特許ウォッチ

公開番号2024048520
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154474
出願日2022-09-28
発明の名称ガス充填方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類F17C 13/02 20060101AFI20240402BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】タンクに特別の機構を設けることなく、水素ステーションの充填制御による簡易な方法で、タンク内の温度分離の発生を抑制するとともに、短時間でガスの充填を完了することができ、高性能で高効率のガス充填を達成できるガス充填方法を提供する。
【解決手段】蓄圧器から配管を介してタンクにガスを供給し、前記タンク内にガスを充填するガス充填方法であって、前記タンク内に、ガスを充填中に、温度分離が発生する圧力である温度分離圧力Psを設定する工程と、ガスを充填中に、前記タンク内の圧力が前記温度分離圧力になったか否かを検出する温度分離圧力検出工程と、温度分離圧力に到達した後に、前記タンクの昇圧率を上昇させて前記タンク内にガスを充填する昇圧率上昇工程と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
タンクとガスの蓄圧器とを配管で接続し、前記蓄圧器から前記配管を介して前記タンクにガスを供給し、前記タンク内にガスを充填するガス充填方法であって、
前記タンク内に、ガスを充填中に、温度分離が発生するガスの圧力である温度分離圧力を設定する工程と、
ガスを充填中に、前記タンク内の圧力が前記温度分離圧力になったか否かを検出する温度分離圧力検出工程と、
前記温度分離圧力に到達した後に、前記タンクの昇圧率を上昇させて前記タンク内にガスを充填する昇圧率上昇工程と、
を備えるガス充填方法。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
請求項１に記載のガス充填方法において、
前記昇圧率の上昇は、圧力公差幅内で行われる
ガス充填方法。
【請求項３】
請求項２に記載のガス充填方法において、
前記タンク内の圧力が、温度分離圧力に到達する前に、前記圧力公差幅内で前記昇圧率を低下させて充填する昇圧率下降工程を含む
ガス充填方法。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載のガス充填方法において、
前記昇圧率上昇工程の後に、前記昇圧率の下降と前記昇圧率の上昇とを繰り返してガスを充填する昇圧率昇降工程を含む
ガス充填方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスの蓄圧器から配管を介してタンクに燃料ガス（ガス）を充填するガス充填方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手頃で信頼でき、持続可能且つ先進的なエネルギへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギの効率化に貢献する燃料電池（ＦＣ）に関する研究開発が行われている。
【０００３】
例えば、燃料電池自動車は、前記燃料電池と燃料ガス貯留用のタンクとモータとを搭載する。前記燃料電池は、前記タンクから供給される燃料ガスと酸化剤ガス（空気）との電気化学反応により発電する。前記燃料電池自動車は前記燃料電池で発電した電力を用いて前記モータを駆動することで走行する。
【０００４】
燃料電池自動車に搭載されるタンクには、充填スタンド（水素ステーション）において、配管（ホースを含む）を介してガス（水素ガス）が充填される。前記水素ステーションは、高圧ガスの蓄圧器を備える。
【０００５】
ＪＰＥＣ-Ｓ０００３（非特許文献１）あるいはＳＡＥＪ２６０１等の「圧縮水素充填技術基準」が、前記水素ステーションにおける前記燃料電池自動車等への燃料ガス（圧縮水素）の充填制御に適用される。
【０００６】
「圧縮水素充填技術基準」では、水素充填時の速度（昇圧率）等をシミュレーションで計算し、その結果をマップや表にして充填制御に利用する。このシミュレーションでは、計算速度の向上を図るため、タンクの内部においてガスの温度は均一であると見なした計算モデルが用いられている。充填開始時にタンクの内部では、流入するガスが噴き出して内部を攪拌するので、内部の温度は概ね均一になっている。しかし、充填が進みタンクの内部の圧力が上昇すると、噴出ガスの体積流量は低下する。そうすると、タンクの内部が十分に攪拌されず、温度分布が発生する。特にタンク容量が大きく、また外気温が高くて充填時間が長い場合に顕著な温度分布（温度分離）が発生しやすい。具体的には図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、タンクのガス供給口から見て奥側の上部（色の濃い領域）においてガスの温度が上昇する。この場合、前記シミュレーションの温度と実際のタンクの内部の温度とが一致しなくなる。また局所的にガスの温度が上昇すると、計測されるタンク温度の値がばらつき、安定してタンク温度を検出することができない。さらに一時的に所定の温度を超える高いタンク温度が検出されると安全装置が作動し充填作業が停止されることもあり得る。
【０００７】
これに関して特許文献１の高圧ガス貯蔵システムでは、高圧ガス容器内に燃料ガスを充填する時に、高圧ガス容器内における燃料ガスの噴射方向を変化させることのできるガスガイド部材を備え、このガスガイド部材を駆動することにより燃料ガスの噴射方向を変化させる。これにより、高圧ガス容器の温度状態や圧力状態に応じて放熱しやすい部位の方に燃料ガスの噴射方向を向けて高圧ガス容器内の温度上昇を抑制できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００７－２９８０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、高圧ガス容器（タンク）内に燃料ガスの噴射方向を変化させることができるガスガイド部材を設けると、高圧ガス容器の構造が複雑になり、部品点数が増加しコストの上昇に繋がったり、ガスガイド部材は可動部を備えることから、信頼性の低下を招いたりする課題がある。
【００１０】
この発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許