[發明專利]冷卻氫供給站和氫冷卻裝置

有效

• 申請號: 201480001718.0
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104968988B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 關篤史;樋口剛
• 申請（專利權）人: 伸和控制工業股份有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;F17C5/06;F25B25/00;H01M8/04082
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及用于將冷卻氫供給到燃料電池車等的冷卻氫供給站、和該冷卻氫供給站使用的氫冷卻裝置。

背景技術

以氫作為燃料的燃料電池車由于不放出廢氣，因而在環境方面優異。因此，為了使這樣的燃料電池車廣泛普及，近年來進行了各種開發。在燃料電池車的普及方面，車輛自身的開發是重要的，然而用于將氫供給到燃料電池車的氫供給站的開發也是重要的。

關于氫供給站，以往提出了各種技術(例如，參照日本專利第4492064號公報)。

發明內容

在氫供給站中，在將氫供給到燃料電池車的情況下，期望可以將氫盡可能連續地供給到許多臺數的燃料電池車。作為用于實現此目的的一種方法，公知有對壓縮狀態的氫進行冷卻并供給到燃料電池車的方法。

在這樣的方法中，期望的是，可以將氫高效率、即以節能方式冷卻到預期的溫度。并且，期望高精度地實現該高效率的氫的冷卻，以便穩定地供給氫。

然而，在本申請提出的時候，能夠令人滿意地高精度地實現充分高效率的冷卻的冷卻氫供給站還未存在。

本發明是根據以上的見解而完成的，本發明的目的是提供一種可以令人滿意地高精度地實現對氫的充分高效率的冷卻的冷卻氫供給站、和該冷卻氫供給站使用的氫冷卻裝置。

本發明是一種冷卻氫供給站，其特征在于，所述冷卻氫供給站具有：第1制冷劑通路，第1制冷劑在所述第1制冷劑通路內循環；水冷式冷凍機單元，其針對所述第1制冷劑通路的一部分設置，能夠冷卻所述第1制冷劑；第2制冷劑通路，第2制冷劑在所述第2制冷劑通路內流通；第1熱交換器，其在所述第1制冷劑通路的另一部分與所述第2制冷劑通路的一部分之間能夠利用所述第1制冷劑來冷卻所述第2制冷劑；氫貯存部，其貯存有氫；氫流路，其用于輸送貯存在所述氫貯存部的氫；以及第2熱交換器，其在所述第2制冷劑通路的另一部分與所述氫流路的一部分之間能夠利用所述第2制冷劑來冷卻所述氫，所述氫被所述第2熱交換器冷卻到－43℃至－20℃的溫度范圍內，氫冷卻能力在將氫冷卻到－40℃時是13.5kW至16.5kW。

根據由本申請發明人開發的該冷卻氫供給站，作為氫冷卻能力，可以實現的是，在將氫冷卻到－40℃時是13.5kW至16.5kW(13.5kW@－40℃至16.5kW@－40℃)，從而可以高效率、即以極其節能的方式實現氫的冷卻。

優選的是，對于－43℃至－20℃的溫度范圍內的設定溫度，所述氫被所述第2熱交換器冷卻到+2℃至－3℃的誤差范圍內。

即，根據由本申請發明人開發的該冷卻氫供給站，對于－43℃至－20℃的溫度范圍內的設定溫度，實現了+2℃至－3℃的誤差范圍內的冷卻精度，由此能夠高精度地實現對氫的充分高效率的冷卻。

具體地，例如，所述冷卻氫供給站還具有：閥，其控制所述第1制冷劑通路內的所述第1制冷劑的循環量；溫度傳感器，其檢測所述第2制冷劑通路內的所述第2制冷劑的溫度；以及溫度反饋控制部，其根據所述溫度傳感器的檢測結果控制所述閥。在該情況下，通過簡易的溫度反饋控制，可以將第2制冷劑高精度地控制為期望的溫度。

并且，在所述冷卻氫供給站中，優選的是，在所述氫流路設置有排出口，所述排出口排出被所述第2熱交換器冷卻后的氫，從所述排出口排出的氫的量是4.5kg/3min至5.5kg/3min。

通過采用這樣的氫供給量，可以用3分鐘實施對至少一臺燃料電池車的氫供給(目前通常的燃料電池車的氫容量是5kg)。并且，根據由本申請發明人開發的該冷卻氫供給站，可以在用3分鐘向一臺燃料電池車供給4.5kg至5.5kg的氫之后，隔開7分鐘的間隔，再次用3分鐘向下一臺燃料電池車供給4.5kg至5.5kg的氫。

本申請發明人確認了，在所述冷卻氫供給站中，所述第1制冷劑是氟利昂，所述第2制冷劑是甲酸鉀水溶液、具體為昭和株式會社制的冷鹽水，由此可以實現所述的各性能。

并且，在所述冷卻氫供給站中，優選的是，所述冷卻氫供給站選擇第1運轉模式和第2運轉模式中的任一方進行運轉，在第1運轉模式中，所述氫被冷卻到－20℃，在第2運轉模式中，所述氫被冷卻到－40℃。

例如，根據氫供給的必要性，在必要性低的情況下，選擇與閑置運轉狀態對應的第1運轉模式，在必要性高的情況下，選擇與待機狀態對應的第2運轉模式，從而可以有效地抑制與冷卻相關的能量消耗。