專利名稱：車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及氫氣加氣站、氫氣灌裝方法及車輛，具體地說，涉及 適合在短時間內對車輛所配備的氫氣罐完成氫氣灌裝的技術。
背景技術：
近年來，抑制地球溫室效應的意識提高，特別是為了減少車輛排 放的二氧化碳，燃料電池電動汽牟和將氫氣發(fā)動機汽車等的氳作為燃 料的燃氫汽車的開發(fā)盛行。燃氫汽車一般都配備有灌裝了氫氣的氬氣 罐作為氫氣供給源。
作為氫的儲存和運輸方法，人們著眼于一種在某一溫度和壓力條 件下吸儲氳而變成氫化物，需要時在另一溫度和壓力下將氫釋放出來 的、被稱作"氫吸儲合金"的金屬的利用。使用氫吸儲合金的氬氣罐 與不使用氫吸儲合金的氫氣罐相比，在相同容積下可儲存更多的氬， 因而受到人們的關注。
氫氣罐中氫氣的灌裝，是通過被稱作氫氣加氣站的、相當于汽油 加油站和天然氣加氣站的設施進行的。例如，氬氣加氣站具有由多個 氣瓶組成的氬氣儲存設備、以及、將氬氣儲存設備供給的氬氣灌裝到 車輛的氫氣罐中的分配器(灌裝機)。并且，在將設置在分配器軟管 前端的連接器連接在所述氫氣罐的灌裝口上的狀態(tài)下，利用氫氣儲存 設備與氬氣罐之間的壓力差向氫氣罐內灌裝氫氣。
在向氫氣罐中灌裝氫氣時，氫氣罐內的溫度會升高，因此，若不 邊對氫氣罐進行冷卻邊灌裝氫氣，則需要較長的灌裝時間。此外，由 于氫吸儲合金的氫吸儲反應屬于發(fā)熱反應，因此，在將氫吸儲在氬吸 儲合金中以增加氫氣灌裝量時，如果不進行冷卻氫吸儲反應便不能夠 流 暢地進行。
作為適合配備氫吸儲合金氬氣罐的燃氫汽車使用的氬氣供給系 統(tǒng)，有人提出一種將對氫氣罐內的氫吸儲合金進行冷卻用的冷卻液供給到氫氣罐的冷卻液供給系統(tǒng)設置在氫氣加氣站的方案(例如可參照 專利文獻l)。燃氫汽車具有冷卻發(fā)動機用的冷卻液進行循環(huán)的冷卻液 循環(huán)系。在從氫氣罐將氫氣供給發(fā)動機時，將對發(fā)動機進行冷卻而溫 度升高的冷卻液循環(huán)系中的冷卻液用來對氫吸儲合金進行加熱。所述 氫氣供給系統(tǒng)，除了該冷卻液循環(huán)系之外，還另外具有向氫氣罐中灌 裝氫氣時對氫氣罐進行冷卻用的冷卻液的供給用配管和該冷卻液的排 出用配管。
但是，按照上述專利文獻1記載的氫氣供給系統(tǒng)，必須在氫氣罐 內分別設置從氫吸儲合金中釋放氬時對氫吸儲合金進行加熱的熱量載 體的流通路徑、以及、將氫吸儲在氫吸儲合金中時對氫吸儲合金進行 冷卻的冷卻液的流通路徑。因此，不僅氫氣罐的構造復雜，而且氬氣 罐的體積也大。
作為為配備使用了氫吸儲合金的氫氣罐的燃料電池汽車提供的加 熱/冷卻系統(tǒng)，本申請人曽提出下面的系統(tǒng)。即，在該系統(tǒng)中，作為從 氫吸儲合金釋放氫時對氫吸儲合金進行加熱的熱量載體，使用對燃料 電池進行冷卻后的熱量載體，而作為將氫吸儲在氫吸儲合金中時對氫 吸儲合金進行冷卻的熱量載體，使用與氫吸儲合金加熱用熱量載體相 同的熱量載體。在該系統(tǒng)中，熱量載體的冷卻由燃料電池汽車上所裝 備的散熱器進行。燃料電池運行時，利用對燃料電池進行冷卻后的熱 量載體對氫吸儲合金進行加熱，該熱量栽體由散熱器冷卻。在這樣的 系統(tǒng)中，燃料電池的冷卻和氫吸儲合金的加熱能夠良好地進行。但是， 在將氫吸儲在氫吸儲合金中時即向氫氣罐中灌裝氫氣時，如果要將大
量(例如5kg)的氫在短時間內(例如5分鐘內)灌裝至高壓(例如 35MPa)，只使用一般的車載散熱器和風扇對熱量載體進行冷卻，將 無法使氫吸儲合金產生的熱量以及伴隨氫氣的壓縮而產生的熱量充分 散發(fā)掉。在這里，5kg的氫氣灌裝量，是燃料電池汽車加一次氫后能夠 像燃油汽車那樣行駛500km距離的量。
使用一般的車栽散熱器和風扇例如冷卻液流量為60L/min的散熱 器和最大風速為2m/s的風扇對熱量載體進行冷卻，在外部氣溫為30 。C的環(huán)境下灌裝氫氣時，對于空的氫氣罐，5分鐘內只能加入前述5kg 的約85 %即4.25kg的氫。要想在5分鐘內加入5kg的95 % ( 4.75kg ) 以上的氫，必須使風扇的風速達到6m/s以上。但是，將能夠產生這種風速的風扇安裝在燃料電池汽車上，不僅需要很大的安裝空間，而且 除了進行氫氣灌裝之外，風扇的能力是過剩的。
可以考慮這樣一種方法，即，在燃料電池汽車中所設置的熱量載 體循環(huán)路徑上設置熱量載體的出口和入口 ，在氫氣加氣站給氫氣罐灌 裝氫氣時，將氫氣加氣站的熱量栽體冷卻路徑連接到燃料電池汽車的 熱量載體循環(huán)路徑的出口和入口上，由氫氣加氣站對熱量載體進行冷 卻的同時使之循環(huán)。但是， 一般來說，熱量載體并非一種，因汽車制 造廠家的不同而不同，為此，氫氣加氣站需要準備與燃料電池汽車使 用的各種熱量載體相對應的不同種類的熱量載體。此外，灌裝氫氣時， 還要進行將熱量載體循環(huán)路徑與熱量載體冷卻路徑連接起來的作業(yè)。
專利文獻特開平7- 108909號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的第1目的，是提供一種能夠很好地對氫氣罐進行冷卻從 而縮短氫氣灌裝時間的氫氣加氣站以及氬氣灌裝方法。此外，本發(fā)明 的第2目的，是提供一種在氫氣加氣站灌裝氫氣時能夠高效率地對散 熱器進行冷卻的車輛。
為實現(xiàn)上述第1目的，本發(fā)明提供一種氫氣加氣站，向具有散熱 器的車輛所配備的氫氣罐中灌裝氫氣，其中具有儲存氳氣的儲氣設備、 將所述儲氣設備供給的氫氣灌裝到所述氫氣罐中的分配器、以及能夠 朝向所述散熱器吹風的送風機。
為實現(xiàn)上述第1目的，本發(fā)明還提供一種向車輛所配備的氫氣罐 中灌裝氫氣的方法。所述車輛具有供冷卻所述氫氣罐的熱量栽體流通 的熱量載體流通路徑、對在所述熱量載體流通路徑中流動的熱量載體 進行冷卻的散熱器、以及能夠朝向所述散熱器送風的風扇。所述方法 包括在所述車輛停在氫氣加氣站內的狀態(tài)下，向所述氫氣罐中灌裝 氫氣；以及在所述灌裝氬氣時，由設置在所述氫氣加氣站上的送風機 以大于所述風扇的風量朝向所述散熱器吹風。
為實現(xiàn)上述第2目的，本發(fā)明提供一種以氫作為燃料的車輛，其 中具有儲存氫氣的氫氣罐；向所述氫氣罐中灌裝氫氣時用于對該氫 氣罐進行冷卻的散熱器，而該散熱器設置在設在車輛前部的室的內部； 將所述室的上部開口遮蓋的、可開閉的發(fā)動機蓋；與所述發(fā)動機蓋成 一體形成的前格柵。前格柵，在所述發(fā)動機蓋關閉的狀態(tài)下，位于至少與所述散熱器的前方對應的位置上，在所述發(fā)動機蓋打開的狀態(tài)下， 使所述散熱器從車輛向著前方露出。
為實現(xiàn)上述第2目的，本發(fā)明還提供一種以氫作為燃料的車輛， 其中，具有儲存氫氣的氫氣罐；向所述氫氣罐中灌裝氫氣時用于對 該氫氣罐進行冷卻的散熱器，而該散熱器設置在車輛中所設置的室的 內部；促使從所述室的外部吹向所述散熱器并從該散熱器中通過的風 排放到所述室的外部的排風通路。


圖1是本發(fā)明第1實施方式所涉及的氫氣加氣站和車輛的概略構 成圖。
圖2是表示燃料電池、氫氣罐和熱量載體流通路徑的模式圖。 圖3是本發(fā)明第2實施方式所涉及的氫氣加氣站和車輛的概略構 成圖。
圖4是本發(fā)明第3實施方式所涉及的氫氣加氣站和車輛的概略構 成圖。
圖5是其它實施方式所涉及的氫氣加氣站和車輛的概略構成圖。
具體實施方式
(笫1實施方式)
下面，結合圖1和圖2對將本發(fā)明具體化的第1實施方式進行說明。
如圖1所示，氫氣加氣站ll具有儲存氫氣的儲氣設備12、將儲 氣設備12供給的氬氣灌裝到車輛30所配備的多個氫氣罐31中的分配 器(灌裝機)13以及送風機14。在圖1中，車輛30、儲氣設備12、分 配器13、送風機14等的大小比例不同于實際比例。
車輛30,是以燃料電池作為驅動源的燃料電池汽車，裝設有燃料 電池系統(tǒng)32。如圖2所示，燃料電池系統(tǒng)32具有所述氫氣罐31、燃 料電池33、壓縮4幾34以及散熱器35。氫氣罐31、燃料電池33和散熱 器35經熱量載體流通路徑36相連。氫氣罐31如圖1所示，例如設置 有4個。而圖2中只示出3個氫氣罐31。
燃料電池33例如由固體高分子型燃料電池構成，通過氫氣罐31 供給的氫與壓縮機34供給的空氣中的氧氣發(fā)生反應而產生直流電氣能 量(直流電能)。為了在車輛30正常運行時能夠對燃料電池33進行冷卻，所述熱量載體流通路徑36的一部分作為熱交換部36a設置在燃 料電池33內。
各氫氣罐31具有罐體37、作為氫吸儲材料內裝有氫吸儲合金MH 的氫吸儲單元38、以及、在罐體37內對氫吸儲單元38進行支持的支 持體39。此外，在各氫氣罐31內，設置有所述熱量載體流通路徑36 的一部分作為熱交換部36b。該熱交換部36b發(fā)揮著與氫吸儲合金MH 之間進行熱交換的熱量載體的流通路徑的功能。在本實施方式中，熱 量載體使用的是LLC (長壽命冷卻劑)。在熱交換部36b的周圍設置 有多個散熱片40，以提高與氫吸儲合金MH之間進行熱交換的效率。 氫吸儲合金MH使用的是公知的合金。
所述氫氣罐31經管路41連接在燃料電池33的氫氣供給端(未圖 示)上，向燃料電池33提供氫。各氫氣罐31在處于充滿狀態(tài)時，是 以既定的壓力(例如約35MPa的高壓)儲存氫氣的。各氫氣罐31輸 出的氫氣在通過未圖示的閥門減壓到一定壓力(例如0.3MPa左右)后 供給燃料電池33。氫氣罐31連接在具有氫氣灌裝口 42a的配管42上， 通過配管42能夠對所有氫氣罐31同時灌裝氫氣。
壓縮機34經管路43連接在燃料電池33的氧氣供給端(未圖示) 上，向燃料電池33提供壓縮空氣。壓縮機34將經過未圖示的空氣濾 清器濾除塵埃等的空氣進行壓縮后從管路43輸出。
散熱器35具有在馬達44的驅動下旋轉的風扇45，可^f吏散熱器35 的散熱高效率地進行。
熱量載體流通路徑36的除所述熱交換部36a、 36b之外的其它部 分，形成了從散熱器35的出口到散熱器35的入口的循環(huán)路徑36c。在 位于散熱器35的入口附近的循環(huán)路徑36c部分上i殳置有泵46。泵46 將熱量載體流通路徑36內的熱量載體向散熱器35的入口輸送。熱量 栽體流通路徑36在熱交換部36a的入口與散熱器35的出口之間具有分 盆部分，在該分岔部分上設置有電磁三通閥47。循環(huán)路徑36c從散熱 器35的出口處經該電磁三通閥47—直延伸到散熱器35的入口處。熱 交換部36a的入口與電磁三通閥47相連，熱交換部36a的出口在電磁 三通閥47的下游側與循環(huán)路徑36c相連。
各氫氣罐31的熱交換部36b的入口經電磁三通閥48與循環(huán)路徑 36c相連。此外，各熱交換部36b的出口在對應的電磁三通閥48的下游側與循環(huán)路徑36c相連。各電磁三通閥48能夠在下述兩種狀態(tài)之間 進行切換，即，使流經循環(huán)路徑36c的熱量載體只能夠流向對應的熱 交換部36b的入口方向的第l狀態(tài)、以及、4吏流經循環(huán)路徑36c的熱量 載體只能夠流向循環(huán)路徑36c的下游側而不是流向熱交換部36b的入 口方向的第2狀態(tài)之間進行切換。在位于散熱器35的入口附近的循環(huán) 路徑36c部分上，設置有對流入散熱器35的熱量載體的溫度進行檢測 的溫度傳感器49。溫度傳感器49位于所述泵46的下游側。
所述壓縮機34、馬達44、泵46以及電磁三通閥47、 48按照燃料 電池系統(tǒng)32的控制裝置50發(fā)出的指令進行工作。泵46按照控制裝置 50發(fā)出的指令信號啟動或停止并能夠改變熱量載體的輸出流量?？刂?裝置50的輸入信號，有溫度傳感器49的檢測信號、對燃料電池33的 溫度進行檢測的溫度傳感器(未圖示)的檢測信號、以及、對氫氣罐 31內的壓力進行檢測的壓力傳感器(未圖示)的檢測信號。控制裝置 50依據(jù)溫度傳感器49的檢測信號，將流入散熱器35的熱量載體的溫 度信息以無線方式發(fā)送給后述的氬氣加氣站11的驅動控制裝置19。
如圖1所示，所述儲氣設備12由包括經配管15b彼此相連且灌裝 了既定壓力的氫氣的多個氣瓶15a的氫氣儲存設備構成。圖1中只畫 出3個氣瓶15a，但氣瓶15a的個數(shù)在實際當中例如在10個以上。各 個氣瓶15a在處于充滿狀態(tài)時，所灌裝的氫氣的壓力可達到既定壓力 (例如40 45MPa)。例如，當以35MPa的壓力向各個氫氣罐31灌 裝氫氣時，將各個氣瓶15a充滿時的壓力設定為44MPa。
所述分配器13屬于公知裝置，具有前端裝有連接器16的軟管17， 并且裝備有未圖示的質量流量計、流量調整閥、開關閥等。分配器13 將所述儲氣設備(氫氣儲存設備)12供給的氫氣通過軟管17灌裝到車 輛30的氫氣罐31中。 一旦連接器16連接到設置在車輛30上的所述氫 氣灌裝口42a上，分配器13便自動進行氫氣的灌裝。
分配器13具有檢測分配器13是否開始向氫氣罐31中灌裝氫氣的 檢測器。在本實施方式中，所述檢測器由所述軟管17的連接器16連 接在氫氣灌裝口 42a上時便接通的開關18構成。
所述送風機14安裝在能夠朝向停在氫氣加氣站11的既定的車輛 停車區(qū)域的車輛30的散熱器35吹風的位置上。送風機14可產生比車 輛30上所設置的所述風扇45的最大風速(例如2m/s)大的風速(例如6m/s)。送風機14在所述驅動控制裝置19的控制下工作。驅動控 制裝置19依據(jù)來自所述開關18的接通信號、即表示分配器13開始向 氫氣罐31灌裝氫氣的檢測信號使逸風機14啟動。
送風機14具有轉速可控的馬達14a。驅動控制裝置19在接收到灌 裝氫氣時來自車輛30的控制裝置50的關于散熱器35的熱負荷信息、 在本實施方式中是流入散熱器35的熱量載體的溫度信息時，向馬達14a 輸出控制信號以根據(jù)散熱器35的熱負荷調整送風機14的風量。即， 對送風機14進行的控制使之產生與散熱器35的熱負荷對應的風量。
當環(huán)境溫度在能夠使燃料電池33發(fā)電的預先確定的容許溫度以上 時，燃料電池33進行常規(guī)運行?？刂蒲b置50依據(jù)對環(huán)境溫度進行檢 測的溫度傳感器(未圖示)的檢測信號掌握環(huán)境溫度。如果環(huán)境溫度 在所述容許溫度以上，控制裝置50便從燃料電池33啟動時起使該燃 料電池33進行常規(guī)運行，如果環(huán)境溫度低于容許溫度，則對燃料電池 33進行暖機之后使該燃料電池33進行常規(guī)運行。進行常規(guī)運行時，將 氫氣罐31的氳供給燃料電池33的陽極電極。并且，使壓縮機34工作， 將空氣加壓至既定壓力供給燃料電池33的陰極。
固體高分子型燃料電池在80。C左右的溫度下能夠以良好的效率發(fā) 電，但氫與氧的化學反應是發(fā)熱反應，因而發(fā)電持續(xù)進行時，反應產 生的熱量會使燃料電池33的溫度從80"C左右的適宜溫度升高。為防止 溫度升高，使被散熱器35冷卻的熱量載體在熱量載體流通路徑36內 循環(huán)。此外，氫吸儲合金MH釋放氫的反應是吸熱反應，因此，為了 使反應能夠流暢地進行，需要對氫吸儲合金MH進行加熱。為此，將 對燃料電池33進行冷卻后變溫的熱量載體用來加熱氫吸儲合金MH。
在燃料電池33運行時，控制裝置50使電磁三通閥47保持向熱交 換部36a的入口供給熱量載體的狀態(tài)，并依據(jù)對氫氣罐31內的壓力進 行檢測的壓力傳感器的檢測信號，輸出指令信號對各電磁三通閥48的 切換進行控制。當氫氣罐31內的壓力降低到預先設定的第l壓力以下 時，控制裝置50將電磁三通閥48切換成可使熱量載體對氫氣罐31進 行加熱的狀態(tài)、即熱量載體從熱交換部36b中流過的狀態(tài)。而當氫氣 罐31內的壓力達到預先設定的笫2壓力以上時，控制裝置50將電磁 三通閥48切換成不使熱量載體從氫氣罐31中流過的狀態(tài)。
當對于所有氫氣罐31來說即使按照預先設定的時間繼續(xù)以熱量栽體進行加熱也達不到第l壓力時，控制裝置50便做出需要向氳氣罐31 中灌裝氫氣的判斷。并且，控制裝置50使設置在車輛上的未圖示的報 知器(例如燈等顯示部)動作。
在向氫氣罐31灌裝(儲存)氫氣時，也就是將氫氣吸儲在氳吸儲 合金MH中時，車輛30要停在氫氣加氣站11的既定的停車區(qū)域內。 如圖1所示，車輛30停在既定停車區(qū)域內時，設置在車輛30的前部 的散熱器35與送風機14相向。燃料電池系統(tǒng)32的控制裝置50將電磁 三通閥47切換成不將熱量載體供給燃料電池33的熱交換部36a而使之 在循環(huán)路徑36c中流動的狀態(tài)。此外，控制裝置50將各電磁三通閥48 切換成向氳氣罐31的熱交換部36b供給熱量載體的狀態(tài)。因此，處于 經過散熱器35冷卻的熱量載體不從燃料電池33的熱交換部36a中流過 而向各個氫氣罐31的熱交換部36b供給的狀態(tài)。
此外， 一旦分配器13的連接器16連接到氫氣灌裝口 42a上，控制 裝置50便使風扇45停止工作而僅使泵46繼續(xù)工作。之所以使風扇45 停止工作的理由如下。即，在氫氣灌裝過程中，氫氣加氣站ll的送風 機14工作，送風機14從風扇45的反方向向散熱器35吹風。送風機 14吹向散熱器35的風比風扇45吹向散熱器35的風強。因此，風扇45 吹出的風對于散熱器35的冷卻沒有什么作用。
另一方面， 一旦分配器13的連接器16連接到氬氣灌裝口 42a上， 便自動開始向氫氣罐31中灌裝氫氣并且開關18接通。氫氣加氣站11 的驅動控制裝置19依據(jù)開關18的接通信號，向馬達14a輸出驅動控制 指令使之驅動送風機14旋轉。其結果，送風機14吹出的風吹到車輛 30的散熱器35上，散熱器35的散熱效果比用車輛30所裝備的風扇45 進行散熱時要好。
儲氣設備(氫氣儲存設備)12供給氫氣罐31的氫氣與氫吸儲合金 MH發(fā)生反應變成氫化物而^皮吸儲在氫吸儲合金MH中。由于氫的吸 儲反應是發(fā)熱反應，因而若不使氫吸儲反應產生的熱量散發(fā)掉，吸儲 反應將無法流暢地進行。然而，由于從熱量載體流通路徑36中流過的 熱量載體^皮散熱器35高效率冷卻，而且不從燃料電池33的熱交換部 36a流過而通過循環(huán)路徑36c和熱交換部36b在氫氣罐31與散熱器35 之間進行循環(huán)，因此，氫吸儲合金MH產生的熱量可通過熱量載體散 發(fā)，使吸儲反應得以流暢地進行。其結果，例如在外部空氣溫度為30°C、熱量載體的流量為60L/min、送風機14的風速為6m/s以上的條件 下，能夠在5分鐘內向空的氫氣罐31灌裝相當于充滿時的灌裝量5kg 的95%以上的氬氣，即4.75kg以上的氬氣。
此外，控制裝置50對送風機14進行控制，從而能夠根據(jù)散熱器 35的熱負荷、即根據(jù)從散熱器35中流過的熱量載體的溫度調整送風機 14的風量。在對氫氣罐31進行冷卻時，若從開始灌裝氫氣便以一定的 送風量對散熱器35進行吹風，則可使送風機14的控制變得簡單。但 是，散熱器35的熱負荷并不是恒定的。因此，若采用將送風量恒定而 在短時間內完成氳氣灌裝的方式，送風機14就必須以散熱器35熱負 荷最大時所需要的送風量一直工作到氫氣灌裝結束為止，因此，散熱 器35的熱負荷較小時會造成能量的浪費。而在本實施方式中，對送風 機14進行的控制可使之根據(jù)散熱器35的熱負荷提供風量，與送風量 恒定的方式相比，在氫氣灌裝時間相同的情況下能夠減少能量消耗。
本實施方式具有以下優(yōu)點。
(1) 氫氣加氣站11具有灌裝了既定壓力的氫氣的儲氣設備12、 將儲氣設備12供給的氫氣灌裝到車輛30所配備的氫氣罐31中的分配 器13、以及、能夠朝向車輛30的散熱器35吹風的送風機14。因此， 在向車輛30的氫氣罐31中灌裝氫氣時，以送風機14朝向車輛30的散 熱器35送風，與使用車輛30上裝備的散熱器冷卻用風扇45相比，在 單位時間內能夠將更大量的風吹到散熱器35上。其結果，與將風扇45 用于散熱器35的冷卻相比，能夠在短時間內完成氫氣的灌裝。而且， 不需要對車輛30上所設置的已有的冷卻系進行改動。
(2) 驅動控制裝置19具有檢測分配器13是否開始向氬氣罐31 灌裝氫氣的檢測器(開關18)，并依據(jù)該檢測器的檢測信號驅動送風 ^L14工作。因此，需要進行冷卻時送風機14能夠自動工作。
(3) 檢測分配器13是否開始向氳氣罐31灌裝氫氣的檢測器，由 分配器13的軟管17上所設置的連接器16連接到通往氫氣罐31的氫氣 灌裝口 42a上時便接通的開關18構成。因此，檢測器的構成非常簡單。
(4 )驅動控制裝置19根據(jù)散熱器35的熱負荷對送風機14的風量 進行調整。其結果，能夠降低送風機14的能量消耗。
(5)燃料電池系統(tǒng)32具有多個氫氣罐31。向這些氫氣罐31供給 熱量載體的熱量載體流通路徑36具有電磁三通閥48，而該電磁三通閥48能夠在使被散熱器35冷卻的熱量載體依次從所有氬氣罐31中流過 的狀態(tài)、以及、只能夠從所選擇的至少一個氫氣罐31中流過的狀態(tài)之 間進行切換。因此，利用控制裝置50發(fā)出的指令信號，可以改變熱量 載體的流動路線而使各氫氣罐31處于最佳狀態(tài)，便于對各氫氣罐31 內的氫吸儲合金MH '洽當?shù)剡M行加熱和冷卻。 (第2實施方式)
下面，圍繞與上述第1實施方式的不同之處，結合圖3對本發(fā)明 的第2實施方式進行i兌明。凡與上述第1實施方式相同的部分賦予相 同的附圖標記并省略其詳細說明。在本實施方式中，氫氣加氣站ll設 置了冷卻裝置20，送風機14將經過所述冷卻裝置20冷卻而溫度變得 低于外部空氣的風吹向散熱器35。
如圖3所示，冷卻裝置20設置在氫氣加氣站11的車輛停止區(qū)域與 送風機14之間。該冷卻裝置20例如是構成冷凍回路的一部分的蒸發(fā) 器。構成冷凍回路的其它設備(壓縮機、冷凝器、膨脹閥等)在圖中 未繪出。冷凍回路例如可使用公知的冷凍回路。冷卻裝置20具有供在 冷凍回路中循環(huán)的制冷劑流通的配管，該配管呈曲折狀彎曲以盡可能
增加表面面積。由此，可使送風機14送來的風與冷卻裝置20之間高 效率地進行熱交換。
因此，本實施方式除了具有與上述第1實施方式的優(yōu)點(l) ~ (5) 同樣的優(yōu)點之外，還具有以下優(yōu)點。
(6 )送風機14將經過所述冷卻裝置20的冷卻而溫度變得低于外 部空氣的風吹向散熱器35。因此，散熱器35的散熱效果提高，與直接 吹送外部空氣相比，用來冷卻氫氣罐31的熱量載體的溫度低，可進一 步縮短氫氣灌裝時間。
(第3實施方式)
下面，圍繞與上述第1實施方式的不同之處，結合圖4對本發(fā)明 的第3實施方式進行i兌明。凡與第1實施方式相同的部分賦予相同的 附圖標記并省略其詳細i兌明。本實施方式涉及一種車輛，即，在氫氣 加氣站11灌裝氫氣時，能夠使設置在車輛30的外部的風扇(即設置 在氫氣加氣站11上的送風機14 )吹出的風高效率地對散熱器35進行 冷卻的車輛3(K氫氣加氣站11的構成與上述第1實施方式相同，車輛 30上所裝備的燃料電池系統(tǒng)也與第1實施方式相同。在車輛30的前部，設置有與將內燃機作為驅動源的車輛的發(fā)動機 室相當?shù)氖?1。散熱器35在室51內靠車輛30的前方設置。在將室51 的上部開口遮蓋的可開閉的發(fā)動機蓋52上，形成有與之一體形成的前 格柵53。前格柵53，在發(fā)動機蓋52處于關閉狀態(tài)時位于至少與散熱 器35的前方相對應的位置上，發(fā)動機蓋52處于打開狀態(tài)時，使散熱 器35從車輛30的前方露出。
在本實施方式中，在如圖4的雙點劃線所示發(fā)動機蓋52打開的狀 態(tài)下，在氫氣加氣站11向車輛30的氫氣罐31中灌裝氫氣。對于一般 的車輛來說，在發(fā)動機室內靠前方的位置設置散熱器，為了使外部空 氣能夠進入以及使散熱器用風扇的風能夠通過，將散熱器的前方部分 用通風性較好的前格柵遮擋。前格柵通常由做成網格或百葉窗等形式 的隔板構成，而該隔板會對從前格柵中通過的空氣形成阻力。
相對于此，作為本實施方式的車輛30，在發(fā)動機蓋52打開時，前 格柵53上的至少將散熱器35的前方遮擋的部分將與發(fā)動機蓋52 —起 移動，使散熱器35的前部向外露出。散熱器35是在該狀態(tài)下受到送 風機14吹來的風的冷卻的，因此，散熱器35的散熱效果進一步提高， 與前格柵不能夠和發(fā)動機蓋一起移動的車輛相比，能夠在短時間內完 成氫氣的灌裝。
對于上述各實施方式，例如還可以進行如下改變。
檢測是否開始向氫氣罐31灌裝氫氣的檢測器，并不限于分配器13 的軟管17上所設置的連接器16連接到通往氫氣罐31的氫氣灌裝口 42a 時便接通的開關18。例如，作為檢測器，也可以設置對氫在分配器13 內的流動進行檢測的流量檢測裝置，使驅動控制裝置19依據(jù)流量檢測 裝置在檢測到氫的流動時所輸出的檢測信號對送風機14開始進行驅 動。 一般來說，分配器13具有質量流量計，因而可以將該質量流量計 作為流量檢測裝置使用。因此，不需要另外設置流量檢測裝置。
作為檢測是否開始灌裝氫氣的檢測器，還可以這樣構成，即，在 車輛30上設置對氫氣罐31的發(fā)熱進行檢測的傳感器，當該傳感器檢 測到氫氣罐31發(fā)熱時，將與該發(fā)熱有關的信息發(fā)送給氳氣加氣站11 的驅動控制裝置19。
作為在氫氣加氣站11灌裝氫氣時使氫氣加氣站11所裝設的送風 機14送來的風高效率地對車載散熱器35進行冷卻的結構，并不限于圖4所示的第3實施方式的結構。例如也可以在車輛30上設置能夠將 從設置有散熱器35的室51的外部吹向該散熱器35的風流暢地排放到 室51之外的通路。例如，如圖5所示，在發(fā)動機蓋52上的、發(fā)動機 蓋52處于關閉狀態(tài)時位于散熱器35附近的部位設置可開閉的蓋54。 相對于送風機14送來的風的流向，蓋54設置在散熱器35的下游側。 蓋54在車輛30行駛時保持關閉狀態(tài)，灌裝氳氣時如雙點劃線所示打 開。蓋54處于打開狀態(tài)時，將在車輛30中形成通路55 (圖5中的箭 頭所示)，送風機14吹出的吹向散熱器35并從散熱器35中通過的風， 可通過該通路55流暢地排放到室51的外部。即，通路55促使送風機 14的吹向散熱器35并從散熱器35中通過的風排放到室51之外。
在設置有散熱器35的室51內通常還裝設有各種設備，因而從室 51的外部吹向散熱器35的風不容易排放到室51之外。而根據(jù)本實施 方式，在氫氣加氣站11向氫氣罐31中灌裝氫氣時，如果在所述蓋54 打開的狀態(tài)下驅動送風機14工作，則從室51之外吹向散熱器35并從 散熱器35中通過的風便能夠通過通路55流暢地排放到室51之外。因 此，散熱器35的散熱效果提高，與不存在通路55時相比，能夠在較 短時間內完成氫氣的灌裝。蓋54在車輛30行駛時保持關閉狀態(tài)，因 此，車輛30行駛時不形成所述通路55，車輛30行駛時不會對室51內 空氣的流動產生影響。
氫氣加氣站11的儲氣設備12，并不限于由以高于氫氣罐31灌滿 時的內部壓力的壓力灌裝氫氣后的多個氣瓶15a組成的氫氣儲存設備 構成。作為儲氣設備12，例如也可以使用比氣瓶15a大的單一高壓罐。
氫氣加氣站ll并不限于固定的站點(固定裝置)，也可以是安裝 在拖車或集裝箱車上的移動式加氣站。按照這種方案，例如在燃料電 池作為家用電源得到普及時，可以很方便地為設置在各個家庭中的作 為氫氣源的氫氣罐灌裝氫氣。
氫氣加氣站11并不限于向內裝氫吸儲合金MH的氫氣罐31中灌
裝氫氣，也可以用來向未內裝氫吸儲合金的氫氣罐中灌裝氫氣。既便 是在車輛所配置的是未內裝氫吸儲合金的氫氣罐的情況下，只要利用
氫氣加氣站11的送風機14對車栽散熱器35進行冷卻，便能夠以比使 用車載風扇45更短的時間完成氫氣的灌裝，而且還能夠減少用于驅動 車載風扇45的電能消耗。此外，并不限于采用對多個氫氣罐31同時灌裝氫氣的結構，也可 以在配管42與各個氫氣罐31之間的連接處設置閥門，從而能夠對多 個氫氣罐31逐個依次灌裝氫氣。
氣瓶15a和氫氣罐31中分別灌滿氫氣時的壓力并不限于上述壓 力。例如，燃料電池汽車所配備的氫氣罐，有的灌滿氫氣時的壓力為 25MPa，在這種情況下，氣瓶15a灌滿時的壓力也可以低于44MPa。
也可以將壓力比氫氣罐31灌滿時的壓力低的氫氣預先儲存在儲氣 設備12的氣瓶15a中，以壓縮機對氣瓶15a的氫氣進行壓縮后供給氫 氣罐31。
向儲氣設備12供給并灌裝的氫氣，不是由獨立于氫氣加氣站11 的設施生產后輸送給儲氣設備12中的氬氣也可以。例如，也可以在氫 氣加氣站11使化石燃料改性而產生氫氣或使水電分解而產生氫氣，將 該氫氣供給儲氣設備12并進行灌裝。
送風機14并不限于固定設置在既定位置上的結構，也可以是設置 在可移動的臺車上，使之能夠移動到與停好的車輛30的散熱器35相 向的位置上的結構。這樣一來，即使散熱器35在車輛30上的設置位 置因車型的不同而異(例如散熱器35不是設置在車輛30的前部而是 設置在后部)，也容易應對。
燃料電池33并不限于固體高分子型燃料電池，也可以是磷酸型燃 料電池和堿型燃料電池等，只要是冷卻時使用熱量載體的燃料電池即 可。
車輛30所配備的氫氣罐31的數(shù)量并不限于4個。也可以在3個以 下或5個以上。即，燃料電池系統(tǒng)32既可以由一個燃料電池33和多 個氫氣罐31連接而成，也可以是由一個氫氣罐31向一個燃料電池33 供給氳的系統(tǒng)。
氫氣罐31也可以以內裝有除氫吸儲合金之外的其它氫吸儲材料、 例如活性碳纖維(activated carbon fiber )或單層納米碳管而構成。
車輛30并不限于燃料電池汽車，也可以是裝有氫氣發(fā)動機的車輛。
權利要求
1.一種以氫作為燃料的車輛，其特征是，包括儲存氫氣的氫氣罐；設置在設在車輛前部的室的內部的散熱器，用于在向所述氫氣罐中灌裝氫氣時對該氫氣罐進行冷卻；能夠開閉的發(fā)動機蓋，將所述室的上部開口遮蓋；與所述發(fā)動機蓋成一體形成的前格柵，該前格柵在所述發(fā)動機蓋關閉的狀態(tài)下，位于至少與所述散熱器的前方對應的位置上，在所述發(fā)動機蓋打開的狀態(tài)下，使所述散熱器向著車輛的前方露出。
2. —種以氫作為燃料的車輛，其特征是，包括 儲存氫氣的氫氣罐；設置在設在車輛中的室的內部的散熱器，用于在向所述氫氣罐中 灌裝氫氣時對該氫氣罐進行冷卻；排風通路，促使從所述室的外部吹向所述散熱器并從該散熱器中 通過的風排放到所述室的外部。
3. 如權利要求2所述的車輛，其特征是，所述室設在車輛的前部， 車輛具有將所述室的上部開口遮蓋的發(fā)動機蓋，該發(fā)動機蓋具有能夠 開閉的蓋，相對于吹向所述散熱器的風的流向，該蓋設置在所述散熱 器的下游側，所述排風通路隨著所述蓋打開而形成。
全文摘要
氫氣加氣站(11)具有儲存氫氣的儲氣設備(12)、將儲氣設備(12)供給的氫氣灌裝到車輛(30)的氫氣罐(31)中的分配器(13)以及送風機(14)。灌裝氫氣時，送風機(14)朝向停在氫氣加氣站(11)的既定車輛停止區(qū)域的車輛(30)的散熱器(35)吹風。送風機(14)的風量可根據(jù)散熱器(35)的熱負荷進行調整。
文檔編號B60S5/02GK101618712SQ20091015055
公開日2010年1月6日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權日2004年9月29日
發(fā)明者久保秀人, 森大五郎, 磯貝嘉宏 申請人:株式會社豐田自動織機;豐田自動車株式會社