CN110914585B - 带运输气和/或液态燃料的高压罐的拖车，拖车和牵引车系统，高压罐灌装方法及控制装置 - Google Patents

带运输气和/或液态燃料的高压罐的拖车，拖车和牵引车系统，高压罐灌装方法及控制装置 Download PDF

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Abstract

用于运输装载物并且用于通过牵引车（30）进行携带的拖车（10），拖车具有至少一个用于运输针对牵引车（30）的气和/或液态的燃料的高压罐（12），其中拖车（10）设置用于在牵引车（30）运行期间将高压罐（12）中的气和/或液态的燃料提供给牵引车（30）的驱动单元（32、33）。

Description

带运输气和/或液态燃料的高压罐的拖车，拖车和牵引车系 统，高压罐灌装方法及控制装置
技术领域
本发明涉及用于运输装载物并且用于通过牵引车进行携带的拖车，拖车具有用于针对牵引车运输气和/或液态的燃料的高压罐，本发明还涉及由拖车和牵引车构成的系统。此外，本发明还涉及用于灌装系统中的高压罐的方法以及用于执行该方法的控制装置。
背景技术
由DE 100 19 221 A1公开了一种附加罐系统，其可以以很小的耗费在柴油车辆中改装。
发明内容
基于该背景，利用在此提出的方案提出了一种用于运输装载物并且用于通过牵引车进行携带的拖车，拖车具有至少一个用于针对牵引车运输气和/或液态的燃料的高压罐，其中拖车设置用于在牵引车运行期间提供牵引车的驱动单元的高压罐中的气和/或液态的燃料。这具有如下优点，由此可以根据携带的高压罐的数量和/或携带的高压罐的体积增大牵引车的活动距离。当用于相应携带的并且由牵引车用于驱动其驱动单元的燃料的灌装站基础设施构建得很差，并且必须跨越在各个灌装站之间的大的距离时，这就尤其是有利的。
拖车在此可以理解为没有自身的驱动器的车辆，该车辆具有用于容纳待运输的物品的设备以及用于悬挂至牵引车的耦合器。用于容纳待运输的物品的设备例如可以构造为装载面。牵引车可以理解为鞍式牵引车或挂车中的牵引车辆。牵引车尤其可以设计为客车、货车或鞍式牵引车。
高压罐可以理解为如下罐，其可以存储在350bar、优选700bar并且尤其优选1000bar的压力下的气和/或液态的燃料。高压罐例如可以实施为柱形的压力罐。高压罐在此可以具有例如大约6.5m的长度和大约0.4m的内直径。高压罐可以沿或横向于拖车的最长的侧面来取向或布置。此外也可以在高压罐中存储在正常压力下的燃料。在常规的马达燃料、如汽油或柴油中尤其可以是这样的情况。
通过将高压罐布置在拖车的装载面的下方，拖车的可用的装载面没有由于高压罐的体积而变小。相反地，高压罐可以由此至少部分填塞拖车的原本难以使用的结构空间。此外，拖车的重心由此有利地向下朝车道的方向转移。
适宜的是，高压罐布置在拖车的两个轴之间，和/或拖车的两个轮胎之间。因为由此可以最佳地充分利用拖车的结构空间。此外，高压罐由于该类型的布置是容易接近的，这使维护工作变得容易。
此外有利的是，高压罐设置用于容纳气和/或液态的氢气。由此，拖车可以携带环保的燃料，燃料例如可以借助燃料电池在添加来自拖车的环境空气的氧气的情况下用于产生电能。
在本发明的另外的设计方式中可以设置的是，拖车具有减压器，以用于使高压罐中的燃料的压力适应于低压软管连接中的燃料的压力，用于将燃料提供至牵引车的驱动单元。由此，燃料可以有效地匹配于牵引车的驱动单元的规格。
此外有利的是，拖车具有至少一个用于从高压罐取出燃料的第一接口和/或至少一个用于给高压罐填充燃料的第二接口。因为由此高压罐可以通过第一接口进一步给牵引车的驱动单元供应燃料，而通过第二接口灌装高压罐。备选地可以设置的是，第一接口也设计用于填充高压罐。
此外，利用在此说明的方案提出了一种具有尤其根据前述任一实施方案的拖车和牵引车的系统，其中牵引车的驱动单元通过存储在拖车中的高压罐中的燃料，在牵引车运行期间被驱动。这具有如下优点，即可以提高牵引车的活动距离，并且不再需要停车，以便例如将燃料从拖车中的高压罐泵送到牵引车的车辆固有的罐中。
此外有利的是，在系统中，牵引车的驱动单元具有用于提供电能的燃料电池和用于将电能转换为机械能的电动机。因而由此可以实现尤其环保的和节约资源的运输系统。
此外，用于灌装在系统、尤其根据前述的系统中的高压罐的方法是本发明的主题。该方法包含如下步骤：通过液位传感器获知高压罐中的燃料的液位；通过控制装置检验获知的液位是否小于或等于可调节的阈值；当检验步骤是正面的时，通过用于提供待灌装的燃料量的通信接口开始进行与灌装站的通信连接；以及对接至灌装装置，用于尤其自动灌装高压罐。对接的步骤在此例如可以自动通过对接设备实现。
除了之前描述的优点以外，该方法还具有如下优点，即灌装过程可以尽可能自动执行。尤其在气和/或液态的燃料（其在高压下被灌装或存储在高压罐中）的情况下，由此最小化人员受伤的危险。此外，尽可能自动化的灌装过程也节约了时间。
前述的优点以相应的方式也适用于具有用于执行该方法的器件的控制装置。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在随后的描述中详细阐述。
其中：
图1以侧视图和俯视图示出了由拖车和牵引车构成的系统的示意图，拖车用于运输装载物并且用于通过具有纵向放置的高压罐的牵引车进行携带；
图2以侧视图示出了由具有横向放置的高压罐的拖车和牵引车构成的备选的系统的示意图；
图3示出了用于灌装在由拖车和牵引车构成的系统中的高压罐的方法的流程图；
图4示出了用于执行该方法的控制装置的示意图。
具体实施方式
图1中示出了由拖车10和牵引车30构成的系统1。牵引车30设计为鞍式牵引车30，拖车10设计为载拖式拖车10。鞍式牵引车30具有车辆固有的高压罐31，鞍式牵引车30的驱动单元通过高压罐被供应燃料。车辆固有的高压罐31在此具有下述容量，该容量能够实现鞍式牵引车30的驱动单元的紧急运行，例如以便在没有载拖式拖车10的情况下到达下一灌装站。在本发明的优选的实施方式中，鞍式牵引车的驱动单元具有燃料电池32和电动机33。电动机33在此通过燃料电池32被供应电能。燃料电池32通过车辆固有的高压罐31例如被供应氢气或甲烷以及在鞍式牵引车30的环境空气中存在的氧气。
在本发明的备选的实施方式中，鞍式牵引车30可以具有内燃机作为驱动单元，内燃机被供应在车辆固有的高压罐31中以气和/或液态的形式存在的燃料。内燃机例如可以设计为燃气马达，其例如利用天然气、液化气、木炭气、生物气、填埋场气体、沼气、高炉煤气或氢气被驱动。
载拖式拖车10具有带有装载面11a的装载空间11，载拖式拖车可以用于对运输货物进行运输。在装载空间11或装载面11a下方布置有多个高压罐12，高压罐通过线路13相互流体连接。高压罐12设计为，其可以被填充气和/或液态的燃料、尤其氢气。燃料、尤其氢气在此用于运行鞍式牵引车30的燃料电池32，以便提高鞍式牵引车的活动距离。在本发明的该实施方式中，高压罐12具有柱形形状，其中高压罐12的纵轴线平行于车辆纵轴线地布置。高压罐在此尤其可以布置在载拖式拖车10的轴14a、14b之间。此外，高压罐可以布置在载拖式拖车10的轮胎15a、15b之间。
高压罐12例如可以具有大约6.5m的长度和大约0.4m的内直径。在高压罐12的大约815 l的体积的情况下，在四个布置在载拖式拖车10下方的高压罐12中产生大约3280 l的总存储体积。在大约700bar的压力的情况下，因此可以存储大约180kg的氢气。氢气的量足够用于，给由鞍式牵引车30和载拖式拖车30构成的系统1在充分利用允许的大约40t的总重量的情况下供给大约2200km的活动距离。在大约350bar的压力的情况下，系统1的活动距离还总是相应于大约1100km。
载拖式拖车10此外具有第一接口16，第一接口与高压罐12流体连接，并且鞍式牵引车30的燃料电池32可以通过第一接口被供应氢气。在此，燃料电池32可以直接与接口16流体连接。备选地或附加地，车辆固有的高压罐31可以与接口16流体连接。
此外，拖车10可以具有减压器17，利用减压器可以使高压罐12中的氢气的压力适应于燃料电池32的运行压力。
此外，拖车10具有第二接口18，通过第二接口可以填充高压罐12。在本发明的备选的实施方式中，多个高压罐12可以具有用于灌装或填充的、固有的第二接口18。
此外，高压罐12具有传感器19，传感器检测代表高压罐12的液位的测量值。优选地，传感器19设计为压力传感器。
此外，系统1具有控制装置50，控制装置可以不仅可以布置在鞍式牵引车30上，而且也可以布置在载拖式拖车10上。控制装置50与传感器19在信号技术上连接。控制装置50在图4的描述中详细阐述。
图2中示出了图1的系统1的备选的实施方式。与图1的系统1的不同在于高压罐12的布置。在此，高压罐12利用其纵轴线横向于车辆纵轴线地布置。
高压罐12例如可以具有大约2m的长度和大约0.4m的内直径。在高压罐12的大约250 l的体积的情况下，在13个在轴14a、14b之间布置在载拖式拖车10下方的高压罐，并且另外的2个布置在轴14c后方的高压罐12的情况下产生大约3250 l的总存储体积，并且因此产生和从图1中的示例得到的类似的体积。在大约700bar的压力的情况下，因此可以存储大约180kg的氢气。氢气的量足够用于，给由鞍式牵引车30和载拖式拖车30构成的系统1在充分利用允许的大约40t的总重量的情况下供给大约2200km的活动距离。在大约350bar的压力的情况下，系统1的活动距离还总是相应于大约1100km。
图3中示出了用于灌装由拖车和牵引车构成的系统1中的高压罐12的方法的流程图。在获知步骤101中检测高压罐12中的燃料、尤其氢气的液位。这例如通过传感器19进行，传感器检测高压罐12中的燃料的代表高压罐12液位的内部压力P，并且将其以信号技术传输至控制装置50。获知步骤101在此可以自动和重复地执行。备选地或附加地可能的是，获知步骤101通过鞍式牵引车30的驾驶员触发。在检验步骤102中检验，内部压力P是否小于或等于预调节的阈值。如果不是这样的情况，那么可以重复获知步骤101。如果内部压力P小于或等于预调节的阈值，那么在通信步骤103中开始进行与最接近的灌装站的通信连接。在此例如可以传输关于鞍式牵引车30的重量和/或尺寸的数据、关于期望的待灌装的燃料量的数据和/或高压罐12的规格的数据。由此，灌装站或灌装站操作员能够准备灌装过程，并且提供期望的量的燃料。此外可以预调节灌装过程的需要的参数、例如灌装压力。现在，在对接步骤104中，载拖式拖车10的第二接口18对接至灌装装置，灌装装置用于利用之前传输的、针对灌装过程的参数来灌装高压罐12。对接过程可以自动受控地进行，其方法是，鞍式牵引车30行驶到灌装站处，并且灌装装置自动或手动远程控制地开始进行通过第二接口18与高压罐12的安全连接。也可能的是，驾驶员手动连接灌装装置与第二接口18。
图4中示出了用于执行用于灌装系统1中的高压罐12的方法的控制装置50的示意图。控制装置50具有接口51，通过该接口读入代表高压罐12的液位的、通过传感器19检测的传感器数据P。此外，控制装置50具有计算单元52，计算单元比较传感器数据P与存储在存储单元53中的之前调节的阈值。此外，控制装置50具有通信接口54，控制装置50例如可以利用通信接口开始进行与下一灌装站的信号技术连接。这可以通过无线通信接口54a、例如用于构造无线电连接的天线实现。控制装置50可以嵌入在车辆固有的总线系统、例如CAN总线中，并且具有用于接收和/或发送数据的另外的接口55、56。控制装置50不仅可以布置在鞍式牵引车30中或上，而且也可以布置在载拖式拖车10中或上。

Claims (11)

1.用于运输装载物并且用于通过牵引车（30）进行携带的拖车（10），所述拖车具有至少一个高压罐（12），所述至少一个高压罐用于运输针对所述牵引车（30）的气和/或液态的燃料，其特征在于，
所述拖车（10）设置用于在所述牵引车（30）运行期间将所述高压罐（12）中的气和/或液态的燃料提供给所述牵引车（30）的驱动单元（32、33）；
所述高压罐具有传感器（19），所述传感器检测一代表高压罐的液位的测量值；
控制装置（50）能够布置在牵引车或拖车上，其中所述控制装置与所述传感器在信号技术上连接；
所述控制装置具有通信接口（54），所述控制装置能够利用所述通信接口开始进行与下一灌装站的信号技术连接。
2.根据权利要求1所述的拖车（10），其特征在于，所述高压罐（12）布置在所述拖车（10）的装载面（11a）的下方。
3.根据权利要求1或2所述的拖车（10），其特征在于，所述高压罐（12）布置在所述拖车（10）的两个轴（14a、14b）之间，和/或布置在所述拖车（10）的两个轮胎（15a、15b）之间。
4.根据权利要求1或2所述的拖车（10），其特征在于，所述高压罐（12）设置用于容纳气和/或液态的氢气。
5.根据权利要求1或2所述的拖车（10），其特征在于，所述拖车（10）具有减压器（17），以用于使所述高压罐（12）中的燃料的压力适应于用于将燃料提供至所述牵引车（30）的驱动单元（32、33）的低压软管连接中的燃料的压力。
6.根据权利要求1或2所述的拖车（10），其特征在于，所述拖车（10）具有至少一个用于从所述高压罐（12）取出燃料的第一接口（16）和/或至少一个用于给所述高压罐（12）填充燃料的第二接口（18）。
7.具有根据权利要求1至6中任一项所述的拖车（10）和牵引车（30）的系统（1），其特征在于，所述牵引车的驱动单元（32、33）通过存储在所述拖车（10）中的高压罐（12）中的燃料在所述牵引车（30）运行期间被驱动。
8.根据权利要求7所述的系统（1），其特征在于，所述牵引车（30）的驱动单元（32、33）具有用于提供电能的燃料电池（32）和用于将电能转换为机械能的电动机（33）。
9.用于灌装在根据权利要求7或8中任一项所述的系统（1）中的高压罐（12）的方法，具有如下步骤：
• 通过液位传感器（19）获知所述高压罐（12）中的燃料的液位；
• 通过控制装置（50）检验所获知的液位是否小于或等于能调节的阈值；
• 当检验步骤是正面的时，通过用于提供待灌装的燃料量的通信接口（54、54a）开始进行与灌装站的通信连接；
• 对接至灌装装置，用于灌装所述高压罐（12）。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，对所述高压罐的灌装自动地进行。
11.具有设置用于执行根据权利要求9所述的方法的器件的控制装置（50）。
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