CN116601030A - 具有分布载荷的底层的压力容器系统 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，这里公开的技术涉及一种压力容器系统。该压力容器系统包括多个用于储存燃料的压力容器(100)和至少一个分布载荷的底层(720)。分布载荷的底层(720)有利地布置在下底板700和所述多个压力容器(100)之间。所述分布载荷的底层(720)被设置成，将局部地作用到所述下底板(700)上的力F分布到所述多个压力容器(100)上，所述力基本上沿车辆竖直轴线Z方向作用到所述下底板(700)上。

Description

具有分布载荷的底层的压力容器系统
背景技术
由现有技术已知具有压力容器的机动车。通常每个机动车设置多达三个大压力容器。这种压力容器由于其尺寸而较差地集成到机动车中。此外，存在这样的车辆设计，其中，明显更多的压力容器集成到机动车中，其中，每个单独的压力容器基本上构造成管形的。在图1中示出了这样的系统。多个压力容器10布置在车身的支架50之间。在机动车的下侧(未示出)上设置有底板下板70。
如果机动车搁放到道路护柱上，可能会产生压力容器系统的机械负荷。底板下板70搁放到护柱上引起基本上沿车辆竖直轴线Z的方向和局部作用力F。由碰撞产生的柱的碰撞能量导致的是，所述底板下板70像就像鼓槌下的鼓或蹦床跳跃运动员下的蹦床一样地变形并且张紧(参见虚线示出的底板下板70')。通过对底板下板70的张紧以及其塑性和弹性变形，碰撞能量被转换。所述底板下板70与压力容器10相距比较远，以便碰撞能量不会传递到压力容器10上。
这种解决方案的缺点尤其是，在地板下区域中需要相对较多的结构空间用于吸收碰撞能量，该结构空间不能用于储存燃料。因此在结构空间相同的情况下，机动车的可实现的续驶里程减小。
发明内容
在此公开的技术的优选的任务是，减少或消除已知解决方案的至少一个缺点或提出备选的解决方案。在此公开的技术的优选的任务尤其是，提出一种相对简单、成本低廉、可靠、轻便和/或结构空间优化的压力容器系统。另外的优选任务可以从本文公开的技术的有益效果产生。该任务通过权利要求1的主题解决。从属权利要求构成优选的设计方案。
本文公开的技术涉及一种用于机动车(例如乘用车、摩托车、商用车)的压力容器系统。压力容器系统包括多个用于存储燃料的压力容器。压力容器系统还包括至少一个分布载荷的底层。分布载荷的底层有利地布置在下底板和多个压力容器之间。所述分布载荷的底层可以被设置成，将局部地作用到所述下底板上的力分布到所述多个压力容器上，所述力基本上沿车辆竖直轴线方向作用到所述底板上。
在此，车辆竖直轴线是在机动车的使用位置中垂直于地面延伸的方向。车辆纵向轴线在行驶方向上延伸并且车辆横向轴线在横向方向上延伸。所有三条车辆轴线彼此垂直地布置。
压力容器系统用于存储在环境条件下呈气态的燃料。压力容器系统例如可以使用在机动车中，该机动车以压缩的(也称为压缩天然气或CNG)或液化的(也称为液态天然气或LNG)天然气或以氢气运行。压力容器系统流体地与至少一个能量转换器流体连接，能量转换器适于将燃料的化学能转换成其他能量形式，例如燃料电池或内燃机。
压力容器例如可以是高压气体容器。高压气体容器被构造成在环境温度下持久地存储处于至少350巴(＝相对于大气压力的过压)或者至少700巴的标称工作压力(也称为NWP)下的燃料。压力容器可以具有圆形或椭圆形的横截面。例如可以设置多个压力容器，这些压力容器的纵轴线在安装位置中彼此平行地延伸。各个压力容器可以分别具有在4与200之间、优选在5与100之间和特别优选在6与50之间的长度直径比。长度直径比是分子中的各个压力容器的总长度(例如，没有流体连接元件的存储管的总长度)与分母中的压力容器的最大外直径的比值。各个压力容器可以例如以彼此间小于20cm或小于15cm或小于10cm或小于5cm的距离直接彼此相邻地布置。多个压力容器可以在一个端部上或两个端部上机械地彼此耦联。此外可以有利地规定，在两个端部上分别为所述多个压力容器设置共同的车身连接元件，借助于所述车身连接元件，所述压力容器可紧固在机动车中。这种系统特别适合于扁平的安装空间，尤其是在车辆内部空间下方的地板下区域中。在优选的设计方案中，多个压力容器与这里公开的至少一个分布载荷的底层和/或车身连接元件一起构造压力容器组件。适宜的是，压力容器组件可以容纳在壳体中。这种压力容器组件(必要时具有壳体)通常作为构件集成到机动车中。因此整个压力容器组件可以在安装步骤中安装到机动车中。
下底板也称为底板片并且通常至少局部地朝向地面构造构成机动车的外罩。它保护机动车免受环境影响，例如溅水等。底板通常不是平坦地构造的板，而是与底板组件或底板几何形状匹配的板片。通常下底板具有约1mm至约8mm、优选约1.5mm至约4mm的壁厚。
有利地，底板片由钢或钢合金制成。
下底板和分布载荷的底层可以一体地或集成地构造。为此，例如这样构造的构件的部件可以由相同的材料制成和/或材料锁合地连接。在设计方案中，压力容器可以在安装位置中直接紧固在分布载荷的底层上并且接触该分布载荷的底层。例如压力容器可以粘接在底层上。
在另外的设计方案中，在分布载荷的底层中设置有容纳槽，其中，在每个容纳槽中至少部分地分别容纳有压力容器。在底层刚度相同的情况下，容纳槽减小了结构空间需求并且在由于碰撞引起变形时至少部分地用作引导元件。
有利地，压力容器系统可以被设置用于将从外部(即从行车道地面)作用在下底板上的碰撞能量(根据碰撞能量的大小)至少部分地通过多个压力容器传递到上部的地板下覆盖件上。优选地，至少一部分碰撞能量由下底板和/或由分布载荷的底层转换并且其余部分基本上传递到上部的地板下覆盖件。因此有利地规定，碰撞能量在底部间隙中不被完全耗散。相反，根据本文公开的技术规定，作用到所述多个压力容器上的碰撞能量的一部分从所述多个压力容器传递到所述上部的地板下覆盖件上。可以有利地规定，所述压力容器系统、尤其是所述分布载荷的底层和所述多个压力容器被设置成，为了至少部分地转换和/或为了至少部分地传导碰撞能量，允许所述多个压力容器沿车辆竖直轴线的方向移动到所述安装气隙中。
所述多个压力容器中的直接设置在局部作用力的区域内的一个压力容器可以称为局部压力容器或者近侧压力容器。如果没有设置分布载荷的层，那么如果碰撞能量在底部间隙中没有被转换(参见图1)，则局部作用力仅通过下底板传递到近侧的压力容器上。直接在该近侧的压力容器旁边，通常在两侧上布置有另外的压力容器，这些压力容器也被称为直接相邻的或远侧的压力容器。适宜的是，所述分布载荷的底层可以将局部作用在下底板上的外力分布到多个压力容器上，使得局部作用力不仅分布到近侧压力容器上而且分布到远侧压力容器上。这是分布载荷的底层的分布载荷的效果。优选地，分布载荷的底层被构造成使得至少20％或至少45％或至少70％的由碰撞产生的力或者至少20％或至少45％或至少70％的由碰撞产生的碰撞能量传递到多个压力容器的直接相邻的压力容器上。
上部的地板下覆盖件可以例如由压力容器系统的壳体的上侧构造。备选地或附加地，上部的地板下覆盖件可以是机动车车身的区段，例如壁，该壁使车辆内部空间与地板下区域隔开。该壁例如可以由板片和结构加强的元件构造。地板下覆盖件可以完全地或部分地闭合。例如多个支架区段也可以构造地板下覆盖件。
此外，为了均匀地分布从外部作用到下底板上的碰撞能量，压力容器系统可以包括分布载荷的顶层。分布载荷的顶层通常设置在安装气隙中。分布载荷的顶层可以尤其被设置用于将碰撞能量的从至少一个压力容器传递到顶层上的部分更均匀地传递到上部的地板下覆盖件上。优选地，分布载荷的顶层和上部的地板下覆盖件一体式地或集成地构造。为此，顶层和地板下覆盖件可以由相同的材料制成和/或材料锁合地连接。
在机动车中的安装位置中，安装气隙(在压力容器上方)适宜地至少局部地设置在压力容器和上部的地板下覆盖件之间，该安装气隙在车辆竖直轴线的方向上将压力容器与上部的地板下覆盖件间隔开。在多个压力容器和下底板之间可以构造底部间隙。在该底部间隙中设置有分布载荷的底层。分布载荷的底层或者分布载荷的顶层可以至少部分地并且优选完全地填充底部间隙或者安装气隙。分布载荷的底层或分布载荷的顶层的层厚度可以至少局部地为最小底部间隙或最小安装气隙的间隙宽度的至少50％或至少80％。
分布载荷的底层、分布载荷的顶层和/或下底板跨越或覆盖多个压力容器。优选地，分布载荷的底层、分布载荷的顶层和/或下底板跨越或覆盖多个压力容器的周面的至少60％或至少80％。
分布载荷的底层、分布载荷的顶层和/或下底板可各自具有两个侧面，每个侧面具有从约0.3m2至约4m2或从约1m2至约3m2的表面。
负荷分布的底层和/或负荷分布的顶层的层厚度，尤其是平均层厚度或最小层厚度，可以是至少3mm，或至少8mm，或至少10mm，或至少15mm，或至少20mm。有利地，分布载荷的底层的层厚度是下底板的层厚度的至少115倍或至少2倍或至少2.5倍那么厚。在一种设计方案中，分布载荷的底层与下底板一样厚。分布载荷的底层可以具有抵抗沿车辆竖直轴线Z方向变形的刚度，该刚度是下底板的相应刚度的至少10倍或至少20倍。
分布载荷的底层和/或分布载荷的顶层可以包括发泡材料，特别优选地包括金属泡沫。这种材料在自重小的情况下对于载荷分布来说具有有利的刚度。金属泡沫此外具有有利的导热特性。这对于在局部热事件期间将局部发生的热能传输到热卸压器件可能是特别有利的。为此可以规定，至少一个热卸压器件导热地与所述分布载荷的底层和/或所述分布载荷的顶层连接，以用于热卸压的目的。分布载荷的底层和/或分布载荷的顶层可以包括拉胀材料。这种材料特别好地适合于这里公开的在较大面积上的载荷分布。在优选的设计方案中，分布载荷的底层和/或分布载荷的顶层可以包括膨胀性材料。膨胀材料可以适宜地是材料层，材料层有利地设置在分布载荷的底层和/或分布载荷的顶层的面向压力容器的内侧上。因此可以有利地减少热事件的影响。所述分布载荷的底层和/或所述分布载荷的顶层可以包括夹层结构、桁架结构和/或蜂窝结构。这种结构在自重相对小的情况下实现相对好的刚度。
局部作用在下底板上的力尤其可以是由与道路护柱撞击或碰撞产生的力，所述力基本上在车辆竖直轴线的方向上作用在底板上。基本沿车辆竖直轴线方向作用的力是沿车辆竖直轴线方向作用的或者仅以可忽略的相对于车辆竖直轴线的偏差作用的力。除了沿车辆竖直轴线的力之外，还可能叠加地出现沿其他方向(例如车辆横向轴线或车辆纵向轴线)的力以及沿所有方向的力矩。有利地，分布载荷的底层同样被设置成将沿其他方向的力和可能的力矩分布到多个压力容器上。
压力容器系统还可以具有多个横向支撑件。横向支撑件平行于多个压力容器延伸。优选地，横向支撑件至少局部地并且至少部分地布置在由直接相邻的压力容器构造的中间区域中。横向支撑件可以紧固在承载的底层上。备选地，横向支撑件可以与承载的底层一体式地构造。备选地或附加地，横向支撑件能够设置在承载的顶层上。横向支撑件可以有利地进一步加固承载的底层，而为此不需要附加的结构空间。此外，这种附加的加强可以在相对小的自重的情况下实现。横向支撑件可以具有基本上三角形的横截面。横向支撑件也可以适于将碰撞能量更均匀地分布到压力容器上并且在变形时使压力容器定向。
此外，压力容器系统可以包括至少一个车身连接元件，以用于将多个压力容器机械地耦联到车辆车身上。车身连接可以被设置用于，为了转换碰撞能量而使多个压力容器能够移动到安装气隙中。所述至少一个车身连接元件用于将压力容器直接或间接地紧固到机动车的车身上并且可以具有任何合适的造型。在此公开的连接件或者车身连接元件被构造用于在机动车运行时将由压力容器本身产生的(静态和动态的)力和力矩传递到车身上。有利地，一个或多个车身连接元件可以作用在压力容器的相应端部上。在一种设计方案中，车身连接元件可以是支架，在该支架上紧固有多个压力容器。支架可以就其本身而言通过车身连接点连接在机动车的车身上。例如车身连接元件可以是纵梁或横梁。车身连接元件尤其可以这样连接在车身上，使得该车身连接元件能沿车辆竖直轴线的方向移动。为此，该车身连接元件可以通过浮动轴承连接在车身上或具有额定断裂部位，该额定断裂部位从阈值起可实现沿车辆竖直轴线方向的移动。
压力容器系统还可以具有与多个压力容器(100)连接的至少一个燃料管线系统，该燃料管线系统与至少一个燃料消耗器、例如燃料电池堆或内燃机流体连接。
燃料管线系统可以被设置成，为了转换碰撞能量，使多个压力容器能够移动到安装气隙中，尤其是使得在移动期间没有燃料或仅少量的燃料排出到环境中。为此例如可以规定，通过能柔性或能弹性变形的管线区段来补偿压力容器在车辆竖直轴线方向上的移动。备选地或附加地可以规定，可能的管断裂保险装置、也称为过流阀禁止燃料从被破坏的燃料管线中流出。
优选地，燃料动力系统包括燃料条，多个压力容器连接到该燃料条上。燃料条也可称为高压燃料条。该燃料条通常设置在(高压)减压器的上游。
原则上，这种燃料条可以类似于内燃机的高压喷射条那样来设计。适宜的是，燃料条包括用于在没有其他连接管线的情况下直接并联连接压力容器的多个条接头。
有利地，各个条接头直接设置在条壳体上和/或彼此间都具有相同的距离。燃料条适宜地构造成承受与连接到燃料条上的压力容器大致相同的压力。多个压力容器相互之间或者彼此之间无中断地流体连接。“无中断”在这种情况中是指，在各个压力容器之间没有设置在无故障运行时会中断这种流体连接的阀。因此在不同压力容器中的燃料压力通常具有大致相同的值。
在优选的设计方案中，燃料条不是由特定的壳体制成，而是由燃料管线或燃料管制成，优选地由金属管制成，特别优选地由不锈钢管制成。条接头可以被构造为燃料管线的加厚的区域。燃料条可以包括适宜地分别位于两个条接头之间的弯曲的部分区域，以便补偿压力容器的位置变化。为此，燃料条的由弯曲的燃料条构造的这些部分区域可基本上弹性地变形。燃料管线的形状或走向在弯曲的部分区域中精确地为此目的而设计。至少一个燃料条和至少一个车身连接元件可以在设计方案中分别夹紧多个压力容器。因此可以有利地实现特别简单的、节省空间的且成本低廉的压力容器系统，该压力容器系统可以容易地、可靠地且快速地安装。根据本文公开的技术，至少一个能热激活的卸压器件可以直接连接到本文公开的至少一个燃料条上，而无需另外的管线区段。备选地或附加地，可以在至少一个压力容器上并且优选在每个压力容器上设置至少一个能热激活的卸压器件，优选设置在关于引导燃料的区段的远侧端部上或近侧端部上或设置在两个端部上。例如能热激活的卸压器件可以设置在压力容器的两个背离的端部上的连接件和/或相应的端部件中。能热激活的卸压器件、也称为热压力释放装置(＝TPRD)或者热熔断器通常与压力容器相邻地设置。在加热作用时(例如通过火焰)，通过该卸压器件将存储在压力容器中的燃料排出到环境中。
至少一个阀单元可直接连接在燃料条上而没有另外的管线区段，其中，所述阀单元包括至少一个无电流闭合的阀。特别优选地，在机动车的符合功能的运行中，多个压力容器与该阀无中断地流体连接。所述阀是这样的阀，该阀的输入压力(基本上)相应于多个压力容器的压力。阀尤其是可控制的或可调节的阀。在用于执行欧洲议会和理事会的关于氢动力机动车的类型批准的条例(EC)第79/2009号的2010年4月26日的委员会条例(EU)第406/2010号中，这种罐截止阀也称为头阀。此外，例如如果机动车占据停放状态和/或如果已经探测到功能故障并且为了安全性应中断流体连接，则该阀用于在正常运行中中断在各个压力容器和燃料供应设备的下游的部件之间的流体连接。在压力容器的燃料存储体积和条接头之间通常没有设置无电流闭合的阀。
此外，这里公开的技术涉及一种具有这里公开的压力容器系统的机动车。机动车的地板下区域可以通过至少一个支架划分为不同的地板下安装区域。可以设置这样的支架，以便将在侧面碰撞中施加在机动车中的负荷传递到对置的门槛上。在多个或所有地板下安装区域处或中可以设置燃料条，布置在各个地板下安装区域中的压力容器连接到该燃料条上。在设计方案中可以规定，根据客户要求，各个地板下安装区域装备有高压电池或压力容器系统。
换句话说，这里公开的技术涉及用于地板下安装空间的压力容器系统。该地板下安装空间同样可以用于高压电池和用于压力容器。人们致力于使车辆的局部碰触(例如在相应高的路边石棱下方行驶时)不会对压力容器系统引起损坏。与高压存储器不同，压力容器当然按照高的内压设计并且由此具有比较坚固的外壁。压力容器(通常比电池更好)能够承载来自外部的机械负荷，尤其是当这些机械负荷面状地进行时。通过引入在(下)底板与压力容器之间的分布载荷的(底)层，可以优选完全(或部分地)填充底板与压力容器之间的(底部)间隙。因此，在柱冲击时，压力容器可以在底板被柱接触时从第一毫米起一起承载并且因此对于相同的动力学冲击能量与现有技术(参见图1；底板和气隙)相比减少了穿透深度。
在压力容器和地板下安装空间的上边界(＝上部的地板下覆盖件)之间的间隙典型地可以作为所谓的“安装空气”(“安装气隙”)预先保持。然而，在柱冲击的情况下，如果压力容器的悬挂部被设计成使得该悬挂部允许能量消散，则该间隙也可以用于能量消散。间隙或上部的“安装空气”同样可以用分布载荷的(覆盖)层填充。由此可以耗散更多的能量并且可以使压力容器在地板下安装空间的上边界上的撞击减小或者面状地分布。此外，压力容器的位移可以实现更大的能量耗散区段。
代替较少矩形的横向支撑件，可以在所有压力容器之间至少在下侧使用形状适配的(大致三角形的)横向支撑件。三角形的横向支撑件一方面可以用于相对于现有技术减小要跨越的宽度(例如以3至4倍)，并且同时在此也可以如上所述地支撑在压力容器上，从而反作用力随穿透深度更强烈地上升并且最大穿透深度由此减小。底板和分布载荷的中间层也可以一体构造。
分布载荷的中间层可以包括例如在自行车头盔中使用的技术泡沫。优选地，泡沫具有拉胀特性，以便因此给冲击件提供特别大的阻力并且将冲击分布到较大的面上。备选地或补充地，可以使用具有金属覆盖层和泡沫芯的夹层板。特别地，这些夹层板已经可以具有三角形结构。
为了分布局部压力峰值，可以在压力容器下方使用一种类型的在压力容器下方的“铝制瓦楞纸板”。补充地或备选地，压力容器可以利用弹性的粘合剂作为中间层粘接在底板上。优选在三角形横梁之间。
附图说明
现在将借助附图来解释本文公开的技术。在附图中：
图1示出根据现有技术的实施方案的示意性横截面视图；
图2示出本文所公开的技术的设计方案的示意图；
图3示出根据图2的设计方案的另外的示意图；
图4示出另外的设计方案的示意图；
图5示出另外的设计方案的示意图；
图6示出另外的设计方案的示意图；
图7示出根据另外的实施方式的机动车的地板下区域的示意图；以及
图8示出根据另外的实施方式的机动车的地板下区域的示意图。
具体实施方式
图2示出本文所公开的技术的第一设计方案的示意性横截面视图。在此示出了三个压力容器100，它们分别包括内衬110和纤维增强层120。三个压力容器100相同大小且相互平行地设置在机动车(未示出)的地板下区域中。压力容器100在其安装位置中被示出。代替三个压力容器100，也可以在地板下区域中设置任意更多数量的压力容器100。压力容器100设置在两个支架500之间。这些支架500一起构造车辆车身的结构。这些支架例如可以是机动车的车身的组成部分。然后例如可以规定，将包括至少压力容器100以及适宜地还有分布载荷的底层720的压力容器组件安装到通过所述两个支架500构造的空间中。在其他设计方案中，支架500也是压力容器组件的组成部分，其中，所述压力容器组件能够作为整体安装到所述车辆的车身中。车辆内部空间(未示出)在此通过上部的地板下覆盖件600相对于地板下区域隔开。上部的地板下覆盖件600例如可以通过压力容器组件的壳体的壁构造。备选地，上部的地板下覆盖件可以是机动车的车身的组成部分。上部的地板下覆盖件600以及下底板700在此面状地构造并且覆盖压力容器100以及支架500。因此压力容器100以及压力容器系统的可能的引导燃料的通常可以布置在支架500之间的部件被保护免受环境影响。压力容器100在此基本上平行于车辆纵向轴线X定向。同样地，压力容器100和支架50可以沿车辆横向轴线装入。压力容器100在这里设置成与下底板700和上部的地板下覆盖件600相同地间隔开。下底板700和上部的地板下覆盖件600在此平行于车辆地面地构造。但这不是必须如此。似乎下底板700和上部的地板下覆盖件600可以适配于安装情况地不同地延伸。分布载荷的底层700构造在下底板700上。底层720具有层厚度D，该层厚度至少为下底板700的5倍或至少10倍。分布载荷的底层720的刚度为下底板700的至少10倍或至少20倍来抵抗沿车辆竖直轴线Z方向的变形。
在图2中进一步示出了底部间隙BS以及安装气隙ML。底部间隙BS表示压力容器100与下底板700的内侧之间的最小距离。只要压力容器100与分布载荷的底层700相距不同距离，就分别得到不同的底部距离BS。安装气隙ML对于压力容器100的安装是需要的并且因此本来就被设置。
图3示出在下底板700已经放置在物体(例如道路护柱)上之后的状态中的图2的压力容器系统。由于该碰撞，下底板700由于局部的且基本上在车辆竖直轴线Z的方向上作用的由该碰撞产生的力而从其初始位置(虚线示出)变形出来。在此，底板700连同分布载荷的底层720向上沿车辆竖直轴线Z的方向朝向多个压力容器100运动并且接触这些压力容器。力仅局部地并且仅直接相邻于中间压力容器100(＝近侧的压力容器)起作用。由于分布载荷的底层720的刚度，该底层能够将局部作用力分布到所有压力容器100上，也就是分布到近侧的中间压力容器和两个在近侧的压力容器侧向布置的远侧的压力容器上。因此，小于作用在下底板700外部的局部力的力作用在每个压力容器上。通过力的这种划分以及优选均匀分布——以及随之而来的碰撞能量，总体上可以实现更有利的、更温和的能量吸收或者能量转换。压力容器100被构造成稳健的，使得压力容器可以在没有另外的损坏的情况下吸收和传递由分布载荷的底板720传递的力或者说传递的碰撞能量。如在此可良好地看到的那样，在此，碰撞引起分布载荷的底板720使压力容器100基本上沿车辆竖直轴线Z的方向移动到安装气隙ML中。通过该移动进一步转换由碰撞产生的力和碰撞能量。必要时，压力容器可以将力和碰撞能量大面积地传递到上部的地板下覆盖件600上。总之，由此局部地作用在下底板700上的力通过分布载荷的底层720和多个压力容器100分布到相对大的面积上，从而这样分布的碰撞能量然后可以通过相对小的弹性变形或塑性变形来转换。为此，适宜地，尤其可以设置有上部的分布载荷的顶层620(未示出，参见图4)。在一种设计方案中，该分布载荷的顶层620能够被设置成尽可能好地转换作用到该层上的碰撞能量。为此，该层例如可以具有弹性的中间层。备选地或附加地，分布载荷的顶层620可以被设置用于还更均匀地分布由压力容器100传递的碰撞能量，从而由碰撞能量产生的表面压力变得还更均匀，上顶层620以该表面压力压到上部的地板下覆盖件600上。
图4示出了在此公开的技术的另外的设计方案。下面仅阐述与前述实施方式的区别并且在其他方面参考前述描述。图4示出了一种设计方案，其中，分布载荷的底层720具有容纳槽。在每个容纳槽中至少部分地容纳有各一个压力容器100。因此，在分布载荷的底层720的刚度相同的情况下可以有利地减小结构空间需求。此外，容纳槽在沿车辆竖直轴线Z的方向移动时至少稍微引导压力容器100。
图5示出另外的实施例的示意性横截面视图。下面仅仅阐述与前面的实施方式的区别或补充。在其他方面参见前面的描述。燃料条200在此基本上直线地构造并且包括三个条接头210，三个压力容器100经由所述条接头无中断地相互流体连接。没有示出可能的另外的部件，例如管断裂保险装置或可热激活的卸压阀。从每个压力容器100中分别引出连接件130。所述连接件130有利地由金属合金制成并且至少局部地由纤维增强层120(参见图1)包封。燃料条200在此借助夹紧件400、优选在中间放置支承板(在此未示出)的情况下压靠到连接件130的从相应的压力容器100引出的区域的侧面上。连接件130的密封面同时通过条接头210定向。车身连接元件300、尤其是其内表面施加反作用力。由此连接件130此外被保持在其位置中。横向支撑件710从分布载荷的底层720突出。这些横向支撑件710用于分布载荷的底层720的附加加强。在燃料条200的侧面，这里阀单元220直接紧固到燃料条200上。在阀单元220中设置有无电流闭合的阀，该阀禁止燃料供应给燃料供应系统的下游部件(例如燃料电池系统的阳极子系统的部件)。减压器通常可以与阀单元220相邻地设置或设置在阀单元220中，该减压器将压力降低到中压范围(通常降低到5巴和50巴之间的值)。这里，从阀单元220引出提取管线接头202，该提取管线接头例如可以与提取管线(未示出)连接。这里，在燃料条的另一端部处设置有加燃料管线接头204，加燃料管线接头可以与加燃料管线连接。代替引导至另外的部件的管线，另外的燃料条或其他元件也可以直接耦联在该处。
图6示出另外的实施例的示意性横截面视图。下面仅更详细阐述与前述实施例的最重要的区别。在其他方面参考对其他附图的阐释。虚线示出了燃料条200的备选走向。代替笔直的燃料条200(其条接头在轴线A-A上)，燃料条200可以具有至少部分地与轴线A-A间隔开的弯曲的部分区域。例如燃料条不是构造成直的，而是构造成蛇形的、曲折形的或锯齿形的。因此有利地，通过弹性变形可以更好地补偿位置变化。燃料条200除了用于压力容器100的条接头210和用于阀单元220的接头或管线接头202、204之外还包括用于连接可热激活的卸压器件240的另外的卸压接头。如果出现热事件，则卸压器件240触发并且出现所有三个压力容器100的卸压。优选地可以规定，在燃料条200的端部上、尤其在管线接头202、204上或中和/或在阀单元220中设置有管断裂保险装置，所述管断裂保险装置在以下情况下禁止与机动车的燃料供应系统的邻接的部件的流体连接：
(i)如果出现压力容器100和/或燃料条200的损坏；和/或
(ii)如果激活卸压器件240；和/或
(iii)如果由于多个压力容器100在车辆竖直轴线Z的方向上的移动，会出现线路断开。
燃料条200可以附加地包括另外的阀单元230(以虚线示出)，该另外的阀单元可以设置在燃料条200的另一个端部上。在该阀单元230中例如可以设置止回阀，该止回阀禁止燃料回流到加燃料路径的上游区域中。在优选的设计方案中，在背离连接件130的端部上也至少在每第三个或者至少在每第二个压力容器100上设置有能够热激活的卸压器件240。在此示意性示出了支架500，该支架将各个地板下安装空间分开。这里，左支架500从机动车的底部600向下延伸。为了克服这个问题，这里加燃料管线接头204被设置成向下定向。因此，这里加燃料管线能够铺设在支架500下方。在右边缘上，燃料管线可以越过支架500地铺设。管线的具体布置可以相应地适配于安装情况。分布载荷的底层720在这里具有很大的容纳槽，如其例如结合根据图4的实施方式所阐述的那样。
图7示出机动车的地板下区域的俯视图。支架500将地板下区域划分成不同的地板下安装区域。这些地板下安装区域在此基本上大小相同。各个支架500在此沿车辆横向方向从一个侧门槛延伸至另一个侧门槛并且明显有助于车身结构的刚度。在右边的地板下安装区域中在这里设置有压力容器系统。压力容器系统包括三个压力容器100，这些压力容器设置在两个支架500之间。压力容器100彼此平行并且平行于支架500地布置。压力容器100的一个端部相应通过连接件130连接到燃料条200上。在压力容器100的相对的端部上分别设置有能热激活的卸压器件240。燃料条200构造引导燃料的区段。燃料管线270连接在燃料条200的一个端部上，该燃料管线用作加燃料管线并且与机动车的储箱耦联部(未示出)连接。在燃料条200的另一个端部上设置有带有无电流闭合的阀的阀单元220。通过机动车的控制设备调节或控制无电流闭合的阀。通过操纵阀，引起从压力容器中的燃料取出。阀单元220通过燃料管线270与减压器290流体连接。在减压器290的下游设置有另外的燃料管线270，该另外的燃料管线通向机动车的能量转换器(未示出)。根据机动车的一种设计方案，在另外的地板下安装区域中可以设置另外的压力容器和另外的燃料条200，其与所示的压力容器串联或并联地流体连接。同样可想到，在一个或多个地板下安装区域中设置高压蓄电池。也可设想，将同一种车辆结构用于无压力容器系统的纯电池电驱动的机动车。
图8示出机动车的地板下区域的另外的俯视图。在该设计方案中设置有四个燃料条200，其中，分别将具有三个压力容器100的燃料条200布置在地板下区域中。燃料条200在此串联连接并且分别借助于燃料管线270彼此连接。燃料管线270围绕支架500引导。在减压器290和燃料条200之间设有阀单元220，该阀单元同样包含无电流闭合的阀并且将所有设置在地板下区域中的压力容器100相对于其余的燃料供应设备闭锁。四个燃料条200中的仅一个燃料条200连接到用作加燃料管线的燃料管线270上。两个中间燃料条200仅连接到相邻的燃料条200上。
术语“基本”(例如“基本垂直”)在本文公开的技术的上下文中分别包括准确的特性或者说准确的值(例如“垂直”)以及分别对于特性/值的函数不显著的偏差(例如“与垂直的可容忍的偏差”)。
本发明的上述描述仅用于说明目的并且不是用于限制本发明。在本发明的范围内，在不偏离本发明及其等同方案的范围的情况下，不同的变化和修改是可能的。
代替三个压力容器，可以在一个压力容器组件中设置任意数量的压力容器100。代替一个燃料条200或四个燃料条200也可以设置有其他数量的燃料条200。在一种设计方案中，燃料条200可以在整个地板下区域上延伸。有利地，单独的燃料管线270也可由燃料条200构造，例如方法是：燃料条200围绕支架500引导。如结合图6所讨论的燃料条那样，该燃料条200也可以设置在根据其他附图的设计方案中。同样可设想的是，具有或没有凹槽的分布载荷的底层可以在所有的设计方案中使用。除了这里所阐述的车身连接元件300和这里所阐述的燃料管线系统之外，也可以使用完全不同的燃料管线系统。
附图标记列表
70、70'底板下板
100、10压力容器
110 内衬
120 纤维增强层
130 连接件
200 燃料条
202 提取管线接头
204 加燃料管线接头
210 条接头
211 弯曲的部分区域
220、230 阀单元
240 能热激活的卸压器件
270 燃料管线
290 减压器
300 车身连接元件
400 夹紧件
500、50 支架
600 上部的地板下覆盖件
620 分布载荷的顶层
700 下底板
710 横向支撑件
720 分布载荷的底层
A-A 轴线
BS 底部间隙
D 层厚度
F 局部作用力
F1、F2、F3 力
ML 安装气隙
X 车辆纵向轴线
Y 车辆横向轴线
Z 车辆竖直轴线

Claims (18)

1.一种用于机动车的压力容器系统，所述压力容器系统包括：
-用于存储燃料的多个压力容器(100)；以及
-至少一个分布载荷的底层(720)，所述底层布置在下底板(700)与所述多个压力容器(100)之间；
其中，所述分布载荷的底层(720)被设置成，将局部地作用到所述下底板(700)上的力(F)分布到所述多个压力容器(100)上，所述力基本上沿车辆竖直轴线(Z)方向作用到所述下底板(700)上。
2.根据权利要求1所述的压力容器系统，其中，所述分布载荷的底层(720)覆盖所述多个压力容器(100)。
3.根据权利要求1或2所述的压力容器系统，其中，所述分布载荷的底层(720)具有两个侧面，所述两个侧面分别具有大约0.3m2至大约4m2的表面。
4.根据权利要求1或2所述的压力容器系统，其中，所述分布载荷的底层(720)覆盖所述压力容器(100)的周面的至少60％或至少80％。
5.其中，在所述压力容器(100)与上部的地板下覆盖件(600)之间设置有安装气隙(ML)；并且其中，所述压力容器系统被设置成，允许所述多个压力容器(100)沿车辆竖直轴线(Z)的方向移动到所述安装气隙(ML)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，所述压力容器系统还包括：
-至少一个车身连接元件(300)，用于将所述多个压力容器机械耦联到车辆车身上；和/或
-至少一个燃料管线系统，所述燃料管线系统与所述多个压力容器(100)流体连接；
其中，所述车身连接元件(300)和/或所述燃料管线系统被设置成，能实现所述多个压力容器(100)移动到所述安装气隙(ML)中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，直接设置在局部作用力(F)的区域中的压力容器(100)是近侧的压力容器；其中，与所述近侧的压力容器(100)直接相邻布置的压力容器(100)是远侧的压力容器；并且其中，所述分布载荷的底层(720)将局部地作用到所述下底板(700)上的力(F)分布到所述多个压力容器(100)上，使得局部作用力(F)分布到所述近侧的压力容器和所述远侧的压力容器上，尤其是使得至少30％的作用力被传递到所述远侧的压力容器(100)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，所述压力容器系统被设置成，将作用到所述下底板(700)上的碰撞能量至少部分地通过所述多个压力容器(100)传递到所述上部的地板下覆盖件(600)上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，为了将碰撞能量均匀地分布到上部的地板下覆盖件(600)上，在所述安装气隙(ML)中设置有分布载荷的顶层(620)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，从所述底层(720)突出的横向支撑件(710)至少局部地伸入到由直接相邻的压力容器(100)构造的中间区域中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，在各所述压力容器(100)与所述下底板(700)之间分别构造有底部间隙(BS)，并且其中，所述分布载荷的底层(720)的层厚度(D)至少局部地为相应的底部间隙(BS)的间隙宽度(d)的至少50％或至少80％。
12.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，所述压力容器(100)在安装位置中直接紧固在所述底层(720)上并且接触所述底层。
13.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，所述下底板(700)和所述分布载荷的底层(720)一体式构造。
14.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，所述分布载荷的底层(720)和/或所述分布载荷的顶层(620)的层厚度(D)为至少5mm或至少8mm或至少10mm或至少15mm或至少20mm。
15.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，所述分布载荷的底层(720)和/或所述分布载荷的顶层(620)包括发泡材料、优选金属泡沫。
16.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，所述分布载荷的底层(720)和/或所述分布载荷的顶层(620)包括拉胀材料和/或膨胀材料。
17.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，所述分布载荷的底层(720)和/或所述分布载荷的顶层(620)包括夹层结构、桁架结构和/或蜂窝结构。
18.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器系统，其中，所述分布载荷的底层(720)和所述多个压力容器(100)一起构造压力容器组件，其中，整个压力容器组件能够在一个安装步骤中安装到机动车中。
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