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公開番号2025016339
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2024062052
出願日2024-04-08
発明の名称アンモニア燃料電池を搭載した車両を制御するための装置及びその動作方法
出願人エスケーイノベーションカンパニーリミテッド,SK INNOVATION CO.,LTD.
代理人個人,個人
主分類G06Q 50/40 20240101AFI20250124BHJP(計算;計数)
要約【課題】クラッカーのアンモニア分解率を安定化して残留アンモニアを最小化し、環境に貢献することができ、クリーンエネルギーの生産も可能なアンモニア燃料電池を搭載した車両を制御するための装置及びその動作方法を提供すること。
【解決手段】装置100は、アンモニアを貯蔵するアンモニアタンクと、アンモニアタンクから供給されたアンモニアを水素に分解するクラッカーと、リアルタイム運行情報及び運転パターン情報のうちの少なくとも1つに基づいて予想水素消費量を算出し、予想水素消費量に基づいてアンモニアの供給量及びクラッカーの内部条件のうちの少なくとも1つを制御する制御機とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニア燃料電池を搭載した車両を制御する装置において、
アンモニアを貯蔵するアンモニアタンクと、
前記アンモニアタンクから供給されたアンモニアを水素に分解するクラッカーと、
リアルタイム運行情報及び運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて予想水素消費量を算出し、前記予想水素消費量に基づいて前記アンモニアの供給量及び前記クラッカーの内部条件のうちの少なくとも１つを制御する制御機とを含む、装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記制御機は、
特定時点別の前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて特定時点における予想水素消費量を複数算出し、複数の予想水素消費量のうちの少なくとも１つに基づいて最終予想水素消費量を算出する予想水素消費量算出部と、
前記最終予想水素消費量を確保するために必要な前記アンモニアの供給量を算出し、前記アンモニアが前記アンモニアの供給量だけクラッカーに供給されるように、前記アンモニアが算出された供給量だけクラッカーに供給され得るように配管及びバルブシステムの制御動作を行うアンモニア供給量制御部とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記制御機は、
特定時点別の前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて特定時点における予想水素消費量を複数算出し、複数の予想水素消費量のうちの少なくとも１つに基づいて最終予想水素消費量を算出する予想水素消費量算出部と、
前記アンモニアが前記クラッカー内で前記水素に分解される分解量と前記最終予想水素消費量に基づいて、前記クラッカーの内部条件を制御するクラッカー条件制御部とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記制御機は、
特定時点別の前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて特定時点における予想水素消費量を複数算出し、複数の予想水素消費量のうちの少なくとも１つに基づいて最終予想水素消費量を算出する予想水素消費量算出部と、
前記最終予想水素消費量を確保するために必要な前記アンモニアの供給量を算出し、前記アンモニアが前記アンモニアの供給量だけクラッカーに供給されるように、前記アンモニアが算出された供給量だけクラッカーに供給され得るように配管及びバルブシステムの制御動作を行うアンモニア供給量制御部と、
前記アンモニアが前記クラッカー内で前記水素に分解される分解量が前記最終予想水素消費量に到達するための前記クラッカーの内部条件を設定するクラッカー条件制御部とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記予想水素消費量算出部は、
第１時点における第１リアルタイム運行情報に基づいて前記第１時点における第１予想水素消費量を算出する第１予想水素消費量算出部と、
前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１時点より遅い第２時点における第２予想水素消費量を算出する第２予想水素消費量算出部と、
前記第１予想水素消費量及び前記第２予想水素消費量のうちの少なくとも１つに基づいて前記最終予想水素消費量を算出する最終予想水素消費量算出部とを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第２予想水素消費量算出部は、
運転者の既存運転パターン情報を学習した人工知能モデルを用いて、前記第１時点における前記第１リアルタイム運行情報をもとに前記第２時点における前記運転者の運行状態を予測し、
前記第１時点と前記第２時点との間の差を分析し、予想水素消費量の変化に対応する前記第２予想水素消費量を算出する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記予想水素消費量算出部は、
前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報に基づいて最大急加速状態を予測し、
前記最大急加速状態において前記水素を安定的に供給するために必要な前記予想水素消費量を算出する、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記予想水素消費量算出部は、
前記リアルタイム運行情報、前記運転パターン情報、前記装置のバッテリ情報、及び前記アンモニアタンクの環境情報に基づいて、前記予想水素消費量を算出する、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
前記リアルタイム運行情報は、
アクセルペダルに加えられた圧力の大きさ、前記アクセルペダルに加えられた圧力の大きさの変化量、ブレーキペダルに加えられた圧力の大きさ、前記ブレーキペダルに加えられた圧力の大きさの変化量、予め設定された周期中の急加速回数、前記予め設定された周期中の急制動回数、走行速度、走行距離、運転時間、及びドライブモードうちの少なくとも１つを含み、
前記運転パターン情報は、
加速パターン、減速パターン、ドライブモードの使用比率、平均走行速度、平均車線変更回数、及び車両内部環境のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
アンモニア燃料電池を搭載した車両を制御する装置の動作方法において、
リアルタイム運行情報及び運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて予想水素消費量を算出するステップと、
前記予想水素消費量に基づいてアンモニアタンクから供給されたアンモニアの供給量、及び前記アンモニアタンクから供給された前記アンモニアを水素に分解するクラッカーの内部条件のうちの少なくとも１つを制御するステップとを含む、動作方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、アンモニア燃料電池を搭載した車両を制御するための装置及びその動作方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車の場合、エネルギー源によってエネルギーの供給を受けて車両を動かすことができる駆動手段を含んでいる。最も広く使用されるエネルギー源の１つは、燃料で稼働する内燃機関である。しかし、燃料の燃焼は大気を汚染する二酸化炭素を発生させるため、汚染が少ないエネルギー源を使用することが望ましいと言える。
【０００３】
内燃機関に代替するために、燃料電池、例えば水素電池を使用することが既によく知られている。二水素（ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ）形態の水素が燃料電池によって酸化されると、電池は、駆動手段にエネルギーを供給するための電気を生産して熱を発生させる。水素は、貯蔵カートリッジ内の塩に吸収あるいは吸着される気体アンモニア状で貯蔵可能である。これは水素を貯蔵する確実な方法である。よって、燃料電池に供給可能な二水素を形成するためには、アンモニアが塩から脱着後に分解（ｃｒａｃｋｉｎｇ）する必要がある。吸収及び脱着という用語は、このような貯蔵が吸収あるいは吸着によって行われる限り、塩状の、あるいは塩からの、気体アンモニアの貯蔵及び放出をそれぞれ指すのに使用される。
【０００４】
アンモニア燃料電池が搭載された車両が走行するとき、クラッカーのアンモニア分解率を安定化させて残留アンモニアを最小化する必要がある。このために、リアルタイム運行情報、運転者の既存運転パターン情報などに基づいて、微細な運転パターンの変化をモニタリングしてアンモニア燃料電池システムを制御する研究が進められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の一側面によると、リアルタイム運行情報、運転者の既存運転パターン情報などに基づいて、微細な運転パターンの変化をモニタリングしてアンモニア燃料電池システムを制御することによって、クラッカーのアンモニア分解率を安定化して残留アンモニアを最小化し、環境に貢献することができ、クリーンエネルギーの生産も可能なアンモニア燃料電池を搭載した車両を制御するための装置及びその動作方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態に係るアンモニア燃料電池を搭載した車両を制御する装置は、アンモニアを貯蔵するアンモニアタンクと、アンモニアタンクから供給されたアンモニアを水素に分解するクラッカーと、リアルタイム運行情報及び運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて予想水素消費量を算出し、予想水素消費量に基づいてアンモニアの供給量及びクラッカーの内部条件のうちの少なくとも１つを制御する制御機とを含むことができる。
【０００７】
一実施形態によると、前記制御機は、特定時点別の前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて特定時点における予想水素消費量を複数算出し、複数の予想水素消費量のうちの少なくとも１つに基づいて最終予想水素消費量を算出する予想水素消費量算出部と、前記最終予想水素消費量を確保するために必要な前記アンモニアの供給量を算出し、前記アンモニアが前記アンモニアの供給量だけクラッカーに供給されるように、前記アンモニアが算出された供給量だけクラッカーに供給され得るように配管及びバルブシステムの制御動作を行うアンモニア供給量制御部とを含むことができる。
【０００８】
一実施形態によると、前記制御機は、特定時点別の前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて特定時点における予想水素消費量を複数算出し、複数の予想水素消費量のうちの少なくとも１つに基づいて最終予想水素消費量を算出する予想水素消費量算出部と、前記アンモニアが前記クラッカー内で前記水素に分解される分解量と前記最終予想水素消費量に基づいて、前記クラッカーの内部条件を制御するクラッカー条件制御部とを含むことができる。
【０００９】
一実施形態によると、前記制御機は、特定時点別の前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて特定時点における予想水素消費量を複数算出し、複数の予想水素消費量のうちの少なくとも１つに基づいて最終予想水素消費量を算出する予想水素消費量算出部と、前記最終予想水素消費量を確保するために必要な前記アンモニアの供給量を算出し、前記アンモニアが前記アンモニアの供給量だけクラッカーに供給されるように、前記アンモニアが算出された供給量だけクラッカーに供給され得るように配管及びバルブシステムの制御動作を行うアンモニア供給量制御部と、前記アンモニアが前記クラッカー内で前記水素に分解される分解量が前記最終予想水素消費量に到達するための前記クラッカーの内部条件を設定するクラッカー条件制御部とを含むことができる。
【００１０】
一実施形態によると、前記予想水素消費量算出部は、第１時点における第１リアルタイム運行情報に基づいて前記第１時点における第１予想水素消費量を算出する第１予想水素消費量算出部と、前記リアルタイム運行情報及び前記運転パターン情報のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１時点より遅い第２時点における第２予想水素消費量を算出する第２予想水素消費量算出部と、前記第１予想水素消費量及び前記第２予想水素消費量のうちの少なくとも１つに基づいて前記最終予想水素消費量を算出する最終予想水素消費量算出部とを含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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