DE102016217029A1 - vehicle - Google Patents

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Jan-Mark Kunberger
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, umfassend einen kugelförmigen Druckbehälter zur Speicherung eines Brennstoffs, insbesondere Wasserstoff, eine mit dem Brennstoff aus dem kugelförmigen Druckbehälter betriebene Antriebsvorrichtung, insbesondere mit einer Brennstoffzelle oder einem Verbrennungsmotor, wobei die Antriebsvorrichtung für einen Antrieb des Fahrzeugs ausgebildet ist, und ein Steuergerät, ausgebildet für ein voll-autonomes Fahren des Fahrzeugs.The invention relates to a vehicle, in particular a commercial vehicle, comprising a spherical pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen, a driven with the fuel from the spherical pressure vessel drive device, in particular with a fuel cell or an internal combustion engine, wherein the drive device is designed for driving the vehicle is, and a control unit, designed for a fully-autonomous driving of the vehicle.

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein voll-autonom fahrendes Fahrzeug mit einem Druckbehälter für den Brennstoff. Bei dem Fahrzeug handelt es sich um ein Landfahrzeug, das auf Straßen oder im freien Gelände verwendet wird. The technology disclosed herein relates to a fully autonomous vehicle having a pressurized container for the fuel. The vehicle is a land vehicle used on or off road.

Der Stand der Technik kennt unterschiedliche Möglichkeiten zur voll-autonomen Steuerung eines Fahrzeugs. Dabei wird üblicherweise mit Umfeld-Sensoren, beispielsweise Kameras, das Umfeld des Fahrzeugs erfasst. Basierend auf dem erfassten Umfeld wird das Fahrzeug durch ein Steuergerät gelenkt, beschleunigt und verzögert. Unter „voll-autonom“ wird im Rahmen vorliegender Technologie verstanden, dass das Fahrzeug ohne einen im Fahrzeug befindlichen Fahrer fährt. The prior art knows different ways to fully autonomous control of a vehicle. In this case, surroundings of the vehicle are usually recorded with environment sensors, for example cameras. Based on the detected environment, the vehicle is steered, accelerated and decelerated by a controller. By "fully autonomous" it is understood in the present technology that the vehicle drives without a driver in the vehicle.

Ferner kennt der Stand der Technik Druckbehälter zur Speicherung eines Brennstoffs im Fahrzeug. Die hier betrachteten Druckbehälter dienen zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigem Brennstoff. Die Druckbehälter können beispielsweise in einem Fahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem („Liquefied Natural Gas“=LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Der Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter oder ein Hochdruckgasbehälter sein. Bei Speicherung von Wasserstoff im kryogenen Druckbehälter ist auch die Bezeichnung „cryo-compressed hydrogen (CcH2)“ geläufig. Beim Hochdruckgasbehälter in Verbindung mit Wasserstoff spricht man auch von „Compressed gaseous hydrogen (CgH2)“. Furthermore, the prior art knows pressure vessels for storing a fuel in the vehicle. The pressure vessels considered here serve to store gaseous fuel under ambient conditions. For example, the pressure vessels may be used in a vehicle operated with compressed natural gas (CNG) or liquified natural gas (LNG) natural gas or with hydrogen. The pressure vessel may be, for example, a cryogenic pressure vessel or a high pressure gas vessel. When storing hydrogen in the cryogenic pressure vessel, the term "cryo-compressed hydrogen (CcH2)" is also common. The high-pressure gas container in conjunction with hydrogen is also called "compressed gaseous hydrogen (CgH2)".

Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, im Wesentlichen bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch nominal working pressure oder NWP genannt) von ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges liegen. High pressure gas containers are configured to store fuel substantially at ambient temperatures at a nominal operating pressure (also called nominal working pressure or NWP) of about 350 bar (= overpressure to atmospheric pressure), more preferably about 700 barg or more. A cryogenic pressure vessel is suitable to store the fuel at the aforementioned operating pressures even at temperatures well below the operating temperature of the motor vehicle.

Üblicherweise sind Größe und Form des Druckbehälters im Fahrzeug durch den verfügbaren Bauraum vorgegeben bzw. begrenzt. Deshalb werden im Stand der Technik zylinderförmige Druckbehälter im Fahrzeug verwendet. Usually, the size and shape of the pressure vessel in the vehicle are predetermined or limited by the available installation space. Therefore, the prior art uses cylindrical pressure vessels in the vehicle.

Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil der vorbekannten Lösungen zu verringern und/oder zu beheben. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der hier offenbarten Technologie, ein Fahrzeug anzugeben, das voll-autonom fährt und eine möglichst große Reichweite ermöglicht. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar. It is a preferred object of the technology disclosed herein to reduce and / or remedy at least one disadvantage of the previously known solutions. Other preferred objects may result from the beneficial effects of the technology disclosed herein. In particular, it is an object of the technology disclosed here to specify a vehicle which drives fully autonomously and allows the greatest possible range. The object (s) is / are solved by the subject matter of claim 1. The dependent claims are preferred embodiments.

Die hier offenbarte Technologie zeigt ein Fahrzeug. Bei dem Fahrzeug handelt es sich um ein Landfahrzeug das auf Straßen oder im freien Gelände verwendet wird. Besonders bevorzugt kommt die Technologie bei einem Nutzfahrzeug zur Anwendung. Allerdings kann die Technologie auch in einem Personenkraftfahrzeug oder Kettenfahrzeug verwendet werden. The technology disclosed here shows a vehicle. The vehicle is a land vehicle used on or off road. The technology is particularly preferably used in a commercial vehicle. However, the technology can also be used in a passenger car or tracked vehicle.

Das Fahrzeug umfasst zumindest einen Druckbehälter zur Speicherung eines Brennstoffs. Der Druckbehälter dient zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigem Brennstoff. Bei dem Brennstoff handelt es sich insbesondere um Wasserstoff. Alternativ kann der Druckbehälter beispielsweise auch zur Speicherung von Erdgas verwendet werden. Bei dem Druckbehälter handelt es sich vorzugsweise um einen der eingangs definierten Druckbehälter, nämlich um einen Hochdruckgasbehälter oder einen kryogenen Druckbehälter. The vehicle includes at least one pressure vessel for storing a fuel. The pressure vessel serves to store gaseous fuel under ambient conditions. The fuel is in particular hydrogen. Alternatively, the pressure vessel can be used, for example, for storing natural gas. The pressure vessel is preferably one of the initially defined pressure vessels, namely a high-pressure gas vessel or a cryogenic pressure vessel.

Ferner umfasst das Fahrzeug eine Antriebsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet als Brennstoffzelle oder als Verbrennungsmotor. Der Einfachheit halber wird von einer Brennstoffzelle gesprochen. Tatsächlich werden jedoch vorzugsweise mehrere Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellensystem verwendet. Die Antriebsvorrichtung ist für den Antrieb bzw. den Vortrieb des Fahrzeugs ausgebildet. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass mittels der Brennstoffzelle elektrische Energie erzeugt wird. Mit der elektrischen Energie wiederum wird zumindest ein Elektromotor angetrieben. Der Elektromotor treibt die Räder des Fahrzeugs an. Es können auch Elektromotoren in die Radnaben integriert sein. Bei Verwendung des Verbrennungsmotors kann die erzeugte mechanische Energie direkt zum Antrieb der Räder verwendet werden. Furthermore, the vehicle comprises a drive device. The drive device is preferably designed as a fuel cell or as an internal combustion engine. For the sake of simplicity, it is referred to as a fuel cell. In fact, however, it is preferable to use a plurality of fuel cells in a fuel cell system. The drive device is designed for the drive or the propulsion of the vehicle. For this purpose, provision is made in particular for electrical energy to be generated by means of the fuel cell. With the electrical energy, in turn, at least one electric motor is driven. The electric motor drives the wheels of the vehicle. It can also be integrated electric motors in the hubs. When using the internal combustion engine, the generated mechanical energy can be used directly to drive the wheels.

Der in dem oben beschriebenen Druckbehälter gespeichert Brennstoff wird zum Betrieb der Antriebsvorrichtung verwendet. Dementsprechend ist die Antriebsvorrichtung mit dem Druckbehälter fluidverbunden. Die Versorgung der Antriebsvorrichtung mit dem Brennstoff aus dem Druckbehälter kann dabei, je nach Konfiguration und Betriebszustand, auch indirekt erfolgen, indem der Brennstoff aus dem Druckbehälter (kryogener Druckbehälter) zunächst in einen weiteren Druckbehälter (nicht-kryogener Druckbehälter) überführt wird. Der Brennstoff aus dem weiteren Druckbehälter versorgt dann die Antriebsvorrichtung. The fuel stored in the pressure vessel described above is used to operate the drive device. Accordingly, the drive device is fluidly connected to the pressure vessel. The supply of the drive device with the fuel from the pressure vessel can, depending on the configuration and operating condition, also be carried out indirectly by the fuel from the pressure vessel (cryogenic pressure vessel) first in another pressure vessel (non-cryogenic pressure vessel) is transferred. The fuel from the further pressure vessel then supplies the drive device.

Des Weiteren umfasst das Fahrzeug ein Steuergerät. Das Steuergerät ist für ein voll-autonomes Fahren des Fahrzeugs ausgebildet. Das Steuergerät kann dementsprechend das Fahrzeug lenken, beschleunigen und verzögern. Unter „voll-autonom“ wird im Rahmen vorliegender Technologie verstanden, dass das Fahrzeug ohne einen im Fahrzeug befindlichen Fahrer fährt. Furthermore, the vehicle comprises a control unit. The control unit is designed for fully autonomous driving of the vehicle. The controller can accordingly steer, accelerate and decelerate the vehicle. By "fully autonomous" it is understood in the present technology that the vehicle drives without a driver in the vehicle.

Dieses voll-autonome Fahren des Fahrzeugs hat zur Folge, dass für den nicht benötigten Fahrer des Fahrzeugs kein Platz bzw. Bauraum im Fahrzeug vorgehalten werden muss. Deshalb wird im Rahmen der hier offenbarten Technologie der zumindest eine Druckbehälter kugelförmig ausgestaltet. Diese Kugelform des Druckbehälters ist hinsichtlich des benötigten Bauraums in keiner Weise optimal für die Verwendung in einem Fahrzeug, da sie besonders um den Bauraum für Fahrzeugführer und Passagiere konkurriert. Allerdings bietet die Kugelform entscheidende Vorteile gegenüber der herkömmlichen zylindrischen Form von Druckbehältern: Sowohl die Fertigung des kugelförmigen Druckbehälters als auch entsprechende Wandstärken, insbesondere des Innenbehälters, können einfacher und kostengünstiger ausgestaltet werden als bei der zylindrischen Form. Des Weiteren stellt der kugelförmige Druckbehälter eine möglichst geringe Oberfläche dar, sodass der Wärmeeintrag, insbesondere bei kryogenen Druckbehältern, minimiert werden kann. This fully autonomous driving of the vehicle has the consequence that no space or space in the vehicle must be kept for the unneeded driver of the vehicle. Therefore, in the context of the technology disclosed here, the at least one pressure vessel is designed to be spherical. This spherical shape of the pressure vessel is in terms of the required space in any way optimal for use in a vehicle, as it is particularly competing for the space for drivers and passengers. However, the spherical shape offers decisive advantages over the conventional cylindrical shape of pressure vessels: Both the production of the spherical pressure vessel and corresponding wall thicknesses, in particular of the inner container, can be made simpler and less expensive than in the cylindrical shape. Furthermore, the spherical pressure vessel is the smallest possible surface, so that the heat input, especially in cryogenic pressure vessels, can be minimized.

Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug eine auf dem kugelförmigen Druckbehälter angeordnete Erfassungseinheit. Die Erfassungseinheit befindet sich vorzugsweise am höchsten Punkt des kugelförmigen Druckbehälters, sodass von der Erfassungseinheit ein möglichst guter Sichtkontakt zum Umfeld des Fahrzeugs möglich ist. Die Erfassungseinheit umfasst zumindest einen Umfeld-Sensor. Dieser Umfeld-Sensors ist dazu ausgebildet, das Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen und entsprechende Daten an das Steuergerät zu senden. Der Umfeld-Sensor ist insbesondere eine Kamera, eine Wärmebildkamera, ein Laser, ein Radar oder ein sonstiger Sensor. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Erfassungseinheit ein Empfangsgerät für eine Satellitennavigation und/oder terrestrische Navigation umfasst. The vehicle preferably comprises a detection unit arranged on the spherical pressure vessel. The detection unit is preferably located at the highest point of the spherical pressure vessel, so that the detection unit as good as possible visual contact with the environment of the vehicle is possible. The detection unit comprises at least one environment sensor. This environment sensor is designed to detect the environment of the vehicle and to send corresponding data to the control unit. The environment sensor is in particular a camera, a thermal imaging camera, a laser, a radar or another sensor. Furthermore, it is preferably provided that the detection unit comprises a reception device for satellite navigation and / or terrestrial navigation.

Das Fahrzeug umfasst vorzugsweise keinen Sitzplatz für den nicht benötigten Fahrer des Fahrzeugs. Durch diesen Verzicht auf den Sitzplatz des Fahrers, kann der kugelförmige Druckbehälter möglichst groß ausgestaltet werden, um die Reichweite des Fahrzeugs und den Energieinhalt des Speichers zu erhöhen. Durch den Bauraumvorteil können auch kostengünstigere und technisch einfachere (mit wesentlich geringerer Ausfallwahrscheinlichkeit) Isolationen für den kryogenen Druckbehälter eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Fahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist und dabei keinerlei Sitzplätze, weder für den Fahrer noch für weitere Personen, aufweist. The vehicle preferably does not include a seat for the unneeded driver of the vehicle. By doing away with the seat of the driver, the spherical pressure vessel can be made as large as possible in order to increase the range of the vehicle and the energy content of the memory. Due to the space advantage, it is also possible to use more cost-effective and technically simpler (with a significantly lower probability of failure) insulation for the cryogenic pressure vessel. Particularly preferably, it is provided that the vehicle is designed as a commercial vehicle and thereby has no seats, neither for the driver nor for other people.

Als weiteres Merkmal für das Fahrzeugs ist bevorzugt auch eine automatische Unterbodenbetankung vorgesehen. Durch die beschriebene Konfiguration kann eine Unterbodenbetankung besonders einfach Fahrzeugmittig und somit im crashsicheren Bereich angebracht werden. As a further feature for the vehicle, an automatic underfloor refueling is preferably also provided. Due to the described configuration, an underfloor refueling can be mounted particularly easily in the vehicle center and thus in the crash-safe area.

Da auf den Sitzplatz für den Fahrer verzichtet wird, ist es möglich, den kugelförmigen Druckbehälter sehr weit vorne im Fahrzeug anzuordnen. Dementsprechend ist vorzugsweise ein Abstand vom vordersten Punkt des kugelförmigen Druckbehälters zum vorderen Ende des Fahrzeugs definiert. Dieser Abstand beträgt vorzugsweise höchstens 1,5 m, besonders vorzugsweise höchstens 1 m. Since the seat is dispensed with for the driver, it is possible to arrange the spherical pressure vessel very far in front of the vehicle. Accordingly, a distance from the foremost point of the spherical pressure vessel to the front end of the vehicle is preferably defined. This distance is preferably at most 1.5 m, particularly preferably at most 1 m.

Vorzugsweise ist der kugelförmige Druckbehälter, bei der Betrachtung von oben (in vertikaler Projektion), zumindest teilweise vor der zweiten Achse des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Achsen werden dabei von vorne nach hinten gezählt, sodass die vorderste Achse des Fahrzeugs als erste Achse bezeichnet wird. Mit anderen Worten kann auch beschrieben werden, dass in dieser bevorzugten Ausgestaltung der Druckbehälter zwischen den beiden vorderen Achsen des Fahrzeugs und/oder über zumindest einer der beiden vorderen Achsen angeordnet ist. Diese spezielle Anordnung des kugelförmigen Druckbehälters ist möglich, da das Fahrzeug voll-autonom fährt und vor dem kugelförmigen Druckbehälter keine Sitzplätze für Personen vorgesehen sind. Preferably, the spherical pressure vessel when viewed from above (in vertical projection), at least partially disposed in front of the second axis of the vehicle. The axles are counted from front to back, so that the foremost axle of the vehicle is called the first axle. In other words, it can also be described that in this preferred embodiment the pressure vessel is arranged between the two front axles of the vehicle and / or over at least one of the two front axles. This special arrangement of the spherical pressure vessel is possible because the vehicle is driving fully autonomously and no seats for persons are provided in front of the spherical pressure vessel.

Der kugelförmige Druckbehälter umfasst vorzugsweise einen kugelförmigen Innenbehälter. Dieser Innenbehälter dient zur Aufnahme des Brennstoffs. Der kugelförmige Innenbehälter ist umgeben von einer hohlkugelförmigen Isolierung. Bei dieser Ausgestaltung handelt es sich insbesondere um einen kryogenen Druckbehälter. Bei der hier beschriebenen Ausgestaltung und Anordnung des Druckbehälters, insbesondere hinsichtlich des Außendurchmesser und der Position im Fahrzeug, ist stets der gesamte Druckbehälter inklusive der Isolierung zu betrachten. The spherical pressure vessel preferably comprises a spherical inner container. This inner container is used to hold the fuel. The spherical inner container is surrounded by a hollow-spherical insulation. This embodiment is in particular a cryogenic pressure vessel. In the embodiment and arrangement of the pressure vessel described here, in particular with regard to the outer diameter and the position in the vehicle, the entire pressure vessel including the insulation is always to be considered.

Am Fahrzeug ist eine Spurweite definiert. Wenn sich die Spurweiten der einzelnen Achsen unterscheiden, so ist die Spurweite der ersten Achse ausschlaggebend. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser des kugelförmigen Druckbehälters zumindest 50 %, vorzugsweise zumindest 80 %, besonders vorzugsweise zumindest 95 %, der Spurweite beträgt. Durch diese Größenverhältnisse ist ein ausreichend großer Druckbehälter gegeben, der eine sehr große Reichweite des Fahrzeugs und Nutzenergie für andere Anwendungen, insbesondere als Nutzfahrzeug, ermöglicht. On the vehicle a gauge is defined. If the gauges of the individual axles differ, the gauge of the first axle is decisive. It is preferably provided that the outer diameter of the spherical pressure vessel is at least 50%, preferably at least 80%, particularly preferably at least 95%, of the track width. Due to these proportions is a sufficiently large Given pressure vessel, which allows a very long range of the vehicle and useful energy for other applications, especially as a commercial vehicle.

Ferner ist am Fahrzeug ein Achsabstand der vorderen beiden Achsen (erste Achse und zweite Achse) definiert. Der Außendurchmesser des kugelförmigen Druckbehälters beträgt vorzugsweise zumindest 50 % dieses Achsabstands. Furthermore, an axial distance of the front two axes (first axis and second axis) is defined on the vehicle. The outer diameter of the spherical pressure vessel is preferably at least 50% of this axial distance.

In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der kugelförmige Druckbehälter ein kryogener Druckbehälter ist. Besonders bevorzugt umfasst das Fahrzeug zusätzlich zu diesem kryogenen Druckbehälter zumindest einen nicht-kryogenen Druckbehälter. Die beiden Druckbehälter sind fluidverbunden, sodass der nicht-kryogene Druckbehälter mit Brennstoff aus dem kryogenen kugelförmigen Druckbehälter befüllbar ist. Die Verwendung des weiteren nicht-kryogenen Druckbehälters ermöglicht eine optimale Verwendung des kryogenen Druckbehälters: Der nicht kryogene Behälter liefert zwei Vorteile.

  • (i) Bei der Betankung kann der kryogene Druckbehälter mit idealerweise einer Betankung von Umgebungstemperatur auf seine kryogene Endtemperatur gebracht werden, indem der kryogene Brennstoff zunächst den kryogenen Druckbehälter abkühlt. Der sich dabei erwärmende Brennstoff kann in den nicht kryogenen Druckbehälter überströmen, dabei kühlt sich der kryogene Druckbehälter weiter ab und es kann eine zweite kryogene Befüllung beginnen. Nur wenn der kryogene Druckbehälter von seiner kryogenen Endtemperatur auf Umgebungstemperatur gefahren wird, kann der komplette Inhalt entnommen werden. Bei nur einer Betankung erreicht er idealerweise wieder seine kryogene Endtemperatur.
  • (ii) Findet bei einem kryogen betankten Druckbehälter über längere Zeit keine Entnahme statt, erwärmt dieser sich. Der Druck im Druckbehälter steigt an. Wird ein Grenzdruck erreicht, muss der Brennstoff in die Umgebung entlassen werden (Blow Off). Normalerweise wird der Brennstoff bei diesem Vorgang in einem BMS katalytisch umgesetzt. Wenn der nicht kryogenen Druckbehälter nicht komplett befüllt ist, kann der Blow Off in diesem Druckbehälter gespeichert werden. BMS steht für ein sogenanntes Blow-Off Management-System bzw. Boil-Off-Management-System. BMS-Systeme als solche sind bekannt und beispielsweise im Regelentwurf TRANS/WP.29/GRPE/2003/14 vom 7. März 2003 angeführt. Ein BMS kann einen katalytischen Konverter bzw. Katalysator aufweisen, der Brennstoff (beispielsweise Wasserstoff) mit dem Sauerstoff aus der Umgebungsluft umsetzt (im Fall von Wasserstoff ist das Reaktionsprodukt Wasser). Der Brennstoff wird hier also abgelassen, indem er an einem katalytischen Konverter konvertiert wird.
In a preferred embodiment, it is provided that the spherical pressure vessel is a cryogenic pressure vessel. Particularly preferably, the vehicle comprises at least one non-cryogenic pressure vessel in addition to this cryogenic pressure vessel. The two pressure vessels are fluidly connected, so that the non-cryogenic pressure vessel can be filled with fuel from the cryogenic spherical pressure vessel. The use of the further non-cryogenic pressure vessel allows optimal use of the cryogenic pressure vessel: The non-cryogenic vessel provides two advantages.
  • (i) During refueling, the cryogenic pressure vessel may be brought to its final cryogenic temperature ideally with a refueling from ambient temperature by first cooling the cryogenic fuel to the cryogenic pressure vessel. The thereby heating fuel can flow into the non-cryogenic pressure vessel, while the cryogenic pressure vessel further cools down and it can start a second cryogenic filling. Only when the cryogenic pressure vessel is moved from its cryogenic final temperature to ambient temperature, the entire contents can be removed. With only one refueling he ideally reaches his cryogenic final temperature again.
  • (ii) If there is no withdrawal for a long time with a cryogenic-filled pressure vessel, it heats up. The pressure in the pressure vessel increases. If a limit pressure is reached, the fuel must be released into the environment (blow-off). Normally, the fuel is catalytically converted in this process in a BMS. If the non-cryogenic pressure vessel is not completely filled, the blow-off can be stored in this pressure vessel. BMS stands for a so-called blow-off management system or boil-off management system. As such, BMS systems are known and are listed, for example, in draft rule TRANS / WP.29 / GRPE / 2003/14 of March 7, 2003. A BMS may include a catalytic converter or catalyst that converts fuel (eg, hydrogen) with oxygen from the ambient air (in the case of hydrogen, the reaction product is water). The fuel is thus discharged here by being converted to a catalytic converter.

Idealerweise kann der nicht kryogene Druckbehälter mindestens die komplette Blow Off Masse (die Massedifferenz bei 100 % SOC des kryogenen Tanks bei minimaler Kryotemperatur und Umgebungstemperatur) aufnehmen. Ferner kann der nicht kryogene Druckbehälter so viel Brennstoff aufnehmen, dass der kroygene Druckbehälter im Zustand Umgebungstemperatur mit einer Betankung auf seine kryogene Endtemperatur gebracht werden kann. Vorzugsweise kommt hier ein nicht kryogener Druckbehälter vom Typ I, II, IV und besonders bevorzugt III zum Einsatz. Ideally, the non-cryogenic pressure vessel may receive at least the complete blow-off mass (the mass difference at 100% SOC of the cryogenic tank at minimum cryogenic temperature and ambient temperature). Furthermore, the non-cryogenic pressure vessel can absorb so much fuel that the kroygene pressure vessel can be brought in the ambient temperature state with a refueling to its final cryogenic temperature. Preferably, a non-cryogenic pressure vessel of the type I, II, IV and particularly preferably III is used here.

Der nicht kryogene Druckbehälter kann auch in Form eines Ringtanks am unteren Ende um den kugelförmigen Drucktank positioniert sein. Alternativ können auch am unteren Ende des kugelförmigen Drucktanks zylindrische nicht-kryogene Behälter links und rechts vom kugelförmigen Drucktank in Fahrtrichtung oder/und quer zur Fahrtrichtung positioniert sein. The non-cryogenic pressure vessel may also be positioned in the form of a ring tank at the lower end around the spherical pressure tank. Alternatively, cylindrical non-cryogenic containers can also be positioned on the left and right of the spherical pressure tank in the direction of travel and / or transversely to the direction of travel at the lower end of the spherical pressure tank.

Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: The technology disclosed herein will now be explained with reference to the figures. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht des offenbarten Fahrzeugs, und 1 a schematic side view of the disclosed vehicle, and

2 eine schematische Vorderansicht des offenbarten Fahrzeugs. 2 a schematic front view of the disclosed vehicle.

Die Figuren zeigen ein Fahrzeug 1 in schematisch vereinfachter Darstellung. 1 zeigt dabei eine Seitenansicht. 2 zeigt eine Ansicht von vorne. The figures show a vehicle 1 in a schematically simplified representation. 1 shows a side view. 2 shows a view from the front.

Die Figuren zeigen eine Längsachse 15, eine Querachse 16 und eine Hochachse 17 des Fahrzeugs 1. Die einzelnen Achsen 15, 16, 17 stehen senkrecht zueinander. Die Längsachse 15 ist koaxial zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 angeordnet. In 1 ist eine Fahrzeugvorderseite 7 gekennzeichnet. 2 zeigt die Draufsicht auf diese Fahrzeugvorderseite 7. The figures show a longitudinal axis 15 , a transverse axis 16 and a vertical axis 17 of the vehicle 1 , The individual axes 15 . 16 . 17 are perpendicular to each other. The longitudinal axis 15 is coaxial with the direction of travel of the vehicle 1 arranged. In 1 is a vehicle front 7 characterized. 2 shows the top view of this vehicle front 7 ,

Das Fahrzeug 1 umfasst einen kugelförmigen Druckbehälter 2 für Brennstoff, insbesondere Wasserstoff. Der kugelförmige Druckbehälter 2 umfasst einen kugelförmigen Innenbehälter 201. Der Innenbehälter 201 ist umgeben von einer hohlkugelförmigen Isolierung 202. Der gesamte Druckbehälter 2 weist einen Außendurchmesser 203 auf. The vehicle 1 comprises a spherical pressure vessel 2 for fuel, especially hydrogen. The spherical pressure vessel 2 includes a spherical inner container 201 , The inner container 201 is surrounded by a hollow spherical insulation 202 , The entire pressure vessel 2 has an outer diameter 203 on.

Ferner umfasst das Fahrzeug eine Antriebsvorrichtung 3, ausgebildet als Brennstoffzelle oder Verbrennungsmotor. Die Antriebsvorrichtung 3 wird mittels des Brennstoffs aus dem kugelförmigen Druckbehälter 2 betrieben. Die Antriebsvorrichtung 3 dient zum Bewegen des Fahrzeugs 1. Furthermore, the vehicle comprises a drive device 3 , designed as a fuel cell or internal combustion engine. The drive device 3 is by means of the fuel from the spherical pressure vessel 2 operated. The drive device 3 used to move the vehicle 1 ,

Bei dem kugelförmigen Druckbehälter 2 handelt es sich um einen kryogenen Druckbehälter. Das Fahrzeug 1 weist ferner zumindest einen nicht-kryogenen weiteren Druckbehälter 4 auf. Der weitere Druckbehälter 4 befindet sich insbesondere unter oder neben dem Druckbehälter 2. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der weitere Druckbehälter 4 ringförmig oder bogenförmig ausgestaltet ist und somit im unteren Bereich des kugelförmigen Druckbehälters 2 platzsparend und schwerpunktoptimiert angeordnet werden kann. In the spherical pressure vessel 2 it is a cryogenic pressure vessel. The vehicle 1 further comprises at least one non-cryogenic further pressure vessel 4 on. The further pressure vessel 4 located in particular under or next to the pressure vessel 2 , It is preferably provided that the further pressure vessel 4 is designed annular or arcuate, and thus in the lower region of the spherical pressure vessel 2 can be arranged in a space-saving and optimized way.

Das Fahrzeug 1 ist zum voll-autonomen Fahren ausgestaltet. Dementsprechend ist kein Sitzplatz für einen nichtbenötigten Fahrer vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Nutzfahrzeug. Dementsprechend gibt es auch keine Sitze für etwaige Passagiere. Das schematisch dargestellte Fahrzeug 1 zieht einen Anhänger 18 zum Transport von Lasten. Zusätzlich oder alternativ zum Anhänger 18 können die Lasten und/oder Personen jedoch auch unmittelbar auf dem Fahrzeug 1 transportiert werden. Mit dem Fahrzeug 1 können auch Geräte gezogen werden. Hierzu ist das Fahrzeug 1 vorzugsweise als landwirtschaftliche Zugmaschine ausgebildet. The vehicle 1 is designed for fully autonomous driving. Accordingly, no seat is provided for an unnecessary driver. In the embodiment shown is a commercial vehicle. Accordingly, there are no seats for any passengers. The schematically illustrated vehicle 1 pulls a trailer 18 for transporting loads. Additionally or alternatively to the trailer 18 However, the loads and / or persons may also be directly on the vehicle 1 be transported. With the vehicle 1 Devices can also be pulled. This is the vehicle 1 preferably designed as an agricultural tractor.

Für das voll-autonome Fahren umfasst das Fahrzeug 1 ein Steuergerät 5. Das Steuergerät 5 kann das Fahrzeug 1 lenken, beschleunigen, verzögern, parken und in Zusammenarbeit mit einer Tankstelle eine Betankung durchführen. Am höchsten Punkt des kugelförmigen Druckbehälters 2 sitzt eine Erfassungseinheit 6. In der Erfassungseinheit 6 ist zumindest ein Umfeld-Sensor angeordnet. Dieser Umfeld-Sensor erfasst das Umfeld des Fahrzeugs 1 und sendet entsprechende Daten an das Steuergerät 5. Diese hohe Position am höchsten Punkt des kugelförmigen Druckbehälters 2 eignet sich auch optimal für einen Empfänger einer Satellitennavigation oder terrestrischen Navigation. For the fully-autonomous driving includes the vehicle 1 a control unit 5 , The control unit 5 can the vehicle 1 steer, accelerate, decelerate, park and refuel in cooperation with a gas station. At the highest point of the spherical pressure vessel 2 sits a registration unit 6 , In the registration unit 6 At least one environment sensor is arranged. This environment sensor captures the environment of the vehicle 1 and sends corresponding data to the controller 5 , This high position at the highest point of the spherical pressure vessel 2 is also ideal for a receiver of satellite navigation or terrestrial navigation.

Die 1 und 2 zeigen Räder 8 des Fahrzeugs 1 auf einer ersten Achse 9 und einer zweiten Achse 10. Das Fahrzeug 1 kann auch mehr als die zwei dargestellten Achsen 9, 10 sowie Ketten umfassen. Die erste Achse 9 ist die vorderste Achse des Fahrzeugs 1. Von vorne betrachtet folgt auf die erste Achse 9 die zweite Achse 10. The 1 and 2 show wheels 8th of the vehicle 1 on a first axis 9 and a second axis 10 , The vehicle 1 can also do more than the two axes shown 9 . 10 and chains include. The first axis 9 is the foremost axis of the vehicle 1 , Seen from the front follows the first axis 9 the second axis 10 ,

Bei einer Betrachtung von oben befindet sich der kugelförmige Druckbehälter 2 vorzugsweise vor der zweiten Achse 10. Dabei kann sich der Druckbehälter 2 auch teilweise über der zweiten Achse 10 befinden. When viewed from above is the spherical pressure vessel 2 preferably in front of the second axis 10 , In this case, the pressure vessel 2 also partly over the second axis 10 are located.

Die Figuren zeigen ferner eine Spurweite 11, einen Achsabstand 12 sowie den Abstand 13 vom vorderen Ende des Fahrzeugs 1 zum vordersten Punkt des kugelförmigen Druckbehälters 2. Die vorteilhaften Größenverhältnisse des Außendurchmesser 203 zu diesen Größen wurden bereits im einleitenden Teil definiert. The figures also show a gauge 11 , an axial distance 12 as well as the distance 13 from the front end of the vehicle 1 to the foremost point of the spherical pressure vessel 2 , The advantageous size ratios of the outer diameter 203 to these sizes have already been defined in the introductory part.

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Fahrzeug vehicle
2 2
kugelförmige Druckbehälter spherical pressure vessel
201 201
kugelförmige Innenbehälter spherical inner container
202 202
hohlkugelförmige Isolierung hollow spherical insulation
203 203
Außendurchmesser outer diameter
33
Antriebsvorrichtung  driving device
44
weiterer Druckbehälter  additional pressure vessel
55
Steuergerät für voll-autonomes Fahren  Control unit for fully-autonomous driving
66
Erfassungseinheit  acquisition unit
77
Fahrzeugvorderseite  Vehicle front
88th
Räder  bikes
99
erste Achse  first axis
10 10
zweite Achse second axis
11 11
Spurweite gauge
12 12
Achsabstand Wheelbase
13 13
Abstand distance
15 15
Längsachse longitudinal axis
16 16
Querachse transverse axis
17 17
Hochachse vertical axis
18 18
Anhänger pendant

Claims (9)

Fahrzeug (1), insbesondere Nutzfahrzeug, umfassend • einen kugelförmigen Druckbehälter (2) zur Speicherung eines Brennstoffs, insbesondere Wasserstoff, • eine mit dem Brennstoff aus dem kugelförmigen Druckbehälter (2) betriebene Antriebsvorrichtung (3), insbesondere mit einer Brennstoffzelle oder einem Verbrennungsmotor, wobei die Antriebsvorrichtung (3) für einen Antrieb des Fahrzeugs (1) ausgebildet ist, und • ein Steuergerät (5), ausgebildet für ein voll-autonomes Fahren des Fahrzeugs (1). Vehicle ( 1 ), in particular commercial vehicle, comprising • a spherical pressure vessel ( 2 ) for storing a fuel, in particular hydrogen, • one with the fuel from the spherical pressure vessel ( 2 ) operated drive device ( 3 ), in particular with a fuel cell or an internal combustion engine, wherein the drive device ( 3 ) for a drive of the vehicle ( 1 ), and • a control unit ( 5 ), designed for fully autonomous driving of the vehicle ( 1 ). Fahrzeug nach Anspruch 1, umfassend eine auf dem kugelförmigen Druckbehälter (2) angeordnete Erfassungseinheit (6), wobei die Erfassungseinheit (6) zumindest einen Umfeld-Sensor aufweist, der Daten über das Umfeld des Fahrzeugs (1) an das Steuergerät (5) für das voll-autonome Fahren sendet. Vehicle according to claim 1, comprising one on the spherical pressure vessel ( 2 ) arranged detection unit ( 6 ), the registration unit ( 6 ) has at least one environment sensor, the data about the environment of the vehicle ( 1 ) to the control unit ( 5 ) for fully-autonomous driving. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug (1) keinen Sitzplatz für einen Fahrer des Fahrzeugs (1) umfasst. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein the vehicle ( 1 ) no seat for a driver of the vehicle ( 1 ). Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kugelförmige Druckbehälter (2), bei Betrachtung von oben, zwischen den beiden vorderen Achsen (9, 10) des Fahrzeugs (1) und/oder über zumindest einer der beiden vorderen Achsen (9, 10) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein the spherical pressure vessel ( 2 ), when viewed from above, between the two front axes ( 9 . 10 ) of the vehicle ( 1 ) and / or via at least one of the two front axes ( 9 . 10 ) of the vehicle ( 1 ) is arranged. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen einem vordersten Punkt des kugelförmigen Druckbehälter (2) und dem vorderen Ende des Fahrzeugs (1) ein Abstand (13) definiert ist, wobei der Abstand (13) höchstens 1,5 m, vorzugsweise höchstens 1 m, beträgt. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein between a foremost point of the spherical pressure vessel ( 2 ) and the front end of the vehicle ( 1 ) a distance ( 13 ), where the distance ( 13 ) is at most 1.5 m, preferably at most 1 m. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kugelförmige Druckbehälter (2) einen kugelförmigen Innenbehälter (201) und eine hohlkugelförmige, den Innenbehälter (201) umschließende Isolierung (202) umfasst. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein the spherical pressure vessel ( 2 ) a spherical inner container ( 201 ) and a hollow spherical, the inner container ( 201 ) enclosing insulation ( 202 ). Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kugelförmige Druckbehälter (2) einen Außendurchmesser (203) aufweist und am Fahrzeug (1) eine Spurweite (11) definiert ist, wobei der Außendurchmesser (203) zumindest 50 %, vorzugsweise zumindest 80 %, besonders vorzugsweise zumindest 95 %, der Spurweite (11) beträgt. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein the spherical pressure vessel ( 2 ) an outer diameter ( 203 ) and on the vehicle ( 1 ) a gauge ( 11 ), wherein the outer diameter ( 203 ) at least 50%, preferably at least 80%, particularly preferably at least 95%, of the gauge ( 11 ) is. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kugelförmige Druckbehälter (2) ein kryogener Druckbehälter ist. Vehicle according to one of the preceding claims, wherein the spherical pressure vessel ( 2 ) is a cryogenic pressure vessel. Fahrzeug nach Anspruch 8, umfassend zumindest einen weiteren, nicht-kryogenen Druckbehälter (4), wobei der kryogene kugelförmige Druckbehälter (2) und der nicht-kryogene Druckbehälter (4) fluidverbunden sind, sodass der nicht-kryogene Druckbehälter (4) mit Brennstoff aus dem kryogenen kugelförmigen Druckbehälter (2) befüllbar ist. Vehicle according to claim 8, comprising at least one further, non-cryogenic pressure vessel ( 4 ), wherein the cryogenic spherical pressure vessel ( 2 ) and the non-cryogenic pressure vessel ( 4 ) are fluidly connected so that the non-cryogenic pressure vessel ( 4 ) with fuel from the cryogenic spherical pressure vessel ( 2 ) is fillable.
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