用于天然氣罐的熱管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于天然氣罐的熱管理系統(tǒng)包括容器以及操作性地定位成選擇性地冷卻該容器的冷卻機(jī)構(gòu)。本文還公開了一種用于在補(bǔ)給燃料期間使天然氣存儲(chǔ)的損失最小化的方法。在該方法的一個(gè)示例中，冷卻機(jī)構(gòu)操作性地定位成選擇性地冷卻天然氣儲(chǔ)罐的容器，其在補(bǔ)給燃料事件之前啟動(dòng)。這將容器冷卻至預(yù)定溫度。
【專利說明】用于天然氣罐的熱管理系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求在2013年3月28日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)系列號(hào)61/806，149的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過參考并入本文。

【背景技術(shù)】
[0002]諸如氣體存儲(chǔ)容器和液壓蓄能器的壓力容器可以用來容納受壓的流體。一些氣體儲(chǔ)罐被填充至閾值壓力。氣體的密度取決于氣體的壓力和溫度。例如，在炎熱的天氣，氣體將膨脹，并且罐可以僅填充至其潛在能力的75%(或以下)。在補(bǔ)給燃料期間，氣體壓縮到罐中并且罐內(nèi)部的溫度增加。作為示例，在高壓系統(tǒng)中，不具有吸附劑的罐可以在約3，600psi的壓力下并且在約50°C 122 T )的溫度下被填充，并且具有吸附劑的罐可以在約3，600psi的壓力下并且在約60°C ( ^ 140 0F )的溫度下被填充。在加燃料之后，罐的溫度降低(例如，至環(huán)境溫度)，并且壓力也成比例地降低。在一個(gè)示例中，罐壓力降低至3，400psi,并且這等于約6%的由熱力學(xué)引起的填充不足(underfill)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種用于天然氣罐的熱管理系統(tǒng)包括容器以及操作性地定位成選擇性地冷卻該容器的冷卻機(jī)構(gòu)。本文還公開了一種用于在補(bǔ)給燃料期間使天然氣存儲(chǔ)的損失最小化的方法。在該方法的一個(gè)示例中，冷卻機(jī)構(gòu)操作性地定位成選擇性地冷卻天然氣儲(chǔ)罐的容器，其在補(bǔ)給燃料事件之前啟動(dòng)。這將容器冷卻至預(yù)定溫度。
[0004]本發(fā)明還包括如下方案:
1.一種用于天然氣罐的熱管理系統(tǒng)，包括:
容器；以及
冷卻機(jī)構(gòu)，其操作性地定位成選擇性地冷卻所述容器。
[0005]2.如方案I所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)是使流體圍繞所述容器循環(huán)的熱交換器。
[0006]3.如方案I所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)是帕爾貼冷卻器。
[0007]4.如方案I所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)是包括螺旋盤管的熱交換器。
[0008]5.如方案I所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)是定位在所述容器周圍的相變材料。
[0009]6.如方案I所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)包括相異金屬的接合處，所述接合處在暴露于溫度梯度時(shí)將產(chǎn)生電流。
[0010]7.如方案I所限定的熱管理系統(tǒng)，還包括定位在所述容器中的天然氣吸附劑，其中，所述天然氣吸附劑選自由碳、多孔聚合物網(wǎng)狀物、金屬-有機(jī)框架、沸石、以及它們的組合所組成的組。
[0011] 8.如方案I所限定的熱管理系統(tǒng)，還包括電子控制單元，所述電子控制單元與所述冷卻機(jī)構(gòu)操作性地通信以控制所述冷卻機(jī)構(gòu)的操作。
[0012]9.如方案8所限定的熱管理系統(tǒng)，還包括溫度傳感器，用以檢測(cè)所述容器的溫度并將所述溫度傳達(dá)至所述電子控制單元。
[0013]10.如方案8所限定的熱管理系統(tǒng)，還包括與所述電子控制單元通信以用于手動(dòng)啟動(dòng)所述冷卻機(jī)構(gòu)的用戶接口。
[0014]11.一種用于在補(bǔ)給燃料期間使天然氣罐的熱力學(xué)填充不足最小化的方法，所述方法包括:
在補(bǔ)給燃料事件之前，啟動(dòng)操作性地定位成選擇性地冷卻天然氣儲(chǔ)罐的容器的冷卻機(jī)構(gòu)，從而將所述容器冷卻至預(yù)定溫度。
[0015]12.如方案11所限定的方法，還包括:
經(jīng)由電子控制單元確定在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)開始補(bǔ)給燃料的概率，所述電子控制單元與所述冷卻機(jī)構(gòu)操作性地通信以控制所述冷卻機(jī)構(gòu)的操作；
如果所述概率超出閾值概率，則啟動(dòng)冷卻機(jī)構(gòu)。
[0016]13.如方案12所限定的方法，其中，確定所述概率包括:經(jīng)由與所述電子控制單元通信的用戶接口向所述電子控制單元手動(dòng)地傳達(dá)開始補(bǔ)給燃料的所述概率超出所述閾值概率。
[0017]14.如方案13所限定的方法，還包括:
指示熱管理系統(tǒng)正在使所述容器準(zhǔn)備好用于補(bǔ)給燃料；以及指示所述容器的就緒狀態(tài)以用于使天然氣罐的熱力學(xué)填充不足最小化。
[0018]15.如方案14所限定的方法，其中，當(dāng)所述容器的溫度小于或等于所述預(yù)定溫度時(shí)，所述就緒狀態(tài)為100%。
[0019]16.如方案12所限定的方法，其中，確定所述概率包括由所述電子控制單元自動(dòng)地確定所述容器的填充狀態(tài)。
[0020]17.如方案12所限定的方法，其中，確定所述概率包括自動(dòng)地確定到補(bǔ)給燃料站的接近度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本公開的示例的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過參照下面的詳細(xì)描述和附圖而變得顯而易見，在附圖中，類似的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)于類似的但可能不同的部件。為簡潔起見，具有此前描述的功能的附圖標(biāo)記或特征可以結(jié)合或者可以不結(jié)合出現(xiàn)它們的其它附圖來描述。
[0022]圖1是根據(jù)本公開的包括冷卻機(jī)構(gòu)的示例的天然氣罐的示意性視圖；
圖2是根據(jù)本公開的包括冷卻系統(tǒng)的示例的天然氣罐的另一個(gè)示例的示意性視圖，其中在--的各器內(nèi)部具有翅片；
圖3是根據(jù)本公開的包括冷卻系統(tǒng)的示例的天然氣罐的另一個(gè)示例的示意性視圖，其中在罐的容器內(nèi)部具有螺旋盤管；
圖4是根據(jù)本公開的包括具有帕爾貼冷卻器的冷卻系統(tǒng)的示例的天然氣罐的另一個(gè)示例的示意性視圖；
圖5是根據(jù)本公開的包括具有相變材料的冷卻系統(tǒng)的示例的天然氣罐的另一個(gè)示例的不意性視圖； 圖6是根據(jù)本公開的包括具有外部翅片的冷卻系統(tǒng)的示例的天然氣罐的另一個(gè)示例的示意性視圖；以及
圖7是根據(jù)本公開的包括具有電子控制系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的示例的天然氣罐的另一個(gè)示例的示意性視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]天然氣車輛配有車載儲(chǔ)罐。一些天然氣儲(chǔ)罐被指定為低壓系統(tǒng)，并且這些系統(tǒng)的額定壓力最多約750psi。在一個(gè)示例中，低壓系統(tǒng)的額定壓力為約725psi及以下。在補(bǔ)給燃料期間，低壓系統(tǒng)儲(chǔ)罐的容器被設(shè)計(jì)成填充至罐達(dá)到額定范圍內(nèi)的壓力為止。其它天然氣儲(chǔ)罐被指定為高壓系統(tǒng)，并且這些系統(tǒng)的額定壓力在從約3，OOOpsi至約3，600psi的范圍內(nèi)。類似于低壓系統(tǒng)儲(chǔ)罐，高壓系統(tǒng)儲(chǔ)罐的容器被設(shè)計(jì)成填充至罐達(dá)到額定范圍內(nèi)的壓力為止。
[0024]高壓和低壓系統(tǒng)兩者均可以利用吸附的天然氣，其中天然氣吸附劑被加載到容器中。吸附劑可以增加存儲(chǔ)容量，使得罐在被填充至額定壓力時(shí)能夠存儲(chǔ)和輸送對(duì)于期望的車輛操作而言足夠量的天然氣。
[0025]如本文所用，補(bǔ)給燃料是指將一定量的天然氣引入容器中以增加容器中的天然氣的量。天然氣容器的補(bǔ)給燃料通常通過將天然氣容器連接到高壓源來實(shí)現(xiàn)。燃料從高壓源流入天然氣容器中。當(dāng)高壓源和天然氣容器之間的壓差高時(shí)，流量通常比壓差小時(shí)更高。在非常高的壓差下，流量可能受聲速的限制。這可以被稱為壅塞流量或臨界流量。隨著天然氣容器充滿，壓差減小。當(dāng)壓差變得較低時(shí)，流量減慢。當(dāng)容器內(nèi)部的天然氣的壓力等于源的壓力時(shí)，流動(dòng)停止。然而，典型的是補(bǔ)給燃料在罐實(shí)際上達(dá)到源壓力之前結(jié)束。通常，補(bǔ)給燃料在罐達(dá)到目標(biāo)壓力時(shí)結(jié)束，該壓力一定程度地低于源壓力。在一些情況下，補(bǔ)給燃料可以在流量下降至目標(biāo)流量時(shí)結(jié)束。在一些情況下，流量可由流量計(jì)測(cè)量，在其它情況下，流量可從由流動(dòng)弓I起的聲沖流來估計(jì)。
[0026]與液體燃料不同，天然氣可以根據(jù)氣體壓力和溫度顯著膨脹和收縮。例如，在炎熱的天氣，氣體將膨脹，并且罐可以僅填充至其潛在能力的75%(或以下)。在補(bǔ)給燃料期間，天然氣壓縮到罐中并且罐內(nèi)部的天然氣的溫度增加。作為示例，在高壓系統(tǒng)中，不具有吸附劑的罐可以在約3，600psi的壓力下并且在約50°C 122 T )的溫度下被填充，并且具有吸附劑的罐可以在約3，600psi的壓力下并且在約60°C 140 T )的溫度下被填充。在加燃料之后，罐的溫度降低(例如，至環(huán)境溫度)，并且壓力也與溫度成比例地降低。在一個(gè)示例中，罐壓力降低至3，400psi，并且這等于約6%的由熱力學(xué)引起的填充不足。如本文所用，熱力學(xué)引起的填充不足是指在加載到容器中的天然氣的質(zhì)量和容器的有效容量之間的差值。例如，一些CNG容器可以標(biāo)定為3，600psi。如本文所用，標(biāo)定為3，600psi的CNG容器的有效容量是在3，600psi和25°C (攝氏度)下存儲(chǔ)在容器中的天然氣的質(zhì)量。
[0027]在本文所公開的示例中，冷卻機(jī)構(gòu)操作性地定位成在補(bǔ)給燃料之前選擇性地冷卻容器。在一個(gè)示例中，冷卻可以在整個(gè)補(bǔ)給燃料過程中繼續(xù)，以使得容器被保持在目標(biāo)溫度。例如，目標(biāo)溫度可以為約25°C (77 T (華氏度))?？梢韵嘈?，本文所公開的系統(tǒng)使得罐的溫度能夠被管理，從而使在補(bǔ)給燃料期間熱力學(xué)引起的填充不足消除或至少最小化。在圖1和圖2中所示示例中，系統(tǒng)10或10’是示意性地示出為具有熱管理系統(tǒng)的不同示例的天然氣罐。這些系統(tǒng)中的每一個(gè)將在下文中描述。
[0028]已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，大多數(shù)現(xiàn)有的天然氣燃料容器將根據(jù)熱力學(xué)第二定律自然地趨于與其環(huán)境的熱平衡。因此，除非罐被完全絕緣，它將通過輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)而最終冷卻，直到達(dá)到與環(huán)境的熱平衡為止。然而，在本公開的示例中，冷卻可以選擇性地被加速，并且容器的溫度可以被控制。
[0029]在系統(tǒng)10、10’的每個(gè)示例中，容器12可以由具有所需熱導(dǎo)率的任何材料制成，該材料也適合在從約500psi至約3，600psi的范圍內(nèi)的可重復(fù)使用的壓力容器。合適的容器12材料的示例包括招合金。招合金的示例包括在7，000系列中的那些,其具有相對(duì)高的屈服強(qiáng)度。一個(gè)具體示例包括鋁7075-T6，其具有73，OOOpsi的拉伸屈服強(qiáng)度。鋁合金的其它示例包括在6，000系列中的那些。一個(gè)具體示例為鋁6061-T6，其具有40，OOOpsi的拉伸屈服強(qiáng)度。應(yīng)當(dāng)理解，也可以使用除鋁之外的金屬容器。作為示例，容器可以由高強(qiáng)度低合金鋼(HSLA)制成。高強(qiáng)度低合金鋼的示例通常具有在從約0.05%至約0.25%的范圍內(nèi)的碳含量，并且化學(xué)組成的其余部分變化，以便獲得所需的機(jī)械性質(zhì)。
[0030]雖然圖1和圖2中所示容器12的形狀為矩形瓶，但應(yīng)當(dāng)理解，容器12的形狀和尺寸可以至少部分地取決于車輛中的罐10、10’的可用包裝封套(packaging envelope)。例如，尺寸和形狀可以改變，以便配合到車輛行李箱的特定區(qū)域中。作為示例，罐10、10’可以是圓柱形瓶。
[0031]在圖1和圖2中所示示例中，容器12是具有單個(gè)開口或入口的單一單元。在這些示例中的每一個(gè)中，開口可以用旋塞閥覆蓋。雖然未示出，但應(yīng)當(dāng)理解，容器12可被構(gòu)造為具有其它容器，使得多個(gè)容器通過歧管或其它合適的機(jī)構(gòu)流體(例如，氣體)連通。
[0032]如上文所指出的，本文所公開的示例可以包括或者可以不包括吸附劑13。在圖1和圖2中所示示例中，天然氣吸附劑13被定位在容器12內(nèi)。合適的吸附劑13至少能夠可釋放地保持甲烷(即，可逆地存儲(chǔ)或吸附和解吸甲烷分子)。在一些示例中，所選吸附劑13也可能能夠可逆地存儲(chǔ)可見于天然氣中的其它組分，例如，其它烴(例如，乙烷、丙烷、己烷等)、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)?、?或硫化氫。在又另一些示例中，所選吸附劑13對(duì)于天然氣組分中的某些可以是惰性的，并且能夠可釋放地保持其它天然氣組分。
[0033]通常，吸附劑13具有高的表面積并且為多孔的?？椎某叽缤ǔ４笥谥辽偌淄榛衔锏挠行Х肿又睆健Ｔ谝粋€(gè)示例中，孔尺寸分布使得存在具有待吸附的最小化合物的有效分子直徑的孔和具有待吸附的最大化合物的有效分子直徑的孔。在一個(gè)示例中，吸附劑13的布朗諾爾-埃米特-泰勒(BET)表面積大于約50平方米/克(m2/g)且最多約2，OOOm2/g，并且包括孔尺寸從約0.2nm (納米)至約50nm的多個(gè)孔。
[0034]合適的吸附劑13的示例包括碳(例如，活性炭、超活性炭、碳納米管、碳納米纖維、碳分子篩、沸石礦模板碳等)、沸石、金屬-有機(jī)框架(MOF)材料、多孔聚合物網(wǎng)狀物(例如，PAF-1或PPN-4)、以及它們的組合。合適的沸石的示例包括沸石X、沸石Y、沸石LSX、MCM_41沸石、硅磷酸鋁(SAPO)、以及它們的組合。合適的金屬-有機(jī)框架的示例包括HKUST-1、ZIF-8、M0F-74和/或類似物，其通過鏈接四面體簇與有機(jī)連接體(例如，羧酸鹽連接體)來構(gòu)造。
[0035]吸附劑13在容器12中占據(jù)的體積將取決于吸附劑13的密度。在一個(gè)示例中，吸附劑13的密度可以在從約0.lg/cc至約0.9g/cc的范圍內(nèi)。填充密實(shí)的吸附劑13可具有約0.5g/cc的密度。
[0036]如上文所提及的，示例性系統(tǒng)10、10’包括冷卻機(jī)構(gòu)，其用來在補(bǔ)給燃料之前冷卻容器12以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的容器溫度，以使氣體存儲(chǔ)損失最小化。現(xiàn)在將描述每一種冷卻機(jī)構(gòu)。
[0037]現(xiàn)在具體地參看圖1，冷卻機(jī)構(gòu)為熱交換器14、14’。熱交換器14、14’可以使流體圍繞容器12循環(huán)。熱交換器14可以操作性地定位在容器12的外部上，并且熱交換器14’可以定位在容器12的內(nèi)部(在圖1中以虛線顯示)。熱交換器14將熱從容器12傳遞到流過圍繞容器12定位的管的涼的/冷的冷卻劑。涼的/冷的冷卻劑經(jīng)由流體通道輸送至熱交換器14，流體通道流體連接到車輛的冷卻劑回路20。車輛的冷卻劑回路20可以是能夠在所需的補(bǔ)給燃料溫度或以下輸送冷卻劑的任何冷卻劑回路。冷卻劑回路20可以專用于容器12的冷卻，或者冷卻劑回路20可具有與其它車輛系統(tǒng)共享的部件。例如，冷卻劑回路20可以將熱經(jīng)由獨(dú)立的熱交換器耗散到環(huán)境中。來自容器12的熱可以通過傳導(dǎo)傳遞到冷卻劑。
[0038]如圖2和圖3中所描繪的，從容器12的熱傳遞可通過在容器12內(nèi)部包括熱交換器的方面來加強(qiáng)。例如，可在容器12內(nèi)部包括翅片22，如圖2中所描繪的。在圖3中描繪的另一個(gè)示例中，熱交換器14的冷卻劑管24可以鋪設(shè)在容器12內(nèi)部。熱交換器14’可以是螺旋盤管熱交換器，其將熱從容器12傳遞到定位在容器12中的螺旋盤管26。來自容器12的熱可以通過傳導(dǎo)傳遞到螺旋盤管26。從容器12去除熱在補(bǔ)給燃料之前和期間有利地降低了容器溫度。
[0039]冷卻機(jī)構(gòu)16的其它示例在圖4-6中示出。圖4-6中描繪的每一個(gè)示例均具有定位在容器12的外部上的冷卻機(jī)構(gòu)16。冷卻機(jī)構(gòu)16的一個(gè)示例為如圖4所描繪的帕爾貼冷卻器。該機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)側(cè)面，并且當(dāng)直流電流流過該機(jī)構(gòu)時(shí)，該機(jī)構(gòu)將熱從鄰近容器12的側(cè)面28傳遞到與相鄰的側(cè)面28相對(duì)的另一側(cè)面29，以使得鄰近容器12的側(cè)面28變得更冷，而另一側(cè)面29變得更熱。熱側(cè)29可以附連到散熱器，從而使其保持在環(huán)境溫度，同時(shí)冷側(cè)28可以被冷卻至環(huán)境溫度以下。
[0040]冷卻機(jī)構(gòu)16的另一個(gè)不例包括依賴于塞貝克效應(yīng)的帕爾貼模塊38。這些模塊包括相異的金屬和在它們之間的接合處。該模塊可以定位在容器12的外部32上。模塊的接合處在暴露于溫度梯度時(shí)能夠產(chǎn)生電流。更具體而言，該模塊能夠感測(cè)在容器12的壁和外部溫度之間的溫差，并且嘗試通過產(chǎn)生電力而平衡兩個(gè)溫度。
[0041]圖5描繪了具有冷卻機(jī)構(gòu)16的又一個(gè)不例的本公開的不例。圖5中描繪的冷卻機(jī)構(gòu)16是定位在容器12周圍的熱交換器14中的相變材料。在該示例中，利用了相位變換，其中隨著冷卻機(jī)構(gòu)16中存在的液態(tài)制冷劑變換為氣體，制冷劑從容器12吸收熱。冷卻機(jī)構(gòu)16的該示例通過迫使化學(xué)化合物(例如制冷劑)在盤管的封閉系統(tǒng)中反復(fù)不斷地蒸發(fā)和冷凝而利用相位變換的特征。由制冷劑的蒸發(fā)吸收的熱可以通過遠(yuǎn)離熱交換器14(蒸發(fā)器)的冷凝器34來排放。
[0042]圖6中描繪的本公開的另一個(gè)示例具有包括翅片36的冷卻機(jī)構(gòu)16，翅片36增加了由冷卻機(jī)構(gòu)16向冷卻機(jī)構(gòu)16周圍的環(huán)境的排熱速率。
[0043]本文所公開的示例中的任一個(gè)都可包括電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于檢測(cè)容器12的溫度的溫度傳感器42和電子控制單元40，電子控制單元40操作性地連接到冷卻機(jī)構(gòu)
14、14’、16且連接到溫度傳感器42，如圖7中所描繪的。溫度傳感器42可以檢測(cè)容器12溫度何時(shí)高于所需的補(bǔ)給燃料溫度(例如，在從約20°C至約25°C或從約68 °F至約77 0F的范圍內(nèi))，然后響應(yīng)于這種檢測(cè)，可以通信或發(fā)送信號(hào)至電子控制單元40。響應(yīng)于接收到信號(hào)，電子控制單元40啟動(dòng)冷卻機(jī)構(gòu)14、14’、16。在另一個(gè)示例中，在補(bǔ)給燃料事件之前，冷卻機(jī)構(gòu)14、14’、16可以經(jīng)由與電子控制單元40通信的用戶接口 44從車內(nèi)手動(dòng)啟動(dòng)。在又一個(gè)示例中，電子控制單元40可以被編程，以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間開啟和關(guān)閉冷卻機(jī)構(gòu)14、14，、16。
[0044]本文公開了一種用于在補(bǔ)給燃料期間使天然氣罐的熱力學(xué)填充不足最小化的方法。該方法是使用本文所公開的熱管理系統(tǒng)的方法。根據(jù)本公開的方法，在補(bǔ)給燃料事件之前，冷卻機(jī)構(gòu)14、14’、16被啟動(dòng)。冷卻機(jī)構(gòu)14、14’、16可以操作性地定位成選擇性地冷卻天然氣儲(chǔ)罐50、50’的容器12，從而將容器12冷卻至預(yù)定溫度。
[0045]該方法還可包括經(jīng)由電子控制單元確定在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)開始補(bǔ)給燃料的概率，該電子控制單元與冷卻機(jī)構(gòu)14、14’、16操作性地通信以控制冷卻機(jī)構(gòu)14、14’、16的操作。如果該概率超出閾值概率，冷卻機(jī)構(gòu)被啟動(dòng)。
[0046]確定概率可包括經(jīng)由與電子控制單元40通信的用戶接口 44向電子控制單元40手動(dòng)地傳達(dá):開始補(bǔ)給燃料的概率超出閾值概率。例如，用戶可按下按鈕以造成電子控制單元40開始準(zhǔn)備即將發(fā)生的補(bǔ)給燃料。該方法還可包括指示熱管理系統(tǒng)正在使容器12準(zhǔn)備好用于補(bǔ)給燃料以及指示容器12的就緒狀態(tài)以使天然氣罐50、50’的熱力學(xué)填充不足最小化。例如，在車輛的儀表盤中的顯示器可以顯示指示熱管理系統(tǒng)的狀態(tài)和容器12的狀態(tài)的消息。例如，顯示器可以指示系統(tǒng)正在為補(bǔ)給燃料做準(zhǔn)備，或者利用倒計(jì)時(shí)器和/或模擬或數(shù)字表計(jì)指示天然氣罐50、50’將為存儲(chǔ)最佳量的燃料做最好的準(zhǔn)備。在本文所公開的方法的一個(gè)示例中，當(dāng)容器12的溫度小于或等于預(yù)定溫度時(shí)，就緒狀態(tài)可以是100%。確定概率可包括由電子控制單元40自動(dòng)地確定容器12的填充狀態(tài)。確定概率也可包括自動(dòng)地確定到補(bǔ)給燃料站的接近度。例如，電子控制單元40可能能夠確定填充水平何時(shí)較低，并且使用全球定位系統(tǒng)(GPS)基于補(bǔ)給燃料的歷史來確定補(bǔ)給燃料可能很快開始。
[0047]應(yīng)當(dāng)理解,本文所提供的范圍包括所述范圍以及在所述范圍內(nèi)的任何值或子范圍。例如，從約0.lg/cc至約0.9g/cc的范圍應(yīng)理解為不僅包括明確地?cái)⑹龅募s0.lg/cc至約0.9g/cc的限值,而且包括各個(gè)值(例如,0.25g/cc、0.49g/cc、0.8g/cc等)和子范圍(例如，從約0.3g/cc至約0.7g/cc、從約0.4g/cc至約0.6g/cc等)。而且，當(dāng)使用“約”來描述某值時(shí)，這意味著涵蓋從所陳述的值的最小偏差(達(dá)+/-10%)。
[0048]在描述和要求保護(hù)本文所公開的示例的過程中，單數(shù)形式“一”以及“該”包括多個(gè)指代物，除非上下文明確表示不是這樣。
[0049]應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“相連/連接的/連接”和/或類似物在本文中被廣義地限定，以涵蓋各種發(fā)散連接的布置和組裝技術(shù)。這些布置和技術(shù)包括但不限于:(I) 一個(gè)部件與另一個(gè)部件之間的直接通信，這兩個(gè)部件之間沒有中間部件；和(2) —個(gè)部件與另一個(gè)部件利用這兩個(gè)部件之間的一個(gè)或多個(gè)部件的通信(假定“被連接到”另一個(gè)部件的一個(gè)部件以某種方式與該另一個(gè)部件操作性地通信(盡管在這兩個(gè)部件之間存在一個(gè)或多個(gè)附加部件))。
[0050]而且，貫穿本說明書引用的“一個(gè)示例”、“另一個(gè)示例”、“示例”等表示結(jié)合該示例描述的特定元素(例如特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)包括在本文所述至少一個(gè)示例中，并且可以存在或不存在于其它示例中。此外，應(yīng)當(dāng)理解，針對(duì)任何示例所描述的元素可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合在各個(gè)示例中，除非上下文明確表示不是這樣。
[0051]雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了若干示例，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，所公開的示例可以被修改。因此，上述描述將被視為非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于天然氣罐的熱管理系統(tǒng)，包括: 容器；以及 冷卻機(jī)構(gòu)，其操作性地定位成選擇性地冷卻所述容器。
2.如權(quán)利要求1所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)是使流體圍繞所述容器循環(huán)的熱交換器。
3.如權(quán)利要求1所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)是帕爾貼冷卻器。
4.如權(quán)利要求1所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)是包括螺旋盤管的熱交換器。
5.如權(quán)利要求1所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)是定位在所述容器周圍的相變材料。
6.如權(quán)利要求1所限定的熱管理系統(tǒng)，其中，所述冷卻機(jī)構(gòu)包括相異金屬的接合處，所述接合處在暴露于溫度梯度時(shí)將產(chǎn)生電流。
7.如權(quán)利要求1所限定的熱管理系統(tǒng)，還包括定位在所述容器中的天然氣吸附劑，其中，所述天然氣吸附劑選自由碳、多孔聚合物網(wǎng)狀物、金屬-有機(jī)框架、沸石、以及它們的組合所組成的組。
8.如權(quán)利要求1所限定的熱管理系統(tǒng)，還包括電子控制單元，所述電子控制單元與所述冷卻機(jī)構(gòu)操作性地通信以控制所述冷卻機(jī)構(gòu)的操作。
9.如權(quán)利要求8所限定的熱管理系統(tǒng)，還包括溫度傳感器，用以檢測(cè)所述容器的溫度并將所述溫度傳達(dá)至所述電子控制單元。
10.一種用于在補(bǔ)給燃料期間使天然氣罐的熱力學(xué)填充不足最小化的方法，所述方法包括: 在補(bǔ)給燃料事件之前，啟動(dòng)操作性地定位成選擇性地冷卻天然氣儲(chǔ)罐的容器的冷卻機(jī)構(gòu)，從而將所述容器冷卻至預(yù)定溫度。
【文檔編號(hào)】F17C13/00GK104075112SQ201410121481
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】J.P.奧爾特曼, M.H.阿布德埃爾哈米德, A.T.莫雷爾斯, A.M.戴利, M.蔡 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司