(57)【要約】【課題】水素の消費量を抑制することができ、コストの低減を図ることが可能な燃料電池車用ガス充填装置の制御装置を提供する。【解決手段】  この燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１は、水素が流通する第１のガス供給経路ＦＬと、窒素が流通する第２のガス供給経路ＳＬと、第１のガス供給経路ＦＬ及び第２のガス供給経路ＳＬの下流側で合流する共通経路ＣＬと、共通経路ＣＬに設けられた液ポンプ１３０と、共通経路ＣＬの下流側において分岐し、当該分岐先に、水素が流通する第１の分岐配管１６１ａと、窒素が流通する第２の分岐配管１６１ｂとを備え、水素を第１の分岐配管１６１ａに供給する際に、窒素で液ポンプ１３０の冷却を行うように制御する制御部４０を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる種類の液体ガスを供給可能な燃料電池車用ガス充填装置の制御装置であって、
第１の液体ガスが供給される第１のガス供給経路と、
第２の液体ガスが供給される第２のガス供給経路と、
前記第１のガス供給経路及び前記第２のガス供給経路の下流側で合流する共通経路と、
前記共通経路に設けられたポンプと、
前記共通経路の下流側において分岐し、該分岐先に、前記第１の液体ガスが流通する第１の流通経路と、前記第２の液体ガスが流通する第２の流通経路とを備え、
前記第１の液体ガスを前記第１の流通経路に供給する際に、前記第２の液体ガスで前記ポンプの冷却を行うように制御する制御部を有することを特徴とする燃料電池車用ガス充填装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車用ガス充填装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギ源とした燃料電池自動車（以下、燃料電池車両とも称する）が注目されている。この燃料電池を備えた燃料電池車両には、燃料ガスを充填するためのガスタンクが搭載されている。
【０００３】
上記燃料電池車両に搭載されるガスタンクでは、気密性が要求されるため、実機に用いる前に、ガス充填装置（ガスタンク検査装置）を用いて気密検査が一般的に行われる（例えば下記特許文献１）。
【０００４】
この種のガス充填装置では、検査対象のガスタンクにヘリウムなどの検知ガスと窒素などの不活性ガスを供給し、ガスタンク内部が所定圧力となった状態で、ガスタンクの外部で検知ガスが検知されるか否かを判定して気密検査を行う。この気密検査においては、検知ガスや不活性ガスなどのガスの充填によってガスタンク内部の温度上昇を抑制するために、ガスタンクには予め冷却された低温（例えば、−４０℃〜−６０℃）の不活性ガスを供給する必要がある。下記特許文献１には、低温の不活性ガスをガスタンクに供給するために、不活性ガスを圧送するためのポンプを液体窒素で予め冷却（予冷）することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２２８０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、燃料電池車両に搭載されたガスタンクへ水素を充填する際に、ガスタンク内部の温度上昇を抑制するために、冷却された低温の水素をガスタンクに供給する必要がある。この低温の水素をガスタンクに供給する構成として、上記特許文献１に記載された構成、すなわちポンプを液体窒素で予冷する構成を適用する場合には、ポンプの予冷には水素が用いられることとなる。しかし、ポンプの予冷に水素が用いられると、高価な水素の消費量が大きくなってしまい、コスト高となってしまう問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水素の消費量を抑制することができ、コストの低減を図ることが可能な燃料電池車用ガス充填装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池車用ガス充填装置の制御装置は、異なる種類の液体ガスを供給可能な燃料電池車用ガス充填装置の制御装置であって、第１の液体ガスが供給される第１のガス供給経路と、第２の液体ガスが供給される第２のガス供給経路と、前記第１のガス供給経路及び前記第２のガス供給経路の下流側で合流する共通経路と、前記共通経路に設けられたポンプと、前記共通経路の下流側において分岐し、該分岐先に、前記第１の液体ガスが流通する第１の流通経路と、前記第２の液体ガスが流通する第２の流通経路とを備え、前記第１の液体ガスを前記第１の流通経路に供給する際に、前記第２の液体ガスで前記ポンプの冷却を行うように制御する制御部を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る燃料電池車用ガス充填装置の制御装置では、第１の液体ガスを第１の流通経路に供給する際に、第１の液体ガスとは異なる第２の液体ガスによりポンプの冷却を行う。これにより、ポンプの冷却に用いられる第１の液体ガスの消費量を抑制することができる。第１の液体ガスとしては例えば水素、第２の液体ガスとしては例えば窒素を使用することが好ましい。このように安価な窒素をポンプの冷却に使用することで、高価な水素の消費量を抑えることができるので、コストの低減を図ることが可能となる。また、第１の液体ガスを供給する第１の供給経路及び第２の液体ガスを供給する第２の供給経路の下流側に、当該第１の供給経路及び第２の供給経路が合流する共通経路を設けている。このように共通経路を設けることで、異なる種類の液体ガスを１台のガス充填装置で供給することができるため、別々のガス充填装置を設ける場合と比較して、部品点数を削減することができ、コストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水素の消費量を抑制することができ、コストの低減を図ることが可能な燃料電池車用ガス充填装置の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態における燃料電池車用ガス充填装置の制御装置の概略構成を例示した説明図である。
【図２】図１に示す燃料電池車用ガス充填装置の制御装置を用いたガス充填処理の流れの一例を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態における燃料電池車用ガス充填装置の制御装置の概略構成を例示した説明図である。
【図４】図３に示す燃料電池車用ガス充填装置の制御装置を用いたガス充填処理の流れの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施形態以外の他の実施形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態における燃料電池車用ガス充填装置の制御装置の構成について説明する。図１は、燃料電池車用ガス充填装置の概略構成の一例を示す図である。
【００１４】
燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１は、１台のガス充填装置を用いて、複数の用途（車両充填、高圧タンクの気密検査、燃料電池スタックの発電検査）に目的のガス（水素又は窒素）を供給可能な装置である。燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１は、ガス充填装置１０と、車両充填部３００と、気密検査部４００と、発電検査部５００と、制御部４０とを備える。なお、制御部４０は、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の開閉や液ポンプ１３０の動作を制御する。
【００１５】
ガス充填装置１０は、車両充填部３００、気密検査部４００及び発電検査部５００に対して所定のガスを供給するための装置である。ガス充填装置１０は、液化水素タンク１１０と、液化窒素タンク１２０と、ヘリウムタンク１５０と、第１のガス供給経路ＦＬと、第２のガス供給経路ＳＬと、共通経路ＣＬと、常温ラインＮＯＬと、低温ラインＮＬＬと、ヘリウム充填ラインＨＥＬと、第１の充填ノズルＮ１と、第２の充填ノズルＮ２と、第３の充填ノズルＮ３と、複数の流量制御弁Ｖ１〜Ｖ１０とを少なくとも備えている。なお、常温ラインＮＯＬ、低温ラインＮＬＬ、ヘリウム充填ラインＨＥＬは、その下流側で合流した後に分岐し、当該分岐先に接続される車両充填部３００、気密検査部４００又は発電検査部５００に所定の液体ガスを供給することが可能となっている。
【００１６】
液化水素タンク１１０には、燃料ガスとしての水素が収容されている。水素は、少なくとも一部が液相となるように収容されている。なお、水素（液化水素を含む）が本発明における「第１の液体ガス」に相当するものである。
【００１７】
液化窒素タンク１２０には、不活性ガスとしての窒素が収容されている。窒素は、少なくとも一部が液相となるように収容されている。なお、窒素（液化窒素を含む）が本発明における「第２の液体ガス」に相当するものである。
【００１８】
ヘリウムタンク１５０には、検知ガスとしてのヘリウムが収容されている。なお、ヘリウムタンク１５０に液体ヘリウムを収容する構成であってもよい。
【００１９】
第１のガス供給経路ＦＬは、液化水素タンク１１０に収容されている水素を、共通経路ＣＬの液ポンプ１３０に供給するための流路である。第１のガス供給経路ＦＬは、配管１１１と、流量制御弁Ｖ１とを備えている。流量制御弁Ｖ１が開弁されると、配管１１１内に液化水素タンク１１０に収容されている水素が供給され、配管１１１の下流側に接続された配管１３１内に水素が流入する。なお、第１のガス供給経路ＦＬにおいて、液化水素タンク１１０が配置されている側を「上流側」と呼び、共通経路ＣＬが配置されている側を「下流側」と呼ぶ。
【００２０】
第２のガス供給経路ＳＬは、第１のガス供給経路ＦＬの下流側において合流する流路であって、液化窒素タンク１２０に収容されている窒素を、共通経路ＣＬの液ポンプ１３０に供給するための流路である。後述するように、液ポンプ１３０の冷却の際には、第２のガス供給経路ＳＬを通じて液ポンプ１３０に窒素が供給される。第２のガス供給経路ＳＬは、配管１２１と、流量制御弁Ｖ２とを備えている。流量制御弁Ｖ２が開弁されると、配管１２１内に液化窒素タンク１２０に収容されている窒素が供給され、配管１２１内に供給された窒素は、その下流側に接続された配管１３１内に流入する。なお、第２のガス供給経路ＳＬにおいて、液化窒素タンク１２０が配置されている側を「上流側」と呼び、共通経路ＣＬが配置されている側を「下流側」と呼ぶ。
【００２１】
共通経路ＣＬは、第１のガス供給経路ＦＬと第２のガス供給経路ＳＬとが合流するラインであり、その下流側は常温ラインＮＯＬ及び低温ラインＮＬＬに分岐している。共通経路ＣＬには、液ポンプ１３０（ポンプ）が設けられている。液ポンプ１３０は、共通経路ＣＬ内に供給された水素及び窒素を、共通経路ＣＬの下流側に圧送するための装置である。第１のガス供給経路ＦＬ及び第２のガス供給経路ＳＬを通じて共通経路ＣＬに供給された水素及び窒素は、液ポンプ１３０の作動により、共通経路ＣＬの下流側に接続された常温ラインＮＯＬ及び低温ラインＮＬＬに圧送される。液ポンプ１３０は、例えば回転数を変更することによって、水素及び窒素の吐出量や吐出圧を適宜調節することができる。なお、本実施形態における液ポンプ１３０は、水素等を下流側（例えば下流側に接続された第１の充填ノズルＮ１等）に圧送する機能を有していれば良く、様々な種類のポンプを適用することが可能である。
【００２２】
常温ラインＮＯＬは、共通経路ＣＬの下流側に接続され、その下流側で分岐して当該分岐先に接続される車両充填部３００、気密検査部４００又は発電検査部５００に液体ガスを供給するラインである。常温ラインＮＯＬは、配管１４１、１６１と、熱交換器１４０と、流量制御弁Ｖ３、Ｖ６〜Ｖ１０と、バッファ５１１とを備えている。後述するように、配管１６１の下流側で分岐して、当該分岐先にそれぞれ車両充填部３００、気密検査部４００、発電検査部５００が接続される。
【００２３】
配管１４１は、配管１３１と配管１６１とを繋ぎ、液ポンプ１３０によって圧送された液体ガスを配管１６１内に供給する流路である。配管１４１には、上流側から順に熱交換器１４０と、流量制御弁Ｖ３とが設けられている。熱交換器１４０は、液ポンプ１３０によって圧送された水素及び窒素と大気との間で熱交換を行うための装置であり、気化器とも呼ぶことができる。液ポンプ１３０によって圧送された水素又は窒素（例えば、−１５０℃）は、熱交換器１４０において常温程度まで昇温されるため、気化して水素ガス又は窒素ガスとなる。流量制御弁Ｖ３を開くと、配管１４１内に液ポンプ１３０から圧送される液体ガスが供給され、配管１４１内に供給された液体ガスは、その下流側に接続された配管１６１内に流入する。配管１６１内に流入した液体ガスは、第１の分岐配管１６１ａ、第２の分岐配管１６１ｂ又は第３の分岐配管１６１ｃに流入して、車両充填部３００、気密検査部４００又は発電検査部５００に供給される。
【００２４】
配管１６１は、配管１４１の下流側に接続される流路であって、その下流側で分岐して当該分岐先に、第１の分岐配管１６１ａ（第１の流通経路）と、第２の分岐配管１６１ｂ（第２の流通経路）と、第３の分岐配管１６１ｃ（第３の流通経路）とを備える。第１の分岐配管１６１ａは、車両充填部３００に液体ガス（水素）を供給する流路であり、第２の分岐配管１６１ｂは、気密検査部４００に液体ガス（窒素等）を供給する流路であり、第３の分岐配管１６１ｃは、発電検査部５００に液体ガス（水素）を供給する流路である。
【００２５】
なお、配管１４１に配置される流量制御弁Ｖ３としては、弁を開閉可能なものであれば、いずれの方式の弁を使用しても構わない。また、熱交換器１４０は、大気以外にも水蒸気や温水を熱交換媒体とする構成としてもよい。なお、熱交換器１４０は、常温ラインＮＯＬを流通する水素又は窒素の温度が低温ラインＮＬＬを流通する水素又は窒素の温度よりも高くする程度に昇温すればよいため、必ずしも水素又は窒素を常温程度まで昇温させなくてもよい。
【００２６】
低温ラインＮＬＬは、常温ラインＮＯＬの上流側で分岐し、常温ラインＮＯＬの下流側で合流するラインである。また低温ラインＮＬＬは、その下流側で分岐し、その分岐先に接続される車両充填部３００、気密検査部４００又は発電検査部５００に液体ガスを供給するラインである。
【００２７】
低温ラインＮＬＬについて更に説明する。低温ラインＮＬＬは、配管１４２、１６１と、流量制御弁Ｖ４、Ｖ６〜Ｖ１０と、バッファ５１１とを備える。低温ラインＮＬＬは、配管１６１から常温ラインＮＯＬと合流し、第１の分岐配管１６１ａと、第２の分岐配管１６１ｂと、第３の分岐配管１６１ｃと、当該経路上に配置される機器（流量制御弁Ｖ６〜Ｖ１０等）が常温ラインＮＯＬと重複している。配管１４２は、配管１４１の上流側において分岐し、配管１４１の下流側で合流する流路である。配管１４２に配置された流量制御弁Ｖ４を開くと、配管１４２内に液ポンプ１３０によって圧送される液体ガスが供給され、供給された液体ガスは、配管１４２の下流側に接続された配管１６１内に流入する。配管１６１内に流入した液体ガスは、第１の分岐配管１６１ａ、第２の分岐配管１６１ｂ又は第３の分岐配管１６１ｃ内を流れ、車両充填部３００、気密検査部４００又は発電検査部５００に供給される。
【００２８】
なお、低温ラインＮＬＬは、熱交換器などの液体ガスを昇温させるための構成要素を備えていないため、液ポンプ１３０によって圧送された液体ガスを低温のまま高圧タンク４１１等に供給する。なお、低温ラインＮＬＬは、流通する液体ガスの温度が常温ラインＮＯＬを流通する液体ガスの温度よりも低くなる構成であれば、液体ガスを昇温させる構成要素を含んでいてもよい。また流量制御弁Ｖ４としては、弁を開閉可能なものであれば、いずれの方式の弁を使用しても構わない。
【００２９】
ヘリウム充填ラインＨＥＬは、ヘリウムタンク１５０に収容されているヘリウムを気密検査部４００の高圧タンク４１１に供給するためのラインである。ヘリウム充填ラインＨＥＬは、配管１５１、１６１と、流量制御弁Ｖ５、Ｖ６、Ｖ８とを備え、配管１６１と当該配管１６１の下流側に配置される部品（流量制御弁Ｖ６、Ｖ８）は、常温ラインＮＯＬ及び低温ラインＮＬＬと重複している。配管１５１には流量制御弁Ｖ５が配置される。流量制御弁Ｖ５を開くと、配管１５１内にヘリウムタンク１５０に収容されているヘリウムが供給され、配管１５１内に供給されたヘリウムはその下流側に接続された配管１６１内に流入する。
【００３０】
上述したように、常温ラインＮＯＬと低温ラインＮＬＬは、液ポンプ１３０が配置された配管１３１の下流側においてそれぞれ配管１４１と配管１４２に分岐した後、再度、配管１６１で合流する。そのため、液ポンプ１３０によって圧送された液体ガスは、一部が配管１４１を流通して熱交換器１４０によって昇温され、残りが配管１４２を低温のまま流通する。そして、配管１４１を流通した液体ガスと、配管１４２を流通した液体ガスと、が混合されて、車両充填部３００の高圧タンク３１１や気密検査部４００の高圧タンク４１１や発電検査部５００に供給される。配管１４１を流通する液体ガスの流量と、配管１４２を流通する液体ガスの流量は、それぞれ流量制御弁Ｖ３と流量制御弁Ｖ４の開度を制御部４０が制御することによって調整される。すなわち、ガス充填装置１０は、流量制御弁Ｖ３と流量制御弁Ｖ４の開度を制御部４０が制御することによって、配管１４１を流通した液体ガスと、配管１４２を流通した液体ガスとの混合比率を変化させて、配管１６１を流通する液体ガスの温度を調節することができる。例えば、配管１４１の液体ガスの流量を減らし、配管１４２の液体ガスの流量を増やすように制御部４０が制御することによって、配管１６１を流通する液体ガスの温度を低下させることができる。
【００３１】
また上述したように、ヘリウム充填ラインＨＥＬと低温ラインＮＬＬは、配管１６１を共有している。そのため、低温ラインＮＬＬに低温の液体ガスを流通させた後、ヘリウム充填ラインＨＥＬにヘリウムを流通させると、配管１６１によってヘリウムを冷却することができる。すなわち、配管１６１は、低温ラインＮＬＬとして使用されたときに低温の液体ガスによって冷却され、その後、ヘリウム充填ラインＨＥＬとして使用されたときにヘリウムを冷却する。
【００３２】
共通経路ＣＬの下流側に配置される配管１６１について更に説明する。配管１６１の下流側は分岐し、当該分岐先に、水素が流通する第１の分岐配管１６１ａと、窒素又はヘリウムが流通する第２の分岐配管１６１ｂと、水素が流通する第３の分岐配管１６１ｃとを備えている。そして、第１の分岐配管１６１ａの下流側には、水素を車両充填部３００に供給する第１の充填ノズルＮ１が接続され、第２の分岐配管１６１ｂの下流側には、窒素又はヘリウムを気密検査部４００に供給する第２の充填ノズルＮ２が接続され、第３の分岐配管１６１ｃの下流側には、水素を発電検査部５００に供給する第３の充填ノズルＮ３が接続されている。制御部４０は、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の開閉を制御し、第１の充填ノズルＮ１から車両充填部３００に充填される水素の量、第２の充填ノズルＮ２から気密検査部４００に充填される窒素又はヘリウムの量、及び、第３の充填ノズルＮ３から発電検査部５００に供給される水素の量を制御する。なお、第１の充填ノズルＮ１、第２の充填ノズルＮ２及び第３の充填ノズルＮ３としては、ガスを吐出可能であれば良く、その形状や大きさは適宜選択可能である。
【００３３】
車両充填部３００は、流量制御弁Ｖ７と、燃料電池自動車３１０とを備える。流量制御弁Ｖ７の開度は制御部４０により制御され、その開度を調整することにより燃料電池自動車３１０に搭載された高圧タンク３１１に充填される液体ガス（例えば水素）の流量が調整される。
【００３４】
気密検査部４００は、流量制御弁Ｖ８と、チャンバ４１０と、高圧タンク４１１と、リーク測定器４２０とを備えている。流量制御弁Ｖ８は、高圧タンク３１１に供給する液体ガス（例えば窒素又はヘリウム）の流量を調整する弁であり、その開閉及び開度は制御部４０により制御される。チャンバ４１０は、内部に高圧タンク４１１を収納するハウジングである。高圧タンク４１１の口金には接続ユニット４１２（バルブや配管等を含むユニット）が接続され、高圧タンク４１１の内部と外部との間でガスのやりとりを行うことが可能となっている。リーク測定器４２０は、検知ガスを検出するためのセンサであり、高圧タンク４１１からチャンバ４１０の内部に漏れた検知ガスを検知する。
【００３５】
発電検査部５００は、流量制御弁Ｖ９、Ｖ１０と、バッファ５１１と、を備えている。流量制御弁Ｖ９は、バッファ５１１の上流側に配置され、配管１６１を介して供給される水素をバッファ５１１に流入させるか否かの切り替えを行う。流量制御弁Ｖ１０は、バッファ５１１に貯留された水素を発電装置５１０（ＦＣ等）に供給するか否かの切り替えを行う。発電装置５１０には、補機類（図示省略）や燃料電池スタック（図示省略）が設けられている。なお、流量制御弁Ｖ９、Ｖ１０は、制御部４０によってその開閉及び開度が制御され、発電装置５１０に供給される水素の量が調整される。
【００３６】
制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、および、ＲＡＭを備えるコンピュータによって構成され、燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１の各構成要素を制御する。制御部４０は、所定の入力を受け付けると、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ１１（流量制御弁Ｖ１１については図３参照）の開閉を行い、各々の配管を流れる水素ガスや窒素ガス等の流量を制御する。本実施形態では、制御部４０は、水素を第１の分岐配管１６１ａに供給する際に、窒素を液ポンプ１３０に供給して液ポンプ１３０の冷却を行うように制御する。なお、本発明における、「水素を第１の共通経路１６１ａに供給する際に」とは、水素を第１の共通経路１６１ａに供給する前の準備段階も含む。したがって、窒素を使用して液ポンプ１３１の冷却を行った後に、水素を第１の分岐配管１６１ａに供給することも当然に含まれる。
【００３７】
次に、上述した構成を備える燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１を用いた場合の、ガス充填処理の流れを説明する。図２は、車両充填部３００、気密検査部４００又は発電検査部５００に液体ガスを充填する処理の流れの一例を説明するための図である。なお、図２に示すポンプ予冷やタンク充填等の各々の処理時間の比率は一例を示すものであって、同図に示す時間の比率に限定されるものではない。また、図１に示した流量制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は制御部４０によりその開閉が制御される。
【００３８】
まず、燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１を用いて気密検査を行う（図２の気密検査用占有期間）。気密検査用占有期間では、気密検査部４００のみに液体ガス（窒素やヘリウム）が流入する。
【００３９】
気密検査用占有期間では最初に、流量制御弁Ｖ２を開弁し、その他の流量制御弁は閉弁する。すると、液化窒素タンク１２０に収容されている窒素が、液ポンプ１３０に供給され、液ポンプ１３０の予冷が行われる（図２のｔ４１０期間）。
【００４０】
次いで、流量制御弁Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ８を開弁する。すると、温度低下した窒素が液ポンプ１３０により下流側に圧送され、気密検査部４００の高圧タンク４１１に窒素が充填されると共に、ヘリウムタンク１５０に収容されているヘリウムが高圧タンク４１１に充填される（ｔ４２０期間）。
【００４１】
次いで、気密検査部４００のリーク測定器４２０により、リーク測定を行う（ｔ４３０期間）。すなわち、リーク測定器４２０により、高圧タンク４１１からチャンバ４１０の内部に漏れた検知ガスを検知する。次いで、高圧タンク４１１内脱圧を行う（ｔ４４０期間）。以上のｔ４１０〜ｔ４４０期間を経て、気密検査部４００における第１回目の気密検査が終了する。
【００４２】
上記リーク測定期間（ｔ４３０期間）において、車両充填部３００への車両充填が開始する。具体的には、リーク測定期間（ｔ４３０期間）において、流量制御弁Ｖ２以外の流量制御弁は閉弁し、液化窒素タンク１２０に収容されている窒素を液ポンプ１３０に供給して液ポンプ１３０の予冷を行う（ｔ３１０期間）。なお、ｔ３１０期間での液ポンプ１３０の予冷のタイミングは、リーク測定期間（ｔ４３０期間）に限定されるわけではなく、気密検査用占有期間（気密検査部４００に所定の液体ガスを供給するための期間）と車両充填用占有期間（車両充填部３００に所定の液体ガスを供給するための期間）とが重複しなければ、その液ポンプ１３０予冷のタイミングは適宜調整することが可能である。
【００４３】
次いで、流量制御弁Ｖ１を開弁し、液化水素タンク１１０に収容されている水素を液ポンプ１３０に供給して液ポンプ１３０の予冷を行う（ｔ３２０期間）。このように本実施形態では、窒素での液ポンプ１３０の予冷（１次予冷（ｔ３１０期間））と、水素での液ポンプ１３０の予冷（２次予冷（ｔ３２０期間））とを行うことで、液ポンプ１３０の予冷で使用する水素の消費量を抑えている。つまり、液ポンプ１３０を所定の温度まで下げるために、水素のみを用いるのではなく、まず、窒素（気化温度−１９３℃）を所定期間供給し、液ポンプ１３０の温度が所定程度まで下がった段階で、水素（気化温度−２５３℃）を所定期間供給することで、水素の消費量を抑えながら液ポンプ１３０の冷却を行うことが可能となっている。なお、液ポンプ１３０の予冷完了までに行われる１次予冷と２次予冷との期間の比率は、図示の割合に限定されるわけではなく、水素の消費量を抑えることができれば、適宜その期間は制御部４０により制御される。
【００４４】
上記の水素で液ポンプ１３０の予冷を行う期間（ｔ３２０期間）では、更に流量制御弁Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ９を開弁し、液ポンプ１３０の予冷に使用した水素を発電検査部５００のバッファ５１１に充填する（ｔ５１０期間）。このように本実施形態では、液ポンプ１３０の予冷に使用した水素を大気に排気せず、バッファ５１１に充填して発電検査用の水素として使用することが可能となっている。
【００４５】
上記液ポンプ１３０の予冷（ｔ３２０期間）の後、流量制御弁Ｖ９を閉弁すると共に流量制御弁Ｖ７を開弁し、液ポンプ１３０内において冷却された水素を液ポンプ１３０により下流側に圧送し、車両充填部３００の高圧タンク３１１に水素を充填する（ｔ３３０期間）。
【００４６】
次いで、液ポンプ１３０の予冷を行い液ポンプ１３０の温度を維持すると共に、流量制御弁Ｖ９を開弁して、発電検査部５００のバッファ５１１へ水素を供給する（ｔ３４０期間）。バッファ５１１には発電検査用に必要な水素（不足分の水素）が充填される（ｔ５２０期間）。このように、バッファ５１１への水素の充填量が不足している場合には、液ポンプ１３０が作動していない時間に、液ポンプ１３０の温度を維持するために、液ポンプ１３０の予冷とバッファ５１１への水素充填を行う。
【００４７】
上記のように発電検査用に必要な量の水素がバッファ５１１に充填された後、第２回目の気密検査が開始され、第１回目の気密検査と同様の処理が再び開始する。このように、車両充填部３００への水素供給、気密検査部４００への窒素・ヘリウム供給、及び、発電検査部５００への水素供給を１台のガス充填装置１０で行うことが可能となっている。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、水素より安価な窒素を液ポンプ１３０の予冷に使用することで、水素のみによって液ポンプ１３０の予冷を行う構成と比較して、水素の消費量を抑えることができる。
【００４９】
また、従来のように、ポンプの予冷を行うために水素のみを使用するガス充填装置（液化水素用システム）では、予冷に使用した水素を大気中に排気していたため、安全への配慮（着火源の排除等）が必要であったが、本実施形態では液ポンプ１３０の予冷に使用した水素を大気中に排気せず、発電検査用として使用することが可能であるため、安全への配慮の必要がなくなる。
【００５０】
また、従来のガス充填システムでは、気密検査用のガス充填システムと車両充填用のガス充填システムで別々に設けていたが、本実施形態では、１台のガス充填システムで気密検査と車両充填とを行うことができ、気密検査用及び車両充填用のガス充填システムにおいて重複する部品（類似する部品）を削減することができる。このように本実施形態では、１台のガス充填システムで複数の用途に対応できるため、類似の設備投資をする必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。
【００５１】
（第２実施形態）
続いて、図３を参照しながら第２実施形態における燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１ｂについて説明する。第２実施形態の燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１ｂは、第１実施形態の燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１と比較すると、車両充填部３００の構成を変化させたもので、それ以外の構成及び機能は第１実施形態の燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１と同じである。したがって、第１実施形態の燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１と同じ部分については第１実施形態のものと同一の符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００５２】
図３に示すように、第２実施形態における燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１ｂは、第１実施形態における燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１と比較すると、車両充填部３００に蓄圧器３２０、配管３２１及び流量制御弁Ｖ１１が設けられている点が異なる。蓄圧器３２０は、水素を充填可能な機能を有する装置である。配管３２１は蓄圧器３２０及び配管１６１に接続され、液ポンプ１３０によって下流側に圧送される水素を蓄圧器３２０に導入するための流路である。流量制御弁Ｖ１１は、制御部４０によりその開閉が制御され、配管１６１を介して配管３２１内に導入される水素の流量を調整する弁である。流量制御弁Ｖ１１が開弁されると、配管１６１内を下流側に流れてくる水素を蓄圧器３２０に充填することができ、蓄圧器３２０に充填された水素は、例えば燃料電池自動車３１０に搭載された高圧タンク３１１に充填するために利用可能となっている。
【００５３】
図４は、図３に示した燃料電池車用ガス充填装置の制御装置１ｂを用いた場合の、ガス充填処理の流れの一例を説明するための図である。図４は、図２と対応する図であって、図２に示したガス充填処理の流れと比較すると、蓄圧器３２０に水素を充填している点が異なる。したがって、図２に示したガス充填処理の流れと同じ部分についての説明は省略する。なお、図４に示す蓄圧器充填やポンプ予冷等の処理時間の比率は一例を示すものであって、同図に示す処理時間の比率に限定されるものではない。
【００５４】
図４に示すように、燃料電池自動車３１０に搭載された高圧タンク３１１に水素を充填後、流量制御弁Ｖ１１を開弁し、蓄圧器３２０に水素を充填する（ｔ３４０期間）。このように蓄圧器３２０に水素を充填することで、気密検査部４００における気密検査と、車両充填部３００における燃料電池自動車３１０への水素充填のタイミングが重なっても、気密検査部４００における気密検査と燃料電池自動車３１０への水素充填を同時に実施することができる。
【００５５】
なお、上述したとおり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、上述したポンプ予冷時間や車両充填時間の比率などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１      ：燃料電池車用ガス充填装置の制御装置
１０    ：ガス充填装置
４０    ：制御部
１１０  ：液化水素タンク
１２０  ：液化窒素タンク
１３０  ：液ポンプ（ポンプ）
１４０  ：熱交換器
１５０  ：ヘリウムタンク
１６１ａ：第１の分岐配管（第１の流通経路）
１６１ｂ：第２の分岐配管（第２の流通経路）
１６１ｃ：第３の分岐配管（第３の流通経路）
３００  ：車両充填部
３１０  ：燃料電池自動車（燃料電池車両）
３２０  ：蓄圧器
４００  ：気密検査部
４１０  ：チャンバ
４２０  ：リーク測定器
５００  ：発電検査部
５１１  ：バッファ
ＣＬ    ：共通経路
ＦＬ    ：第１のガス供給経路
ＨＥＬ  ：ヘリウム充填ライン
Ｎ１    ：第１の充填ノズル
Ｎ２    ：第２の充填ノズル
Ｎ３    ：第３の充填ノズル
ＮＬＬ  ：低温ライン
ＮＯＬ  ：常温ライン
ＳＬ    ：第２のガス供給経路
Ｖ１〜Ｖ１１：流量制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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