[發明專利]用于操作并控制加氣的方法

無效

• 申請號: 201080047248.3
• 申請日: 2010-10-21
• 公開（公告）號: CN102713405A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 帕爾·基蒂爾森;帕爾·米特伯恩;謝蒂爾·菲耶爾斯塔德
• 申請（專利權）人: 耐爾氫氣有限公司
• 主分類號: F17C7/02
• 分類號: F17C7/02;F17C9/00;F17C13/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;李春暉

本發明涉及一種用于安全、準確且快速地操作并控制從加氣站(filling?station)向諸如車輛的接收器的加氣(例如，氫氣)的方法。

一些加氣站供應商和研究機構具有例如下一部分中所提及的可替換加氣方法。它們通常基于如周圍環境溫度、初始車輛壓力以及加氣站的冷卻容量的參數而使用根據實驗數據的相關性來生成預定義的操作序列。

●SAE(2009)，用于氣態氫地面車輛的燃料加注協議，標準SAE?J2601?之后的工作草案；

●US?7,059,364以及其中引用的參考文獻。GTI的用于加氫的方法。

●WO?2008/110240。Linde的用于速率受控加氣的方法。

●WO?2007/077376。Air?Liquid的用于壓力通道加氣的方法。

●US?7,178,565。Air?Product的移動燃料加注器。

●Pregassame，S.，Barth，F.，Allidieres，L.，&Barral，K.(2006)。Hydrogen?refueling?station：filling?conrol?protocols?development。WHEC?proceedings.Lyon。

●Pregassame，S.，Michel，F.，Allidieres，L.，Bourgeois，P.，&?Barral，K.(2006)。Evaluation?of?cold?filling?processes?for?70MPa?storage?systems?in?vechicles。WHEC?proceedings.Lyon，France。

現有技術的局限性/問題

●具有預定的且基于實驗的操作的方法需要大量實驗程序以涵蓋所有可能的操作狀況。如果在所涵蓋的范圍以外使用，這些方法是不可靠的。

●這些方法中斷加氣過程以采取必要的措施。基本參數被離散地且不頻繁地更新。

●不存在對車輛溫度和密度的在線估計，因此這些量不能在進行在線控制或優化中使用，例如使用優化的質量流速來最小化加氣時間。

●質量流量計量是現有技術中的基本措施，其沒有結合到大多數現有的加氣算法中。

然而，由于所有這些先前已知的解決方案都呈現出不同的缺點和不足，因此，本發明的主要目的是提供一種用于操作并控制加氫以確保安全、快速且準確地填充例如車輛中的罐容積的方法。該方法以給出寬且可靠的操作窗口的物理和熱力學推導關系為基礎。

根據本發明，提供了一種用于操作并控制從加氣站向接收器的加氣的方法，該方法包括：

-主動地控制接收器內的基本的加氣變量，諸如，氣體的溫度、壓力和密度；

-基于使用物理和熱力學關系解釋的加氣站側測量來連續地更新加氣變量的估計，以使得變量即使在接收器在所謂的非通信燃料加注中沒有與加氣站通信時也是可用的；以及

-基于非通信燃料加注中的加氣站側測量來連續地更新接收器的估計容量。

主加氣可以包括：

-如果在所謂的通信燃料加注中連續地傳送容量、溫度和壓力；并且

-如果所估計的變量與所傳送的變量之間出現明顯的偏差，

則分別使用這些特性和變量的估計來驗證所測量并發送的信息以及將加氣切換至安全的非通信燃料加注模式。

在優選實施例中，該加氣還包括：

-通過例如加注少量的氣體來采用用于測量接收器的初始條件的初始加氣序列；

-借助于通過若干功能塊來操作過程的主加氣控制器來采用主加氣序列，該主加氣序列包括：

○連續地測量加氣站側溫度和壓力，并且在通信燃料加注中，連續地接收接收器的溫度和壓力；

○基于加氣站側測量來連續地估計接收器的罐容量、壓力、溫度和密度；

○連續地測量或估計氣體質量流速和加注的累積氣體質量；

○借助于操作加氣站儲存器并確保氣體從儲存器流到接收器的氣體供應塊來供應氣體；

○采用通信塊以將相關信息給予加氣站的操作者和接收器的操作者；

○獨立地監測加氣的進程，以在檢測到異常的情況下中斷該主加氣，包括比較所估計的接收器加氣變量和所測量的接收器加氣變量；以及

-使用加氣序列的結束以關閉加氣序列并準備將接收器從加氣站斷開。

此外，加氣變量的估計可以包括：