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公開番号2025018994
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2024117440
出願日2024-07-23
発明の名称加圧流体分配ステーションから充填されるべき容器の体積を推定するための方法
出願人レール・リキード-ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類F17C 5/00 20060101AFI20250130BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】気体水素などの加圧流体を分配するためのステーションから充填されるべき容器の体積を推定するための方法を提供する。
【解決手段】加圧流体の流れを容器中に注入するステップ(S1)と、流体流の注入後の容器中の圧力変動(dp)を決定するステップ(S2)と、ここで、圧力変動は、注入前の容器の初期圧力(p0)に関して決定され、容器中に注入された流体流の量(dm)を決定するステップ(S3)と、容器中に注入された流体流の量(dm)、及び流体流の注入後の容器中の圧力変動(dp)に基づいて、充填されるべき容器の体積(V)を推定するステップ(S4)において、充填されるべき容器の体積(V)はまた、容器に入る流体流の注入温度(Tinj)及び流体流の注入後の容器中の温度変動(dT)に基づいて推定され、温度変動は、注入前の容器の初期温度(T0)に関して決定される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
気体水素などの加圧流体を分配するためのステーション（５）から充填されるべき容器（２）の体積（Ｖ）を推定するための方法（１０）であって、前記方法（１０）が、
－加圧流体を前記容器（２）中に注入するステップ（Ｓ１）と、
－前記加圧流体の流れの注入後の前記容器（２）中の圧力変動（ｄｐ）を決定するステップ（Ｓ２）と、ここで、前記圧力変動は、注入前の前記容器（２）の初期圧力（ｐ
0
）に関して決定され、
－前記容器（２）中に注入された流体流の量（ｄｍ）を決定するステップ（Ｓ３）と、
－前記容器（２）中に注入された前記流体流の量（ｄｍ）に基づいて、及び前記流体流の注入後の前記容器（２）中の前記圧力変動（ｄｐ）に基づいて、充填されるべき前記容器（２）の体積（Ｖ）を推定するステップ（Ｓ４）と
を備える、方法（１０）において、
充填されるべき前記容器（２）の体積（Ｖ）はまた、注入温度（Ｔ
inj
）、即ち、前記容器（２）に入る前記流体流の温度に基づいて、及び前記流体流の注入後の前記容器（２）中の温度変動（ｄＴ）に基づいて推定され、前記温度変動は、注入前の前記容器（２）の初期温度（Ｔ
0
））に関して決定されることを特徴とする、方法（１０）。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記初期温度（Ｔ
0
））は、周囲温度に等しいと推定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法（１０）。
【請求項３】
充填されるべき前記容器（２）の体積（Ｖ）は、前記容器（２）中の前記加圧流体に適用される状態方程式から、及び前記容器（２）中の同じ流体に適用されるエンタルピー収支から取得される関数によって、前記容器（２）中の注入される前記流体流の量（ｄｍ）、前記圧力変動（ｄｐ）、前記注入温度（Ｔ
inj
）、及び前記温度変動（ｄＴ）に関連付けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法（１０）。
【請求項４】
前記容器（２）中の前記加圧流体に適用される状態方程式は、以下によって求められる理想気体方程式であり、
TIFF
2025018994000012.tif
10
170
ここで、ｐ［Ｐａ］、Ｖ［ｍ
3
］、Ｔ［Ｋ］、ｍ［ｋｇ］、Ｍ［ｋｇ／ｍｏｌ］、及びｚ（無単位）は、それぞれ、充填されるべき前記容器（２）中の前記加圧流体の圧力、体積、温度、質量、モル質量、及び圧縮率であり、Ｒ［Ｊ／ｍｏｌ．Ｋ］は、理想気体定数であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法（１０）。
【請求項５】
前記容器（２）の体積（Ｖ）を前記注入温度（Ｔ
inj
）に関連付ける関数、前記容器（２）中に注入された前記流体流の量（ｄｍ）、前記容器（２）中の前記圧力変動（ｄｐ）、及び前記容器（２）中の前記温度変動（ｄＴ）は、以下の２つの因数、
－前記容器（２）中に注入された前記流体流の量（ｄｍ）及び前記容器（２）中の前記圧力変動（ｄｐ）にのみ依存する第１の一定の因数と、
－前記容器（２）中の前記初期圧力（ｐ
0
））、前記注入温度（Ｔ
inj
）、及び前記初期温度（Ｔ
0
）に依存する第２の因数ｆ（Ｔ
0
，Ｔ
inj
，ｐ
0
）と
の積の形式で書くことができることを特徴とする、請求項３又は４に記載の方法（１０）。
【請求項６】
前記第２の因数ｆ（Ｔ
0
，Ｔ
inj
，ｐ
0
）は、以下のように書かれ、
TIFF
2025018994000013.tif
14
170
ここで、ｃ
p
［Ｊ／（ｋｇ．Ｋ）］、β［１／Ｋ］、ρ［ｋｇ／ｍ
3
］、及びｈ（ｐ
0
，Ｔ
0
）［Ｊ／ｋｇ］は、それぞれ、前記容器（２）中の前記加圧流体の質量熱容量、等圧膨張係数、密度、及び質量エンタルピーであり、ｈ（ｐ
0
，Ｔ
inj
）［Ｊ／ｋｇ］は、前記容器（２）中に注入された前記流体流の質量エンタルピーであり、ｒは、理想気体定数Ｒ［Ｊ／ｍｏｌ．Ｋ］と、充填されるべき前記容器（２）中の前記加圧流体のモル質量Ｍ［ｋｇ／ｍｏｌ］との間の比であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法（１０）。
【請求項７】
前記第２の因数ｆ（Ｔ
0
，Ｔ
inj
，ｐ
0
）は、補間多項式ｆ
*
（Ｔ
0
，Ｔ
inj
，ｐ
0
）によって近似されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法（１０）。
【請求項８】
前記第２の因数ｆ（Ｔ
0
，Ｔ
inj
，ｐ
0
）の前記補間多項式ｆ
*
（Ｔ
0
，Ｔ
inj
，ｐ
0
）は、それぞれ、前記容器（２）中の前記加圧流体の前記初期温度、前記注入温度、及び前記容器（２）中の前記加圧流体の前記初期圧力を表す３つの変数（Ｔ
0
，Ｔ
inj
，ｐ
0
）を有する二次多項式であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法（１０）。
【請求項９】
充填されるべき前記容器（２）は、分配器（６）を介して前記ステーション（５）のソース容器（３）に流体接続され、前記容器（２）中に注入された流体の量（ｄｍ）及び前記容器（２）中の前記圧力変動（ｄｐ）は、前記分配器（６）に位置決めされたセンサによって測定されることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法（１０）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
[1]本発明は、加圧流体分配ステーションから充填されるべき容器の体積を推定するための方法に関する。移送されるべき流体は、気体水素であり得る。充填されるべき容器は、車両、とりわけ燃料電池を有する車両に組み込まれ得る。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
[2]充填されるべき容器の体積を推定するための方法は、通常、
－加圧流体の流れを容器中に注入するステップと、
－加圧流体の流れの注入後の容器中の圧力変動を決定するステップと、ここで、圧力変動は、注入前の容器の初期圧力に関して決定され、
－容器中に注入された加圧流体の流れの量を決定するステップと、
－容器中に注入された流体流の量に基づいて、及び加圧流体の流れの注入後の容器中の圧力変動に基づいて、充填されるべき容器の体積を推定するステップと
を備える。
【０００３】
[3]充填されるべき容器の体積を知ることによって、とりわけ、容器がそれに従って充填されることになる圧力勾配を決定することが可能である。
【０００４】
[4]容器の体積部が、充填されるべき容器を収容する車両中に設置された通信システムによって流体分配ステーションに通信することができる場合、そのような通信システムがない場合、又はこの通信システムによって通信されるデータを検証することを目的として、分配ステーションは、充填されるべき容器の体積を単独で推定することが可能でなければならない。
【０００５】
[5]既存の方法は、充填されるべき容器の体積の、正確とは程遠い推定値を提供し、従って、充填されるべき容器の実際の体積に近似するために、補正係数が通常適用されなければならない。
【０００６】
[6]更に、補正係数は、充填されるべき容器の寸法及び充填シナリオ（初期圧力、注入温度、等）に依存する。このことから、充填されるべき容器の体積を推定するための既存の方法に従って、この補正係数は、再計算されなければならない。
【０００７】
[7]文献ＦＲ０９５５２２９もまた、充填されるべき容器の体積を推定するための方法を開示しており、この方法は、より正確であるという利点を有する。しかしながら、この方法は、比較的多くの回数の計算を必要とするという欠点を抱えており、そのような計算を行うための反復法は、体積の値に収束する。この方法に従った反復法は、体積のいかなる値にも収束しない場合もあり得る。
【０００８】
[8]燃料電池車両の市場の発展に伴い、並びに充填されるべき様々な容器及び様々な充填ステーションを考慮して、単純且つ普遍的であり、より正確な結果を提供するであろう体積推定方法を開発する必要が明らかにある。
【発明の概要】
【０００９】
[9]この目的のために、本発明は、上記の前提部によって与えられた包括的な定義に準拠しながら、充填されるべき容器の体積はまた、注入温度、即ち、容器に入る流体流の温度に基づいて、及び流体流の注入後の容器中の温度変動に基づいて推定され、温度変動は、注入前の容器の初期温度に関して決定されることを特徴とする。
【００１０】
[10]このことから、充填されるべき容器の体積の推定のために、本発明による方法は、現実により近い熱力学的仮説（即ち、温度が注入後に変動する）を考慮する。このように、本発明は、容器中の流体の温度は注入中に一定であると想定される先行技術とは異なる。
（【００１１】以降は省略されています）

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