(57)【要約】【課題】安全で、使用が便利で、交換が速いガスボンベ交換システム、その物流及びクラウド管理システムを提供する。【解決手段】一実施形態によるガスボンベ交換システムは、ガスを提供可能な１つ又は複数の完全充填ガスボンベと、収容空間を有し、１つ又は複数の前記完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも１つの空ガスボンベを収容可能で、ガスボンベの交換を提供する交換インターフェースが設けられた１つ又は複数の交換キャビネットと、を少なくとも含む。ユーザがガスボンベを交換するときに、まず、前記空ガスボンベを前記交換インターフェース上に置き、次いで、前記交換キャビネットにより回収し、さらに前記完全充填ガスボンベを前記交換インターフェースに送り、システム情報を更新し、最後にユーザが前記完全充填ガスボンベを取り出し、ガスボンベの交換が終了する。【選択図】  図３
2020139628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスボンベ交換システムであって、
ガスの提供に用いる少なくとも１つの完全充填ガスボンベと、
収容空間を有し、該収容空間は前記完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも１つの空ガスボンベの収容に用いられ、交換インターフェースが設けられた少なくもと１つの交換キャビネットと、
を少なくとも含み、
ユーザがガスボンベを交換するときに、まず、前記空ガスボンベを前記交換インターフェース上に置き、次いで、前記交換キャビネットにより回収し、さらに前記完全充填ガスボンベを前記交換インターフェースに送り、システム情報を更新し、最後に前記ユーザが前記完全充填ガスボンベを取り出し、ガスボンベの交換が終了する、システム。
【請求項２】
前記交換キャビネット上に設けられている少なくとも１つのユーザインターフェースを含み、前記完全充填ガスボンベ上に製品関連情報のアクセス又は資料の記憶に用いられる識別タグが設けられ、
前記識別タグは画像、電子タグ、バーコード、二次元バーコード又はクイックレスポンスコードのいずれか１つであり、
前記交換インターフェースは、ガスボンベの交換、使用及び／又は回収の提供に用いられ、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
各前記交換キャビネット上に、識別タグの情報の読み書き又は前記ガスボンベ及びユーザアイデンティティの識別の提供に用いられる検知素子が設けられ、
前記検知素子は、バーコードスキャナー、電子タグ読み書き器、無線周波数識別読み書き器、近接無線通信インターフェース、読み取り、書き込み又は読み書き機能を有する電子装置のいずれか１つである、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ユーザインターフェースは、伝送及び表示インターフェースであり、前記ユーザが前記ユーザインターフェースにより入力、操作を行うために用いられ、伝送ネットワークを介してリモートサーバー又はクラウド管理システムに接続されることで、前記ガスボンベ、前記ガスボンベ交換システムと前記サーバー又は前記クラウド管理システムとの間の状態及び関連情報を表示し、資料アップロード及び前記システム情報の更新を行うことに用いられる、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記検知素子により前記空ガスボンベが認証された合格品であるか否かを判断し
合格品である場合、前記交換キャビネットにより回収し、前記完全充填ガスボンベを前記交換インターフェースに送り、前記システム情報を更新した後、前記ユーザが前記完全充填ガスボンベを取り出す一方、
不合格品である場合、エラーメッセージを発し、前記ユーザに前記空ガスボンベを取り戻し又は他の空ボンベを交換するように要求する、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記検知素子が読み取った資料に基づいて交換されたガスボンベ内の使用されたガス量又は燃料量を計算し、得られた結果でデータを生成し、前記ユーザに料金を請求し、又は金流システムを介して前記ユーザに支払又は引き落としを要求し、使用された前記ガス量は該ガスボンベのガスの容量、重量または流量の計算によって得られる、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
クラウド管理システムをさらに含み、
前記クラウド管理システムは、少なくとも１つのサーバーを含み、該サーバーはメッセージの送受信、記憶、計算、演算、発布又は通知を行うことに用いられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
ガスボンベの貯蔵情報は、モバイルアプリケーション又はネットワークによりリモートサーバー又はクラウド管理システムに接続され、ユーザに前記ガスボンベ交換システムの位置及び交換可能なガスボンベ数の情報を提供する、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
さらに、ユーザが前記検知素子又は前記ユーザインターフェースにより関連証拠を提供し又は認証資料を入力することにより、合格ユーザであるか否かを判断する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１０】
さらに、ユーザが前記検知素子及び／又は前記ユーザインターフェースにより関連証拠を提供し又は認証資料を入力することでリモートサーバー又はクラウド管理システムの認証を取得することにより、最寄りでボンベなしで完全充填ガスボンベを取得し又は空ガスボンベを直接回収する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１１】
少なくとも１つのガスボンベ交換システムを含むガスボンベ交換を行う物流管理システムであって、
前記ガスボンベ交換システムは、
ガスの提供に用いる少なくも１つの完全充填ガスボンベと、
収容空間を有し、該収容空間は少なくとも１つの前記完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも１つの空ガスボンベを収容することに用いられ、ガスボンベ交換を提供可能な交換インターフェースが設けられた少なくとも１つの交換キャビネットと、
を少なくとも含み、
前記各交換システムにおける完全充填ボンベの貯蔵量が安全貯蔵量よりも低い場合、ボンベ補充メッセージが物流管理システムに送信され、前記物流管理システムが前記ボンベ補充メッセージを整合した後、物流センターに送信してガスボンベの補充及び回収作業を行う、システム。
【請求項１２】
前記ガスボンベ交換システムは、ローカルガス充填ステーションと組み合わせてガスボンベのガス充填又は交換作業を行うことができ、
前記ガスボンベ交換システムは、前記交換キャビネット上に設けられた少なくとも１つのユーザインターフェースをさらに含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
クラウド管理システムをさらに含み、
前記クラウド管理システムは、少なくとも１つのサーバーを有し、メッセージを送受信することに用いる、請求項１１又は１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ユーザインターフェースは、伝送及び表示インターフェースであり、伝送ネットワーク及び少なくとも１つのリモートサーバー又はクラウド管理システムに接続されることで、前記ガスボンベ、前記ガスボンベ交換システムと前記サーバー又は前記クラウド管理システムとの間の状態及び関連情報を表示する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記物流管理システムの前記物流センターは、前記ボンベ補充メッセージを受信した後、物流車の運送スタッフにより完全充填ガスボンベをそれぞれ指定のガスボンベ交換システムに運送してボンベ補充作業を行い、交換された空ガスボンベを中央充填場又はガス充填ステーションに返送し、回収、充填して再利用する、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
ガスボンベの充填、ガスボンベの受け取り、交換及び回収を行うことに用いる少なくとも１つのガスボンベ交換システムを少なくとも含むガスボンベ交換クラウド管理システムであって、
ガスの提供に用いる少なくとも１つの完全充填ガスボンベと、
収容空間を有し、該収容空間は少なくとも１つの完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも空ガスボンベを収容可能で、ガスボンベ交換を提供可能な交換インターフェースが設けられた少なくとも１つの交換キャビネットと、
少なくとも１つのサーバーを有し、メッセージの送受信、記憶、計算、演算、発布又は通知を行うことができるクラウド管理システムと、を含む、システム。
【請求項１７】
前記ガスボンベ交換システムにおける前記完全充填ガスボンベの貯蔵量が安全貯蔵量よりも低い場合、ボンベ補充メッセージを前記クラウド管理システムに送信し、前記クラウド管理システムがボンベ補充メッセージを整合した後、物流管理システムに送信し、物流センターによりガスボンベの充填及び回収作業を行い、
前記ガスボンベ交換システムは、前記交換キャビネット上に設けられた少なくとも１つのユーザインターフェースをさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
モバイルアプリケーション又はネットワークにより登録して前記クラウド管理システムに接続し、ガスボンベ交換可能な位置及び情報を提供することにより、ユーザは、迅速に到達してガスボンベで交換し、関連メッセージを取得することができる、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
ユーザが検知素子又はユーザインターフェースにより関連証拠を提供し又は認証資料を入力することで、前記クラウド管理システムの認証を取得することにより、最寄りでボンベなしで完全充填ガスボンベを取得し又は空ガスボンベを直接回収する、請求項１６から１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
ガスボンベ交換情報は前記クラウド管理システムにより管理され、データで使用モード、交換周波数、環境温度度、湿度、ビークル又は非ビークル情報、走行距離、履歴記録、及び炭素削減のシミュレーション及び分析を行って、前記ガスボンベ交換情報の管理及び思料の分析を実現する、請求項１６から１８のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスボンベ交換システム、その物流及びクラウド管理システムに関し、特に交換キャビネットによりガスボンベ交換を達成するシステムに関し、物流管理機構及び／又はクラウド管理システムにより様々な分野又は用途（例えば、ビークル(vehicle)使用及び／又はビークル非使用）に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料を用いた交通機関による環境汚染及び危害は世界中の国々から大きな注目を集めている。そのため、新エネルギー車の製品、例えば、ガスタクシー、燃料電池車などは、相次いで市場に出回っている。しかしながら、これらの新エネルギー車には、ガス補充ステーションが深刻に欠乏するので、推進されにくく、消費者の購入意欲が強くないという問題がある。
【０００３】
現在、低圧貯ガスボンベ（例えば、低圧金属水素タンク）が開発されており、ガスボンベの交換によりビークルに燃料を補充できるので、燃料電池電気自動車に用いられている。自動車は少なくとも１本のガスボンベが搭載されるだけで、走行することができる。しかし、ガスボンベ内の燃料が切れた場合、適切な交換装置がないため、固定時間、固定場所で人工により交換する必要がある。また、ガスボンベの数が多すぎると、管理の混乱をもたらす場合がある。従って、商業化の目的のために、これらのガスボンベに対して如何に効果的で良好に使用、交換、回収、補充するか、並びに情報、データ分析及び管理を行うかは、当分野で大きな問題となっている。
【０００４】
さらに、安全で、使用が便利で、交換が速いガスボンベ補充裝置、並びに補充、回収機能を兼ね備えた物流管理機構及び/又はクラウド管理システムを如何に設計するかは、解決する必要がある緊急な課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下の用語解釈は、説明のために過ぎず、本発明の範囲を制限しない。
「空ボンベ」とは、ガスボンベ内にガスがないボンベをいう。
「完全充填ボンベ」とは、ガスボンベ内にガスが完全に充填されたボンベをいう。
「ボンベなし」とは、ガスボンベがないことをいう。
「ボンベ取り」とは、ガスボンベを取り出し又は取り戻すことをいう。
「ボンベ補充」とは、ガスボンベ（例えば、ガスが完全に充填されたガスボンベ）を補充することをいう。
「ボンベ−ボンベ交換」とは、１本のガスボンベで別のガスボンベを交換すること、又は空ガスボンベで完全充填ガスボンベを交換することをいう。
「ボンベなしでボンベを取る」とは、ガスボンベがない状況で完全充填ガスボンベを直接取得することをいう。
「交換制御器」とは、ソフトウェアとハードウェアからなる交換制御裝置をいうが、これに限定されない。
【０００６】
本発明の目的は、ガスボンベ、交換キャビネット、交換インターフェース及び／又はユーザインターフェースを用いるにより、ガスボンベ交換及び管理の目的を達成するガスボンベ交換システムを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の他の目的は、ガスボンベ交換管理システムを提供することである。このガスボンベ交換管理システムは、ガスボンベ交換、補充及び回収などの物流機構を有し、ガスボンベ交換システムからのボンベ補充メッセージを受信した後、中央充填場又はガス充填ステーションにおける完全充填ガスボンベを物流管理システムにより効率的に指定のガスボンベ交換システムに運送し、空ボンベを回収し、これにより、ユーザが最寄りでガスボンベを容易に交換することができる。
【０００８】
本発明の別の目的は、ガスボンベ交換システムの位置及び情報を獲得できるガスボンベ交換クラウド管理システムを提供することである。ユーザは、モバイルアプリケーション又は任意のネットワークにより登録してリモートサーバー又はクラウド管理システムに接続することにより、ガスボンベ交換システムの位置及び交換可能なガスボンベの数などの情報を獲得することができ、ユーザは迅速に到達してガスボンベで交換し、関連メッセージを獲得することができる。
【０００９】
本発明の別の目的は、ガスボンベが合格するか否かを判断できるガスボンベ交換システムを提供することである。前記交換システムの検知素子によりガスボンベ上の識別タグ情報を読み取った後、リモートサーバー及び／又はクラウド管理システムが構築した資料ベースに接続して比較することにより、ガスボンベが認証された合格品であるか否かを判断する。
【００１０】
本発明の別の目的は、特別な必要に応じて、ボンベなしで完全充填ボンベをユーザに直接提供し又はガスボンベを直接回収するガスボンベ交換システムを提供することである。ユーザが各ガスボンベ交換システムの検知素子又はユーザインターフェースにより、関連証拠を提供し又は認証資料を入力することでリモートサーバー及び／又はクラウド管理システムの認証を取得することにより、最寄りで完全充填ガスボンベを取得し又はガスボンベを直接回収する。
【００１１】
本発明の別の目的は、ガスボンベ交換情報管理及び資料分析の機能を有するクラウド管理システムを提供することである。全ての情報（ガスボンベ交換、通知、ボンベ補充、回収などの物流動作を含む）は、いずれもクラウド管理システムにより管理され、データにより各種の使用モード、交換周波数、環境温度、ビークル又は非ビークル情報、走行距離、炭素削減などのシミュレーション及び分析を行う。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、ガスボンベ交換システムであって、ガスを提供可能な１つ又は複数の完全充填ガスボンベと、収容空間を有し、１つ又は複数の前記完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも１つの空ガスボンベを収容可能で、ガスボンベ交換を提供可能な交換インターフェースが設けられた１つ又は複数の交換キャビネットと、を少なくとも含み、ユーザがガスボンベを交換するときに、まず、外部の空ガスボンベを前記交換インターフェース上に置き、次いで、前記交換キャビネットにより回収し、さらに前記完全充填ガスボンベを前記交換インターフェースに送り、システム情報を更新し、最後にユーザが前記完全充填ガスボンベを取り出すガスボンベ交換システムを提供する。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の別の実施形態は、少なくとも１つのガスボンベ交換システムを含み、前記ガスボンベ交換システムがガスを提供可能で、関連情報を提供するための識別タグを有する１つ又は複数の完全充填ガスボンベと、収容空間を有し、１つ又は複数の前記完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも１つの空ガスボンベを収容可能で、ガスボンベ交換を提供可能な交換インターフェース及び検知素子が設けられた１つ又は複数の交換キャビネットと、前記交換キャビネットに設けられ、伝送ネットワークにより少なくとも１つのリモートサーバー又はクラウド管理システムに接続され、前記ガスボンベ、前記ガスボンベ交換システムと前記サーバー又は前記クラウド管理システムとの間の状態及び関連情報を表示する少なくとも１つのユーザインターフェースと、を含み、前記少なくとも１つのクラウド管理システムは、少なくとも１つのサーバーを有し、メッセージを受信することができ、各交換システムにおける完全充填ガスボンベの貯蔵量が安全貯蔵量よりも低いときに、ボンベ補充メッセージを前記物流管理システム又はクラウド管理システムに送信し、メッセージを整合した後、物流センターに送信してガスボンベの補充及び回収作業を行うガスボンベ交換システム、その物流及びクラウド管理システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の１つ実施例によるガスボンベ交換システム、その物流及びクラウド管理システムの模式構造図である。
【図２】本発明の１つ実施例によるガスボンベ交換予約とガスボンベ交換がリモートサーバー又はクラウド管理システムとの組み合わせの模式図である。
【図３】本発明の１つ実施例によるガスボンベ交換システムのガスボンベ交換プロセスの模式図である。
【図４】本発明のガスボンベ交換システムの実施形態の模式図である。
【図５】本発明のガスボンベ交換システムの実施形態の模式図である。
【図６】本発明のガスボンベ交換システムの実施形態の模式図である。
【図７】本発明の拡張されたガスボンベ交換システムの実施形態の模式図である。
【図８】本発明の1つ実施例におけるガスボンベ交換システム、その物流及びクラウド管理システムの動作フローチャート図である。
【図９】本発明の実施例のガスボンベの模式図である。
【図１０】本発明のガスボンベがビークル及び非ビークルに使用されるときの模式図である。
【図１１】本発明のガスボンベがビークル及び非ビークルに使用されるときの模式図である。
【図１２】本発明のガスボンベ交換の状況模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の特徴及び利点を示す典型的な実施例を詳しく説明する。異なる態様に各種の変化が含まれ、これらの変化は本発明の範囲に属し、その説明及び図面は実質的に説明するためのものであり、本発明を制限しないと理解されるべきである。
【００１６】
図１は、本発明のガスボンベ交換システム、その物流及びクラウド管理システムの模式構造図である。少なくとも１つのリモートサーバー又はクラウド管理システム１は、伝送ネットワークによりそれぞれユーザ接続経路２、ガスボンベ交換システム３、ローカルガス充填ステーション４、物流管理システム５、及び中央充填場又はガス充填ステーション６に接続されることにより、システム全体の動作を制御する。少なくとも１つのガスボンベ交換システム３は、関連情報、資料のアクセス、ガスボンベ交換、補充及び回収の機能を提供することができる。ユーザの利用及び交換により、完全充填ボンベの貯蔵量が安全貯蔵量よりも低い場合、ガスボンベ交換システム３は、リモートサーバー、クラウド管理システム１又は物流管理システム５にメッセージを送信する。各地のガスボンベ交換システム３又は交換キャビネット３０からのボンベ補充メッセージは、受信されて整合された後、物流管理システム５に送信されるか、又は物流管理システム５により直接受信及び管理される。次いで、物流センターは、物流車５０の運送スタッフにより完全充填ボンベを指示に従ってそれぞれ指定のガスボンベ交換システム３又は交換キャビネット３０に運送してボンベ補充作業を行い、交換された空ボンベを中央充填場又はガス充填ステーション６に返送し、回収、充填して再利用する。ここで、ユーザ接続経路２は、コンピュータ（ＰＣ）、スマートフォン（ｓｍａｒｔ  ｐｈｏｎｅ）、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）などの製品のアプリケーション（Ａｐｐ）を用いて、リモートサーバー又はクラウド管理システム１に接続して、有線接続又は無線接続を行うことにより資料の伝送及びメッセージのアクセスを行うものである。
【００１７】
図１及び図２を参照されたい。図２は、本発明のガスボンベ交換予約とリモートサーバー又はクラウド管理システムとの組み合わせの模式図である。ガスボンベ交換予約がリモートサーバー又はクラウド管理システムと組み合わせられたフローチャートを説明する。ステップ２０１：まず、ユーザがモバイル機器のアプリケーション（Ａｐｐｓ）又は任意のインターネットによりリモートサーバー又はクラウド管理システムに接続（又はシステムプログラムに登録）した後、最寄りのガスボンベ交換可能な場所、交換可能な数などの情報を検索する。次いで、ステップ２０２：リモートサーバー又はクラウド管理システム１により、ユーザがガスボンベ交換のオンライン予約を行っているか否かを判断する。例えば、システムによりユーザにオンライン上でガスボンベ交換の予約を希望するか否かを質問するが、これに制限されない。ステップ２０２の判断結果が「はい」である場合、スッテップ２０３に進み、該スッテップ２０３：システムは、ユーザが予約した場所の交換システム内のガスボンベの数を保留し、ユーザが予約時間内に前記場所へ交換に行くことを待つ。ステップ２０２の判断結果が「いいえ」である場合、ステップ２０４に進み、ステップ２０４：ユーザは前記交換システムの交換キャビネットまで直接行く。ステップ２０５：空ボンベを完全充填ボンベに交換した後、フローチャートを終了させる。さらに、ユーザは、リモートサーバー又はクラウド管理システムにより提供されたナビゲーション接続機能を選択し、路線案内に従って所望の交換場所に到着してもよい。
【００１８】
図３は、本発明の好適な実施例のガスボンベ交換システムの交換プロセスの模式図である。ステップ３０１：ユーザがガスボンベ交換システムに到着した後、まず、空ボンベを交換システムの交換インターフェース上に置く。次いで、ステップ３０２：該空ボンベ上に設けられている識別タグの情報は該ガスボンベ交換システムの交換キャビネットの検知素子により読み取られる。ステップ３０３：ユーザのアイデンティティ及びガスボンベの識別が要求を満たすか否かを判断する。ステップ３０４の判断結果が「いいえ」である場合（アイデンティティ及び識別のいずれか１つが要求を満たさない）ステップ３０４に進み、ステップ３０４：前記空ボンベを排出し、警報またはエラーメッセージを発し、ユーザに空ボンベを取り戻し又は別の空ボンベに替えるように要求し、空ボンベを置くステップ３０１に戻る。ステップ３０３の判断結果が「はい」である場合（アイデンティティ及びガスボンベがいずれも要求を満たす）、ステップ３０５に進み、ステップ３０５：空ボンベを回収し、システムにより計算（例えば、ガスボンベのガスの容量、重量又は流量により計算）した後、前記空ボンベ内のガスの使用量又は支払額を表示する。ステップ３０６：支払いの必要があるか否かを判断する。未支払ユーザである場合、支払いは必要であり、支払済ユーザである場合、支払いをする必要がない。いくつかの実施例において、支払計画もユーザのアイデンティティに応じて（例えば、月払い、四半期払い又は年払いの会員）判断、確認する。ステップ３０６の判断結果が「いいえ」である場合、ステップ３０８に進み、ステップ３０８：システムは、別の全充填ボンベを交換インターフェース上に送り、識別タグ及びシステム情報を更新した後、ユーザが完全充填ボンベを取り出す。ステップ３０６の判断結果が「はい」である場合、ステップ３０７に進み、ステップ３０７：システムは、要求を表示してユーザにオンライン取引を行うか又はその場で支払うように要求して初めて、別の完全充填ボンベを交換インターフェース上に送り、識別タグ及びシステム情報を更新した後、ユーザが完全充填ボンベを取り出す。次いで、ステップ３０９：次の空ボンベを交換し続けるか否かを判断する。判断結果が「はい」である場合、ステップ３０９の後にステップ３０１を実行する。判断結果が「いいえ」である場合、ステップ３１０に進み、ステップ３１０：システムは、資料を更新してリモートサーバー又はクラウド管理システムにアップロードした後、フローチャートを終了させる。ステップ３０７において、オンライン取引又はその場での支払いが成功できない場合、取引が取り消されたものとみなされ、ステップ３０４に戻り、前記空ボンベを排出し、警報メッセージを発し、ユーザに空ボンベを取り戻し又は別の空ボンベを変えるように要求する。
【００１９】
図１に示すように、ガスボンベ交換システム３は、検知素子によりガスボンベ上の識別タグ情報を読み取り、リモートサーバー又はクラウド管理システム１の資料ベースに接続されることにより、空ボンベが認証された合格品であるか否かを判断する。合格品である場合、前記交換キャビネット３０により回収し、完全充填ボンベを交換インターフェースに送り、前記システム情報を更新した後、ユーザが完全充填ボンベを取り出す。不合格品である場合、エラーメッセージを発し、ユーザに空ボンベを取り戻し又は別の空ボンベに替えるように要求する。また、ガスボンベ交換システム３は、検知素子が読み取った資料に基づいて交換されたガスボンベの使用されたガス量又は燃料量を計算（例えば、ガスボンベのガスの容量、重量又は流量により計算）し、得られた結果でデータを生成することによりユーザに料金を請求し、又はキャッシュフローのシステムを介してオンライン取引又は引き落としを行う。
【００２０】
本発明の別の好適な実施例では、ガスボンベの検証及び／又は支払いなどのステップを略することができ、例えば、図３のプロセス図を他の態様のガスボンベ交換システムに簡略化することができる。本実施例のガスボンベ交換システムは、少なくとも、ガスを提供可能な１つ又は複数の完全充填ガスボンベと、収容空間を有し、１つ又は複数の完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも１つの空ガスボンベを収容可能で、交換インターフェースが設けられた１つ又は複数の交換キャビネットと、１つ又は複数の交換キャビネットに設けられた上少なくとも１つのユーザインターフェースとを含む。ユーザがガスボンベを交換しようとするときに、まず、外部の空ボンベを交換インターフェース上に置き、さらに、交換システムは空ボンベを回収し、内部から完全充填ボンベを交換インターフェースに送り、前記システム情報を更新し、最後にユーザが完全充填ボンベを取り出す。このようにして、ガスボンベの交換が終了する。
【００２１】
さらに、本発明のさらなる好適な実施例において、ガスボンベ交換システムは、単一な機能を有してもよいか、又は他の機能と組み合わせてもよい。例えば、システムは、「ボンベ−ボンベ交換」、「ボンベなしでボンベを取る」又は「ガスボンベ回収」のモードを採用し、単一又は複合のモードで提供される。つまり、前記空ボンベで全充填ボンベを交換する機能を有する以外、ガスボンベ交換システムは、ガスボンベ（空ボンベ又は未使用のガスボンベなど）回収機能若しくは完全充填ボンベ提供機能のみを有するか、又は前記機能のいずれか１つもしくは複数を有するように設計されてもよい。
【００２２】
さらに、ガスボンベ交換システム３は、ガスボンベの貯蔵量及び交換量を増加させるために、任意の方式又は並列接続により拡充することができ、任意の場所においても設置することが可能であるので、非常に便利である。また、運送スタッフにより前記システムに対して完全充填ボンベの補充及び／又は空ボンベの回収作業を行うことができる。各ガスボンベ交換シスムテ３の検知素子は、交換インターフェースの近傍（図示せず）に設けられ、バーコードスキャナー（ｂａｒｃｏｄｅ  ｓｃａｎｎｅｒ）、電子タグ読み書き器、無線周波数識別読み書き器（ＲＦＩＤ  ＲＷ）、近接無線通信インターフェース（ＮＦＣ）、読み取り、書き込み又は読み書き機能を有する電子装置などを含むが、これらに限定されない。また、識別タグは、画像、電子タグ（例えば、ＲＦＩＤ  ｔａｇ、ＮＦＣ  ｔａｇなど）、バーコード（ｂａｒｃｏｄｅ）、二次元バーコード又はクイックレスポンスコード（ＱＲ  ｃｏｄｅ）などであってもよい。さらに、本発明のガスボンベ交換システム３は、実際の動作必要に応じて物流管理システム５にのみ連結又は接続することにより、ガスボンベの交換、補充及び回収作業を行ってもよい。
【００２３】
さらに、本発明のさらなる好適な実施例は、ガスボンベ交換、補充及び回収作業を行う物流管理システムを提供する。当該物流管理システムは、少なくとも１つのガスボンベ交換システムを含む。当該ガスボンベ交換システムは、少なくとも、ガスを提供可能な１つ又は複数の完全充填ガスボンベと、収容空間を有し、１つ又は複数の完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも１つの空ガスボンベを収容可能で、ガスボンベ交換を提供可能な交換インターフェースが設けられた１つ又は複数の交換キャビネットと、前記交換キャビネットに設けられた上少なくとも１つのユーザインターフェースとを含む。前記各交換システムにおける完全充填ボンベの貯蔵量が安全貯蔵量よりも低い場合、前記システムは、ボンベ補充メッセージを物流管理システムに送信し、物流管理システムはボンベ補充メッセージを整合した後、物流センターに送信してガスボンベの補充及び回収作業を行う。
【００２４】
図４から図６は、本発明のガスボンベ交換システムの実施形態の模式図である。本発明のガスボンベ交換システム３（例えば、交換キャビネット３０）は、必要に応じて１回で複数の空ボンベを連続して受け取り、さらに順に所望な交換数の完全充填ボンベを送り出すように設計することができる。例えば、２本の空ボンベを順に交換インターフェース入口３１に置き、交換システム３により空ボンベ上の識別タグ３８（図９に示す）を読み取ってから前記２本の空ボンベを回収し、支払ステップが確認された後、順に２本の完全充填ボンベを交換インターフェース出口３３に送り、識別タグ及びシステム情報が更新された後、ユーザが完全充填ボンベを取り出す。ユーザインターフェース３５によれば、ユーザは、現在のガスボンベ交換システム３の情報、最新状況及び操作状態を知ることができる。いくつかの実施例において、交換キャビネット３０は相異両側に入口と出口を有する交換キャビネット３０’として設計されてもよい。交換キャビネット３０’の一方側の交換インターフェース入口３１から空ボンベを入れ、さらに他方側の交換インターフェース出口３３から交換後の完全充填ボンベを送り出すように設計されてもよい。さらに、交換キャビネット３０は前方から２本の空ボンベを同時に交換キャビネット３０’’の交換インターフェース出入口３９上に置き、システムにより読み取った後、前記２本の空ボンベを回収し、支払ステップが確認された後、２本の完全充填ボンベを交換インターフェース出入口３９に送った後、ユーザが完全充填ボンベを取り出すように設計されてもよい。必要に応じて変更することができる。また、ガスボンベ交換システム３の内部は、空ボンベ貯蔵領域と完全充填ボンベ貯蔵領域に分けられてもよい。これによって、運送スタッフの識別及び交換作業が容易になる。交換インターフェース３１、３３がユーザインターフェース３５に接続され、ガスボンベ交換システム３内の交換制御器によりメカトロニクス（例えば、機械式アームなど；図示せず）制御を施すことによりガスボンベの交換を達成する。ガスボンベ交換システム３の内部には更に電子スケール、ガス流量計または圧力計等の検出メカニズムが設けられることで、使用されたガス量の計算に対応する。または、事前にビークル使用又はビークル非使用システムで、ガスボンベ３６最終のガスの容量、流量又は流量、または使用時間、使用済みマイル等の情報を識別タグ３８に保存し、または前記情報をリモートサーバー又はクラウド管理システム１に直接アップロードする。
【００２５】
図７は、本発明の拡張されたガスボンベ交換システムの実施形態の模式図である。前記ガスボンベ交換システム３は、必要に応じて無制限に拡張することができ、１つ又は複数のユーザインターフェース３５を含むよう設計することができる。例えば、各ガスボンベ交換システム３のガスボンベの貯蔵量が２００本である場合、その左右にそれぞれ１つのシステムを並列接続すると、６００本のガスボンベ交換量に拡張され得、需要に応じて変更できる。
【００２６】
図１及び図８を参照されたい。図８は、本発明のガスボンベ交換システム、物流管理システム及びクラウド管理システムの動作フローチャートである。ステップ４０１：クラウド管理システムが各地のガスボンベ交換システムの情報を整合した結果、完全充填ボンベの貯蔵量が安全貯蔵量よりも低い場合、画面にボンベ補充メッセージが表示され、物流管理システムの管理員にボンベを補充するように通知する。次いで、ステップ４０２：物流センターが整備する。ステップ４０３：ボンベ補充員が完全充填ボンベを中央充填場から送り出す。例えば、ボンベ補充員が物流車を運転して完全充填ボンベを搬送し、無人航空機システムまたは無人搬送車を用いて搬送などを行うが、これに限定されない。その後、ステップ４０４：システムからのボンベ補充メッセージに従って、それぞれ完全充填ボンベを各ガスボンベ交換システムに送達した後、２つの任務を行い、その１つはステップ４０５で、空ボンベの回収を行い、他の１つはステップ４０７で、完全充填ボンベの補充を行う。空ボンベ回収を行う場合、資料をアップロードする。ステップ４０６：空ボンベを中央充填場又はガス充填ステーションに返送し、ステップ４０２に示すように、物流センター整備ステップに戻る。完全充填ボンベ補充を行う場合、ステップ４０８：センシング設備又は検知素子によりガスボンベ交換システム内の全ての完全充填ボンベ上の識別タグ情報を読み取る。最後にステップ４０９：資料をアップロードして情報を更新した後、フローチャートを終了する。
【００２７】
また、図１及び図４乃至図７を参照されたい。本発明の各ガスボンベ交換システム３は、特殊な場合によって、ボンベなしでユーザにガスボンベを直接提供してもよいか、又はガスボンベを回収するだけであってもよい。このガスボンベ交換システム３では、検知素子及び／又はユーザインターフェース３５によりユーザが関連証拠（例えば、バーコード又は識別タグなど）を提供し、又は認証資料を入力し、システム資料ベースに接続された後、合格ユーザであるかを判断する。技術スタッフが点検・修理を行い、又は手元にボンベがない場合、リモートサーバー又はクラウド管理システム１の認証により近くにボンベなしで完全充填ガスボンベを取得するか又はガスボンベを直接回収することができるため、メンテナンススタッフの持ち運び上の不便さが解決される。前記検知素子は、前記識別タグ情報の読み書き又はガスボンベとユーザアイデンティティの識別に用いられ得る。前記ユーザインターフェース３５は、伝送及び表示インターフェースであり、ユーザがユーザインターフェースにより入力、操作することができ、伝送ネットワークを介して少なくとも１つのリモートサーバー又はクラウド管理システム１に接続されることで、ユーザインターフェースは前記ガスボンベ、前記ガスボンベ交換システムと前記サーバー又は前記クラウド管理システム１との間の状態及び関連情報を表示し、資料アップロード及び前記システム情報の更新を行うことができる。さらに、ガスボンベ交換システム３は、ローカルガス充填ステーション４と組み合わせてガスボンベのガス充填又は交換作業を行うことができる。
【００２８】
さらに、本発明のガスボンベ交換のクラウド管理システムは、少なくとも１つのガスボンベ交換システムを含む。ガスボンベ交換システムは、ガスボンベの補充、使用、交換及び回収を提供する少なくとも１つの交換キャビネットを有する。交換キャビネットは、少なくとも、ガスを提供可能な１つ又は複数の完全充填ガスボンベと、収容空間を有し、１つ又は複数の完全充填ガスボンベ及び／又は少なくとも１つの空ガスボンベを収容可能で、ガスボンベ交換のための交換インターフェースが設けられた１つ又は複数の交換キャビネットと、前記交換キャビネットに設けられた上少なくとも１つのユーザインターフェースと、少なくとも１つのサーバーを有するクラウド管理システムとを含む。前記クラウド管理システムは、メッセージの送受信、記憶、計算、演算、発布又は通知などを行うことができるが、これらに限定されない。
【００２９】
前記システムは、ガスボンベ交換情報管理及び資料分析の機能を有し、全ての情報（ガスボンベ交換、通知、使用、ボンベ補充、回収などの物流動作を含む）は、いずれもリモートサーバー又はクラウド管理システムにより管理され、データで各種の使用モード、交換周波数、環境温度度、湿度、ビークル又は非ビークル情報、走行距離、履歴記録、炭素削減などのシミュレーション及び分析を行う。
【００３０】
図９は、本発明の好適な実施例のガスボンベの模式図である。ガスボンベ３６の取っ手３７には、製品関連情報のアクセス又は資料の記憶に用いられる識別タグ３８が設けられている。図１０から図１２は、それぞれ本発明のガスボンベがビークル及び非ビークルに用いられる場合の模式図、並びにガスボンベ交換時の状況の模式図である。図示のように、燃料電池電気自動車７の尾部に２つのガスボンベ３６挿入孔が設けられ、車上のシステムに燃料（例えば、水素ガス）不足が表示される場合（図示せず）、ユーザは、ユーザの接続経路２（例えば、モバイル機器のアプリケーション又は任意のネットワーク）によりリモートサーバー又はクラウド管理システム１に接続し、ガスボンベ交換システム３のガスボンベの貯蔵情報、最寄りのガスボンベ交換可能な場所及びガスボンベの数などの情報を調べ、指示通り前記場所に行く。ユーザが該場所に到達して燃料電池電気自動車７電源をオフにした後、車７の尾部から空ガスボンベ３６を引き出し、ガスボンベ交換システム３の交換インターフェース上に置き、ガスボンベ交換システム３により前記ガスボンベ３６上の識別タグ３８情報を読み取り、ユーザのアイデンティティ及びガスボンベ規格が要求を満たすと確認した後、前記ガスボンベ３６を回収し、リモートサーバー、クラウド管理システム１又はガスボンベ交換システム３により計算した後、前記ガスボンベ３６内のガスの使用量又は支払額などの情報を表示する。支払ステップにより支払済ユーザであることを確認した場合、ガスボンベ交換システム３は完全に充填されたガスボンベ３６を交換インターフェース上に送り、システム情報を更新した後、ユーザが完全充填ボンベを取り出す。次いで、ユーザインターフェースに情報が表示されて、ユーザが次の空ボンベを交換し続けるかとの質問を行う。ユーザが「はい」を選択する場合、空ボンベを置くステップに戻り、ユーザが「いいえ」を選択する場合、システムは、資料を更新してクラウドシステムにアップロードする。最後に、ユーザが完全充填されたガスボンベ３６を該車７に挿入し、継続して次のステップを行う。
【００３１】
本実施例においてガスボンベ内のガスは水素ガスであるが、必要に応じて異なるガスボンベ又は異なるガス（例えば、酸素、二酸化炭素、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、アンモニア、メタン、アセチレン、プロパン、トリフルオロメタン、ヘキサフルオロプロパン、ヘプタフルオロプロパン又は混合ガスなど）を使用してもよい。
【００３２】
以上、図面に示される実施例の説明（要約書に記載の内容を含む）は、本発明を制限するものではない。説明のために特定の実施例及び実例を示したが、当業者は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、様々な同等修正することができる。
【００３３】
上記の詳細な説明に基づいて実施例を変更することができる。一般的には、添付する特許請求の範囲において、用いられる用語は、特許請求の範囲を明細書及び特許請求の範囲に開示される具体的な実施例に限定されると理解されるべきではなく、全ての可能な実施例及び特許請求の範囲と同等の範囲を含むと理解されるべきである。よって、本特許請求の範囲は、本明細書に制限されない。
【符号の説明】
【００３４】
１：リモートサーバー又はクラウド管理システム
２：ユーザ接続経路
２０１−２０５：ステップ
３：ガスボンベ交換システム
３０：交換キャビネット
３１、３３、３９：交換インターフェース
３２、３４：保護蓋
３５：ユーザインターフェース
３６：ガスボンベ
３７：取っ手
３８：識別タグ
３０１−３１０：ステップ
４：ローカルガス充填ステーション
４０１−４０９：ステップ
５：物流管理システム
５０：物流車
６：中央充填場又はガス充填ステーション
７：燃料電池電気自動車
８：燃料電池発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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