介して水素ガス循環管路１２４から放出管路１２９へ排出ガスを放出する。なお、水素ガスの供給、水素ガスの循環供給、および、排出ガスの放出の制御は、燃料電池１００のアノードへの水素ガスの供給が燃料電池１００に要求される発電量に応じた流量となるように、後述する制御装置２００による、減圧バルブ１２６、インジェクター１２５、水素循環ポンプ１２８、および排出バルブ１２７の制御によって行われる。 The hydrogen gas supply system 120 having the above pipeline configuration circulates unconsumed hydrogen gas contained in the exhaust gas discharged from the fuel cell 100 to the anode of the fuel cell 100 at a flow rate adjusted by the hydrogen circulation pump 128. At the same time, the hydrogen gas ejected and supplied from the injector 125 is supplied to the anode of the fuel cell 100. Further, in the hydrogen gas supply system 120, when the impurity concentration of the exhaust gas discharged from the anode of the fuel cell 100 to the hydrogen gas circulation line 124 becomes high, the hydrogen gas supply system 120 is transmitted from the hydrogen gas circulation line 124 via the discharge valve 127. The exhaust gas is discharged to the discharge line 129. The supply of hydrogen gas, the circulation supply of hydrogen gas, and the control of the release of exhaust gas are controlled so that the supply of hydrogen gas to the anode of the fuel cell 100 is a flow rate according to the amount of power generation required for the fuel cell 100. As described above, the pressure reducing valve 126, the injector 125, the hydrogen circulation pump 128, and the discharge valve 127 are controlled by the control device 200 described later.

また、水素ガス供給系１２０におけるレセプタクル１２２は、既存のガソリン車両における車両側方の燃料給油箇所に相当するガス充填箇所に位置し、車両外装側カバー（「リッド」とも呼ぶ）で覆われている。そして、図示しない水素ガスステーションでの水素ガス充填に際しては、レセプタクル１２２は、当該ステーションのガス充填ノズルＧｎに嵌合装着される。ガス充填ノズルＧｎから高圧で充填供給された水素ガスは、充填側マニホールド１２３および充填側タンク管路１１７ｒ，１１７ｆを経て、水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆに導かれる。こうしたガス充填に際して、水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆごとの温度センサーＴＳｒ，ＴＳｆおよび充填側圧力センサー１２３Ｐは、タンク内温度および充填ガス圧力を制御装置２００およびステーション内制御装置に出力し、充填ガス量や充填ガス圧の確認に用いられる。なお、水素ガス供給系１２０における水素ガスの充填については、さらに後述する。 Further, the receptacle 122 in the hydrogen gas supply system 120 is located at a gas filling portion corresponding to a fuel refueling portion on the vehicle side in an existing gasoline vehicle, and is covered with a vehicle exterior side cover (also referred to as “lid”). .. When filling hydrogen gas at a hydrogen gas station (not shown), the receptacle 122 is fitted and mounted on the gas filling nozzle Gn of the station. The hydrogen gas filled and supplied from the gas filling nozzle Gn at high pressure is guided to the hydrogen gas tanks 110r and 110f via the filling side manifold 123 and the filling side tank pipelines 117r and 117f. At the time of such gas filling, the temperature sensors TSr, TSf and the filling side pressure sensor 123P for each of the hydrogen gas tanks 110r and 110f output the tank temperature and the filling gas pressure to the control device 200 and the station control device to output the filling gas amount and filling. It is used to check the gas pressure. The filling of hydrogen gas in the hydrogen gas supply system 120 will be further described later.

空気供給系１６０は、コンプレッサ１５０を経て燃料電池１００のカソードの入口に接続された酸素供給管路１６１と、カソードの出口から未消費の空気（カソードオフガス）を大気放出する放出管路１６２と、放出管路１６２に設けられた排出流量調整バルブ１６３とを備える。この空気供給系１６０は、酸素供給管路１６１の開口端から取り込んだ空気を、コンプレッサ１５０にて流量調整した上で燃料電池１００のカソードに供給しつつ、放出管路１６２の排出流量調整バルブ１６３で調整された流量でカソードオフガスを、放出管路１６２を介して大気放出する。 The air supply system 160 includes an oxygen supply pipe 161 connected to the inlet of the cathode of the fuel cell 100 via the compressor 150, a discharge pipe 162 for discharging unconsumed air (cathode off gas) from the outlet of the cathode to the atmosphere, and the like. It is provided with a discharge flow rate adjusting valve 163 provided in the discharge pipe line 162. The air supply system 160 supplies the air taken in from the open end of the oxygen supply line 161 to the cathode of the fuel cell 100 after adjusting the flow rate with the compressor 150, and discharge flow rate adjusting valve 163 of the discharge line 162. The cathode off gas is discharged to the atmosphere through the discharge pipe 162 at the flow rate adjusted by.

制御装置２００は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるマイクロコンピュータで構成され、アクセル等のセンサー入力やガス充填に伴うセンサー入力、例えば、温度センサーＴＳｒ，ＴＳｆ、供給側圧力センサー１２１Ｐ、充填側圧力センサー１２３Ｐ等のセンサー入力を受けて、インジェクター１２５や減圧バルブ１２６、開閉バルブ１１３ｒ，１１３ｆ、充填遮断バルブ１１８等の各種のバルブの開閉制御を含む燃料電池１００の種々の制御を行なう。 The control device 200 is composed of a so-called microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, etc. that executes logical calculations, and has sensor inputs such as an accelerator and sensor inputs associated with gas filling, such as temperature sensors TSr, TSf, and supply-side pressure. Various controls of the fuel cell 100 including opening / closing control of various valves such as the injector 125, the pressure reducing valve 126, the on-off valves 113r and 113f, and the filling shut-off valve 118 in response to the sensor input of the sensor 121P, the filling side pressure sensor 123P, etc. To do.

図３は、第１水素ガスタンク１１０ｒの構成を概略的に示す説明図である。図３において、上半分は断面図であり、下半分は正面図である。図３において、第１水素ガスタンク１１０ｒの中心軸ＡＸは、一点鎖線により示している。第１水素ガスタンク１１０ｒ（以下、単に「タンク１１０ｒ」とも呼ぶ）は、タンク本体２１０と、タンク１１０ｒの両端部にそれぞれ設けられたプロテクタ２４０，２４１とを備える。タンク本体２１０は、ライナー２２０と、ライナー２２０の外周面を被覆する補強層２３０とを備える。 FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the first hydrogen gas tank 110r. In FIG. 3, the upper half is a cross-sectional view and the lower half is a front view. In FIG. 3, the central axis AX of the first hydrogen gas tank 110r is indicated by a alternate long and short dash line. The first hydrogen gas tank 110r (hereinafter, also simply referred to as “tank 110r”) includes a tank main body 210 and protectors 240 and 241 provided at both ends of the tank 110r, respectively. The tank body 210 includes a liner 220 and a reinforcing layer 230 that covers the outer peripheral surface of the liner 220.

ライナー２２０は、水素ガスを密封するための空間を内部に形成する。ライナー２２０は、例えば、ナイロン系樹脂（ポリアミド系樹脂）やポリエチレン系樹脂等の合成樹脂によって形成することができ、本実施形態ではナイロンによって形成している。ライナー２２０は、中空円筒状のシリンダ部２２２と、シリンダ部２２２の両側に続く略半球状の２つのドーム部２２４とに区分可能である。ライナー２２０の両端の各々には、ドーム部２２４の頂上の位置に、第１口金２１２あるいは第２口金２１４が配置されている。第１口金２１２は、タンク１１０ｒの内部の空間と連通する貫通孔２１５を有すると共に、第１口金２１２の開口部を開閉するバルブユニット１１１ｒ（図１参照）を備える。第２口金２１４は、有底孔２１６を有する。 The liner 220 forms a space inside for sealing the hydrogen gas. The liner 220 can be formed of, for example, a synthetic resin such as a nylon resin (polyamide resin) or a polyethylene resin, and is formed of nylon in this embodiment. The liner 220 can be divided into a hollow cylindrical cylinder portion 222 and two substantially hemispherical dome portions 224 that continue on both sides of the cylinder portion 222. At each of both ends of the liner 220, a first base 212 or a second base 214 is arranged at a position at the top of the dome portion 224. The first base 212 has a through hole 215 that communicates with the space inside the tank 110r, and also includes a valve unit 111r (see FIG. 1) that opens and closes the opening of the first base 212. The second base 214 has a bottomed hole 216.

補強層２３０は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）によって形成される層である。具体的には、樹脂を含浸させた長繊維を、フィラメントワインディング法（以下、「ＦＷ法」と呼ぶ）によりライナー２２０の表面に巻回し、その後、樹脂を硬化させた層である。補強層２３０の樹脂としては、エポキシ樹脂や、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、およびアラミド繊維等が挙げられる。本実施形態では、繊維として炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）による層およびガラス繊維を用いたガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）による層で補強層２３０を形成している。 The reinforcing layer 230 is a layer formed of fiber reinforced plastic (FRP). Specifically, it is a layer in which long fibers impregnated with a resin are wound around the surface of a liner 220 by a filament winding method (hereinafter referred to as "FW method"), and then the resin is cured. As the resin of the reinforcing layer 230, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a polyester resin, or a polyamide resin can be used. Examples of the fiber include carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber. In the present embodiment, the reinforcing layer 230 is formed by a layer made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) using carbon fiber as a fiber and a layer made of glass fiber reinforced plastic (GFRP) using glass fiber.

プロテクタ２４０，２４１は、ライナー２２０の両端部のドーム部２２４において補強層２３０の上に配置されており、外部から受ける衝撃と、タンク１１０ｒの内圧による応力からタンク１１０ｒを保護する保護部材である。第１口金２１２側のドーム部２２４上には、プロテクタ２４０が配置されており、第２口金２１４側のドーム部２２４上には、プロテクタ２４１が配置されている。タンク１１０ｒの内部には、第１口金２１２にバルブユニット１１１ｒが装着されることにより、温度センサーＴＳｒが配置される。 The protectors 240 and 241 are arranged on the reinforcing layer 230 at the dome portions 224 at both ends of the liner 220, and are protective members that protect the tank 110r from the impact received from the outside and the stress due to the internal pressure of the tank 110r. The protector 240 is arranged on the dome portion 224 on the first base 212 side, and the protector 241 is arranged on the dome portion 224 on the second base 214 side. Inside the tank 110r, the temperature sensor TSr is arranged by mounting the valve unit 111r on the first base 212.

図示は省略するが、第２水素ガスタンク１１０ｆも第１水素ガスタンク１１０ｒと同様の構成を有している。但し、第２水素ガスタンク１１０ｆは、上述したように、センタートンネル１８（図１参照）に配置されるために、タンク径が第１水素ガスタンク１１０ｒに比べて細い点、および、タンクの中心軸ＡＸに沿ったタンク長が第１水素ガスタンク１１０ｒに比べて長い点、が第１水素ガスタンク１１０ｒと異なっている。 Although not shown, the second hydrogen gas tank 110f also has the same configuration as the first hydrogen gas tank 110r. However, since the second hydrogen gas tank 110f is arranged in the center tunnel 18 (see FIG. 1) as described above, the tank diameter is smaller than that of the first hydrogen gas tank 110r, and the central axis AX of the tank. The tank length along the above is longer than that of the first hydrogen gas tank 110r, which is different from that of the first hydrogen gas tank 110r.

図４は、第１水素ガスタンク１１０ｒの一部領域ＲＥ（図３参照）を拡大して示す説明図である。図５は、図４に対応する第２水素ガスタンク１１０ｆの一部領域を拡大して示す説明図である。 FIG. 4 is an enlarged explanatory view showing a partial region RE (see FIG. 3) of the first hydrogen gas tank 110r. FIG. 5 is an enlarged explanatory view showing a part of a region of the second hydrogen gas tank 110f corresponding to FIG.

課題で説明したように、ライナーと補強層との間には隙間があり、この隙間は、高圧ガスタンクのタンク長が長いほど相対的に大きくなり、また、タンク径が細いほど相対的に大きくなる。また、環境温度が低いほど、補強層の縮小量に比べてライナーの縮小量の方が大きくなり、隙間は大きくなる。また、燃料ガスの充填によるタンク内の圧力上昇に伴うライナーの膨張量、すなわち、隙間の縮小量は、タンク長が長いほど相対的に小さくなり、また、タンク径が細いほど相対的に小さくなる。 As explained in the task, there is a gap between the liner and the reinforcing layer, and this gap becomes relatively large as the tank length of the high-pressure gas tank is long, and becomes relatively large as the tank diameter is small. .. Further, as the environmental temperature is lower, the shrinkage amount of the liner is larger than the shrinkage amount of the reinforcing layer, and the gap becomes larger. Further, the expansion amount of the liner due to the pressure increase in the tank due to the filling of fuel gas, that is, the reduction amount of the gap is relatively small as the tank length is long, and is relatively small as the tank diameter is small. ..

上述したように、第２水素ガスタンク１１０ｆは、第１水素ガスタンク１１０ｒに比べてタンク長が長く、タンク径が細い。従って、図５の上段に示すように、第２水素ガスタンク１１０ｆの補強層２３０とライナー２２０との間の隙間Ｇｆは、図４の上段に示した第１水素ガスタンク１１０ｒの隙間Ｇｒに比べて大きい。また、第２水素ガスタンク１１０ｆはセンタートンネル１８に配置されているので、環境温度の低下に伴って冷却され易い。このため、冷却によるライナーの収縮に伴う第２水素ガスタンク１１０ｆの隙間Ｇｆは、第１水素ガスタンク１１０ｒの隙間Ｇｒに比べて大きくなり易い。また、タンク内の圧力上昇に伴う第２水素ガスタンク１１０ｆのライナー２２０の膨張による隙間Ｇｆの縮小量は、第１水素ガスタンク１１０ｒの隙間Ｇｒの縮小量に比べて小さくなる。このため、課題でも説明したように、極低温・低圧環境下で燃料ガスの充填を行なった場合、図４の下段に示すように、第１水素ガスタンク１１０ｒのライナー２２０は膨張により隙間Ｇｒが無くなって補強層２３０に接触するが、図５の下段に示すように、第２水素ガスタンク１１０ｆのライナー２２０では補強層２３０に接触しない可能性が高い。これにより、第１水素ガスタンク１１０ｒのライナー２２０では、図４の下段に示すように、加わる圧力に対する応力は分散されるが、第２水素ガスタンク１１０ｆのライナー２２０では、図５の下段に示すように、局部的な応力集中が発生し、耐久性や信頼性の低下を招く可能性が高い。そこで、本実施形態では、水素ガスの充填を以下で説明するように行なうこととした。なお、課題でも説明したように、極低温・低圧環境下で燃料ガスの充填を行なう場合としては、例えば、−３０℃以下の極低温環境下で、速度１００ｋｍ／ｈ以上の高い速度および１時間以上連続での走行がなされて、燃料ガスが満タンに対応する圧力からガス欠に対応する圧力まで高圧ガスタンク内の圧力が低下した状態となるまで燃料ガスが消費され、直後に燃料ガスの充填を行なった場合が、代表例として挙げられる。但し、これに限定されるものではなく、高圧ガスタンクのタンク内温度が低く、かつ、タンク内の圧力が低下してライナーが収縮した環境下で、燃料ガスの充填によるライナーの膨張によってライナーと補強層との隙間が無くならず、局所的な応力集中が発生するような種々の場合が考えられる。 As described above, the second hydrogen gas tank 110f has a longer tank length and a smaller tank diameter than the first hydrogen gas tank 110r. Therefore, as shown in the upper part of FIG. 5, the gap Gf between the reinforcing layer 230 and the liner 220 of the second hydrogen gas tank 110f is larger than the gap Gr of the first hydrogen gas tank 110r shown in the upper part of FIG. .. Further, since the second hydrogen gas tank 110f is arranged in the center tunnel 18, it is easily cooled as the environmental temperature decreases. Therefore, the gap Gf of the second hydrogen gas tank 110f due to the shrinkage of the liner due to cooling tends to be larger than the gap Gr of the first hydrogen gas tank 110r. Further, the amount of reduction of the gap Gf due to the expansion of the liner 220 of the second hydrogen gas tank 110f due to the increase in pressure in the tank is smaller than the amount of reduction of the gap Gr of the first hydrogen gas tank 110r. Therefore, as explained in the problem, when the fuel gas is filled in an extremely low temperature / low pressure environment, the liner 220 of the first hydrogen gas tank 110r has no gap Gr due to expansion as shown in the lower part of FIG. However, as shown in the lower part of FIG. 5, there is a high possibility that the liner 220 of the second hydrogen gas tank 110f does not come into contact with the reinforcing layer 230. As a result, in the liner 220 of the first hydrogen gas tank 110r, the stress with respect to the applied pressure is dispersed as shown in the lower part of FIG. 4, but in the liner 220 of the second hydrogen gas tank 110f, as shown in the lower part of FIG. , Local stress concentration is likely to occur, leading to a decrease in durability and reliability. Therefore, in the present embodiment, the filling of hydrogen gas is performed as described below. As explained in the problem, when the fuel gas is filled in an extremely low temperature / low pressure environment, for example, in an extremely low temperature environment of −30 ° C. or lower, a high speed of 100 km / h or more and 1 hour. After continuous running, the fuel gas is consumed until the pressure in the high-pressure gas tank drops from the pressure corresponding to the full tank of the fuel gas to the pressure corresponding to the lack of gas, and immediately after that, the fuel gas is filled. Is a typical example. However, the present invention is not limited to this, and in an environment where the temperature inside the high-pressure gas tank is low and the pressure inside the tank drops and the liner contracts, the liner is reinforced by expansion of the liner due to filling with fuel gas. Various cases are conceivable in which the gap between the layers is not eliminated and local stress concentration occurs.

図６は、水素ガスの充填の処理を示すフローチャートである。この処理は、制御装置２００によって実行される。この処理は、例えば、水素ガスの充填のため、運転者が、レセプタクル１２２を覆うリッドを開く操作を行なった際に、開始される。ステップＳ１１０では、ガス充填ノズルＧｎの装着の完了を待つ。レセプタクル１２２へのガス充填ノズルＧｎの装着が完了したか否かは、例えば、ガス充填ノズルＧｎが装着された場合に、水素ガスステーションのステーション内制御装置と制御装置２００との間で行なわれる不図示の信号回線（例えば、赤外線通信回線等の無線通信回線や有線通信回線）を介して、行なわれる通信によって確認される。 FIG. 6 is a flowchart showing a hydrogen gas filling process. This process is executed by the control device 200. This process is started, for example, when the driver performs an operation of opening the lid covering the receptacle 122 for filling with hydrogen gas. In step S110, the completion of mounting the gas filling nozzle Gn is awaited. Whether or not the installation of the gas filling nozzle Gn on the receptacle 122 is completed is not performed between the in-station control device and the control device 200 of the hydrogen gas station, for example, when the gas filling nozzle Gn is installed. It is confirmed by communication performed via the illustrated signal line (for example, a wireless communication line such as an infrared communication line or a wired communication line).

ガス充填ノズルＧｎの装着が完了した場合には、ステップＳ１２０において、対象タンク、本例では、第２水素ガスタンク１１０ｆのタンク温度Ｔｔ（以下、「対象タンク温度Ｔｔ」とも呼ぶ）のチェック（測定）が開始され、処理が終了するまで継続される。そして、ステップＳ１３０において、対象タンク温度Ｔｔがあらかじめ定めた判定温度Ｔｔｈよりも高いか否か判断される。なお、判定温度Ｔｔｈは、あらかじめ定めたタンク内圧力の状態から水素ガスの充填を行なった場合に、対象タンクのライナーに応力集中が発生して、許容可能な歪み量以上の歪みが発生する可能性が高い温度として、あらかじめ実験等によって定められる。なお、燃料電池車両に搭載する高圧ガスタンクの環境温度は−４０℃以上と規定されている。また、タンク温度は、高圧ガスタンクの環境温度以下である。そこで、判定温度Ｔｔｈとしては、例えば、−４５℃±５℃の範囲内の何れかの温度に設定されれば良いと考えられる。 When the installation of the gas filling nozzle Gn is completed, in step S120, the tank temperature Tt (hereinafter, also referred to as “target tank temperature Tt”) of the target tank, in this example, the second hydrogen gas tank 110f, is checked (measured). Is started and continues until the processing is completed. Then, in step S130, it is determined whether or not the target tank temperature Tt is higher than the predetermined determination temperature Tth. The determination temperature Tth is such that when hydrogen gas is filled from the state of the pressure inside the tank, stress concentration occurs in the liner of the target tank, and strain exceeding the allowable strain amount may occur. The temperature with high properties is determined in advance by experiments and the like. The environmental temperature of the high-pressure gas tank mounted on the fuel cell vehicle is specified to be −40 ° C. or higher. The tank temperature is equal to or lower than the environmental temperature of the high-pressure gas tank. Therefore, it is considered that the determination temperature Tth may be set to any temperature within the range of, for example, −45 ° C. ± 5 ° C.

対象タンク温度Ｔｔが判定温度Ｔｔｈよりも高い場合には（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０において充填遮断バルブ１１８が開かれ、ステップＳ１５０において、水素ガスステーションに対して水素ガスの充填を開始しても良い旨の通知が送信され、水素ガスステーションによって水素ガスの充填が開始される。この場合、充填遮断バルブ１１８が開かれているので、第１水素ガスタンク１１０ｒおよび第２水素ガスタンク１１０ｆの両方に水素ガスの充填が行なわれる。 When the target tank temperature Tt is higher than the determination temperature Tth (step S130: YES), the filling shutoff valve 118 is opened in step S140, and the hydrogen gas station is started to be filled with hydrogen gas in step S150. A notification is sent to the effect that the hydrogen gas station starts filling hydrogen gas. In this case, since the filling shutoff valve 118 is opened, both the first hydrogen gas tank 110r and the second hydrogen gas tank 110f are filled with hydrogen gas.

対象タンク温度Ｔｔが判定温度Ｔｔｈ以下の場合には（ステップＳ１３０：ＮＯ）、ステップＳ１６０において充填遮断バルブ１１８が閉じられ、ステップＳ１７０において、水素ガスステーションに対して水素ガスの充填を開始しても良い旨の通知が送信され、水素ガスステーションによって水素ガスの充填が開始される。この場合、充填遮断バルブ１１８が閉じられているので、第２水素ガスタンク１１０ｆへの水素ガスの充填は行なわれず、第１水素ガスタンク１１０ｒにのみ水素ガスの充填が行なわれる。そして、ステップＳ１８０において、対象タンク温度Ｔｔが判定温度Ｔｔｈ以下の間、第１水素ガスタンク１１０ｒのみへの充填が行なわれている状態が継続され、対象タンク温度Ｔｔが判定温度Ｔｔｈよりも高くなった場合に、ステップＳ１９０において充填遮断バルブ１１８が開かれる。これにより、第２水素ガスタンク１１０ｆへの充填も開始され、第１水素ガスタンク１１０ｒおよび第２水素ガスタンク１１０ｆの両方に水素ガスの充填が行なわれる。なお、第２水素ガスタンク１１０ｆのタンク温度Ｔｔは判定温度Ｔｔｈ以下の状態であっても、数分（１〜３分）の間に、判定温度Ｔｔｈよりも高い温度まで回復するので、第１水素ガスタンク１１０ｒへの充填はまだ完了せず、水素ガスの充填は停止されない。 When the target tank temperature Tt is equal to or lower than the determination temperature Tth (step S130: NO), the filling shutoff valve 118 is closed in step S160, and even if the hydrogen gas station is started to be filled with hydrogen gas in step S170. A good notification will be sent and the hydrogen gas station will start filling the hydrogen gas. In this case, since the filling shutoff valve 118 is closed, the second hydrogen gas tank 110f is not filled with hydrogen gas, and only the first hydrogen gas tank 110r is filled with hydrogen gas. Then, in step S180, while the target tank temperature Tt was equal to or lower than the determination temperature Tth, the state in which only the first hydrogen gas tank 110r was filled was continued, and the target tank temperature Tt became higher than the determination temperature Tth. In this case, the filling shutoff valve 118 is opened in step S190. As a result, the filling of the second hydrogen gas tank 110f is also started, and both the first hydrogen gas tank 110r and the second hydrogen gas tank 110f are filled with hydrogen gas. Even if the tank temperature Tt of the second hydrogen gas tank 110f is equal to or lower than the determination temperature Tth, it recovers to a temperature higher than the determination temperature Tth within a few minutes (1 to 3 minutes). The filling of the gas tank 110r is not yet completed, and the filling of hydrogen gas is not stopped.

そして、ステップＳ２００において、水素ガスステーションから充填完了の通知を受けるまで、水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆへの充填が行なわれ、充填完了の通知を受けて、この処理が終了される。なお、水素ガスステーションでは、例えば、制御装置２００から受け取る水素ガスタンク１１０ｒ，１１０ｆのタンク温度や、供給される水素ガスの充填圧力等の充填時の状況に関係する種々の情報から、ガス流量推移や圧力推移、充填量推移等の充填の状況が把握される。そして、水素ガスステーションでは、充填完了の場合に、水素ガスの送出が停止されるとともに、充填完了の通知が制御装置２００へ送信される。 Then, in step S200, the hydrogen gas tanks 110r and 110f are filled until the notification of the completion of filling is received from the hydrogen gas station, and this process is completed upon receiving the notification of the completion of filling. In the hydrogen gas station, for example, the gas flow rate transition and the gas flow rate transition are based on various information related to the filling situation such as the tank temperature of the hydrogen gas tanks 110r and 110f received from the control device 200 and the filling pressure of the supplied hydrogen gas. The filling status such as pressure transition and filling amount transition can be grasped. Then, at the hydrogen gas station, when the filling is completed, the delivery of the hydrogen gas is stopped and the notification of the filling completion is transmitted to the control device 200.

図５で説明したように、基準となる第１水素ガスタンク１１０ｒよりもタンク長が長くタンク径が細い第２水素ガスタンク１１０ｆは、水素ガスの充填時において、局所的な応力集中の発生により、ライナーへの損傷等を招き、耐久性や信頼性の低下を招く可能性がある。これに対して、図６で説明したように、本実施形態の水素ガスの充填の処理では、第２水素ガスタンク１１０ｆのタンク温度Ｔｔが、局所的な応力集中の発生によるライナーへの損傷等の抑制が可能か否かの境界温度である判定温度Ｔｔｈよりも高くなった場合において、第２水素ガスタンク１１０ｆへの水素ガスの充填を行なっている。これにより、第２水素ガスタンク１１０ｆの耐久性や信頼性の低下を抑制することができる。また、第２水素ガスタンク１１０ｆのタンク温度Ｔｔが判定温度Ｔｔｈよりも高くなるまで、第１水素ガスタンク１１０ｒへの水素ガスの充填も不可とする場合に比べて、充填不可の期間を無くすことができるので、充填完了までの時間の遅延を少なくすることができる。 As described with reference to FIG. 5, the second hydrogen gas tank 110f, which has a longer tank length and a smaller tank diameter than the reference first hydrogen gas tank 110r, has a liner due to local stress concentration during filling of hydrogen gas. It may cause damage to the battery and reduce durability and reliability. On the other hand, as described with reference to FIG. 6, in the hydrogen gas filling process of the present embodiment, the tank temperature Tt of the second hydrogen gas tank 110f causes damage to the liner due to the occurrence of local stress concentration. When the temperature becomes higher than the determination temperature Tth, which is the boundary temperature of whether or not suppression is possible, the second hydrogen gas tank 110f is filled with hydrogen gas. As a result, it is possible to suppress a decrease in durability and reliability of the second hydrogen gas tank 110f. Further, until the tank temperature Tt of the second hydrogen gas tank 110f becomes higher than the determination temperature Tth, the period during which the filling cannot be performed can be eliminated as compared with the case where the first hydrogen gas tank 110r cannot be filled with hydrogen gas. Therefore, the delay in the time until the filling is completed can be reduced.

なお、本実施形態において、水素ガス供給系１２０および制御装置２００が「高圧ガスタンクシステム」に相当する。 In this embodiment, the hydrogen gas supply system 120 and the control device 200 correspond to the “high pressure gas tank system”.

Ｂ．他の実施形態：
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような形態での実施も可能である。 B. Other embodiments:
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various embodiments without departing from the gist thereof. For example, the invention can be implemented in the following embodiments.

（１）上記実施形態では、第２種の高圧ガスタンクに相当する第２水素ガスタンク１１０ｆは、第１種の高圧ガスタンクに相当する第１水素ガスタンク１１０ｒに比べて、タンク長が長いだけでなく、タンク径も細い場合を例に説明した。しかしながら、少なくともタンク長が長ければ、上述したように、ライナーと補強層との間の隙間が大きくなるので、第２水素ガスタンク１１０ｆ（第２種の高圧ガスタンク）が、第１水素ガスタンク１１０ｒ（第１種の高圧ガスタンク）と比べて、少なくともタンク長が長い高圧ガスタンクであれば、同様に適用可能である。 (1) In the above embodiment, the second hydrogen gas tank 110f corresponding to the second type high pressure gas tank is not only longer than the first hydrogen gas tank 110r corresponding to the first type high pressure gas tank, but also has a longer tank length. The case where the tank diameter is also small has been described as an example. However, if at least the tank length is long, as described above, the gap between the liner and the reinforcing layer becomes large, so that the second hydrogen gas tank 110f (type 2 high-pressure gas tank) becomes the first hydrogen gas tank 110r (first type). A high-pressure gas tank having a longer tank length than that of a high-pressure gas tank of one type) can be similarly applied.

（２）上記実施形態では、センタートンネル１８に縦配置された第２水素ガスタンク１１０ｆ（第２種の高圧ガスタンク）と、その後方に横配置された第１水素ガスタンク１１０ｒ（第１種の高圧ガスタンク）を例としている。しかしながら、それぞれの配置はこれに限定されるものではなく、燃料電池車両の種々の任意の配置可能な空間に配置した場合にも適用可能である。 (2) In the above embodiment, the second hydrogen gas tank 110f (type 2 high-pressure gas tank) vertically arranged in the center tunnel 18 and the first hydrogen gas tank 110r (type 1 high-pressure gas tank) horizontally arranged behind the second hydrogen gas tank 110f (type 2 high-pressure gas tank). ) Is taken as an example. However, the respective arrangements are not limited to this, and can be applied when they are arranged in various arbitrary arrangeable spaces of the fuel cell vehicle.

（３）上記実施形態では、第１水素ガスタンク１１０ｒ（第１種の高圧ガスタンク）および第２水素ガスタンク１１０ｆ（第２種の高圧ガスタンク）を有する場合を例に説明したが、１以上の第１種の高圧ガスタンクおよび１以上の第２種の高圧ガスタンクを有する構成としてもよい。 (3) In the above embodiment, the case of having the first hydrogen gas tank 110r (first-class high-pressure gas tank) and the second hydrogen gas tank 110f (second-class high-pressure gas tank) has been described as an example, but one or more firsts. It may be configured to have a type high pressure gas tank and one or more type 2 high pressure gas tanks.

基準となる１つの第１種の高圧ガスタンクと、少なくとも、第１種の高圧ガスタンクよりも長いタンク長を有する複数の第２種の高圧ガスタンクとを有する場合には、これら複数の第２種の高圧ガスタンクと充填側マニホールドとを接続する充填側タンク管路（流路）のそれぞれに、充填遮断バルブを設けるようにすればよい。そして、複数の第２種の高圧ガスタンクについて、それぞれ、タンク温度が判定温度以下か否かに応じて、充填遮断バルブの開閉を制御するようにすればよい。なお、複数の第２種の高圧ガスタンクのタンク長は、同じであっても異なっていても良く、少なくとも、基準となる１つの第１種の高圧ガスタンクのタンク長よりも長ければ良い。 If a reference type 1 high-pressure gas tank and at least a plurality of type 2 high-pressure gas tanks having a tank length longer than that of the type 1 high-pressure gas tank are provided, the plurality of type 2 gas tanks may be used. A filling shutoff valve may be provided in each of the filling side tank pipelines (flow paths) connecting the high pressure gas tank and the filling side manifold. Then, for each of the plurality of second-class high-pressure gas tanks, the opening and closing of the filling shutoff valve may be controlled according to whether or not the tank temperature is equal to or lower than the determination temperature. The tank lengths of the plurality of second-class high-pressure gas tanks may be the same or different, and may be at least longer than the tank length of one standard first-class high-pressure gas tank.

また、複数の第１種の高圧ガスタンクを有する構成としてもよい。この場合、複数の第１種の高圧ガスタンクのタンク長は同じであっても、異なっていても良い。但し、タンク長が異なっている場合、複数の第１種の高圧ガスタンクのうち、最も長いタンク長の高圧ガスタンクを第２種の高圧ガスタンクのタンク長との比較の基準とすればよい。 Further, it may be configured to have a plurality of first-class high-pressure gas tanks. In this case, the tank lengths of the plurality of first-class high-pressure gas tanks may be the same or different. However, when the tank lengths are different, the high-pressure gas tank having the longest tank length among the plurality of first-class high-pressure gas tanks may be used as a reference for comparison with the tank length of the second-class high-pressure gas tank.

以上のことから、「第１種の高圧ガスタンク」は、第２種の高圧ガスタンクのタンク長との比較の基準となる高圧ガスタンクのタンク長と同じ長さの高圧ガスタンクだけでなく、そのタンク長よりも短いタンク長の高圧ガスタンクを含むとしてもよい。また、「第２種の高圧ガスタンク」は、第１種の高圧ガスタンクのうちの基準となるタンク長を有する高圧ガスタンクよりも長い１つのタンク長の高圧ガスタンクだけでなく、第１種の高圧ガスタンクのうちの基準となるタンク長を有する高圧ガスタンクよりも長い種々の長さのタンク長を有する高圧ガスタンクを含むとしてもよい。 From the above, the "first-class high-pressure gas tank" is not only a high-pressure gas tank having the same length as the tank length of the high-pressure gas tank, which is a reference for comparison with the tank length of the second-class high-pressure gas tank, but also its tank length. It may include a high pressure gas tank with a shorter tank length. Further, the "second-class high-pressure gas tank" is not only a high-pressure gas tank having one tank length longer than the high-pressure gas tank having a reference tank length among the first-class high-pressure gas tanks, but also a first-class high-pressure gas tank. Of the above, a high-pressure gas tank having a tank length of various lengths longer than the high-pressure gas tank having a reference tank length may be included.

（４）複数の第１種の高圧ガスタンクを有する場合、それぞれへの水素ガスの充填を、同時に行っても良く、複数の組に分けてそれぞれの組ごとに順に行っても良く、１つずつ順に行っても良い。そして、順に充填を行なう場合には、組分けした充填側タンク管路毎、あるいは、各充填側タンク管路に、充填遮断バルブを設けて制御する構成とすれば良い。 (4) When a plurality of first-class high-pressure gas tanks are provided, each of them may be filled with hydrogen gas at the same time, or may be divided into a plurality of groups and each group may be sequentially filled one by one. You may go in order. Then, when filling is performed in order, a filling shutoff valve may be provided in each of the grouped filling-side tank pipelines or in each filling-side tank pipeline to control the filling.

（５）上記実施形態では、第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が判定温度以下か否かで充填遮断バルブの開閉を制御する構成としている。これに加えて、以下の構成とするようにしてもよい。例えば、複数の第１種の高圧ガスタンクを有する場合に、燃料電池車両内の配置環境によっては、全ての高圧ガスタンクのうち、第１種の高圧ガスタンクのいずれかが最も早く冷却され、最も低い温度までタンク内温度が低下する場合がある。このような高圧ガスタンクにおいても、第２種の高圧ガスタンクと同様に、耐久性や信頼性の低下を招く可能性がある。そこで、このような高圧ガスタンクの充填側タンク管路にも、充填遮断バルブを設けて、同様に制御する構成としてもよい。 (5) In the above embodiment, the opening / closing of the filling shutoff valve is controlled depending on whether or not the tank temperature of the second-class high-pressure gas tank is equal to or lower than the determination temperature. In addition to this, the following configuration may be used. For example, when having a plurality of first-class high-pressure gas tanks, one of the first-class high-pressure gas tanks is cooled earliest and has the lowest temperature, depending on the arrangement environment in the fuel cell vehicle. The temperature inside the tank may drop. Even in such a high-pressure gas tank, the durability and reliability may be deteriorated as in the case of the second type high-pressure gas tank. Therefore, a filling shutoff valve may be provided in the filling side tank pipeline of such a high-pressure gas tank to control the same.

（６）なお、参考形態として以下の構成とすることも可能である。上記実施形態では、第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が判定温度以下であるか否かに応じて、充填遮断バルブの開閉を制御する構成としている。これに対して、第２種の高圧ガスタンクのライナーのドーム部に歪みセンサーを設けて、歪みセンサーで検出される歪み量があらかじめ定めた歪み量を超えていれば充填遮断バルブを閉じ、超えていなければ遮断バルブを開く構成とすることも可能である。 (6) It should be noted that the following configuration can be used as a reference form. In the above embodiment, the opening and closing of the filling shutoff valve is controlled according to whether or not the tank temperature of the second-class high-pressure gas tank is equal to or lower than the determination temperature. On the other hand, a strain sensor is provided in the dome of the liner of the second type high-pressure gas tank, and if the strain amount detected by the strain sensor exceeds the predetermined strain amount, the filling shutoff valve is closed and exceeds the strain amount. If not, it is possible to open the shutoff valve.

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations within a range not deviating from the gist thereof. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the column of the outline of the invention are for solving a part or all of the above-mentioned problems, or a part of the above-mentioned effects. Alternatively, they can be replaced or combined as appropriate to achieve all of them. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

１０…燃料電池車両
１２…フロントコンパートメント
１４…乗員室
１５…床
１６…中央部分
１７…両側部分
１８…センタートンネル
２０…燃料電池システム
１００…燃料電池
１１０ｆ，１１０ｒ…水素ガスタンク
１１１ｆ，１１１ｒ…バルブユニット
１１２ｆ，１１２ｒ…メインバルブ
１１３ｆ，１１３ｒ…開閉バルブ
１１４ｆ，１１４ｒ…逆止弁
１１５ｆ，１１５ｒ…逆止弁
１１６ｆ，１１６ｒ…供給側タンク管路
１１７ｆ，１１７ｒ…充填側タンク管路
１１８…充填遮断バルブ
１２０…水素ガス供給系
１２０Ｆ…水素ガス供給管路
１２０Ｒ…水素ガス充填管路
１２１…供給側マニホールド
１２１Ｐ…供給側圧力センサー
１２２…レセプタクル
１２３…充填側マニホールド
１２３Ｐ…充填側圧力センサー
１２４…水素ガス循環管路
１２５…インジェクター
１２６…減圧バルブ
１２７…排出バルブ
１２８…水素循環ポンプ
１２９…放出管路
１５０…コンプレッサ
１６０…空気供給系
１６１…酸素供給管路
１６２…放出管路
１６３…排出流量調整バルブ
２００…制御装置
２１０…タンク本体
２１２…第１口金
２１４…第２口金
２１５…貫通孔
２１６…有底孔
２２０…ライナー
２２２…シリンダ部
２２４…ドーム部
２３０…補強層
２４０…プロテクタ
２４１…プロテクタ
ＦＷ…前輪
ＲＷ…後輪
ＡＸ…中心軸
Ｇｆ，Ｇｒ…隙間
Ｇｎ…ガス充填ノズル
Ｐｆｆ，Ｐｆｒ…充填側ポート
Ｐｓｆ，Ｐｓｒ…供給側ポート
ＴＳｆ，ＴＳｒ…温度センサー 10 ... Fuel cell vehicle 12 ... Front compartment 14 ... Passenger room 15 ... Floor 16 ... Central part 17 ... Both sides 18 ... Center tunnel 20 ... Fuel cell system 100 ... Fuel cell 110f, 110r ... Hydrogen gas tank 111f, 111r ... Valve unit 112f , 112r ... Main valve 113f, 113r ... Open / close valve 114f, 114r ... Check valve 115f, 115r ... Check valve 116f, 116r ... Supply side tank pipeline 117f, 117r ... Filling side tank pipeline 118 ... Filling shutoff valve 120 ... Hydrogen gas supply system 120F ... Hydrogen gas supply valve 120R ... Hydrogen gas filling valve 121 ... Supply side manifold 121P ... Supply side pressure sensor 122 ... Receptacle 123 ... Filling side manifold 123P ... Filling side pressure sensor 124 ... Hydrogen gas circulation valve 125 ... Injector 126 ... Decompression valve 127 ... Discharge valve 128 ... Hydrogen circulation pump 129 ... Discharge line 150 ... Compressor 160 ... Air supply system 161 ... Oxygen supply line 162 ... Discharge line 163 ... Discharge flow rate adjustment valve 200 ... Control device 210 ... Tank body 212 ... 1st base 214 ... 2nd base 215 ... Through hole 216 ... Bottomed hole 220 ... Liner 222 ... Cylinder part 224 ... Dome part 230 ... Reinforcing layer 240 ... Protector 241 ... Protector FW ... Front wheel RW ... Rear Ring AX ... Central axis Gf, Gr ... Gap Gn ... Gas filling nozzle Pff, Pfr ... Filling side port Psf, Psr ... Supply side port TSf, TSr ... Temperature sensor

Claims

燃料電池車両の高圧ガスタンクシステムであって、
基準となる１以上の第１種の高圧ガスタンクと、
前記第１種の高圧ガスタンクよりも長いタンク長を有する１以上の第２種の高圧ガスタンクと、
前記第１種の高圧ガスタンクと、前記第２種の高圧ガスタンクと、燃料ガスの充填用のレセプタクルとに、それぞれの流路を介して接続された充填側マニホールドと、
前記第２種の高圧ガスタンクと前記充填側マニホールドとの間の流路に設けられ、前記第２種の高圧ガスタンクへの前記レセプタクルからの前記燃料ガスの充填を遮断するための充填遮断バルブと、
前記第２種の高圧ガスタンクの内部に設けられた温度センサーと、
前記充填遮断バルブを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１種の高圧ガスタンクおよび前記第２種の高圧ガスタンクに前記燃料ガスの充填を行なう場合において、
（ａ）前記燃料ガスの充填を開始する際に、前記温度センサーで測定される前記第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が予め定めた温度以下の時には、前記充填遮断バルブを閉じて、前記第２種の高圧ガスタンクへの前記燃料ガスの充填を行なわずに、前記第１種の高圧ガスタンクのうちの少なくとも１つへの前記燃料ガスの充填を開始し、
（ｂ）前記第２種の高圧ガスタンクのタンク温度が前記予め定めた温度よりも高くなった後、前記充填遮断バルブを開いて、前記第２種の高圧ガスタンクへの前記燃料ガスの充填を開始する、
ことを特徴とする燃料電池車両の高圧ガスタンクシステム。 A high-pressure gas tank system for fuel cell vehicles
One or more standard high-pressure gas tanks of the first kind,
One or more second-class high-pressure gas tanks having a tank length longer than that of the first-class high-pressure gas tank,
A filling-side manifold connected to the first-class high-pressure gas tank, the second-class high-pressure gas tank, and a receptacle for filling fuel gas via their respective flow paths.
A filling shutoff valve provided in the flow path between the second-class high-pressure gas tank and the filling-side manifold to shut off the filling of the fuel gas from the receptacle into the second-class high-pressure gas tank.
A temperature sensor provided inside the second type high pressure gas tank and
A control unit that controls the filling shutoff valve and
With
When the control unit fills the first-class high-pressure gas tank and the second-class high-pressure gas tank with the fuel gas,
(A) When the tank temperature of the second type high-pressure gas tank measured by the temperature sensor is equal to or lower than a predetermined temperature when the filling of the fuel gas is started, the filling shutoff valve is closed and the first Instead of filling the two types of high-pressure gas tanks with the fuel gas, filling at least one of the first-type high-pressure gas tanks with the fuel gas is started.
(B) After the tank temperature of the second-class high-pressure gas tank becomes higher than the predetermined temperature, the filling shutoff valve is opened to start filling the second-class high-pressure gas tank with the fuel gas. do,
A high-pressure gas tank system for fuel cell vehicles that features this.