[发明专利]氢填充系统及其运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于向搭载于燃料电池车辆上的氢燃料罐填充氢的氢填充系统及其运转方法。

背景技术

例如，在燃料电池车辆中，通常搭载有固体高分子型燃料电池。该燃料电池通过向阳极侧电极供给燃料气体(主要含氢的气体，例如氢气)，并向阴极侧电极供给氧化剂气体(主要含氧的气体，例如空气)，而得到直流的电能。

通常，为了制造作为燃料气体的氢气而采用水电解装置。该水电解装置为了使分解水而产生氢(及氧)，使用固体高分子电解质膜(离子交换膜)。在固体高分子电解质膜的两面设有电极催化剂层而构成电解质膜-电极结构体，并且在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设供电体而构成单元。即，单元实质上与上述的燃料电池同样构成。

因此，为了将通过水电解装置制造出的氢气向搭载于燃料电池车辆上的燃料气体罐填充，而采用各种氢填充系统。例如，在专利文献1中，如图6所示，具备对搭载于车辆的车载罐1填充氢的氢供给站2。

氢供给站2具有：在将储存的氢的压力级Pt分成不同的多级的多个储存罐3中分别储存氢的罐单元4；用于将所述罐单元4内的氢向车载罐1供给的供给线5；对与所述供给线5连接的所述储存罐3进行切换的切换装置6。

氢供给站2构成为，随着氢向车载罐1的填充进行，可以操作切换装置6而将与供给线5连接的储存罐3依次切换为压力级Pt高的储存罐3。

【专利文献1】日本特开2005-69332号公报

然而，在上述的专利文献1中，具备多个、例如7个储存罐3，罐单元4相当大型。因此，氢供给站2的设置空间增大，而存在设置位置受限制这一问题。

而且，在排出氢后的储存罐3中，需要更换成填充有氢的新的储存罐3。因此，存在储存罐3的更换作业相当烦杂这一问题。

发明内容

本发明用于解决此种问题，其目的在于提供一种能够以简单且紧凑的结构向搭载于燃料电池车辆的氢燃料罐迅速地填充氢，而且作业性优良的氢填充系统及其运转方法。

本发明涉及用于向搭载于燃料电池车辆的氢燃料罐填充氢的氢填充系统。

该氢填充系统具备：高压水电解装置，其通过来自直流电源的通电而电解水，能够产生氧及与氢燃料罐的最大填充压力相同的压力的氢；氢配管，其将向所述氢燃料罐填充所述氢的填充机构及所述高压水电解装置之间相连；氢积存罐，其配设于所述氢配管，并以与所述氢燃料罐的最大填充压力相同的压力积存通过所述高压水电解装置制造的所述氢；第一阀机构，其配置在所述氢积存罐的下游，仅允许所述氢从该氢积存罐朝向所述填充机构流动；旁通配管，其配设于所述氢配管，并绕过所述氢积存罐及所述第一阀机构而将所述高压水电解装置和所述填充机构连接；第二阀机构，其配置于所述旁通配管，仅允许所述氢从所述高压水电解装置朝向所述填充机构流动。

另外，在该氢填充系统中，优选第一及第二阀机构具备止回阀。

此外，在该氢填充系统中，优选氢积存罐的容量设定为氢燃料罐的容量以下。

另外，在该氢填充系统中，优选氢积存罐设置有多个，并且优选多个所述氢积存罐的总容量设定为氢燃料罐的容量以下。

另外，本发明涉及一种氢填充系统的运转方法，所述氢填充系统为了向搭载于燃料电池车辆的氢燃料罐填充氢而具备：高压水电解装置，其通过来自直流电源的通电而电解水，能够产生氧及与所述氢燃料罐的最大填充压力相同的压力的所述氢；氢配管，其将向所述氢燃料罐填充所述氢的填充机构及所述高压水电解装置之间相连；氢积存罐，其配设于所述氢配管，并以与所述氢燃料罐的最大填充压力相同的压力积存通过所述高压水电解装置制造的所述氢；第一阀机构，其配置在所述氢积存罐的下游，仅允许所述氢从该氢积存罐朝向所述填充机构流动；旁通配管，其配设于所述氢配管，并绕过所述氢积存罐及所述第一阀机构而将所述高压水电解装置和所述填充机构连接。

氢填充系统的运转方法包括：将填充机构与氢燃料罐连接，从氢积存罐向所述氢燃料罐填充氢，并同时经由所述旁通配管将通过高压水电解装置的运转而制造的所述氢向所述氢燃料罐填充的工序；当所述氢积存罐的内压与所述氢燃料罐的内压相同时，从所述氢配管将该氢积存罐隔断，而仅从所述高压水电解装置向所述氢燃料罐填充所述氢的工序。

此外，在该运转方法中，优选在所述氢积存罐的下游配置有仅允许氢从该氢积存罐朝向填充机构流动的第一阀机构，并且在旁通配管配置有仅允许所述氢从高压水电解装置朝向所述填充机构流动的第二阀机构。

发明效果