DE102009036072B3 - Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge mit Druckgas - Google Patents

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LUDWIG BOELKOW SYSTEMTECHNIK GmbH
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LUDWIG BOELKOW SYSTEMTECHNIK GmbH
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Abstract

Befüllvorrichtungen für Druckgasfahrzeuge (Wasserstoff, Erdgas, Biogas) werden bisher mit Hochdruckkompressoren ausgestattet, was den Investitionsbedarf pro Befüllvorrichtung maßgeblich beeinflusst, was ein Hemmnis für den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe darstellt. Durch Anlieferung von zentral befüllten Hochdruckbehältern können Fahrzeuge im Überströmverfahren befüllt werden, d.h. ohne dass an der Befüllstelle ein Kompressor benötigt wird. Indem diese Hochdruckbehälter einzeln instrumentiert zu mehreren transportablen Gestellen zusammengefasst werden, die einzeln austauschbar sind, und wird für die Befüllung sequentiell immer der Hochdruckbehälter mit dem niedrigsten ausreichenden Druck herangezogen, so kann unter günstigen Bedingungen eine völlige Entleerung der auszutauschenden Gestelle erzielt werden, was den Transport ökonomisch macht. Durch das vermiedene Gewicht und dem Strombedarf des Kompressors kann eine solche Befüllvorrichtung zudem auf einfache Weise stromnetzunabhängig oder mobil gestaltet werden. Frühe Phase der Marktdurchdringung von alternativen Kraftstoffen (Wasserstoff); Einführung von Leichtfahrzeugen mit gasförmigen Kraftstoffen (Wasserstoff); Ausweitung der Betankungsinfrastruktur alternativer Kraftstoffe in Gebiete ohne Pipelineversorgung (Erdgas).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Befüllvorgang und ein Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge mit Druckgas.
  • Sie bezieht sich auf das Gebiet der Befüllungsinfrastruktur für alternative, gasförmige Fahrzeugkraftstoffe (insbesondere Wasserstoff, aber auch Erdgas und Biogas), die in Hochdrucktanks an Bord der Fahrzeuge gespeichert werden. Insbesondere der Aufbau der Betankungsinfrastruktur für Druckwasserstoff ist technisch aufwendig, da 1. im Gegensatz zu Erdgas in den meisten Ländern kein Wasserstoffpipelinenetz existiert, 2. aufgrund der Energiedichte der anvisierte Speicherdruck deutlich höher ist als bei der Erdgasspeicherung (35–70 MPa, im Gegensatz zu 20 MPa), und 3. die Anforderungen an die Reinheit des Wasserstoffes im Falle des Einsatzes in Niedertemperaturbrennstoffzellen sehr hoch sind. Für die Verdichtung von Wasserstoff auf das für Fahrzeugtanks erforderliche Druckniveau müssen daher technisch aufwändige und teure Kompressoren angewendet werden.
  • Stand der Technik
  • Die gängigen Konzepte zur Distribution der genannten gasförmigen Kraftstoffe zu Befüllstellen für Fahrzeuge sind die folgenden:
    • 1. Distribution von Aufliegern oder Gestellen mit Druckgasbehältern (meist 20 MPa; Stahlbehälter oder kombiniert Stahl/Faserverbundwerkstoffe) z. B. durch LKW. Die Einheiten werden an Befüllstellen abgeladen und gegen entleerte ausgetauscht.
    • 2. Distribution des Gases über Rohrleitungen mittleren Druckes zu den Befüllstellen.
    • 3. Wasserstoff: Vor-Ort-Erzeugung an der Befüllstelle, z. B. durch Dampfreformierung von Erdgas (welches meist durch Pipelines geliefert wird), oder elektrolytischer Spaltung von Wasser durch Elektrizität.
    • 4. Verflüssigung des Gases durch Abkühlung auf kryogene Temperaturen (Wasserstoff ca. –253°C; Erdgas ca. –164°C), und Verteilung in Kryocontainern (z. B. via LKW). An der Befüllstelle wird das verflüssigte Gas in fest installierte Tanks gepumpt.
  • Für die Befüllung der Drucktanks von Fahrzeugen muss in allen genannten Fällen eine Druckerhöhung an der Befüllstelle vorgenommen werden. Verschiedene Anordnungen von Verdichtern und Hochdruckkryopumpen sind gängig:
    • a) Kaskadenbefüllung (z. B. EP 1 559 949 A1 ; US 5 479 966 A ; US 2009 151 809 A1 ): Das angelieferte oder vor Ort produzierte Druckgas (s. Punkte 1–3) wird durch einen Kompressor mit variablen Eingangs- und Ausgangsdrücken in fest installierte Druckbehälter befördert, die zu Druckbänken verschaltet sind (üblich sind 2–3 Druckbänke). Die Fahrzeuge werden aus diesen Druckbänken durch Überströmen befüllt, beginnend mit dem niedrigsten Druckniveau und endend mit der höchsten. Die Auslegung des Kompressors ist von der Häufigkeit der Betankungsvorgänge abhängig. Ebenso bekannt, z. B. aus EP 1 500 864 A2 , sind Verfahren, in denen das Gas zunächst bis zu einem Zwischendruck ohne Kompression aus einem angelieferten Trailer in den Fahrzeugtank überströmt. Transportable Lösungen sind z. B. aus US 2006 180 240 A1 bekannt.
    • b) Booster-Konzept (z. B. WO 2010 038 069 A2 , EP 0 356 377 A1 ): Ein leistungsstarker Kompressor befördert das Gas direkt in den Fahrzeugtank, ausgehend von einem Zwischenspeicher niedrigen Druckes oder einer Gasleitung. Dieser Zwischenspeicher wird in der Regel zwischen den Befüllvorgängen vom gleichen Kompressor wiederbefüllt. Die Auslegung des Kompressors ist von der gewünschten Betankungsdauer abhängig.
    • c) Hochdruckkryopumpe (z. B. JP 2008 196 590 A , US 5 107 906 A tiefkalt verflüssigt angeliefertes Gas kann im flüssigen Zustand durch eine Kryopumpe komprimiert und dann im Hochdruckzustand verdampft und erwärmt werden. Alternativ kann das Gas unter niedrigem Druck verdampft, dann tiefkalt verdichtet und abschließend erwärmt werden (siehe WO 2007019 948 A1 oder unter niedrigem Druck verdampft und erwärmt werden und dann wie in a) und b) beschrieben komprimiert und verfüllt werden.
  • In den Fällen a) und b) ist die Kühlung des Gases auf Umgebungstemperatur nach der Verdichtung nötig; je nach gewünschtem Enddruck im Fahrzeug (z. B. 70 MPa) und zulässiger Maximaltemperatur kann es auch erforderlich sein, das Gas vor dem Befüllen des Fahrzeugtanks durch aktive Vorkühlung auf bis zu –40°C zu kühlen. Die Kühlung auf einen Zustand nahe des Siedepunkts oder Verflüssigung wie in EP 0 033 386 A1 beschrieben ist derzeit für das Füllen von Fahrzeugdrucktanks nicht üblich.
  • Bekannt aus EP 0 653 585 A1 ist die kompressorlose Befüllung von Drucktanks mit Gas, das unter einem höheren Druck vorrätig ist.
  • Eine neuartige Entwicklung, die eine wichtige Voraussetzung für die hier offenbarte Erfindung ist, ist die technische Machbarkeit und Verfügbarkeit von großen Hochdruckbehältern (mit Innenvolumina bis 1000 l und Drücken bis 90 MPa), die aus hochfesten kohlefaserverstärkten Kunststoffen bestehen und sowohl für die stationäre Lagerung als auch für den Transport auf Fahrzeugen geeignet sind.
  • Nachteile bisher bekannter Ausführungen
  • Die genannten technischen Ausführungen funktionieren effizient und ökonomisch für Befüllstellen, die in einem belebten Markt positioniert sind und einen mittleren bis hohen Absatz haben. Die benötigten hohen Investitionen pro Befüllstelle, zu denen der zu installierende Kompressor maßgeblich beiträgt, sind allerdings ein Hemmnis, wenn wie beim Wasserstoff eine neue Infrastruktur aufgebaut werden soll, die anfänglich nur sehr gering ausgelastet ist. Dies führt zu erhöhtem Risiko und folglich zu Zurückhaltung beim Aufbau der Befüllstellen, was gleichzeitig die Einführung der Fahrzeuge verzögert. Auch die weitere Marktdurchdringung von Erdgasfahrzeugen wird länderabhängig teilweise noch durch die zu dünne Betankungsinfrastruktur gehemmt; vor allem in Gebieten ohne Pipelineanschluss (z. B. Autobahnraststätten) erhöhen sich die zusätzlichen Investitionen durch den Antransport des Erdgases.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Probleme des Infrastrukturaufbaus mit einem Befüll-Konzept abzumildern, in dem an der Befüllstelle deutlich niedrigere Investitionen nötig sind, z. B. durch Wegfall des Kompressors und Vereinfachung anderer teurer Bauteile (z. B. Mess- und Abrechnungssystem). Dazu soll ein Befüllvorgang und ein Befüllsystem angeben werden.
  • Lösung der Aufgabe
  • Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 11 Vorteilhafte Ausgestaltungen dazu sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.
  • Erläuterung der Erfindung (anhand der Figur)
  • Die hier offenbarte Erfindung besteht hauptsächlich aus einer Befüllvorrichtung (7) für mit Druckgas (wie z. B. Wasserstoff, Erdgas oder Biogas) betriebene Druckgasfahrzeuge/Fahrzeuge (16), sowie deren logistischer Versorgung mit Druckgas. Kernstück sind auf transportable Gestelle (6) montierte Hochdruckbehälter (1), mit fern betätigten (z. B. elektrisch oder pneumatisch) Ventilen (2) und eventuell Druckmessvorrichtungen (3) die entweder einzeln (siehe Zeichnung) oder in kleinen Gruppen zu Druckbänken instrumentiert sind.
  • Aufbau
  • An einer zentralen Abfüllstelle (21) werden die Gestelle (6) über eine Kupplung (9) mit einem Hochdruckkompressor (20) verbunden und bis zum Auslegungsdruck mit Gas befüllt.
  • Anschließend werden die Gestelle auf einen LKW (19) geladen und zu räumlich verteilten Befüllstellen transportiert. Je nach Auslegung und Auslastung der Befüllstellen kann mit nur einem Kompressor und einem LKW eine gewisse Anzahl von Befüllstellen versorgt werden; logistische Optimierung der Distribution trägt hier bedeutend zur Kostensenkung bei.
  • An der Befüllvorrichtung (7) sind ein oder mehr Gestelle gelagert (Zeichnung: 2), die einzeln zugänglich sind (10) und durch den LKW, bei Bedarf einzeln oder zu mehreren gegen volle ersetzt werden (z. B. durch eine auf dem LKW montierte Hebevorrichtung). Bei Ankoppelung an die Befüllvorrichtung (7) wird sowohl eine Signalleitung (5) zur Ansteuerung der Ventile und ggf. Übertragung von Druck und ggf. Temperaturdaten der einzelnen Einheiten, als auch eine Druckgasleitung/Leitung (4) für die Entnahme des Druckgases angeschlossen.
  • Befüllvorgang
  • Der Befüllvorgang von Fahrzeugen läuft folgendermaßen ab:
    • 1. Ankoppelung des Fahrzeuges (16) durch die Befüllkupplung (15), und die Druckleitung (14).
    • 2. Ggf. Ermittlung des Restdruckes im Fahrzeugtank nach Stand der Technik elektronisch oder durch Druckstoß. (Anmerkung: Im Fahrzeug befindet sich in der Regel ein Rückschlagventil, welches die Entnahme von Gas aus dem Tank verhindert)
    • 3. Gesteuert durch die Steuereinheit (13), nach Öffnung des Sicherheits- und Absperrventils (11) sequentielles Öffnen und Schließen jeweils des Ventils (2) des Hochdruckbehälters (1) oder der Druckbank, die den niedrigsten Druck hat, der noch ausreichend ist, um das Druckgas ausreichend schnell in den Fahrzeugtank überströmen zu lassen. Bei der Befüllung aus Hochdruckbehältern oder Druckbänken, die noch im Auslieferungszustand (voll) sind, wird die Reihenfolge so gewählt, dass zunächst alle Behälter eines Gestells (6) nacheinander entleert werden, um angebrochene Gestelle möglichst zügig völlig zu entleeren und dann auszutauschen. Der Zeitpunkt des Umschaltens auf den nächsten Behälter kann durch das Unterschreiten einer Druckabfallrate (abhängig von der gewünschten Befülldauer) an den Messstellen der Hochdruckbehälter (1), oder aber durch eine zentralisierte Durchflussmengenmessung (12) ausgelöst werden.
    • 4. Die Befüllsequenz wird bis zum Erreichen des gewünschten Druckniveaus im Fahrzeugtank fortgeführt, oder abgebrochen, falls kein Hochdruckbehälter mit ausreichendem Druck für eine weitere Befüllung mehr vorrätig ist. Nach Schließen des Sicherheits- und Absperrventils (11) kann das Fahrzeug abgekoppelt werden, wobei die Befüllkupplung (15) derart gestaltet sein muss, dass ein Gasaustritt verhindert wird.
  • Je nach Bedarf (z. B. zeitlicher Optimierung) sind auch andere Befüllsequenzen als die beschriebene denkbar.
  • Entleerung und Austausch der Druckgasbehälter
  • Im Normalzustand können die vorrätigen Hochdruckbehälter gemäß ihrer Drücke in „voll”, „angebrochen” und „leer” eingeteilt werden. Je nach Auslegung ist es insbesondere wichtig, dass stets eine Anzahl voller Behälter vorrätig ist, um das vollständige Befüllen der Fahrzeuge gewährleisten zu können. Andererseits sollten aus ökonomischen Gründen möglichst nur Gestelle ausgetauscht werden, die vollständig entleert sind. Unter diesem Aspekt ist es vorteilig, mehrere Gestelle an der Befüllvorrichtung zu lagern. Unter ungünstigen Umständen kann jedoch auch dann ein Zustand entstehen, in dem kein einziger Behälter mehr voll ist, aber auch kein Gestell vollständig leer. Dieser Zustand wird vor allem begünstigt, wenn
    • • der notwendige Enddruck im Fahrzeugtank nur unwesentlich geringer ist als der zulässige Höchstdruck in den Hochdruckbehältern.
    • • mehrere Fahrzeuge kurz hintereinander befüllt werden, da sich die durch Expansion herabgesetzte Temperatur in den Hochdruckbehältern dann nicht ausreichend an die Umgebungsbedingungen anpassen kann und entsprechend die zur Verfügung stehende Druckdifferenz niedriger ist.
    • • viele Fahrzeuge befüllt werden sollen, die noch einen hohen Restdruck im Tank haben, da dann relativ mehr Gas aus Behältern mit höheren Drücken entnommen werden muss, als aus Behältern mit eher niedrigeren Drücken.
    • • die Anzahl der an der Befüllvorrichtung gelagerten Gestelle niedrig ist
    • • die Anzahl eigenständig verschalteter Einheiten niedrig ist (z. B. wenig große Hochdruckbehälter anstelle von vielen kleinen; Zusammenschaltung mehrerer Hochdruckbehälter zu Druckbänken).
  • Wenn es zu solchen Konstellationen kommt, müssen entweder nicht vollständig entleerte Gestelle ausgetauscht werden, oder die Fahrzeuge können nicht mehr bis zum maximalen Enddruck befüllt werden. Durch geschickte Auslegung (Volumen der Einzelbehälter, Anzahl Behälter pro Gestell; Anzahl Gestelle; ausreichende Druckdifferenz zwischen Hochdruckbehältern und Befüllenddruck) können diese Konstellationen jedoch im Regelfall verhindert werden.
  • Betankungsenddruck
  • Der zu erzielende Betankungsenddruck, um nach der Normalisierung der Temperatur im Fahrzeugtank ein definiertes Druckniveau zu erreichen, hängt von der durch die Betankung erhöhten Temperatur im Fahrzeugtank ab. Er ist in der Regel bedeutend höher als das Nenndruckniveau (z. B. 44 MPa Betankungsenddruck bei Tanks mit nominalem Druck von 35 MPa). Die Tanktemperatur ist wiederum vom Verlauf der Befüllung (Druckdifferenzen, Temperatur nach Entspannung) abhängig, sowie von der Wärmeleitung im befüllten Behälter und der Umgebungstemperatur. Bei der hier vorgestellten Vorrichtung kann durch Überwachung der Parameter Druck und Temperatur während des Befüllvorganges (12) unter Zuhilfenahme thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten eine ausreichend genaue Abschätzung der Tankendtemperatur und somit des notwendigen Betankungsenddruckes erzielt werden.
  • Mengenmessung
  • Die Menge des überströmenden Wasserstoffes kann entweder nach Stand der Technik durch Durchflussmessung bestimmt werden, aus dem Druck- und Temperaturzustand der einzelnen Behälter vor und nach der Betankung errechnet werden, oder aber durch eine Wiegevorrichtung (8) für die Gestelle (6) vor und nach dem Betankungsvorgang. Vorausgesetzt, dass die Gestelle für Benutzer und sonstige Umwelteinflüssen unzugänglich sind, könnte dieses letztgenannte Verfahren das apparativ einfachere und genauere sein, zumal in einem solchen Fall auf die Ausstattung der einzelnen Hochdruckbehälter mit Temperaturfühlern verzichtet werden kann.
  • Strombereitstellung
  • Durch den Wegfall des Kompressors benötigt die resultierende Befüllvorrichtung im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen sehr viel weniger Strom für die Steuereinheit (13), die Nutzerschnittstelle (17), die Messvorrichtungen (3, 12) und die Ventilsteuerungen (2, 11). Dies bietet die Möglichkeit, sie von einem Netzanschluss unabhängig zu machen und den Strom z. B. über integrierte Batterien, Photovoltaik, eine mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle oder Kombinationen daraus bereitzustellen (18).
  • Mobile Ausführung
  • Die Befüllvorrichtung kann ortsfest montiert werden, oder aber mobil, z. B. auf einen LKW-Anhänger oder -Auflieger. Letzteres wird vor allem durch den Wegfall des Kompressors vereinfacht, was zum einen das Gewicht reduziert und zum anderen den Stromverbrauch.
  • Datenschnittstelle
  • Zur Optimierung der Logistik und zur Minimierung des Wartungsaufwandes kann eine drahtlose Datenübertragung, z. B. über das Mobilfunknetz, angewendet werden. Mögliche Konzepte wären, dass die Steuereinheit (13) der Befüllvorrichtung automatisch Bedarf für eine Gaslieferung anmeldet (Push-System), sobald die Situation es erfordert, oder dass sich der Gasversorger oder Betreiber mit der Steuereinheit verbindet und Daten zu Füllzuständen und Wartungsbedarf ausliest (Pull-System).
  • Abrechnung und Bezahlung
  • Die Abrechnung kann prinzipiell wie bei herkömmlichen Tankautomaten über die Nutzerschnittstelle (17) mit Bargeld oder Bankkarten angewickelt werden. Eine kostengünstigere Variante bietet die Abrechnung über Chipkarten, die keine online-Validierung mit Banksystemen und keine Geldschein/Münzerkennung erfordern. Mögliche Systeme wären z. B. das teilweise etablierte Geldkartensystem, oder die Identifizierung des Benutzers mit einer Chipkarte und die damit verbundene Abrechnung über ein Benutzerkonto. Das Geldkartensystem wäre vor allem für mit alternativen Kraftstoffen betriebene Kleinfahrzeuge akzeptabel, da hier kleinere Beträge für eine Tankfüllung anfallen als bei herkömmlichen Fahrzeugen.
  • Erzielte Vorteile
  • Die vorgestellte Erfindung erzielt gegenüber dem Stand der Technik den Hauptvorteil, dass an der Befüllstelle für Fahrzeuge kein Kompressor benötigt wird; die Kompression des Gases wird ausschließlich an einer zentralen Behälterabfüllanlage vorgenommen, die eine Vielzahl an Befüllstellen versorgen kann. Dadurch kann der Investitionsbedarf niedrig ausgelasteter Befüllstellen, welcher ein erhebliches Hemmnis beim Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe wie Wasserstoff darstellt, erheblich reduziert werden. Auch Infrastrukturen für Leichtfahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen, die deutlich weniger Kraftstoff abnehmen als konventionelle Fahrzeuge, können so ökonomisch verbessert werden. Zudem bringen höhere Druckniveaus für die LKW-Distribution den Vorteil höherer Nutzkapazitäten im Vergleich zur Belieferung mit Standard-Druckbehältern (meist 20 MPa).
  • Die Tatsache, dass das beschriebene Befüllsystem nur für Befüllstellen mit geringem Kraftstoffabsatz tauglich und wirtschaftlich ist, stellt in der Praxis kein Problem dar; sollte der Kraftstoffbedarf an einem bestimmten Aufstellungsort von der installierten Befüllvorrichtung nicht mehr gedeckt werden können, so kann diese durch eine konventionelle Befüllvorrichtung mit Kompressor oder Hochdruckkryopumpe ersetzt werden, die dann eine ausreichende Auslastung hat, um wirtschaftlich zu arbeiten. Gleichzeitig kann die kompressorlose Befüllvorrichtung zu einem anderen Aufstellungsort umgezogen werden, wo der Bedarf noch niedrig ist (z. B. in Regionen, in denen die mit dem alternativen Kraftstoff betankten Fahrzeuge erst seit kurzem verfügbar sind).
  • Zusätzliche Flexibilität kann dadurch erzielt werden, dass die Befüllvorrichtung durch den Wegfall des Kompressors kompakter und der Strombedarf geringer ist, und sie dadurch ortsunabhängig ausgeführt werden kann (z. B. Montage auf einen Auflieger; Unabhängigkeit vom Netzstrom).
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hochdruckbehälter
    2
    Elektronisches, elektrisches oder pneumatisches Ventil
    3
    Druckmessung (ggf. auch Temperaturmessung)
    4
    Druckgasleitung
    5
    Signalleitung
    6
    Transportables Gestell für Hochdruckbehälter
    7
    Befüllvorrichtung
    8
    Wiegevorrichtung für Gestelle
    9
    Kupplung zur Verbindung von Gestell und Befüllvorrichtung (Gasleitung/Signalleitung)
    10
    Zugang zum Austausch von Gestellen
    11
    Sicherheits- und Absperrventil
    12
    Druck/Temperaturmessung, ggf. Durchflussmessung
    13
    Steuereinheit für Befüllvorgang und Abrechnung
    14
    Druckleitung zum Fahrzeug
    15
    Befüllkupplung
    16
    Fahrzeug
    17
    Nutzerschnittstelle (Bezahlung, Wartung)
    18
    Stromversorgung
    19
    LKW zum Transport von Gestellen zwischen Befüllstellen und Gasversorgung
    20
    Verdichter zum Wiederbefüllen der Hochdruckbehälter/Hochdruckkompressor
    21
    Zentrale Abfüllstelle

Claims (18)

  1. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge (16) mit Druckgas, insbesondere Wasserstoff oder Erdgas, wobei Hochdruckbehälter (1) mit dem Druckgas an eine Befüllvorrichtung (7) im Austausch gegen leere oder teilweise entleerte Hochdruckbehälter angeliefert werden, wobei der Fülldruck der Hochdruckbehälter (1) so deutlich höher ist als der Enddruck des Druckgases in den Druckgasfahrzeugen, dass die Befüllung der Druckgasfahrzeuge ausschließlich durch Überströmen von den Hochdruckbehältern in einen Fahrzeugtank der Druckgasfahrzeuge vonstatten geht und bei der Befüllvorrichtung vor Ort kein Kompressor benötigt wird und wobei der Befüllvorgang eines Druckgasfahrzeugs folgende Schritte umfasst: • Ankoppeln des Druckgasfahrzeuges mittels einer Befüllkupplung (15); • Ermitteln des Restdruckes im Fahrzeugtank; • Öffnen des Ventils (2) eines Hochdruckbehälters (1) oder einer Druckbank, der/die jeweils den niedrigsten Druck hat, der noch ausreichend ist, um das Druckgas in den Fahrzeugtank überströmen zu lassen. • Umschalten auf den nächsten Hochdruckbehälter oder die nächste Druckbank bei Unterschreiten einer Druckabfallrate oder ausgelöst durch eine zentralisierte Durchflussmengenmessung; • Fortführen der Befüllsequenz bis zum Erreichen eines gewünschten Druckniveaus im Fahrzeugtank oder Abbrechen, falls kein/-e Hochdruckbehälter oder Druckbank mit ausreichendem Druck für eine weitere Befüllung mehr vorrätig ist; • Abkoppeln des Druckgasfahrzeugs.
  2. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ankoppelung eines Gestells an die Befüllvorrichtung sowohl eine Signalleitung zur Ansteuerung der Ventile und ggf. Übertragung von Druck und ggf. Temperaturdaten der einzelnen Einheiten, als auch eine Leitung für die Entnahme des Druckgases angeschlossen wird.
  3. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einige Hochdruckbehälter eines Gestells durch ein gemeinsames Ventil und optional eine Druckmessvorrichtung zu Druckbänken zusammengeschaltet werden.
  4. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Gestelle an der Befüllvorrichtung gelagert werden, die einzeln zugänglich sind und bei Bedarf einzeln oder zu mehreren gegen volle ersetzt werden.
  5. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sequentielle Befüllung automatisiert und auf maximale Entleerung der Gestelle optimiert abläuft.
  6. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Befüllvorgang die Temperatur im Fahrzeugtank und der korrespondierende notwendige Betankungsenddruck berechnet werden aus den Parametern: Anfangsdruck sowie Druck- und Temperaturverlauf während der Befüllung und Umgebungstemperatur.
  7. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Befüllvorgang die befüllte Gasmenge durch Temperatur- und Druckänderung in den Hochdruckbehältern berechnet wird.
  8. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Befüllvorgang die befüllte Gasmenge durch eine Wiegevorrichtung von Gestellen ermittelt wird, insbesondere durch die Differenz aus Anfangs- und Endgewicht.
  9. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der für die automatisierte Befüllung benötigte elektrische Strom netzunabhängig bereitgestellt wird, insbesondere durch eine Batterie, Photovoltaikanlage, Brennstoffzellenanlage oder Kombinationen aus den genannten Möglichkeiten.
  10. Befüllvorgang für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezahlung für das befüllte Druckgas durch ein auf Chipkarten basierendes, bargeldloses Zahlungssystem abgewickelt wird.
  11. Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge (16) mit Druckgas, insbesondere Wasserstoff oder Erdgas, für den Befüllvorgang nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei dem Hochdruckbehälter (1) an eine Befüllvorrichtung (7) im Austausch gegen leere oder teilweise entleerte Hochdruckbehälter angeliefert sind, deren Fülldruck deutlich höher ist als der Enddruck im Druckgasfahrzeug (16), wobei vor Ort kein Kompressor notwendig ist und die Befüllung der Druckgasfahrzeuge (16) ausschließlich durch Überströmen von den Hochdruckbehältern (1) in den Fahrzeugtank vonstatten geht.
  12. Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Hochdruckbehälter (1) fest auf einem/auf transportablen Gestell/-en (6) montiert ist/sind.
  13. Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Gestelle (6) an der Befüllvorrichtung (7) gelagert sind und bei Ankoppelung eines Gestells an die Befüllvorrichtung sowohl eine Signalleitung (5) zur Ansteuerung der Ventile und ggf. Übertragung von Druck und ggf. Temperaturdaten der einzelnen Einheiten, als auch eine Leitung für die Entnahme des Druckgases angeschlossen ist.
  14. Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hochdruckbehälter (1) eines Gestells mit einem eigenen Ventil und optional mit einer Druckmessvorrichtung ausgestattet ist.
  15. Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einige Hochdruckbehälter (1) eines Gestells (6) durch ein gemeinsames Ventil und optional eine Druckmessvorrichtung zu Druckbänken zusammengeschaltet sind.
  16. Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes an der Befüllvorrichtung (7) gelagerte Gestell (6) einzeln austauschbar ist, insbesondere durch einen LKW (19).
  17. Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllvorrichtung (7) und die gelagerten Gestelle (6) mobil ausgeführt sind, insbesondere durch eine Montage auf einem LKW-Auflieger.
  18. Befüllsystem für Druckgasfahrzeuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (13) automatisch über eine kabellose Datenübertragung, insbesondere über ein Mobilfunknetz, Zustandsmeldungen versendet und diese zu logistischen Zwecken sowie Wartungszwecken auslesbar sind.
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