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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserstoffversorgungssystem
für eine
Brennstoffzelle und ein Verfahren zum Steuern desselben. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Wasserstoffversorgungssystem,
welches eine Vielzahl an Wasserstofftanks enthält, wobei ein im Tank montierter
Regler auf bzw. an einem Wasserstofftank montiert ist und ein Magnetventil
an jedem der anderen Wasserstofftanks montiert ist, um Wasserstoff
durch Steuern der Magnetventile während des Fahrens stetig zuzuführen, und
ein Verfahren zum Steuern desselben.
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(b) Stand der Technik
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Im
Allgemeinen enthält
ein Brennstoffzellensystem einen Brennstoffzellenstapel zum Erzeugen von
elektrischer Energie, ein Brennstoff-(Wasserstoff-)Versorgungssystem
zum Versorgen des Brennstoffzellenstapels mit Brennstoff (Wasserstoff),
ein Luftversorgungssystem zum Versorgen des Brennstoffzellenstapels
mit Sauerstoff in der Luft, wobei der Sauerstoff in der Luft ein
Oxidationsmittel ist, welches für
eine elektrochemische Reaktion erfordert wird, und ein Wärmemanagementsystem
zum Steuern der Betriebstemperatur des Brennstoffzellenstapels.
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Wasserstoff,
welcher zu einem Hochdruck von ca. 35 MPa (350 bar) verdichtet ist,
wird in einem Wasserstofftank im Brennstoffversorgungssystem gespeichert.
Der gespeicherte, verdichtete Wasserstoff wird an eine Hochdruckleitung
gemäß einem Ein/Aus-Zustand
bzw. Auf/Zu-Zustand eines Magnetventils abgegeben, welches vorzugsweise
an einem Einlassabschnitt des Wasserstofftanks vorgesehen ist, und
dann dem Brennstoffzellenstapel zugeführt nachdem der Druck des verdichteten
Wasserstoffs durch einen externen Regler von 35 MPa (350 bar) auf
1 MPa (10 bar) verringert wird.
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Vorzugsweise
wird als Verfahren zum Speichern von Wasserstoff im Wasserstofftank
des Brennstoffzellensystems im Allgemeinen ein Hochdruck-Kompressionsverfahren
(35 MPa (350 bar) oder 70 MPa (700 bar)-Kompressionsverfahren) eingesetzt.
Folglich wird durch Verwendung des externen Reglers immer ein Hochdruck
von 35 MPa (350 bar) oder 70 MPa (700 bar) an die Hochdruckleitung angelegt,
welche mit dem Magnetventil verbunden ist, was sich folglich auf
die Haltbarkeit der Abschnitte auswirkt, an welchen der Hochdruck
kontinuierlich angelegt ist.
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In
Anbetracht der obigen Umstände
ist es bei Verwendung eines im Tank montierten Reglers anstelle
des externen Reglers möglich,
die Sicherheit während
des Betriebs des Systems durch Beseitigen der Hochdruckleitung zu
gewährleisten,
und zudem möglich,
das System zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu verringern.
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Der
im Tank montierte Regler ist für
ein Einzeltanksystem effektiv, jedoch werden bei einem Mehrfachtanksystem,
welches eine Vielzahl an Tanks enthält, die Herstellungskosten
des im Tank montierten Reglers erhöht, da derselbe an jedem der
Vielzahl an Tanks vorgesehen sein sollte.
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Folglich
wird ein großflächiges Einzeltanksystem
eingesetzt. Jedoch ist es notwendig einen Raum zum Montieren des
großflächigen Einzeltanks in
der Fahrzeugkarosserie und dem Fahrwerk optimal auszubilden und
aufgrund des großen
Volumens ist es schwierig den Einzeltank mit peripheren Komponenten
zu verpacken.
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Folglich
liefert das Mehrfachtanksystem, bei welchem eine Vielzahl an kleinflächigen Tanks
montiert ist, im Vergleich zum Einzeltanksystem einen Freiheitsgrad
für die
Ausgestaltung der Fahrzeugkarosserie und des Fahrwerks und kann
mit den peripheren Komponenten verpackt werden. Zudem weist das
Mehrfachtanksystem verringerte Herstellungskosten auf.
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Die
obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart
sind, dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der
Erfindung und können
daher In formationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden,
der jemandem mit gewöhnlichen
technischen Fähigkeiten in
diesem Land bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In
einem Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Wasserstoffversorgungssystem,
welches eine Vielzahl an Wasserstofftanks enthält, wobei ein im Tank montierter
Regler vorzugsweise an nur einem Wasserstofftank und ein Magnetventil
vorzugsweise an jedem der anderen Wasserstofftanks montiert ist,
so dass eine Verringerung der Herstellungskosten angemessen umgesetzt
und vorzugsweise Wasserstoff einem Brennstoffzellenstapel durch
vorzugsweise Steuern der Magnetventile während des Fahrens stetig zugeführt wird,
und ein Verfahren zum Steuern desselben.
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In
einer Ausführungsform
liefert die vorliegende Erfindung ein Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle,
wobei das System vorzugsweise eine Vielzahl an Wasserstofftanks
aufweist, wobei ein im Tank montierter Regler nur an einem Einlassabschnitt
eines ersten Wasserstofftanks der Vielzahl an Wasserstofftanks geeignet
montiert ist und ein Magnetventil vorzugsweise an einem Einlassabschnitt
aller anderen Wasserstofftanks montiert ist.
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In
einer anderen Ausführungsform
liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines
Wasserstoffversorgungssystems für
eine Brennstoffzelle, wobei das System vorzugsweise eine Vielzahl
an Wasserstofftanks enthält
und das Verfahren Folgendes aufweist: einen Schritt zum Befüllen mit Wasserstoff
bzw. Wasserstofffüllschritt,
in welchem in den ersten bis N-ten Wasserstofftank zu füllender Hochdruckwasserstoff
vorzugsweise einer Hochdruckleitung zugeführt wird, welche den ersten
bis N-ten Wasserstofftank geeignet verbindet; einen Wasserstoffzuführschritt,
in welchem nur Wasserstoff im ersten Wasserstofftank, welcher an
einen Brennstoffzellenstapel angrenzend vorgesehen ist, vorzugsweise
dem Brennstoffzellenstapel während
des Fahrens eines Fahrzeugs zugeführt wird; und einen Wasserstofftransferschritt,
in welchem Wasserstoff während
des Parkens oder Anhaltens des Fahrzeugs von dem zweiten bis N-ten
Wasserstofftank zum ersten Wasserstofftank geeignet weitergeleitet
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden im Wasserstofffüllschritt
ein Magnetventil eines im Tank montierten Reglers, welcher an einem
Einlassabschnitt des ersten Wasserstofftanks geeignet montiert ist,
und ein Magnetventil, welches an einem Einlassabschnitt jedes des
zweiten bis N-ten Wasserstofftanks geeignet montiert ist, alle durch
den Druck des Hochdruckwasserstoffs derart geeignet geöffnet, dass
der Hochdruckwasserstoff in geeigneter Weise in die jeweiligen Wasserstofftanks
gefüllt wird.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
wird im Wasserstoffzuführschritt
das Magnetventil des im Tank montierten Reglers, welcher am Einlassabschnitt
des ersten Wasserstofftanks geeignet montiert ist, vorzugsweise
gesteuert geöffnet
zu sein und das Magnetventil, welches am Einlassabschnitt jedes
des zweiten bis N-ten Wasserstofftanks geeignet montiert ist, vorzugsweise
gesteuert geeignet geschlossen zu sein, so dass nur der Wasserstoff im
ersten Wasserstofftank dem Brennstoffzellenstapel zugeführt wird.
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In
noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Magnetventil
des im Tank montierten Reglers, welcher am Einlassabschnitt des
ersten Wasserstofftanks geeignet montiert ist, vorzugsweise gesteuert
geeignet geschlossen zu sein, und das Magnetventil, welches am Einlassabschnitt
jedes des zweiten bis N-ten Wasserstofftanks geeignet montiert ist,
vorzugsweise gesteuert geeignet geöffnet zu sein, so dass der
Wasserstoff im zweiten bis N-ten Wasserstofftank zum ersten Wasserstofftank weitergeleitet
und in denselben gefüllt
wird.
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In
noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden das Magnetventil
des im Tank montierten Reglers des ersten Wasserstofftanks und die
Magnetventile des zweiten bis N-ten Wasserstofftanks bei angemessener
Verringerung des Drucks des ersten bis N-ten Wasserstofftanks auf
einen Mindestbetriebsdruck vorzugsweise derart gesteuert alle geöffnet zu
sein, dass der Restwasserstoff in den jeweiligen Wasserstofftanks
verwendet wird.
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Es
sollte klar sein, dass der Ausdruck „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck,
der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie beispielsweise
Personenkraftwagen, welche Geländefahrzeuge
(SUV), Busse, Lastwagen und verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge,
welche eine Vielzahl an Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge
und ähnliches
einschließt
und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge,
Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Alternativkraftstofffahrzeuge
(z. B. Kraftstoffe, welche von anderen Rohstoffen als Erdöl stammen)
enthält.
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Wie
hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei
oder mehr Leistungsquellen aufweist, beispielsweise sowohl Benzin-
als auch Elektrofahrzeuge.
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Die
obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus
den beiliegenden Zeichnungen, welche in dieser Beschreibung enthalten
sind und einen Teil derselben bilden, und der folgenden detaillierten
Beschreibung hervorgehen oder sind in denselben detaillierter dargelegt,
welche zusammen zum Erläutern
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung mittels eines Beispiels
dienen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun
in Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen derselben detailliert
beschrieben werden, welche in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht
sind, welche nachstehend nur zur Veranschaulichung gegeben sind
und folglich die vorliegende Erfindung nicht beschränken und
in welchen:
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1 eine
schematische Darstellung ist, welche ein Wasserstofffüllverfahren
in einem Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle nach
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2 eine
schematische Darstellung ist, welche ein Wasserstoffzuführverfahren
im Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle nach der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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3 eine
schematische Darstellung ist, welche ein Wasserstofftransferverfahren
im Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle nach der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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4 eine
schematische Darstellung ist, welche die Verwendung von Restwasserstoff
bei Verringerung des Drucks der jeweiligen Wasserstofftanks auf
einen niedrigen Druck im Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle
nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht
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Die
in den Zeichnungen dargelegten Bezugsnummern enthalten den Bezug
auf die folgenden Elemente, die unten weiter erörtert werden:
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- 10
- erster
Wasserstofftank
- 12
- erstes
Magnetventil
- 14
- im
Tank montierter Regler
- 16
- zweiter
Wasserstofftank
- 18
- zweites
Magnetventil
- 20
- Brennstoffzellenstapel
- 22
- Hochdruckleitung
- 24
- Niederdruckregler
- 26
- Füllleitung
-
Es
sollte klar sein, dass die beiliegenden Zeichnungen nicht notwendigerweise
maßstabsgetreu
sind, welche eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter
Merkmale darstellen, welche für
die grundlegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichend sind.
Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung,
die hierin offenbart ist, welche beispielsweise spezifische Maße, Ausrichtungen,
Orte und Formen enthalten, werden zum Teil durch die bestimmte vorgesehene Anwendung
und Einsatzumgebung bestimmt werden.
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In
den Figuren betreffen die Bezugsnummern überall in den verschiedenen
Figuren der Zeichnung gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Wie
hierin beschrieben, enthält
die vorliegende Erfindung ein Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle,
wobei das System eine Vielzahl an Wasserstofftanks, einen Einlassregler
und ein Magnetventil aufweist. In bestimmten Ausführungsformen
ist der im Tank montierte Regler an einem Einlassabschnitt eines
ersten Wasserstofftanks der Vielzahl an Wasserstofftanks montiert
und das Magnetventil an einem Einlassabschnitt aller anderen Wasserstofftanks
montiert.
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Die
vorliegende Erfindung weist auch ein Verfahren zum Steuern eines
Wasserstoffversorgungssystems für
eine Brennstoffzelle auf, wobei das System eine Vielzahl an Wasserstofftanks
enthält und
das Verfahren Folgendes aufweist: einen Wasserstofffüllschritt,
einen Wasserstoffzuführschritt
und einen Wasserstofftransferschritt.
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In
bestimmten Ausführungsformen
weist der Wasserstofffüllschritt
Hochdruckwasserstoff auf, welcher einer Hochdruckleitung zugeführt wird,
welche den ersten bis N-ten Wasserstofftank verbindet, und welcher
in den ersten bis N-ten Wasserstofftank zu füllen ist. In anderen Ausführungsformen
wird im Wasserstoffzuführschritt
nur Wasserstoff im ersten Wasserstofftank, welcher an einen Brennstoffzellenstapel
angrenzend vorgesehen ist, dem Brennstoffzellenstapel während des
Fahrens eines Fahrzeugs zugeführt.
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In
weiteren Ausführungsformen
der Erfindung weist der Wasserstofftransferschritt Wasserstoff auf,
welcher während
des Parkens oder Anhaltens des Fahrzeugs vom zweiten bis N-ten Wasserstofftank
zum ersten Wasserstofftank weitergeleitet wird.
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Die
Erfindung kann auch ein Kraftfahrzeug enthalten, welches das Wasserstoffversorgungssystem
aufweist, das in einem der obigen Aspekte beschrieben wurde.
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Nachstehend
wird auf verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung detailliert Bezug genommen werden, deren
Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht und unten
beschrieben sind. Zwar wird die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften
Ausführungsformen
beschrieben werden, aber es sollte klar sein, dass die vorliegende
Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen
beschränken
soll. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften
Ausführungsformen,
sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente
und andere Ausführungsformen
decken, welche innerhalb des Wesens und Bereiches der Erfindung
enthalten sein können,
die durch die beiliegenden Ansprüche
definiert ist.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein Wasserstoffversorgungssystem,
welches vorzugsweise eine Vielzahl an Wasserstofftanks, d. h. ein
Mehrfachwasserstofftanksystem, enthält. In bestimmten bevorzugten
Ausführungsformen
ist ein im Tank montierter Regler nur an einem Wasserstofftank geeignet
montiert, welcher an einen Brennstoffzellenstapel angrenzt, und
ein Magnetventil an allen anderen Wasserstofftanks geeignet montiert.
Folglich ist es in bestimmten Ausführungsformen möglich, die
Herstellungskosten im Vergleich zu dem herkömmlichen Mehrfachwasserstofftanksystem,
bei welchem der im Tank montierte Regler vorzugsweise an jedem der Vielzahl
an Wasserstofftanks vorgesehen ist, was zu einer Erhöhung der
Herstellungskosten führt,
erheblich zu verringern, da der im Tank montierte Regler vorzugsweise
an nur einem Wasserstofftank montiert ist.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird die Vielzahl an Wasserstofftanks,
d. h. der erste bis N-te Wasserstofftank, in bestimmten beispielhaften
Ausführungsformen
angemessen auf zwei Wasserstofftanks beschränkt werden, wobei der an den
Brennstoffzellenstapel angrenzende Wasserstofftank vorzugsweise
als erster Wasserstofftank und der mit dem ersten Wasserstofftank
durch eine Hochdruckleitung geeignet verbundene Wasserstofftank
vorzugsweise als zweiter Wasserstofftank bezeichnet werden.
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In
bestimmten beispielhaften Ausführungsformen,
und wie in den 1 bis 4 gezeigt,
ist ein im Tank montierter Regler 14 mit einem ersten Magnetventil 12 vorzugsweise
an einem Einlassabschnitt eines ersten Wasserstofftanks 10 montiert, welcher
an einen Brennstoffzellenstapel 20 angrenzt, und ein zweites
Magnetventil 18 vorzugsweise an einem Einlassabschnitt
eines zweiten Wasserstofftanks 16 montiert.
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Folglich
sind die Einlassabschnitte des ersten Wasserstofftanks 10 und
zweiten Wasserstofftanks 16 in geeigneter Weise durch die
Hochdruckleitung 22 miteinander verbunden. In bestimmten
Ausführungsformen
sind der im Tank montierte Regler 14 und das zweite Magnetventil 18 vorzugsweise
durch die Hochdruckleitung 22 miteinander verbunden.
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In
weiteren Ausführungsformen
ist ein Auslassabschnitt des im Tank montierten Reglers 14 vorzugsweise
durch einen anderen Niederdruckregler 24 in geeigneter
Weise mit einer Brennstoffelektrode des Brennstoffzellenstapels 20 verbunden.
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In
anderen Ausführungsformen
ist der im Tank montierte Regler 14 vorzugsweise nur an
dem ersten Wasserstofftank 10, welcher an den Brennstoffzellenstapel 20 angrenzt,
unter der Vielzahl an Wasserstofftanks montiert und es ist erforderlich,
ein neues Steuerverfahren zum Zuführen von Wasserstoff in geeigneter
Weise einzusetzen.
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Nach
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden das erste Magnetventil 12,
welches auf dem im Tank montierten Regler 14 des ersten
Wasserstofftanks 10 geeignet montiert ist, und das zweite
Magnetventil 18, welches an dem zweiten Wasserstofftank 16 geeignet
montiert ist, während
des Befüllens
mit Wasserstoff, während
des Fahrens eines Fahrzeugs bzw. während des Parkens oder Anhaltens
eines Fahrzeugs auf/zu-gesteuert, wodurch folglich Wasserstoff dem
Brennstoffzellenstapel 20 stetig zugeführt wird.
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Als
nächstes
wird ein bevorzugtes Verfahren zum Steuern des Wasserstoffversorgungssystems für eine Brennstoffzelle
nach bestimmten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die jeweiligen Verfahren
detailliert beschrieben werden.
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Wasserstofffüllverfahren
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche ein beispielhaftes Wasserstofffüllverfahren
im Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle nach
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie
in der beispielhaften 1 gezeigt, ist eine Füllleitung 26 in
geeigneter Weise mit der Hochdruckleitung 22 verbunden,
welche vorzugsweise zwischen den Einlassabschnitten des ersten und zweiten
Wasserstofftanks 10 und 16, d. h. vorzugsweise
zwischen dem im Tank montierten Regler 14 des ersten Wasserstofftanks 10 und
dem zweiten Magnetventil 18 des zweiten Wasserstofftanks 16, angeschlossen
ist.
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Wenn
Hochdruckwasserstoff in geeigneter Weise von einem Wasserstoffspeichertank
einer Wasserstoff-Tankstelle (nicht gezeigt) der Füllleitung 26 und
Hochdruckleitung 22 zugeführt wird, wird nach weiteren
Ausführungsformen
das erste Magnetventil 12, welches auf dem im Tank montierten
Regler 14 montiert ist, vorzugsweise automatisch durch
den Druck des Hochdruckwasserstoffs geöffnet und der Hochdruckwasserstoff
vorzugsweise in geeigneter Weise in den ersten Wasserstofftank 10 gefüllt. In verwandten
Ausführungsformen
wird das zweite Magnetventil 18 des zweiten Wasserstofftanks 16 zur gleichen
Zeit vorzugsweise automatisch durch den Druck des Hochdruckwasserstoffs
geöffnet
und folglich der Hochdruckwasserstoff in geeigneter Weise in den
zweiten Wasserstofftank 16 gefüllt.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
werden das erste und zweite Magnetventil 12 und 18 vorzugsweise
durch einen Druckunterschied ohne Verwendung von elektrischer Leistung,
d. h. durch den Druck des Hochdruckwasserstoffs, automatisch geöffnet und
folglich der erste und zweite Wasserstofftank 10 und 16 in
geeigneter Weise mit dem Hochdruckwasserstoff gefüllt.
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Wasserstoffzuführverfahren
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In
bevorzugten Ausführungsformen
soll sich der Ausdruck „Wasserstoffzuführverfahren” auf ein Verfahren
beziehen, in welchem Wasserstoff während des Fahrens eines Fahrzeugs
einem Brennstoffzellenstapel zugeführt wird.
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2 ist
eine schematische Darstellung, welche ein beispielhaftes Wasserstoffzuführverfahren
im Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle nach
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wenn
das Fahrzeug in einem Zustand gefahren wird, in welchem der Hochdruckwasserstoff
vorzugsweise in den ersten und zweiten Wasserstofftank 10 und 16 gefüllt ist,
wird, wie hierin beschrieben, das erste Magnetventil 12,
welches auf dem im Tank montierten Regler 14 montiert ist,
in geeigneter Weise gesteuert geöffnet
zu sein und zur gleichen Zeit das zweite Magnetventil 18 in
geeigneter Weise gesteuert geschlossen zu sein.
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Nach
weiteren Ausführungsformen
wird nur der Hochdruckwasserstoff im ersten Wasserstofftank 10 vorzugsweise
der Brennstoffelektrode des Brennstoffzellenstapels 20 zugeführt nachdem
der Druck des Hochdruckwasserstoffs, welcher in geeigneter Weise
vom ersten Wasserstofftank 10 abgegeben wird, durch den
im Tank montierten Regler 14 auf einen niedrigen Druck
von ca. 1 MPa (10 bar) geregelt wird.
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Wasserstofftransferverfahren
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In
bevorzugten Ausführungsformen
soll sich der Ausdruck „Wasserstofftransferverfahren” auf ein Verfahren
beziehen, in welchem der Hochdruckwasserstoff im zweiten Wasserstofftank
in geeigneter Weise zum ersten Wasserstofftank weitergeleitet und in
denselben gefüllt
wird.
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3 ist
eine schematische Darstellung, welche ein beispielhaftes Wasserstofftransferverfahren
im Wasserstoffversorgungssystem für eine Brennstoffzelle nach
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Da
vorzugsweise nur der Wasserstoff im ersten Wasserstofftank 10 dem
Brennstoffzellenstapel 20 während des Fahrens des Fahrzeugs
zugeführt wird,
wird, wie hierin beschrieben, die Menge an Wasserstoff angemessen
verringert und folglich der Wasserstoff im zweiten Wasserstofftank 16 während des
Parkens, Anhaltens oder Fahrens mit einer geringen Geschwindigkeit
des Fahrzeugs in geeigneter Weise wieder in den ersten Wasserstofftank 10 gefüllt.
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Nach
weiteren bevorzugten Ausführungsformen
wird das erste Magnetventil 12 des im Tank montierten Reglers 14,
welcher am Einlassabschnitt des ersten Wasserstofftanks 10 montiert
ist, vorzugsweise gesteuert geschlossen zu sein und das zweite Magnetventil 18,
welches am Einlassabschnitt des zweiten Wasserstofftanks 16 montiert
ist, vorzugsweise gesteuert offen zu sein, so dass der Hochdruckwasserstoff
im zweiten Wasserstofftank 16 in geeigneter Weise durch
die Hochdruckleitung 22 zum ersten Wasserstofftank 10 weitergeleitet
und in denselben gefüllt
wird. In diesem Fall hält
das Füllverfahren
an bis die Drücke
des ersten und zweiten Wasserstofftanks 10 und 16 in
geeigneter Weise einander gleichen.
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Da
das Wasserstofffüllverfahren,
das Wasserstoffzuführverfahren
und das Wasserstofftransferverfahren wiederholt durchgeführt werden,
wird in weiteren Ausführungsformen
der jeweilige Druck des ersten und zweiten Wasserstofftanks 10 und 16 folglich
auf einen niedrigen Druck, d. h. einen Mindestbetriebsdruck, verringert.
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Wenn
der jeweilige Druck des ersten und zweiten Wasserstofftanks 10 und 16 in
geeigneter Weise auf den Mindestbetriebsdruck (ca. 1 MPa (ca. 10
bar)) verringert wird, werden das erste Magnetventil 12 des
im Tank montierten Reglers 14 des ersten Wasserstofftanks 10 und
das zweite Magnetventil 18 des zweiten Wasserstofftanks 16 in
geeigneter Weise derart gesteuert alle geöffnet zu sein, dass vorzugsweise
der Restwasserstoff im ersten und zweiten Wasserstofftank 10 und 16 verwendet
wird.
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Wie
oben beschrieben wurde, liefert die vorliegende Erfindung in bestimmten
bevorzugten Ausführungsformen
die folgenden Effekte.
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Nach
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist der im Tank montierte Regler vorzugsweise nur
an einem Wasserstofftank montiert, welcher an den Brennstoffzellenstapel
angrenzt, und das Magnetventil vorzugsweise an allen anderen Wasserstofftanks
im Wasserstoffversorgungssystem montiert, welches die Vielzahl an
Wasserstofftanks enthält,
und folglich ist es durch Auf/Zu-Steuern der Magnetventile der jeweiligen
Wasserstofftanks während
des Fahrens des Fahrzeugs möglich,
Wasserstoff in geeigneter Weise dem Brennstoffzellenstapel stetig
zuzuführen.
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Da
der im Tank montierte Regler in geeigneter Weise auf einen Wasserstofftank
angewendet wird, ist es vorzugsweise möglich, die Herstellungskosten
erheblich zu verringern.
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Die
Erfindung wurde in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen derselben detailliert
beschrieben. Ein Fachmann wird jedoch einsehen, dass Veränderungen
an diesen Ausführungsformen
vorgenommen werden können,
ohne von den Prinzipien und dem Wesen der Erfindung abzuweichen,
deren Bereich in den beiliegenden Ansprüchen und den Äquivalenten
derselben definiert ist.