氢气加气站、氢气灌装方法及车辆的制作方法

专利名称：氢气加气站、氢气灌装方法及车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及氢气加气站、氢气灌装方法及车辆，具体地说，涉及适合在短时间内对车辆所配备的氢气罐完成氢气灌装的技术。
背景技术：
近年来，抑制地球温室效应的意识提高，特别是为了减少车辆排放的二氧化碳，燃料电池电动汽车和将氢气发动机汽车等的氢作为燃料的燃氢汽车的开发盛行。燃氢汽车一般都配备有灌装了氢气的氢气罐作为氢气供给源。
作为氢的储存和运输方法，人们着眼于一种在某一温度和压力条件下吸储氢而变成氢化物，需要时在另一温度和压力下将氢释放出来的、被称作“氢吸储合金”的金属的利用。使用氢吸储合金的氢气罐与不使用氢吸储合金的氢气罐相比，在相同容积下可储存更多的氢，因而受到人们的关注。
氢气罐中氢气的灌装，是通过被称作氢气加气站的、相当于汽油加油站和天然气加气站的设施进行的。例如，氢气加气站具有由多个气瓶组成的氢气储存设备、以及、将氢气储存设备供给的氢气灌装到车辆的氢气罐中的分配器(灌装机)。并且，在将设置在分配器软管前端的连接器连接在所述氢气罐的灌装口上的状态下，利用氢气储存设备与氢气罐之间的压力差向氢气罐内灌装氢气。
在向氢气罐中灌装氢气时，氢气罐内的温度会升高，因此，若不边对氢气罐进行冷却边灌装氢气，则需要较长的灌装时间。此外，由于氢吸储合金的氢吸储反应属于发热反应，因此，在将氢吸储在氢吸储合金中以增加氢气灌装量时，如果不进行冷却氢吸储反应便不能够流畅地进行。
作为适合配备氢吸储合金氢气罐的燃氢汽车使用的氢气供给系统，有人提出一种将对氢气罐内的氢吸储合金进行冷却用的冷却液供给到氢气罐的冷却液供给系统设置在氢气加气站的方案(例如可参照专利文献1)。燃氢汽车具有冷却发动机用的冷却液进行循环的冷却液循环系。在从氢气罐将氢气供给发动机时，将对发动机进行冷却而温度升高的冷却液循环系中的冷却液用来对氢吸储合金进行加热。所述氢气供给系统，除了该冷却液循环系之外，还另外具有向氢气罐中灌装氢气时对氢气罐进行冷却用的冷却液的供给用配管和该冷却液的排出用配管。
但是，按照上述专利文献1记载的氢气供给系统，必须在氢气罐内分别设置从氢吸储合金中释放氢时对氢吸储合金进行加热的热量载体的流通路径、以及、将氢吸储在氢吸储合金中时对氢吸储合金进行冷却的冷却液的流通路径。因此，不仅氢气罐的构造复杂，而且氢气罐的体积也大。
作为为配备使用了氢吸储合金的氢气罐的燃料电池汽车提供的加热/冷却系统，本申请人曾提出下面的系统。即，在该系统中，作为从氢吸储合金释放氢时对氢吸储合金进行加热的热量载体，使用对燃料电池进行冷却后的热量载体，而作为将氢吸储在氢吸储合金中时对氢吸储合金进行冷却的热量载体，使用与氢吸储合金加热用热量载体相同的热量载体。在该系统中，热量载体的冷却由燃料电池汽车上所装备的散热器进行。燃料电池运行时，利用对燃料电池进行冷却后的热量载体对氢吸储合金进行加热，该热量载体由散热器冷却。在这样的系统中，燃料电池的冷却和氢吸储合金的加热能够良好地进行。但是，在将氢吸储在氢吸储合金中时即向氢气罐中灌装氢气时，如果要将大量(例如5kg)的氢在短时间内(例如5分钟内)灌装至高压(例如35MPa)，只使用一般的车载散热器和风扇对热量载体进行冷却，将无法使氢吸储合金产生的热量以及伴随氢气的压缩而产生的热量充分散发掉。在这里，5kg的氢气灌装量，是燃料电池汽车加一次氢后能够像燃油汽车那样行驶500km距离的量。
使用一般的车载散热器和风扇例如冷却液流量为60L/min的散热器和最大风速为2m/s的风扇对热量载体进行冷却，在外部气温为30℃的环境下灌装氢气时，对于空的氢气罐，5分钟内只能加入前述5kg的约85％即4.25kg的氢。要想在5分钟内加入5kg的95％(4.75kg)以上的氢，必须使风扇的风速达到6m/s以上。但是，将能够产生这种风速的风扇安装在燃料电池汽车上，不仅需要很大的安装空间，而且除了进行氢气灌装之外，风扇的能力是过剩的。
可以考虑这样一种方法，即，在燃料电池汽车中所设置的热量载体循环路径上设置热量载体的出口和入口，在氢气加气站给氢气罐灌装氢气时，将氢气加气站的热量载体冷却路径连接到燃料电池汽车的热量载体循环路径的出口和入口上，由氢气加气站对热量载体进行冷却的同时使之循环。但是，一般来说，热量载体并非一种，因汽车制造厂家的不同而不同，为此，氢气加气站需要准备与燃料电池汽车使用的各种热量载体相对应的不同种类的热量载体。此外，灌装氢气时，还要进行将热量载体循环路径与热量载体冷却路径连接起来的作业。
专利文献特开平7-108909号公报发明内容本发明的第1目的，是提供一种能够很好地对氢气罐进行冷却从而缩短氢气灌装时间的氢气加气站以及氢气灌装方法。此外，本发明的第2目的，是提供一种在氢气加气站灌装氢气时能够高效率地对散热器进行冷却的车辆。
为实现上述第1目的，本发明提供一种氢气加气站，向具有散热器的车辆所配备的氢气罐中灌装氢气，其中具有储存氢气的储气设备、将所述储气设备供给的氢气灌装到所述氢气罐中的分配器、以及能够朝向所述散热器吹风的送风机。
为实现上述第1目的，本发明还提供一种向车辆所配备的氢气罐中灌装氢气的方法。所述车辆具有供冷却所述氢气罐的热量载体流通的热量载体流通路径、对在所述热量载体流通路径中流动的热量载体进行冷却的散热器、以及能够朝向所述散热器送风的风扇。所述方法包括在所述车辆停在氢气加气站内的状态下，向所述氢气罐中灌装氢气；以及在所述灌装氢气时，由设置在所述氢气加气站上的送风机以大于所述风扇的风量朝向所述散热器吹风。
为实现上述第2目的，本发明提供一种以氢作为燃料的车辆，其中具有储存氢气的氢气罐；向所述氢气罐中灌装氢气时用于对该氢气罐进行冷却的散热器，而该散热器设置在设在车辆前部的室的内部；将所述室的上部开口遮盖的、可开闭的发动机盖；与所述发动机盖成一体形成的前格栅。前格栅，在所述发动机盖关闭的状态下，位于至少与所述散热器的前方对应的位置上，在所述发动机盖打开的状态下，使所述散热器从车辆向着前方露出。
为实现上述第2目的，本发明还提供一种以氢作为燃料的车辆，其中，具有储存氢气的氢气罐；向所述氢气罐中灌装氢气时用于对该氢气罐进行冷却的散热器，而该散热器设置在车辆中所设置的室的内部；促使从所述室的外部吹向所述散热器并从该散热器中通过的风排放到所述室的外部的排风通路。


图1是本发明第1实施方式所涉及的氢气加气站和车辆的概略构成图。
图2是表示燃料电池、氢气罐和热量载体流通路径的模式图。
图3是本发明第2实施方式所涉及的氢气加气站和车辆的概略构成图。
图4是本发明第3实施方式所涉及的氢气加气站和车辆的概略构成图。
图5是其它实施方式所涉及的氢气加气站和车辆的概略构成图。
具体实施例方式
(第1实施方式)下面，结合图1和图2对将本发明具体化的第1实施方式进行说明。
如图1所示，氢气加气站11具有储存氢气的储气设备12、将储气设备12供给的氢气灌装到车辆30所配备的多个氢气罐31中的分配器(灌装机)13以及送风机14。在图1中，车辆30、储气设备12、分配器13、送风机14等的大小比例不同于实际比例。
车辆30，是以燃料电池作为驱动源的燃料电池汽车，装设有燃料电池系统32。如图2所示，燃料电池系统32具有所述氢气罐31、燃料电池33、压缩机34以及散热器35。氢气罐31、燃料电池33和散热器35经热量载体流通路径36相连。氢气罐31如图1所示，例如设置有4个。而图2中只示出3个氢气罐31。
燃料电池33例如由固体高分子型燃料电池构成，通过氢气罐31供给的氢与压缩机34供给的空气中的氧气发生反应而产生直流电气能量(直流电能)。为了在车辆30正常运行时能够对燃料电池33进行冷却，所述热量载体流通路径36的一部分作为热交换部36a设置在燃料电池33内。
各氢气罐31具有罐体37、作为氢吸储材料内装有氢吸储合金MH的氢吸储单元38、以及、在罐体37内对氢吸储单元38进行支持的支持体39。此外，在各氢气罐31内，设置有所述热量载体流通路径36的一部分作为热交换部36b。该热交换部36b发挥着与氢吸储合金MH之间进行热交换的热量载体的流通路径的功能。在本实施方式中，热量载体使用的是LLC(长寿命冷却剂)。在热交换部36b的周围设置有多个散热片40，以提高与氢吸储合金MH之间进行热交换的效率。氢吸储合金MH使用的是公知的合金。
所述氢气罐31经管路41连接在燃料电池33的氢气供给端(未图示)上，向燃料电池33提供氢。各氢气罐31在处于充满状态时，是以既定的压力(例如约35MPa的高压)储存氢气的。各氢气罐31输出的氢气在通过未图示的阀门减压到一定压力(例如0.3MPa左右)后供给燃料电池33。氢气罐31连接在具有氢气灌装口42a的配管42上，通过配管42能够对所有氢气罐31同时灌装氢气。
压缩机34经管路43连接在燃料电池33的氧气供给端(未图示)上，向燃料电池33提供压缩空气。压缩机34将经过未图示的空气滤清器滤除尘埃等的空气进行压缩后从管路43输出。
散热器35具有在马达44的驱动下旋转的风扇45，可使散热器35的散热高效率地进行。
热量载体流通路径36的除所述热交换部36a、36b之外的其它部分，形成了从散热器35的出口到散热器35的入口的循环路径36c。在位于散热器35的入口附近的循环路径36c部分上设置有泵46。泵46将热量载体流通路径36内的热量载体向散热器35的入口输送。热量载体流通路径36在热交换部36a的入口与散热器35的出口之间具有分岔部分，在该分岔部分上设置有电磁三通阀47。循环路径36c从散热器35的出口处经该电磁三通阀47一直延伸到散热器35的入口处。热交换部36a的入口与电磁三通阀47相连，热交换部36a的出口在电磁三通阀47的下游侧与循环路径36c相连。
各氢气罐31的热交换部36b的入口经电磁三通阀48与循环路径36c相连。此外，各热交换部36b的出口在对应的电磁三通阀48的下游侧与循环路径36c相连。各电磁三通阀48能够在下述两种状态之间进行切换，即，使流经循环路径36c的热量载体只能够流向对应的热交换部36b的入口方向的第1状态、以及、使流经循环路径36c的热量载体只能够流向循环路径36c的下游侧而不是流向热交换部36b的入口方向的第2状态之间进行切换。在位于散热器35的入口附近的循环路径36c部分上，设置有对流入散热器35的热量载体的温度进行检测的温度传感器49。温度传感器49位于所述泵46的下游侧。
所述压缩机34、马达44、泵46以及电磁三通阀47、48按照燃料电池系统32的控制装置50发出的指令进行工作。泵46按照控制装置50发出的指令信号启动或停止并能够改变热量载体的输出流量。控制装置50的输入信号，有温度传感器49的检测信号、对燃料电池33的温度进行检测的温度传感器(未图示)的检测信号、以及、对氢气罐31内的压力进行检测的压力传感器(未图示)的检测信号。控制装置50依据温度传感器49的检测信号，将流入散热器35的热量载体的温度信息以无线方式发送给后述的氢气加气站11的驱动控制装置19。
如图1所示，所述储气设备12由包括经配管15b彼此相连且灌装了既定压力的氢气的多个气瓶15a的氢气储存设备构成。图1中只画出3个气瓶15a，但气瓶15a的个数在实际当中例如在10个以上。各个气瓶15a在处于充满状态时，所灌装的氢气的压力可达到既定压力(例如40-45MPa)。例如，当以35MPa的压力向各个氢气罐31灌装氢气时，将各个气瓶15a充满时的压力设定为44MPa。
所述分配器13属于公知装置，具有前端装有连接器16的软管17，并且装备有未图示的质量流量计、流量调整阀、开关阀等。分配器13将所述储气设备(氢气储存设备)12供给的氢气通过软管17灌装到车辆30的氢气罐31中。一旦连接器16连接到设置在车辆30上的所述氢气灌装口42a上，分配器13便自动进行氢气的灌装。
分配器13具有检测分配器13是否开始向氢气罐31中灌装氢气的检测器。在本实施方式中，所述检测器由所述软管17的连接器16连接在氢气灌装口42a上时便接通的开关18构成。
所述送风机14安装在能够朝向停在氢气加气站11的既定的车辆停车区域的车辆30的散热器35吹风的位置上。送风机14可产生比车辆30上所设置的所述风扇45的最大风速(例如2m/s)大的风速(例如6m/s)。送风机14在所述驱动控制装置19的控制下工作。驱动控制装置19依据来自所述开关18的接通信号、即表示分配器13开始向氢气罐31灌装氢气的检测信号使送风机14启动。
送风机14具有转速可控的马达14a。驱动控制装置19在接收到灌装氢气时来自车辆30的控制装置50的关于散热器35的热负荷信息、在本实施方式中是流入散热器35的热量载体的温度信息时，向马达14a输出控制信号以根据散热器35的热负荷调整送风机14的风量。即，对送风机14进行的控制使之产生与散热器35的热负荷对应的风量。
当环境温度在能够使燃料电池33发电的预先确定的容许温度以上时，燃料电池33进行常规运行。控制装置50依据对环境温度进行检测的温度传感器(未图示)的检测信号掌握环境温度。如果环境温度在所述容许温度以上，控制装置50便从燃料电池33启动时起使该燃料电池33进行常规运行，如果环境温度低于容许温度，则对燃料电池33进行暖机之后使该燃料电池33进行常规运行。进行常规运行时，将氢气罐31的氢供给燃料电池33的阳极电极。并且，使压缩机34工作，将空气加压至既定压力供给燃料电池33的阴极。
固体高分子型燃料电池在80℃左右的温度下能够以良好的效率发电，但氢与氧的化学反应是发热反应，因而发电持续进行时，反应产生的热量会使燃料电池33的温度从80℃左右的适宜温度升高。为防止温度升高，使被散热器35冷却的热量载体在热量载体流通路径36内循环。此外，氢吸储合金MH释放氢的反应是吸热反应，因此，为了使反应能够流畅地进行，需要对氢吸储合金MH进行加热。为此，将对燃料电池33进行冷却后变温的热量载体用来加热氢吸储合金MH。
在燃料电池33运行时，控制装置50使电磁三通阀47保持向热交换部36a的入口供给热量载体的状态，并依据对氢气罐31内的压力进行检测的压力传感器的检测信号，输出指令信号对各电磁三通阀48的切换进行控制。当氢气罐31内的压力降低到预先设定的第1压力以下时，控制装置50将电磁三通阀48切换成可使热量载体对氢气罐31进行加热的状态、即热量载体从热交换部36b中流过的状态。而当氢气罐31内的压力达到预先设定的第2压力以上时，控制装置50将电磁三通阀48切换成不使热量载体从氢气罐31中流过的状态。
当对于所有氢气罐31来说即使按照预先设定的时间继续以热量载体进行加热也达不到第1压力时，控制装置50便做出需要向氢气罐31中灌装氢气的判断。并且，控制装置50使设置在车辆上的未图示的报知器(例如灯等显示部)动作。
在向氢气罐31灌装(储存)氢气时，也就是将氢气吸储在氢吸储合金MH中时，车辆30要停在氢气加气站11的既定的停车区域内。如图1所示，车辆30停在既定停车区域内时，设置在车辆30的前部的散热器35与送风机14相向。燃料电池系统32的控制装置50将电磁三通阀47切换成不将热量载体供给燃料电池33的热交换部36a而使之在循环路径36c中流动的状态。此外，控制装置50将各电磁三通阀48切换成向氢气罐31的热交换部36b供给热量载体的状态。因此，处于经过散热器35冷却的热量载体不从燃料电池33的热交换部36a中流过而向各个氢气罐31的热交换部36b供给的状态。
此外，一旦分配器13的连接器16连接到氢气灌装口42a上，控制装置50便使风扇45停止工作而仅使泵46继续工作。之所以使风扇45停止工作的理由如下。即，在氢气灌装过程中，氢气加气站11的送风机14工作，送风机14从风扇45的反方向向散热器35吹风。送风机14吹向散热器35的风比风扇45吹向散热器35的风强。因此，风扇45吹出的风对于散热器35的冷却没有什么作用。
另一方面，一旦分配器13的连接器16连接到氢气灌装口42a上，便自动开始向氢气罐31中灌装氢气并且开关18接通。氢气加气站11的驱动控制装置19依据开关18的接通信号，向马达14a输出驱动控制指令使之驱动送风机14旋转。其结果，送风机14吹出的风吹到车辆30的散热器35上，散热器35的散热效果比用车辆30所装备的风扇45进行散热时要好。
储气设备(氢气储存设备)12供给氢气罐31的氢气与氢吸储合金MH发生反应变成氢化物而被吸储在氢吸储合金MH中。由于氢的吸储反应是发热反应，因而若不使氢吸储反应产生的热量散发掉，吸储反应将无法流畅地进行。然而，由于从热量载体流通路径36中流过的热量载体被散热器35高效率冷却，而且不从燃料电池33的热交换部36a流过而通过循环路径36c和热交换部36b在氢气罐31与散热器35之间进行循环，因此，氢吸储合金MH产生的热量可通过热量载体散发，使吸储反应得以流畅地进行。其结果，例如在外部空气温度为30℃、热量载体的流量为60L/min、送风机14的风速为6m/s以上的条件下，能够在5分钟内向空的氢气罐31灌装相当于充满时的灌装量5kg的95％以上的氢气，即4.75kg以上的氢气。
此外，控制装置50对送风机14进行控制，从而能够根据散热器35的热负荷、即根据从散热器35中流过的热量载体的温度调整送风机14的风量。在对氢气罐31进行冷却时，若从开始灌装氢气便以一定的送风量对散热器35进行吹风，则可使送风机14的控制变得简单。但是，散热器35的热负荷并不是恒定的。因此，若采用将送风量恒定而在短时间内完成氢气灌装的方式，送风机14就必须以散热器35热负荷最大时所需要的送风量一直工作到氢气灌装结束为止，因此，散热器35的热负荷较小时会造成能量的浪费。而在本实施方式中，对送风机14进行的控制可使之根据散热器35的热负荷提供风量，与送风量恒定的方式相比，在氢气灌装时间相同的情况下能够减少能量消耗。
本实施方式具有以下优点。
(1)氢气加气站11具有灌装了既定压力的氢气的储气设备12、将储气设备12供给的氢气灌装到车辆30所配备的氢气罐31中的分配器13、以及、能够朝向车辆30的散热器35吹风的送风机14。因此，在向车辆30的氢气罐31中灌装氢气时，以送风机14朝向车辆30的散热器35送风，与使用车辆30上装备的散热器冷却用风扇45相比，在单位时间内能够将更大量的风吹到散热器35上。其结果，与将风扇45用于散热器35的冷却相比，能够在短时间内完成氢气的灌装。而且，不需要对车辆30上所设置的已有的冷却系进行改动。
(2)驱动控制装置19具有检测分配器13是否开始向氢气罐31灌装氢气的检测器(开关18)，并依据该检测器的检测信号驱动送风机14工作。因此，需要进行冷却时送风机14能够自动工作。
(3)检测分配器13是否开始向氢气罐31灌装氢气的检测器，由分配器13的软管17上所设置的连接器16连接到通往氢气罐31的氢气灌装口42a上时便接通的开关18构成。因此，检测器的构成非常简单。
(4)驱动控制装置19根据散热器35的热负荷对送风机14的风量进行调整。其结果，能够降低送风机14的能量消耗。
(5)燃料电池系统32具有多个氢气罐31。向这些氢气罐31供给热量载体的热量载体流通路径36具有电磁三通阀48，而该电磁三通阀48能够在使被散热器35冷却的热量载体依次从所有氢气罐31中流过的状态、以及、只能够从所选择的至少一个氢气罐31中流过的状态之间进行切换。因此，利用控制装置50发出的指令信号，可以改变热量载体的流动路线而使各氢气罐31处于最佳状态，便于对各氢气罐31内的氢吸储合金MH恰当地进行加热和冷却。
(第2实施方式)下面，围绕与上述第1实施方式的不同之处，结合图3对本发明的第2实施方式进行说明。凡与上述第1实施方式相同的部分赋予相同的附图标记并省略其详细说明。在本实施方式中，氢气加气站11设置了冷却装置20，送风机14将经过所述冷却装置20冷却而温度变得低于外部空气的风吹向散热器35。
如图3所示，冷却装置20设置在氢气加气站11的车辆停止区域与送风机14之间。该冷却装置20例如是构成冷冻回路的一部分的蒸发器。构成冷冻回路的其它设备(压缩机、冷凝器、膨胀阀等)在图中未绘出。冷冻回路例如可使用公知的冷冻回路。冷却装置20具有供在冷冻回路中循环的制冷剂流通的配管，该配管呈曲折状弯曲以尽可能增加表面面积。由此，可使送风机14送来的风与冷却装置20之间高效率地进行热交换。
因此，本实施方式除了具有与上述第1实施方式的优点(1)-(5)同样的优点之外，还具有以下优点。
(6)送风机14将经过所述冷却装置20的冷却而温度变得低于外部空气的风吹向散热器35。因此，散热器35的散热效果提高，与直接吹送外部空气相比，用来冷却氢气罐31的热量载体的温度低，可进一步缩短氢气灌装时间。
(第3实施方式)下面，围绕与上述第1实施方式的不同之处，结合图4对本发明的第3实施方式进行说明。凡与第1实施方式相同的部分赋予相同的附图标记并省略其详细说明。本实施方式涉及一种车辆，即，在氢气加气站11灌装氢气时，能够使设置在车辆30的外部的风扇(即设置在氢气加气站11上的送风机14)吹出的风高效率地对散热器35进行冷却的车辆30。氢气加气站11的构成与上述第1实施方式相同，车辆30上所装备的燃料电池系统也与第1实施方式相同。
在车辆30的前部，设置有与将内燃机作为驱动源的车辆的发动机室相当的室51。散热器35在室51内靠车辆30的前方设置。在将室51的上部开口遮盖的可开闭的发动机盖52上，形成有与之一体形成的前格栅53。前格栅53，在发动机盖52处于关闭状态时位于至少与散热器35的前方相对应的位置上，发动机盖52处于打开状态时，使散热器35从车辆30的前方露出。
在本实施方式中，在如图4的双点划线所示发动机盖52打开的状态下，在氢气加气站11向车辆30的氢气罐31中灌装氢气。对于一般的车辆来说，在发动机室内靠前方的位置设置散热器，为了使外部空气能够进入以及使散热器用风扇的风能够通过，将散热器的前方部分用通风性较好的前格栅遮挡。前格栅通常由做成网格或百叶窗等形式的隔板构成，而该隔板会对从前格栅中通过的空气形成阻力。
相对于此，作为本实施方式的车辆30，在发动机盖52打开时，前格栅53上的至少将散热器35的前方遮挡的部分将与发动机盖52一起移动，使散热器35的前部向外露出。散热器35是在该状态下受到送风机14吹来的风的冷却的，因此，散热器35的散热效果进一步提高，与前格栅不能够和发动机盖一起移动的车辆相比，能够在短时间内完成氢气的灌装。
对于上述各实施方式，例如还可以进行如下改变。
检测是否开始向氢气罐31灌装氢气的检测器，并不限于分配器13的软管17上所设置的连接器16连接到通往氢气罐31的氢气灌装口42a时便接通的开关18。例如，作为检测器，也可以设置对氢在分配器13内的流动进行检测的流量检测装置，使驱动控制装置19依据流量检测装置在检测到氢的流动时所输出的检测信号对送风机14开始进行驱动。一般来说，分配器13具有质量流量计，因而可以将该质量流量计作为流量检测装置使用。因此，不需要另外设置流量检测装置。
作为检测是否开始灌装氢气的检测器，还可以这样构成，即，在车辆30上设置对氢气罐31的发热进行检测的传感器，当该传感器检测到氢气罐31发热时，将与该发热有关的信息发送给氢气加气站11的驱动控制装置19。
作为在氢气加气站11灌装氢气时使氢气加气站11所装设的送风机14送来的风高效率地对车载散热器35进行冷却的结构，并不限于图4所示的第3实施方式的结构。例如也可以在车辆30上设置能够将从设置有散热器35的室51的外部吹向该散热器35的风流畅地排放到室51之外的通路。例如，如图5所示，在发动机盖52上的、发动机盖52处于关闭状态时位于散热器35附近的部位设置可开闭的盖54。相对于送风机14送来的风的流向，盖54设置在散热器35的下游侧。盖54在车辆30行驶时保持关闭状态，灌装氢气时如双点划线所示打开。盖54处于打开状态时，将在车辆30中形成通路55(图5中的箭头所示)，送风机14吹出的吹向散热器35并从散热器35中通过的风，可通过该通路55流畅地排放到室51的外部。即，通路55促使送风机14的吹向散热器35并从散热器35中通过的风排放到室51之外。
在设置有散热器35的室51内通常还装设有各种设备，因而从室51的外部吹向散热器35的风不容易排放到室51之外。而根据本实施方式，在氢气加气站11向氢气罐31中灌装氢气时，如果在所述盖54打开的状态下驱动送风机14工作，则从室51之外吹向散热器35并从散热器35中通过的风便能够通过通路55流畅地排放到室51之外。因此，散热器35的散热效果提高，与不存在通路55时相比，能够在较短时间内完成氢气的灌装。盖54在车辆30行驶时保持关闭状态，因此，车辆30行驶时不形成所述通路55，车辆30行驶时不会对室51内空气的流动产生影响。
氢气加气站11的储气设备12，并不限于由以高于氢气罐31灌满时的内部压力的压力灌装氢气后的多个气瓶15a组成的氢气储存设备构成。作为储气设备12，例如也可以使用比气瓶15a大的单一高压罐。
氢气加气站11并不限于固定的站点(固定装置)，也可以是安装在拖车或集装箱车上的移动式加气站。按照这种方案，例如在燃料电池作为家用电源得到普及时，可以很方便地为设置在各个家庭中的作为氢气源的氢气罐灌装氢气。
氢气加气站11并不限于向内装氢吸储合金MH的氢气罐31中灌装氢气，也可以用来向未内装氢吸储合金的氢气罐中灌装氢气。既便是在车辆所配置的是未内装氢吸储合金的氢气罐的情况下，只要利用氢气加气站11的送风机14对车载散热器35进行冷却，便能够以比使用车载风扇45更短的时间完成氢气的灌装，而且还能够减少用于驱动车载风扇45的电能消耗。
此外，并不限于采用对多个氢气罐31同时灌装氢气的结构，也可以在配管42与各个氢气罐31之间的连接处设置阀门，从而能够对多个氢气罐31逐个依次灌装氢气。
气瓶15a和氢气罐31中分别灌满氢气时的压力并不限于上述压力。例如，燃料电池汽车所配备的氢气罐，有的灌满氢气时的压力为25MPa，在这种情况下，气瓶15a灌满时的压力也可以低于44MPa。
也可以将压力比氢气罐31灌满时的压力低的氢气预先储存在储气设备12的气瓶15a中，以压缩机对气瓶15a的氢气进行压缩后供给氢气罐31。
向储气设备12供给并灌装的氢气，不是由独立于氢气加气站11的设施生产后输送给储气设备12中的氢气也可以。例如，也可以在氢气加气站11使化石燃料改性而产生氢气或使水电分解而产生氢气，将该氢气供给储气设备12并进行灌装。
送风机14并不限于固定设置在既定位置上的结构，也可以是设置在可移动的台车上，使之能够移动到与停好的车辆30的散热器35相向的位置上的结构。这样一来，即使散热器35在车辆30上的设置位置因车型的不同而异(例如散热器35不是设置在车辆30的前部而是设置在后部)，也容易应对。
燃料电池33并不限于固体高分子型燃料电池，也可以是磷酸型燃料电池和碱型燃料电池等，只要是冷却时使用热量载体的燃料电池即可。
车辆30所配备的氢气罐31的数量并不限于4个。也可以在3个以下或5个以上。即，燃料电池系统32既可以由一个燃料电池33和多个氢气罐31连接而成，也可以是由一个氢气罐31向一个燃料电池33供给氢的系统。
氢气罐31也可以以内装有除氢吸储合金之外的其它氢吸储材料、例如活性碳纤维(activated carbon fiber)或单层纳米碳管而构成。
车辆30并不限于燃料电池汽车，也可以是装有氢气发动机的车辆。
权利要求
1.一种氢气加气站，用来向具有散热器的车辆所配备的氢气罐中灌装氢气，其特征是，包括储存氢气的储气设备；分配器，将所述储气设备供给的氢气灌装到所述氢气罐中；送风机，能够朝向所述散热器吹风。
2.如权利要求1所述的氢气加气站，其特征是，还具有驱动控制装置，在所述分配器开始向所述氢气罐中灌装氢气时驱动所述送风机工作。
3.如权利要求2所述的氢气加气站，其特征是，还具有检测器，检测所述分配器是否开始向所述氢气罐中灌装氢气，所述驱动控制装置依据来自所述检测器的检测信号驱动所述送风机工作。
4.如权利要求3所述的氢气加气站，其特征是，所述车辆具有氢气灌装口，所述分配器具有可连接到所述氢气灌装口上的连接器，所述检测器是检测所述连接器是否连接在所述氢气灌装口上的开关。
5.如权利要求1～4之任一权利要求所述的氢气加气站，其特征是，还具有冷却装置，对所述送风机朝向所述散热器吹出的风进行冷却。
6.如权利要求1～5之任一权利要求所述的氢气加气站，其特征是，还具有驱动控制装置，以根据所述散热器的热负荷对所述送风机的风量进行调整的方式对所述送风机进行控制。
7.一种向车辆所配备的氢气罐中灌装氢气的方法，所述车辆具有供冷却所述氢气罐的热量载体流通的热量载体流通路径、对在所述热量载体流通路径中流动的热量载体进行冷却的散热器、以及能够朝向所述散热器送风的风扇，其特征是，所述方法包括在所述车辆停在氢气加气站内的状态下，向所述氢气罐中灌装氢气；在所述氢气灌装时，由设置在所述氢气加气站上的送风机以大于所述风扇的风量朝向所述散热器吹风。
8.一种以氢作为燃料的车辆，其特征是，包括储存氢气的氢气罐；设置在设在车辆前部的室的内部的散热器，用于在向所述氢气罐中灌装氢气时对该氢气罐进行；可开闭的发动机盖，将所述室的上部开口遮盖；与所述发动机盖成一体形成的前格栅，该前格栅在所述发动机盖关闭的状态下，位于至少与所述散热器的前方对应的位置上，在所述发动机盖打开的状态下，使所述散热器向着车辆的前方露出。
9.一种以氢作为燃料的车辆，其特征是，包括储存氢气的氢气罐；设置在车辆中所设置的室的内部的散热器，用于在向所述氢气罐中灌装氢气时对该氢气罐进行冷却；排风通路，促使从所述室的外部吹向所述散热器并从该散热器中通过的风排放到所述室的外部。
10.如权利要求9所述的车辆，其特征是，所述室设在车辆的前部，车辆具有将所述室的上部开口遮盖的发动机盖，该发动机盖具有可开闭的盖，相对于吹向所述散热器的风的流向，该盖设置在所述散热器的下游侧，所述排风通路随着所述盖打开而形成。
全文摘要
氢气加气站(11)具有储存氢气的储气设备(12)、将储气设备(12)供给的氢气灌装到车辆(30)的氢气罐(31)中的分配器(13)以及送风机(14)。灌装氢气时，送风机(14)朝向停在氢气加气站(11)的既定车辆停止区域的车辆(30)的散热器(35)吹风。送风机(14)的风量可根据散热器(35)的热负荷进行调整。
文档编号F17C5/06GK1933999SQ20058000921
公开日2007年3月21日 申请日期2005年9月27日 优先权日2004年9月29日
发明者久保秀人, 矶贝嘉宏, 森大五郎 申请人:株式会社丰田自动织机, 丰田自动车株式会社