專(zhuān)利名稱(chēng)：氫供給設(shè)備和燃料氣體供給設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氫供給設(shè)備和燃料氣體供給設(shè)備，特別地，它們中的 每個(gè)都能夠適合于在通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)而生成電能的燃料電池系統(tǒng)內(nèi)使 用。
背景技術(shù)：
用于通過(guò)氫氣和氧化氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)獲得電能的燃料電池 系統(tǒng)是已知的。用作此燃料電池系統(tǒng)的燃料的氫氣是可燃的和無(wú)味的。 另一方面，在處理氫氣時(shí)，優(yōu)選的是能確定地辨認(rèn)氫氣的存在。因此，已提供了將氫氣與添味劑混合的氫供給設(shè)備，該添味劑的 存在由于它的氣味而可辨認(rèn)(例如，見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在此氫供給設(shè)備中， 因?yàn)闅錃夂吞砦秳┗旌?，所以便于氫氣的處理。進(jìn)一步地，在已經(jīng)發(fā) 生氫氣泄漏的情況中，例如，因添味劑的氣味而能夠立即檢測(cè)到氫氣 泄漏。專(zhuān)利文獻(xiàn)l: JP2002-29701A 專(zhuān)利文獻(xiàn)2: JP2002-216812A 專(zhuān)利文獻(xiàn)3: JP2004-111167A發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問(wèn)題為檢測(cè)氫氣的泄漏，添味劑和氫氣必須混合。然而，在氫氣已經(jīng) 達(dá)到極低的溫度的情況中，添味劑有時(shí)已被固化，且氫氣和添味劑在 一些情況中在極低的溫度下沒(méi)有混合。在用于在高壓狀態(tài)下存儲(chǔ)氫氣 的系統(tǒng)例如特別是高壓氫罐中，氫氣因?yàn)樵跉涔┙o期間的絕熱膨脹而已達(dá)到極低的溫度，且在一些情況中氫氣已在未與添味劑混合的同時(shí) 被供給。已經(jīng)考慮到以上所述的各種問(wèn)題而作出本發(fā)明，且本發(fā)明的目的 是提供一種氫供給設(shè)備，該氫供給設(shè)備甚至能夠在低溫下將添味劑與 氫氣混合，且能夠檢測(cè)氫氣泄漏。解決問(wèn)題的手段為解決以上所述的問(wèn)題，本發(fā)明采用如下手段。g卩，根據(jù)本發(fā)明 的氫供給設(shè)備包括用于存儲(chǔ)氫氣的氣體存儲(chǔ)裝置；用于將添味劑添 加到所述氫氣的添味劑添加裝置；和溫度調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置 用于調(diào)節(jié)所述氫氣、所述添味劑和已添加所述添味劑的所述氫氣中的 至少一個(gè)的溫度。在該氫供給設(shè)備中，當(dāng)存儲(chǔ)在氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣供給到氣體 存儲(chǔ)裝置的外部時(shí)，氫氣的壓力降低，且氫氣經(jīng)歷絕熱膨脹。因此， 氫氣的溫度降低。當(dāng)氫氣的溫度降低到等于或低于預(yù)定溫度的水平時(shí)， 待與氫氣混合的添味劑固化或液化，且可能難于與氫氣混合。根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備通過(guò)溫度調(diào)節(jié)裝置提高氫氣和添味劑中 的至少一個(gè)的溫度以抑制氫氣的溫度降低，因此使得能夠?qū)⑻砦秳┚S 持在使添味劑能夠與氫氣混合的狀態(tài)(或溫度)。溫度升高的氫氣可以是 存儲(chǔ)在氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣，或者可以是從氣體存儲(chǔ)裝置供給到外 部的氫氣。進(jìn)一步地，供給到外部的氫氣包括已添加添味劑的氫氣。 應(yīng)注意的是，根據(jù)本發(fā)明的氫氣供給設(shè)備能夠通過(guò)包括添味劑添加裝 置而將添味劑添加到氫氣。待添加添味劑的氫氣可以是存儲(chǔ)在氣體存 儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣，或者可以是從氣體存儲(chǔ)裝置排出的氫氣。進(jìn)一步地， 已由添味劑添加裝置添加添味劑的氫氣被供給到用于氫氣的供給目的 地，即氫氣利用設(shè)備例如燃料電池或氫發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于進(jìn)一步包括 用于檢測(cè)存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣的溫度的存儲(chǔ)氣體溫度檢 測(cè)裝置，且特征可以在于溫度調(diào)節(jié)裝置具有氣體溫度降低抑制裝置， 該氣體溫度降低抑制裝置用于當(dāng)由所述存儲(chǔ)氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到 的氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)抑制存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi) 的氫氣的溫度降低。當(dāng)氫氣的溫度等于或低于所述預(yù)定溫度時(shí)，氣體溫度降低抑制裝 置抑制氫氣的溫度降低，因此使得能夠?qū)⑻砦秳┚S持在使添味劑能夠 與氫氣混合的狀態(tài)(或溫度)。應(yīng)注意的是氫氣可以是混合有添味劑的氫 氣。通過(guò)使用混合有添味劑的氫氣，能夠供給與添味劑混合的氫氣， 且能夠提高氫氣泄漏的檢測(cè)精度。所述預(yù)定溫度指如下溫度，在該溫 度以下添味劑改變?yōu)槔绮荒芘c氫氣混合的固體形式，且根據(jù)添味劑 的特性適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該溫度。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于進(jìn)一步包括 用于檢測(cè)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度的氫氣溫度檢測(cè)裝 置，且特征可以在于溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng) 由所述氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí) 升高從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度。以上所述的存儲(chǔ)氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)存儲(chǔ)在氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的 氫氣的溫度；另一方面，氫氣溫度檢測(cè)裝置在氣體存儲(chǔ)裝置的外部檢 測(cè)供給到氣體存儲(chǔ)裝置的外部的氫氣的溫度。即，氫氣溫度檢測(cè)裝置 能檢測(cè)待供給到氣體存儲(chǔ)裝置的外部的氫氣的溫度，該溫度由于絕熱 膨脹而已降低?；跈z測(cè)到的氫氣的溫度，溫度調(diào)節(jié)裝置提高從氣體 存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度，由此使得能夠抑制由于溫度已降低的氫 對(duì)添味劑的冷卻而導(dǎo)致的添味劑的液化或固化。應(yīng)注意的是加熱裝置 可以是只要能提高氫氣的溫度即可的任何裝置，且加熱裝置的例子可 以是加熱器。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于進(jìn)一步包括 用于檢測(cè)將由所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度的添味劑溫度 檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng) 由所述添味劑溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的添味劑的溫度等于或低于預(yù)定溫 度時(shí)升高將由所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度。為增加添味劑的溫度，優(yōu)選的是從檢測(cè)到的添味劑的溫度計(jì)算 添味劑的蒸氣壓力，且施加熱到添味劑使得添味劑達(dá)到需要的蒸氣壓 力。需要的蒸氣壓力指使得添加到氫氣的添味劑不液化或固化的壓力。 可以例如通過(guò)提供用于存儲(chǔ)添味劑的添味劑存儲(chǔ)裝置、且通過(guò)使用例 如加熱器的加熱裝置升高添味劑存儲(chǔ)裝置的溫度而進(jìn)行對(duì)添味劑供給 熱。通過(guò)以此方式調(diào)節(jié)添味劑的蒸氣壓力，能夠抑制添味劑的液化或 固化。應(yīng)注意的是加熱裝置可以是只要能提高添味劑的溫度即可的任 何裝置，且加熱裝置的例子可以是加熱器。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于進(jìn)一步包括 用于檢測(cè)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度的氫氣溫度檢測(cè)裝 置；和用于檢測(cè)由所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度的添味劑 溫度檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用 于當(dāng)由所述氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度和由所述添味劑溫 度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的添味劑的溫度中的至少一個(gè)滿(mǎn)足預(yù)定條件時(shí)升高 所述添味劑的溫度。在本發(fā)明中，不僅基于由添味劑檢測(cè)裝置檢測(cè)到的添味劑的溫度 調(diào)節(jié)添味劑的溫度，而且基于由氫氣檢測(cè)裝置檢測(cè)到的添味劑的溫度 調(diào)節(jié)添味劑的溫度。所述預(yù)定條件指由氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的 氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度，或者由添味劑溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到 的添味劑的溫度等于或低于預(yù)定溫度。應(yīng)注意的是采用的溫度可以 按優(yōu)先級(jí)排序，且可以基于優(yōu)先級(jí)高的溫度升高添味劑的溫度。加熱裝置可以是只要能提高氫氣和/或添味劑的溫度的任何裝置，且加熱裝 置的例子可以是加熱器。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于進(jìn)一步包括 用于檢測(cè)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度的氫氣溫度檢測(cè)裝 置，且特征可以在于溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng) 由所述氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí) 升高從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的且已通過(guò)所述添味劑添加裝置添加所 述添味劑的氫氣的溫度。根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)已由添味劑添加裝置添加添味劑的氫氣的溫度， 因此抑制氫氣內(nèi)包含的添味劑的液化或固化。如上所述，當(dāng)存儲(chǔ)在氣 體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣供給到氣體存儲(chǔ)裝置的外部時(shí)，溫度可能由于絕 熱膨脹而降低。然而，氫氣的溫度降低的原因不限制于此，且也可能 的是例如由于將氫氣供給設(shè)備放置在冰點(diǎn)以下的環(huán)境中而降低了氫氣 的溫度。即使將氫氣或添味劑加熱，因這樣的原因?qū)е碌臍錃獾臏囟?降低也可能由于例如隨后從氫氣逐漸損失熱而發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明，添 加添味劑后的氫氣的溫度能夠升高，因此，即使氫氣供給設(shè)備放置在 冰點(diǎn)以下的環(huán)境中也能夠防止添味劑的液化等。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于進(jìn)一步包括 用于調(diào)節(jié)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的供給量的氫氣供給量調(diào)節(jié) 裝置，且特征可以在于溫度調(diào)節(jié)裝置通過(guò)所述氫氣供給量調(diào)節(jié)裝置減 少?gòu)乃鰵怏w存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的供給量，從而抑制氫氣的溫度降 低。當(dāng)氫氣從氣體存儲(chǔ)裝置供給到氣體存儲(chǔ)裝置的外部時(shí)，氣體存儲(chǔ) 裝置內(nèi)的氫氣減少，且氫氣的溫度由于絕熱膨脹而降低。特別地，例 如，如果氫氣在高壓氫罐內(nèi)以高壓狀態(tài)存儲(chǔ)，則壓力急劇降低，這導(dǎo) 致顯著的溫度降低。然而，當(dāng)氫氣的供給量減少時(shí)，減少了溫度降低。因此，當(dāng)氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)，氫氣的供給量?jī)?yōu)選 地通過(guò)氫氣供給量調(diào)節(jié)裝置來(lái)減少，且能夠通過(guò)減少氫氣的供給量來(lái) 抑制溫度降低以促進(jìn)添味劑與氫氣混合。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫氣供給設(shè)備的特征可以在于所述預(yù)定 溫度等于或高于添味劑的熔點(diǎn)。即，當(dāng)由存儲(chǔ)氣體溫度檢測(cè)裝置或氫 氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于或低于所述預(yù)定溫度(所述預(yù) 定溫度等于或高于添味劑的熔點(diǎn))時(shí)，溫度調(diào)節(jié)裝置升高存儲(chǔ)在氣體存 儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣、從氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣和添味劑中的至少一個(gè) 的溫度。添味劑的熔點(diǎn)是添味劑從固體形式改變?yōu)橐后w形式的溫度。當(dāng)添 味劑的溫度降低到低于其熔點(diǎn)時(shí)，添味劑轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w形式，該固體形 式難于與氫氣混合。在這樣的溫度，氫氣和添味劑可能不混合，且氫 氣泄漏的檢測(cè)精度可能降級(jí)。因此，所述預(yù)定溫度設(shè)定為等于或高于添味劑的熔點(diǎn)，以便當(dāng)氫 氣的溫度等于或低于所述預(yù)定溫度時(shí)抑制氫氣的溫度降低，因此抑制 添味劑的固化，且允許添味劑以液體形式或氣體形式存在。 一般地， 難于將固體形式的添味劑與氫氣混合，且因此添味劑以液體形式或氣 體形式提供，因此便于添味劑與氫氣的混合。應(yīng)注意的是所述預(yù)定溫度設(shè)定為等于或高于添味劑的熔點(diǎn)，因?yàn)?所述預(yù)定溫度適合于在液體狀態(tài)下能與氫氣混合或容易與氫氣混合的 添味劑，且根據(jù)添味劑的特性適當(dāng)?shù)馗淖兇藴囟取＿M(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于所述預(yù)定溫 度設(shè)定為等于或高于添味劑的沸點(diǎn)。即，當(dāng)由氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè) 到的氫氣的溫度等于或低于所述預(yù)定溫度(所述預(yù)定溫度等于或高于添味劑的沸點(diǎn))時(shí)，氣體溫度降低抑制裝置升高存儲(chǔ)在氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的 氫、從氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣和添味劑中的至少一個(gè)的溫度。添味劑的沸點(diǎn)是添味劑從液體形式改變?yōu)闅怏w形式的溫度。當(dāng)添 味劑的溫度降低到低于其沸點(diǎn)時(shí)，添味劑改變?yōu)橐后w形式，取決于添 味劑的特性，該液體形式可能難于與氫氣混合。在液體狀態(tài)下不會(huì)與 氫氣混合或難于與氫氣混合的添味劑可能使氫氣泄漏的檢測(cè)精度降 級(jí)。因此，通過(guò)當(dāng)氫氣的溫度在等于或高于添味劑的沸點(diǎn)的所述預(yù)定 溫度時(shí)抑制氫氣的溫度降低，將添味劑保持在氣體狀態(tài)，從而使得能 夠便于將添味劑與氫氣混合。應(yīng)注意的是將所述預(yù)定溫度設(shè)定為等于或高于添味劑的沸點(diǎn)，因 為所述預(yù)定溫度適合于在氣體狀態(tài)下能與氫氣混合或容易與氫氣混合 的添味劑，且適當(dāng)?shù)馗鶕?jù)添味劑的特性改變此溫度。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于包括用于 存儲(chǔ)與添味劑混合的氫氣的氣體存儲(chǔ)裝置；用于從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給氫氣的氣體供給裝置；用于檢測(cè)存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫 氣的溫度的氣體溫度檢測(cè)裝置；和氣體溫度降低抑制裝置，該氣體溫 度降低抑制裝置用于當(dāng)由所述氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度 等于或低于預(yù)定溫度時(shí)抑制存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣的溫度 降低。通過(guò)當(dāng)與添味劑混合的氫氣的溫度等于或低于所述預(yù)定溫度時(shí)使 用氣體溫度降低抑制裝置抑制氫氣的溫度降低，能夠?qū)⑻砦秳┚S持在 使添味劑能夠與氫氣混合的狀態(tài)(或溫度)。因此，能夠供給與添味劑混 合的氫氣，從而使得能提高氫氣泄漏的檢測(cè)精度。所述預(yù)定溫度是如 下溫度，在該溫度以下添味劑改變?yōu)槔绮荒芘c氫氣混合的固體狀態(tài)，且根據(jù)添味劑的特性適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該溫度。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于進(jìn)一步包括 用于檢測(cè)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度的氫氣溫度檢測(cè)裝 置，且特征可以在于溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng) 由氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)升高 從氣體存儲(chǔ)裝置供給的且已通過(guò)添味劑添加裝置添加添味劑的氫氣的 溫度。因此，能夠提高已與添味劑混合的且將從氣體存儲(chǔ)裝置供給到 外部的氫氣的溫度。此外，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的特征可以在于氣體溫度降低抑 制裝置通過(guò)減少氫氣的供給量而抑制氫氣的溫度降低。只要在氫氣的溫度等于或低于氫氣難于與添味劑混合的預(yù)定溫度 時(shí)能夠抑制氫氣的溫度降低，則根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備就是令人滿(mǎn) 意的；例如，除以上所述的構(gòu)造外，該設(shè)備可以設(shè)有限制器，該限制 器用于當(dāng)氫氣的溫度等于或低于所述預(yù)定溫度時(shí)停止氫氣的供給，以 便防止氫存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣的減少且抑制氫氣的溫度降低，或者該設(shè) 備可以設(shè)有多個(gè)氣體存儲(chǔ)裝置，以便使用氫氣的溫度高于所述預(yù)定溫 度的氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣，而不使用氫氣的溫度低于所述預(yù)定溫度 的氣體存儲(chǔ)裝置，因此維持待供給的氫氣的溫度在所述預(yù)定溫度之上。實(shí)際上，以上所述的氫供給設(shè)備中的每個(gè)氫供給設(shè)備是用于供給 作為燃料氣體的氫氣的設(shè)備。應(yīng)注意的是，添味劑在低溫不固化和氫 氣在極低的溫度不與添味劑混合的問(wèn)題不限制于氫氣，而是那些問(wèn)題 在一般的燃料氣體中也是可能的。因此，本發(fā)明的目的是提供一種燃 料氣體供給設(shè)備，該燃料氣體供給設(shè)備甚至在低溫也能將添味劑與燃 料氣體混合，且能夠檢測(cè)燃料氣體泄漏。為解決以上所述的問(wèn)題，本發(fā)明釆用如下手段。即，根據(jù)本發(fā)明的燃料氣體供給設(shè)備的特征在于包括用于存儲(chǔ)燃料氣體的氣體存儲(chǔ) 裝置；用于將添味劑添加到所述燃料氣體的添味劑添加裝置；和溫度 調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述氫氣、所述添味劑和已添加 所述添味劑的所述氫氣中的至少一個(gè)的溫度。根據(jù)本發(fā)明的燃料氣體供給設(shè)備具有與以上已經(jīng)描述的每個(gè)氫供 給設(shè)備的功能等同的功能。這是因?yàn)?燃料氣體"是天然氣、液化石 油氣等的一般名稱(chēng)，且在燃料氣體中也包括氫氣。因此，以上所述的 燃料氣體供給設(shè)備的構(gòu)造可以通過(guò)將以上已經(jīng)描述的每個(gè)氫供給設(shè)備內(nèi)的氫氣以燃料氣體替換來(lái)描述。因此，將省略其描述。應(yīng)注意的是燃料氣體的例子包括天然氣和液化石油氣(LPG)，該液 化石油氣(LPG)由丙烷和丁垸組成，且作為丙烷和丁烷的混合物而被利 用。應(yīng)注意的是天然氣包括壓縮天然氣(后文中稱(chēng)為"CNG")。進(jìn)一步 地，如果由重整器重整氫，則作為結(jié)果的重整氣體也被包括在燃料氣 體內(nèi)。進(jìn)一步地，用于供給那些燃料氣體的燃料氣體供給設(shè)備可應(yīng)用 于例如作為消耗燃料氣體的燃料氣體消耗裝置的燃料電池、氫發(fā)動(dòng)機(jī)、 CNG發(fā)動(dòng)機(jī)、LPG發(fā)動(dòng)機(jī)和用于重整燃料氣體的重整器。應(yīng)注意的是 用于重整燃料氣體的重整器指例如用于將燃料氣體重整為氫的重整 器。根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備，即使在低溫也能夠抑制氫氣的溫度降 低，能夠混合添味劑和氫氣，且能夠檢測(cè)氫氣泄漏。附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是根據(jù)實(shí)施例1的燃料電池系統(tǒng)10的方框圖。 圖2是圖示了在根據(jù)實(shí)施例1的燃料電池系統(tǒng)10中的氫氣溫度控制的流程圖。圖3是圖示了在根據(jù)實(shí)施例2的燃料電池系統(tǒng)10中的氫氣溫度控制 的流程圖。圖4是根據(jù)實(shí)施例3的水燃料電池系統(tǒng)11的方框圖。圖5是圖示了根據(jù)實(shí)施例3的氫氣溫度控制的流程圖。圖6是必需的加熱量的MAP圖。圖7是根據(jù)實(shí)施例4的燃料電池系統(tǒng)12的方框圖。圖8是圖示了根據(jù)實(shí)施例4的添味劑蒸氣壓力控制的流程圖。圖9是根據(jù)實(shí)施例5的燃料電池系統(tǒng)13的方框圖。圖10是根據(jù)實(shí)施例6的燃料電池系統(tǒng)14的方框圖。圖11是圖示了根據(jù)實(shí)施例6的氫氣溫度控制的流程圖。實(shí)施本發(fā)明的最佳模式將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備的實(shí)施例。實(shí)施例l圖1是根據(jù)實(shí)施例1的包括氫供給設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)10的系統(tǒng) 方框圖。此燃料電池系統(tǒng)包括燃料電池l;高壓氫罐2，該高壓氫罐 存儲(chǔ)了用作燃料氣體的氫氣，且用作向燃料電池1供給氫氣的氫供給 設(shè)備；用于向燃料電池1供給空氣的空氣供給設(shè)備3;和用于控制各種 設(shè)備的電子控制單元(ECU)4。高壓氫罐2包括用作氣體存儲(chǔ)裝置的罐21，與添味劑混合的氫 氣被存儲(chǔ)在該罐21內(nèi)；主停止閥22，氫氣通過(guò)該主停止閥22供給到 燃料電池l;加熱器23，該加熱器23用作用于增加罐21內(nèi)的氫氣的 溫度的加熱裝置；和溫度計(jì)24，該溫度計(jì)24用作用于檢測(cè)罐21內(nèi)的 氫氣的溫度的氣體溫度檢測(cè)裝置。燃料電池1導(dǎo)致氫氣和氧化氣體之間通過(guò)電極的電化學(xué)反應(yīng)以獲 得電能。根據(jù)實(shí)施例1的燃料電池1是在電動(dòng)汽車(chē)中經(jīng)常使用的固體 聚合物電極燃料電池，該電動(dòng)汽車(chē)使用燃料電池作為電源。存儲(chǔ)在高壓氫罐2內(nèi)的氫氣包含丙烯酸甲酯作為添味劑。添味劑通過(guò)將添味劑混合到無(wú)味的氫氣內(nèi)而為氫氣賦予氣味，且用于檢測(cè)氫氣泄漏。丙烯酸甲酯的沸點(diǎn)大約為8(TC且熔點(diǎn)大約為-75。C。主停止閥22用作供給口 ，氫氣從罐21通過(guò)主停止閥22供給到燃 料電池l，且通過(guò)主停止閥22的供給流量由ECU4控制。進(jìn)一步地， 主停止閥22是電磁閥，通過(guò)使電流經(jīng)過(guò)主停止閥22來(lái)加熱主停止閥 22，且主停止閥22能夠間接加熱待供給到燃料電池1的氫氣。g卩，主 停止閥22和加熱器23 —樣具有加熱裝置的功能。加熱器23設(shè)置在罐21的下部處，且能夠利用ECU4的控制來(lái)直 接加熱罐21內(nèi)的氫氣。加熱器23放置的位置可以是任何位置，只要 罐21內(nèi)的氫氣能夠被加熱即可，且該位置不限制于罐21的下部；然 而，當(dāng)添味劑呈固體形式或呈液體形式時(shí)，氫氣積聚在罐21的下部處， 因此，通過(guò)將加熱器23放置在罐21的下部處能有效地加熱氫氣。溫度計(jì)24用于檢測(cè)罐21內(nèi)的氫氣溫度，且溫度計(jì)24被構(gòu)成為使 得檢測(cè)到的氫氣溫度被輸入到ECU4。 ECU4基于由溫度計(jì)24檢測(cè)到 的氫氣溫度控制主停止閥22或加熱器23，由此將罐21內(nèi)的氫氣維持 在適當(dāng)?shù)臏囟?。下文將詳?xì)描述如上所述構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)10內(nèi)的氫氣溫度 控制。下文描述的各種控制中的每個(gè)控制由ECU4執(zhí)行，且是以規(guī)則 間隔重復(fù)的程序。實(shí)施例1提供在氫氣供給開(kāi)始前的溫度控制，且實(shí)施例1是如下 的實(shí)施例，其中當(dāng)高壓氫罐2內(nèi)的氫氣溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)， 通過(guò)加熱器23或主停止閥22升高氫氣溫度，以形成促進(jìn)添味劑與氫 氣混合的狀態(tài)，從而把與添味劑混合的氫氣供給到燃料電池。圖2是 圖示了根據(jù)實(shí)施例1的氫氣溫度控制的流程圖。首先，在從高壓氫罐2到燃料電池1的氫氣供給開(kāi)始時(shí)，由溫度計(jì)24檢測(cè)罐21內(nèi)的氫氣溫度(步驟101)。檢測(cè)到的溫度被輸入到ECU4， 且ECU4確定檢測(cè)到的溫度是否等于或低于預(yù)定溫度Tl(步驟102)。在實(shí)施例l中，使用丙烯酸甲酯作為添味劑，且所述預(yù)定溫度T1 設(shè)定為-70°C，該溫度比-75。C即丙烯酸甲酯的熔點(diǎn)高5。C。即，在比所 述預(yù)定溫度T1高的溫度下，丙烯酸甲酯呈現(xiàn)為液體，且處于丙烯酸甲 酯易于與氫氣混合的狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)到的氫氣溫度等于或低于所述預(yù)定溫度T1時(shí)，ECU4執(zhí)行 加熱過(guò)程以防止添味劑固化(步驟103)。在加熱過(guò)程中，可以通過(guò)使電 流經(jīng)過(guò)加熱器24來(lái)直接加熱氫氣，或者可以通過(guò)使電流經(jīng)過(guò)主停止閥 22來(lái)間接加熱待供給的氫氣。在已經(jīng)通過(guò)任何一種方法執(zhí)行加熱過(guò)程 一定時(shí)間段后，由溫度計(jì)24再次檢測(cè)罐21內(nèi)的氫氣溫度(步驟101)。再次確定檢測(cè)到的氫氣溫度是否等于或低于Tl(步驟102)，且重 復(fù)加熱過(guò)程直至確定罐21內(nèi)的氫氣溫度高于所述預(yù)定溫度T1。如果作 為步驟102的確定結(jié)果確定由溫度計(jì)24檢測(cè)到的氫氣溫度高于所述預(yù) 定溫度Tl，則確定用作添味劑的丙烯酸甲酯呈液體形式且與氫氣混合， 因此開(kāi)始?xì)錃夤┙o(步驟104)。應(yīng)注意的是如果氫氣供給持續(xù)，則氫氣的溫度因氫氣的絕熱膨 脹而降低，因此，即使在氫氣供給已經(jīng)開(kāi)始后，也以一定時(shí)間段重復(fù) 本控制。如上所述，根據(jù)實(shí)施例1，能以使得添味劑容易與氫氣混合的 溫度供給氫氣，因此促進(jìn)了氫氣與添味劑的混合，且使得能提高氫氣 泄漏的檢測(cè)精度。進(jìn)一步地，在實(shí)施例1中，氫氣的溫度控制在氫氣供給開(kāi)始前進(jìn) 行，但溫度控制不一定必須在氫氣供給開(kāi)始前進(jìn)行，且可以在氫氣供 給期間進(jìn)行。應(yīng)注意的是當(dāng)在氫氣供給期間進(jìn)行溫度控制時(shí)，如果氫氣溫度等于或低于所述預(yù)定溫度Tl，則可以進(jìn)一步提供用于停止氫 氣供給的氫氣供給停止裝置。通過(guò)提供氫供給停止裝置，等于或低于 所述預(yù)定溫度的氫氣的供給被停止，因此使得能夠防止在低溫下不與 添味劑混合的氫氣被供給到燃料電池1。實(shí)施例2在實(shí)施例2中，當(dāng)高壓氫罐2內(nèi)的氫氣溫度等于或低于所述預(yù)定 溫度時(shí)，待供給到燃料電池1的氫氣的流量降低，從而防止罐21內(nèi)的 氫氣的減少。通過(guò)防止罐21內(nèi)的氫氣減少，抑制了氫氣由于絕熱膨脹 的溫度降低。根據(jù)實(shí)施例2的氫氣溫度控制是在氫氣供給期間執(zhí)行的 溫度控制。應(yīng)注意的是燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)造大致與實(shí)施例1中相同； 因此，相同的部件通過(guò)相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)，且將省略對(duì)它們的描述。在根據(jù)實(shí)施例2的燃料電池系統(tǒng)10中，用作氣體溫度控制裝置的 ECU4具有調(diào)節(jié)從高壓氫罐2供給到燃料電池1的氫氣供給流量的功 能。如果由用作氣體溫度檢測(cè)裝置的溫度計(jì)24所指示的溫度等于或低 于預(yù)定溫度，則ECU4降低氫氣供給流量以抑制罐21內(nèi)的氫氣的絕熱 膨脹且抑制罐21內(nèi)的氫氣的溫度降低。通過(guò)以此方式抑制氫氣的溫度 降低，在氫氣內(nèi)包含的添味劑能夠被維持在比添味劑容易與氫氣混合 的恒定溫度高的溫度，且與添味劑混合的氫氣能夠被供應(yīng)到燃料電池圖3是圖示了根據(jù)實(shí)施例2的氫氣溫度控制的流程圖。首先，氫 氣以供給流量Ql從高壓氫罐2供給到燃料電池l(步驟S201)。在自從 氫氣供給起已經(jīng)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間段后，溫度計(jì)24檢測(cè)罐21內(nèi)的氫氣溫 度(步驟202)。檢測(cè)到的溫度被輸入到ECU4，且ECU4確定檢測(cè)到的 氫氣溫度是否等于或低于預(yù)定溫度T2(步驟203)。類(lèi)似于實(shí)施例1，在實(shí)施例2中也使用丙烯酸甲酯作為添味劑。 然而，所述預(yù)定溫度T2設(shè)定為-65'C，該溫度比-75"C即丙烯酸甲酯的熔點(diǎn)高1(TC。將所述預(yù)定溫度T2設(shè)定為比實(shí)施例1中的所述預(yù)定溫度高的原因是在實(shí)施例1中，因?yàn)闅錃獗患訜嵫b置加熱，將溫度降低到所述預(yù)定溫度T1或更低是不可能的，但在實(shí)施例2中，因?yàn)樵诓贿M(jìn) 行任何加熱過(guò)程的情況下抑制溫度降低，將溫度輕微降低到所述預(yù)定 溫度T2或更低是可能的。因此，在實(shí)施例2中所述預(yù)定溫度T2設(shè)定 為比實(shí)施例1中的所述預(yù)定溫度T1高5'C。如果檢測(cè)到的氫氣溫度等于或低于所述預(yù)定溫度T2，則ECU4將 氫氣供給流量從Ql改變?yōu)镼2(其中Q2<Q1)，以便抑制氫氣的溫度降 低(步驟204)。通過(guò)降低氫氣的供給流量，抑制了罐21內(nèi)的氫氣的絕熱 膨脹，且抑制了氫氣的溫度降低。在已經(jīng)以供給流量Q2向燃料電池1供給氫氣一定時(shí)間段后，再次 檢測(cè)氫氣溫度(步驟202)。 ECU4確定檢測(cè)到的氫氣溫度是否等于或低 于所述預(yù)定溫度T2(步驟203)，且以供給流量Q2供給氫氣，直至確定 氫氣溫度高于所述預(yù)定溫度T2。作為步驟203的確定結(jié)果，如果由溫 度計(jì)24檢測(cè)到的氫氣溫度被確定為高于所述預(yù)定溫度T2，則將氫氣供 給流量從Q2改變?yōu)镼l，且以供給流量Ql供給氫氣(步驟205)。通過(guò)在氫氣供給期間檢測(cè)氫氣溫度且當(dāng)氫氣溫度降低到接近熔點(diǎn) 時(shí)以此方式降低氫氣供給流量，能以添味劑容易與氫氣混合的溫度供 給氫氣，因此使得能夠促進(jìn)氫氣與添味劑的混合且提高氫氣泄漏的檢 測(cè)精度。替代地，在另一個(gè)實(shí)施例中，包括所述多個(gè)高壓氫罐2的燃料電 池系統(tǒng)可以被構(gòu)成為使得作為在氫氣溫度等于或低于所述預(yù)定溫度 T2時(shí)降低氫氣供給流量的替代，選擇氫氣溫度高于所述預(yù)定溫度T2 的高壓氫罐來(lái)從高壓氫罐向燃料電池供給氫氣。實(shí)施例3接下來(lái)，將描述根據(jù)實(shí)施例3的包括氫供給設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)11。在根據(jù)實(shí)施例1的燃料電池系統(tǒng)10內(nèi)，通過(guò)ECU4的控制直接加 熱罐21內(nèi)的氫氣。另一方面，在根據(jù)實(shí)施例3的燃料電池系統(tǒng)11內(nèi)， 將已經(jīng)經(jīng)歷絕熱膨脹且待從高壓氫罐2供給的氫氣加熱。當(dāng)高壓氫罐2 內(nèi)的氫氣供給到罐外時(shí)，待供給的氫氣可能因?yàn)閴毫ο陆刀?jīng)歷絕熱 膨脹，且其溫度可能降低。進(jìn)一步地，在冰點(diǎn)以下的環(huán)境中，氫氣的 溫度降低。當(dāng)氫氣溫度降低時(shí)，發(fā)生待與氫氣混合的添味劑液化或固 化的問(wèn)題。根據(jù)實(shí)施例3的燃料電池系統(tǒng)11解決了這種問(wèn)題。圖4是根據(jù)實(shí)施例3的包括氫供給設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)11的系統(tǒng) 方框圖。燃料電池系統(tǒng)11包括燃料電池1;高壓氫罐2;空氣供給 設(shè)備3; ECU4;添味劑罐5;緩沖罐6;加熱器23a;溫度計(jì)24a;氫氣供給通道30;空氣供給通道31;陽(yáng)極廢氣通道32;循環(huán)氣體通道33;和氫氣供給分支通道34。應(yīng)注意的是以上已描述的部件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)，且因此將省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。氫氣供給通道30在其一端連接到高壓氫罐2,且在其另一端連接 到燃料電池1的陽(yáng)極側(cè)以將氫氣引導(dǎo)到燃料電池1。氫氣供給通道30 從氫氣流的上游側(cè)起依次設(shè)有氫流量計(jì)27、溫度計(jì)24a和加熱器23a。氫流量計(jì)27檢測(cè)從高壓氫罐2供給的氫氣的流量。氫流量計(jì)27 電連接到ECU4，且檢測(cè)到的氫流量被輸入到ECU4。進(jìn)一步地，溫度 計(jì)24a檢測(cè)從高壓氫罐2供給的氫氣溫度。溫度計(jì)24a電連接到ECU4， 且檢測(cè)到的溫度被輸入到ECU4。將加熱器23a設(shè)置到氫供給通道30，且通過(guò)ECU4的控制來(lái)加熱 經(jīng)過(guò)氫供給通道30的氫氣。加熱器23a可以例如放置在氫供給通道30 的下部處，但優(yōu)選地放置為覆蓋氫氣供給通道30。這是因?yàn)橐赃@種構(gòu) 造能夠有效地加熱經(jīng)過(guò)氫氣供給通道30的氫氣。氫氣供給分支通道34在加熱器23a的下游側(cè)從氫氣供給通道30 分支，且與氫氣供給通道30再次匯合。進(jìn)一步地，氫氣供給分支通道 34從氫氣流的上游側(cè)起依次設(shè)有泵25、添味劑罐5、緩沖罐6和噴射 器26。
泵25調(diào)節(jié)待添加添味劑的氫氣的流量。添味劑罐5存儲(chǔ)待添加到 從高壓氫罐2供給的氫氣中的添味劑。緩沖罐6臨時(shí)地保持從高壓氫 罐2供給的氫氣，將存儲(chǔ)在添味劑罐5內(nèi)的添味劑添加到氫氣，且執(zhí) 行攪動(dòng)。進(jìn)一步地，噴射器26被供給有來(lái)自高壓氫罐2的添加了添味 劑的氫氣，且將此氫氣與被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)用作主通道的氫氣供給通道30的 氫氣混合。
空氣供給通道31在其一端連接到空氣供給設(shè)備3，且在其另一端 連接到燃料電池1的陰極側(cè)以將空氣引導(dǎo)到燃料電池1。陽(yáng)極廢氣通道 32將從燃料電池1的陽(yáng)極側(cè)排出的陽(yáng)極廢氣引導(dǎo)到燃料電池系統(tǒng)11的 外部。循環(huán)氣體通道33從陽(yáng)極廢氣通道分支，且與氫氣供給通道匯合 以將陽(yáng)極廢氣內(nèi)包含的氫氣再次引導(dǎo)到燃料電池1。
后文中將詳細(xì)描述如上所述構(gòu)成的燃料電池系統(tǒng)11內(nèi)的氫氣溫度 控制。下述各種控制中的每個(gè)控制由以上所述的ECU4執(zhí)行，且是以 規(guī)則間隔重復(fù)的程序。
圖5是圖示了根據(jù)實(shí)施例3的氫氣溫度控制的流程圖。首先，ECU4 獲得了從高壓氫罐2供給到燃料電池1的氫氣流量(步驟S301)。氫氣 流量可以由氫流量計(jì)27獲得。
然后，ECU4從MAP圖確定與所獲得的氫流量相關(guān)的加熱器加熱 量(步驟302)。在這方面，所需加熱量的MAP圖在圖6中示出。如在 圖6中示出，水平軸表示氫流量(NL/min)，垂直軸表示加熱器加熱量 (W)，且直線(xiàn)Pl表示加熱器加熱量的變化。所需加熱量的這種MAP圖例如可以預(yù)先存儲(chǔ)在ECU4的存儲(chǔ)器等內(nèi)。
然后，ECU4獲得從高壓氫罐2供給的氫氣的溫度(步驟303)。氫 氣溫度可以通過(guò)溫度計(jì)24a獲得。隨后，ECU4確定所獲得的氫氣溫度 是否足夠高(步驟304)。應(yīng)注意的是足夠高的氫氣溫度指待添加的添 味劑不液化或固化的溫度，且可以取決于待添加的添味劑而適當(dāng)?shù)卦O(shè) 定。如果所獲得的氫氣溫度確定為足夠高，則根據(jù)實(shí)施例3， ECU4終 止用于氫氣的溫度控制過(guò)程。
另一方面，如果所獲得的氫氣溫度被確定為不是足夠高，則ECU4 確定所獲得的氫氣溫度是否等于或低于預(yù)定溫度T3(步驟305)。如果氫 氣溫度被確定為等于或低于所述預(yù)定溫度T3，則ECU4增加加熱量(步 驟306)，且終止根據(jù)實(shí)施例3的用于氫氣的溫度控制過(guò)程。應(yīng)注意的 是所述預(yù)定溫度T3可以是添味劑的熔點(diǎn)或沸點(diǎn)。
如上所述，在根據(jù)實(shí)施例3的氫氣溫度控制中，ECU4從MAP圖 確定加熱器加熱量，且通過(guò)所獲得的溫度修正所確定的加熱器加熱量。 因此，ECU4能夠獲得更精確的加熱器加熱量。作為結(jié)果，在待供給的 氫氣溫度因絕熱膨脹等而降低的情況中，能夠防止添味劑被液化或固 化。
實(shí)施例4
接著，將描述根據(jù)實(shí)施例4的包括氫供給設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)12。 圖7是根據(jù)實(shí)施例4的包括氫供給設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)12的系統(tǒng)方框 圖。根據(jù)實(shí)施例4的燃料電池系統(tǒng)12的構(gòu)造基本上類(lèi)似于以上所述的 根據(jù)實(shí)施例3的燃料電池系統(tǒng)11的構(gòu)造。根據(jù)實(shí)施例4的燃料電池系 統(tǒng)12與根據(jù)實(shí)施例3的燃料電池系統(tǒng)11的不同在于提供了加熱器23b 和溫度計(jì)24b。應(yīng)注意的是以上已描述的部件以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)， 且因此將省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。溫度計(jì)24b檢測(cè)存儲(chǔ)在添味劑罐5內(nèi)的添味劑的溫度。檢測(cè)到的
溫度被輸入到ECU4。加熱器23b設(shè)置在添味劑罐5的下部處，且通過(guò) ECU4的控制加熱存儲(chǔ)在添味劑罐5內(nèi)的氫氣。加熱器23b放置的位置 可以是任何位置，只要存儲(chǔ)在添味劑罐5內(nèi)的添味劑能夠被加熱即可， 且該位置不限制于添味劑罐5的下部。然而，呈固體形式或呈液體形 式的添味劑在添味劑罐5的下部處積聚，因此通過(guò)將加熱器23b放置 在添味劑罐5的下部處能夠有效地加熱添味劑。
接著，將描述根據(jù)實(shí)施例4的添味劑蒸氣壓力控制。圖8是圖示 了根據(jù)實(shí)施例4的添味劑蒸氣壓力控制的流程圖。首先，ECU4通過(guò)溫 度計(jì)24b獲得存儲(chǔ)在添味劑罐5內(nèi)的添味劑的溫度(步驟401)。
然后，ECU4預(yù)測(cè)從高壓氫罐2供給的氫氣的溫度因絕熱膨脹而降 低的狀況(步驟402)。預(yù)先獲得因?yàn)榻^熱膨脹導(dǎo)致的氫氣溫度變化作為 數(shù)據(jù)，且基于此數(shù)據(jù)能夠預(yù)測(cè)氫氣溫度因絕熱膨脹而降低的狀況。進(jìn) 一步地，可以對(duì)一定時(shí)間段測(cè)量從高壓氫罐2供給的氫氣的溫度，且 基于此測(cè)量可以預(yù)測(cè)隨后溫度降低的狀況。
隨后，ECU4通過(guò)加熱器23b加熱存儲(chǔ)在添味劑罐5內(nèi)的添味劑， 使得添味劑達(dá)到需要的蒸氣壓力(步驟403)。 ECU4能夠基于所獲得的 添味劑溫度、對(duì)氫氣溫度降低的狀況的預(yù)測(cè)和添味劑特性來(lái)確定加熱 器加熱量。
如上所述，通過(guò)執(zhí)行控制使得基于添味劑溫度、氫氣溫度和添味 劑特性來(lái)確定加熱器加熱量，預(yù)先升高待添加到氫氣的添味劑的溫度， 且添味劑達(dá)到需要的蒸氣壓力，能夠防止由于溫度已降低的氫氣對(duì)添 味劑的冷卻所導(dǎo)致的添味劑的液化或固化。
實(shí)施例5
除了以上所述的實(shí)施例之外，例如，可以加熱已添加添味劑的氫氣。圖9是根據(jù)實(shí)施例5的示出了包括氫供給設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)13
的示意方框圖。根據(jù)實(shí)施例5的燃料電池系統(tǒng)13的構(gòu)造基本上類(lèi)似于 根據(jù)實(shí)施例3的燃料電池系統(tǒng)11的構(gòu)造。根據(jù)實(shí)施例5的燃料電池系 統(tǒng)13與根據(jù)實(shí)施例3的燃料電池系統(tǒng)11在構(gòu)造上的不同在于進(jìn)一步 提供了加熱器23c和溫度計(jì)24c。根據(jù)實(shí)施例3的燃料電池系統(tǒng)13包 括加熱器23c，因此使得能夠加熱已通過(guò)緩沖罐6添加了添味劑的氫氣。
應(yīng)注意的是，例如，除了執(zhí)行與根據(jù)實(shí)施例3的氫氣溫度控制類(lèi) 似的控制之外，可以通過(guò)獲得已添加了添味劑的氫氣的溫度、和通過(guò) 將已添加添味劑的氫氣加熱到添味劑不會(huì)液化或固化的程度而進(jìn)行對(duì) 已添加添味劑的氫氣的加熱。
即使由加熱器23a加熱氫氣，在冰點(diǎn)以下的環(huán)境等中，此后氫氣 溫度也逐漸降低。然而，根據(jù)實(shí)施例5的燃料電池系統(tǒng)13能夠在添味 劑已添加到氫氣后再次加熱氫氣，且能夠防止添味劑的液化或固化。
實(shí)施例6
進(jìn)一步地，在混合有添味劑的氫氣被存儲(chǔ)在高壓氫罐2內(nèi)的情況 中，混合有添味劑的氫氣可以在高壓氫罐的外部被加熱。圖10是示出 了根據(jù)實(shí)施例6的包括氫供給設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)14的示意方框圖。 根據(jù)實(shí)施例6的燃料電池系統(tǒng)14的構(gòu)造基本上類(lèi)似于根據(jù)實(shí)施例1的 燃料電池系統(tǒng)10。根據(jù)實(shí)施例6的燃料電池系統(tǒng)14與根據(jù)實(shí)施例1的 燃料電池系統(tǒng)10在結(jié)構(gòu)上的不同在于，作為實(shí)施例1中的加熱器23 和溫度計(jì)24的替代而分別設(shè)置了加熱器23d和溫度計(jì)24d。根據(jù)實(shí)施 例6的燃料電池系統(tǒng)14包括加熱器23d和溫度計(jì)24d，因此使得能夠 加熱與添味劑混合的從高壓氫罐2供給的氫氣。作為結(jié)果，能夠防止 添味劑液化或固化。
應(yīng)注意的是，與添味劑混合的氫氣的溫度控制可以由ECU4基于 由溫度計(jì)24d檢測(cè)到的與添味劑混合的氫氣的溫度來(lái)進(jìn)行。圖11是圖示了根據(jù)實(shí)施例6的氫氣溫度控制的流程圖。ECU4通過(guò)溫度計(jì)24d獲 得了與添味劑混合的氫氣溫度(步驟501)，且確定所獲得的與添味劑混 合的氫氣的溫度是否等于或低于預(yù)定溫度T4(步驟502)。然后，如果與 添味劑混合的氫氣的溫度被確定為等于或低于所述預(yù)定溫度T4，則 ECU4通過(guò)加熱器23加熱與添味劑混合的氫氣(步驟503)。另一方面， 如果與添味劑混合的氫氣的溫度未被確定為等于或低于所述預(yù)定溫度 T4，則ECU4終止對(duì)與添味劑混合的氫氣的溫度控制。應(yīng)注意的是， 所述預(yù)定溫度T4可以是添味劑的熔點(diǎn)或沸點(diǎn)。
以此方式，只要將待供給的氫氣的溫度能夠維持為使氫氣容易地 與添味劑混合的溫度，根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備就是令人滿(mǎn)意的，所 以本發(fā)明不限制于前述的實(shí)施例，且還包括實(shí)施例的盡可能的組合。
應(yīng)注意的是己使用將氫氣用作燃料氣體的例子描述每個(gè)實(shí)施例。 然而，本發(fā)明不限制于此，而是燃料氣體的例子包括天然氣和液化石 油氣。因此，本發(fā)明可以被實(shí)施為燃料氣體供給設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的燃料氣體供給設(shè)備甚至在低溫下也能抑制燃料氣體 的溫度降低，且對(duì)于當(dāng)添味劑和燃料氣體混合時(shí)檢測(cè)燃料氣體的泄漏 有用。
其它實(shí)施例
到此為止描述的根據(jù)本發(fā)明的氫供給設(shè)備包括如下發(fā)明。 (注1)
氫供給設(shè)備的特征在于包括用于存儲(chǔ)與添味劑混合的氫氣的氣 體存儲(chǔ)裝置；用于從氣體存儲(chǔ)裝置供給氫氣的氣體供給裝置；用于檢 測(cè)存儲(chǔ)在氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣的溫度的氣體溫度檢測(cè)裝置；和氣體 溫度降低抑制裝置，當(dāng)由氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于 或低于預(yù)定溫度時(shí)，該氣體溫度降低抑制裝置用于抑制在氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)存儲(chǔ)的氫氣的溫度降低。 (注2)根據(jù)注1的氫供給設(shè)備，其特征在于所述預(yù)定溫度等于或高于添 味劑的熔點(diǎn)。(注3)根據(jù)注1的氫供給設(shè)備，其特征在于所述預(yù)定溫度等于或高于添 味劑的沸點(diǎn)。使4)根據(jù)注1至注3中的任一個(gè)的氫供給設(shè)備，其特征在于還包括用于升高氫氣溫度的加熱裝置，其中氣體溫度降低抑制裝置通過(guò)加熱裝 置抑制氫氣的溫度降低。(注5)根據(jù)注1至注3中的任一個(gè)的氫供給設(shè)備，其特征在于氣體溫度降低抑制裝置降低由氣體供給裝置供給的氫氣的量，由此抑制氫氣的 溫度降低。
權(quán)利要求
1.一種氫供給設(shè)備，包括用于存儲(chǔ)氫氣的氣體存儲(chǔ)裝置；用于將添味劑添加到所述氫氣的添味劑添加裝置；和溫度調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述氫氣、所述添味劑和已添加所述添味劑的所述氫氣中的至少一個(gè)的溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氫供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)存儲(chǔ) 在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣的溫度的存儲(chǔ)氣體溫度檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有氣體溫度降低抑制裝置，該氣體溫度 降低抑制裝置用于當(dāng)由所述存儲(chǔ)氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫 度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)抑制存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣的溫 度降低。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氫供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)從所 述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度的氫氣溫度檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)升高從 所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氫供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)將由 所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度的添味劑溫度檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 添味劑溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的添味劑的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)升 高將由所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氫供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)從所 述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度的氫氣溫度檢測(cè)裝置；和用于檢測(cè)由所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度的添味劑溫度檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度和由所述添味劑溫度檢測(cè)裝置 檢測(cè)到的添味劑的溫度中的至少一個(gè)滿(mǎn)足預(yù)定條件時(shí)升高所述添味劑 的溫度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氫供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)從所 述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度的氫氣溫度檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)升高從 所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的且已通過(guò)所述添味劑添加裝置添加所述添味 劑的氫氣的溫度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的氫供給設(shè)備，進(jìn)一步包括 用于調(diào)節(jié)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的供給量的氫氣供給量調(diào)節(jié) 裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置通過(guò)所述氫氣供給量調(diào)節(jié)裝置減少?gòu)乃?氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的供給量，從而抑制氫氣的溫度降低。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的氫供給設(shè)備，其中所述預(yù) 定溫度等于或高于所述添味劑的熔點(diǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的氫供給設(shè)備，其中所述預(yù) 定溫度等于或高于所述添味劑的沸點(diǎn)。
10. —種氫供給設(shè)備，包括 用于存儲(chǔ)與添味劑混合的氫氣的氣體存儲(chǔ)裝置； 用于從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給氫氣的氣體供給裝置； 用于檢測(cè)存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣的溫度的氣體溫度檢測(cè)裝置；和氣體溫度降低抑制裝置，該氣體溫度降低抑制裝置用于當(dāng)由所述 氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)抑制存 儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣的溫度降低。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的氫供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)從 所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度的氫氣溫度檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 氫氣溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫氣的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)升高從 所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的溫度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的氫供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于調(diào) 節(jié)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的供給量的氫氣供給量調(diào)節(jié)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置通過(guò)所述氫氣供給量調(diào)節(jié)裝置減少?gòu)乃?氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣的供給量，從而抑制氫氣的溫度降低。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的氫供給設(shè)備，其中所述預(yù)定溫度等于或高于所述添味劑的熔點(diǎn)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的氫供給設(shè)備，其中所述預(yù)定溫度 等于或高于所述添味劑的沸點(diǎn)。
15. —種燃料氣體供給設(shè)備，包括 用于存儲(chǔ)燃料氣體的氣體存儲(chǔ)裝置；用于將添味劑添加到所述燃料氣體的添味劑添加裝置；和溫度調(diào)節(jié)裝置，該溫度調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述氫氣、所述添味劑 和已添加所述添味劑的所述氫氣中的至少一個(gè)的溫度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃料氣體供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于 檢測(cè)存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的燃料氣體的溫度的存儲(chǔ)氣體溫度檢 測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有氣體溫度降低抑制裝置，該氣體溫度 降低抑制裝置用于當(dāng)由所述存儲(chǔ)氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的燃料氣體 的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)抑制存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的燃料 氣體的溫度降低。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃料氣體供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于 檢測(cè)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的溫度的燃料氣體溫度檢測(cè) 裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 燃料氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的燃料氣體的溫度等于或低于預(yù)定溫度 時(shí)升高從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的溫度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃料氣體供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于 檢測(cè)將由所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度的添味劑溫度檢測(cè) 裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 添味劑溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的添味劑的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)升 高將由所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃料氣體供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于 檢測(cè)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的溫度的燃料氣體溫度檢測(cè) 裝置；和用于檢測(cè)由所述添味劑添加裝置添加的添味劑的溫度的添味劑溫 度檢測(cè)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 燃料氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的氫燃料氣體的溫度和由所述添味劑溫 度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的添味劑的溫度中的至少一個(gè)滿(mǎn)足預(yù)定條件時(shí)升高 所述添味劑的溫度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃料氣體供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的溫度的燃料氣體溫度檢測(cè) 裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 燃料氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的燃料氣體的溫度等于或低于預(yù)定溫度 時(shí)升高從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的且已通過(guò)所述添味劑添加裝置添加 所述添味劑的燃料氣體的溫度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15至20中的任一項(xiàng)所述的燃料氣體供給設(shè)備， 進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的供給量的 燃料氣體供給量調(diào)節(jié)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置通過(guò)所述燃料氣體供給量調(diào)節(jié)裝置減少?gòu)?所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的供給量，從而抑制燃料氣體的溫 度降低。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16至20中的任一項(xiàng)所述的燃料氣體供給設(shè)備， 其中所述預(yù)定溫度等于或高于所述添味劑的熔點(diǎn)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16至20中的任一項(xiàng)所述的燃料氣體供給設(shè)備， 其中所述預(yù)定溫度等于或高于所述添味劑的沸點(diǎn)。
24. —種燃料氣體供給設(shè)備，包括 用于存儲(chǔ)與添味劑混合的燃料氣體的氣體存儲(chǔ)裝置； 用于從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給所述燃料氣體的氣體供給裝置； 用于檢測(cè)存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的燃料氣體的溫度的氣體溫度檢測(cè)裝置；和氣體溫度降低抑制裝置，該氣體溫度降低抑制裝置用于當(dāng)由所述 氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的燃料氣體的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)抑 制存儲(chǔ)在所述氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的燃料氣體的溫度降低。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的燃料氣體供給設(shè)備，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的溫度的燃料氣體溫度檢測(cè) 裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置具有加熱裝置，該加熱裝置用于當(dāng)由所述 燃料氣體溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的燃料氣體的溫度等于或低于預(yù)定溫度 時(shí)升高從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的溫度。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的燃料氣體供給設(shè)備，進(jìn)一步包括 用于調(diào)節(jié)從所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的供給量的燃料氣體供 給量調(diào)節(jié)裝置，其中所述溫度調(diào)節(jié)裝置通過(guò)所述燃料氣體供給量調(diào)節(jié)裝置減少?gòu)?所述氣體存儲(chǔ)裝置供給的燃料氣體的供給量，從而抑制氫氣的溫度降 低。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的燃料氣體供給設(shè)備，其中所述預(yù) 定溫度等于或高于所述添味劑的熔點(diǎn)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的燃料氣體供給設(shè)備，其中所述 預(yù)定溫度等于或高于所述添味劑的沸點(diǎn)。
全文摘要
披露了一種甚至在低溫也能夠?qū)⑻砦秳┡c氫氣混合且能夠檢測(cè)氫氣泄漏的氫供給設(shè)備。該設(shè)備包括氣體存儲(chǔ)裝置，該氣體存儲(chǔ)裝置用于在其內(nèi)存儲(chǔ)氫氣；用于將添味劑添加到從氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣中的添味劑添加裝置；和溫度控制裝置，該溫度控制裝置用于控制存儲(chǔ)在氣體存儲(chǔ)裝置內(nèi)的氫氣、從氣體存儲(chǔ)裝置供給的氫氣和添味劑中的至少一個(gè)的溫度。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101258103SQ20068003283
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者平形修二, 廣瀨雄彥, 弓田修, 押川克彥, 末松啟吾, 松葉充司, 松末真明, 桑原匠, 橫山龍昭, 泉谷尚秀, 渡邊修夫, 藤谷宏 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社