DE102018000432A1 - Vehicle with at least one tank - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit wenigstens einem Tank (2) für unter Druck stehendem Gas, welcher im Dachbereich des Fahrzeugs (1) angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (2) als Röhrentank mit mehreren untereinander fluidisch direkt verbundenen Röhren oder Rohrabschnitten (3.1, 3.2, 3.3,) ausgebildet ist.The invention relates to a vehicle (1) having at least one tank (2) for pressurized gas, which is arranged in the roof region of the vehicle (1). The vehicle according to the invention is characterized in that the tank (2) is constructed as a tube tank with a plurality of tubes or pipe sections (3.1, 3.2, 3.3,.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit wenigstens einem Tank für unter Druck stehendem Gas nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a vehicle having at least one tank for pressurized gas according to the closer defined in the preamble of
Prinzipiell ist die Anordnung von Tanks für ein unter Druck stehendes Gas im Dachbereich eines Fahrzeugs aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Brennstoffzellenversuchsfahrzeug der Anmelderin, welches unter dem Namen NeCar 2 1996 vorgestellt wurde und bekannt geworden ist, hatte beispielsweise zwei Druckgasflaschen für Wasserstoff bei einem Nenndruck von damals 35 MPa auf dem Fahrzeugdach unter einer Schutzhülle angeordnet. Diese Technologie wird auch von Anderen genutzt und ist beispielsweise für einen Großraum-Pkw in der
Der Nachteil bei all diesen aus dem Stand der Technik bekannten Aufbauten mit Druchgasflaschen zur Speicherung von unter Druck stehendem Gas im Dachbereich der Fahrzeuge ist, dass das Design des Fahrzeugs entsprechend verändert werden muss, sodass beispielsweise Schutzhauben auf der bisherigen Dachkonstruktion aufgebracht werden, welche die Druckgasflaschen überdecken und schützen. Dies ist aus Gründen des Designs im Allgemeinen nicht erwünscht, und wird insbesondere bei Personenkraftwagen als gravierender Nachteil angesehen.The disadvantage of all these known from the prior art structures with gas cylinders for storing pressurized gas in the roof area of the vehicles that the design of the vehicle must be changed accordingly, so that, for example, protective hoods are applied to the previous roof structure, which the gas cylinders cover and protect. This is generally undesirable for design reasons, and is considered a serious drawback particularly in passenger cars.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Fahrzeug mit wenigstens einem Tank für unter Druck stehendem Gas anzugeben, welcher im Dachbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, jedoch die oben genannten Nachteile vermeidet oder zumindest abmildert.The object of the present invention is now to provide a vehicle with at least one tank for pressurized gas, which is arranged in the roof area of the vehicle, but avoids or at least mitigates the abovementioned disadvantages.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen hiervon sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a vehicle having the features in
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug ist es vorgesehen, dass der Tank als sogenannter Röhrentank oder Rohrtank mit mehreren untereinander fluidisch direkt verbundenen Röhren oder Rohrabschnitten ausgebildet ist. Ein solcher Röhrentank bzw. Rohrtank besteht aus einem Rohr oder insbesondere mehreren Röhren bzw. Rohrabschnitten. Er weist eine sehr große Länge der Röhre bzw. aller Rohrabschnitte zusammen auf und kann so das erforderliche Speichervolumen bei einem gleichzeitig sehr geringen Durchmesser des Rohrs bzw. der Rohrabschnitte umschließen. Durch eine solche Vielzahl von einzelnen Rohren bzw. Rohrabschnitten, welche in sich einen relativ kleinen Durchmesser haben, welcher gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee insbesondere weniger als 15 cm, besonders bevorzugt weniger als 10 cm beträgt, ist es möglich, eine Vielzahl derartiger Rohre bzw. Rohrabschnitte im Dachbereich des Fahrzeugs anzuordnen, ohne dass der Aufbau in der Höhe nennenswert vergrößert werden muss. In der Praxis bedeutet dies, dass das Design des Fahrzeugs nicht oder nur minimal verändert werden muss, da ein derartiger Röhrentank bei weitem weniger Platz benötigt als die typischerweise als Druckgasflaschen ausgebildet Tanks, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Im Gegensatz zu einem Aufbau mit einer Vielzahl derartiger einzelner Tanks ergibt sich nicht nur ein Vorteil bezüglich der Bauhöhe, sondern auch bezüglich des Konstruktionsaufwands, da die einzelnen Rohre oder Rohrabschnitte eines Röhrentanks direkt miteinander verbunden sind, sodass keine Ventileinrichtungen oder dergleichen im Verbindungsbereich notwendig sind, wie sie beispielsweise beim Einsatz mehrerer Druckgasflaschen notwendig wären.In the vehicle according to the invention, it is provided that the tank is designed as a so-called tube tank or tube tank with a plurality of tubes or pipe sections directly connected to one another fluidly. Such a tube tank or tube tank consists of a tube or in particular more tubes or pipe sections. He has a very large length of the tube or all pipe sections together and can thus enclose the required storage volume at the same time a very small diameter of the pipe or pipe sections. By such a plurality of individual pipes or pipe sections, which in themselves have a relatively small diameter, which according to an advantageous development of the idea, in particular less than 15 cm, more preferably less than 10 cm, it is possible, a plurality of such pipes or To arrange pipe sections in the roof area of the vehicle without significantly increasing the height of the structure. In practice, this means that the design of the vehicle does not need to be modified, or only minimally changed, since such a tube tank requires far less space than the tanks typically formed as compressed gas cylinders, as known from the prior art. In contrast to a structure with a plurality of such individual tanks, not only an advantage in terms of height, but also with respect to the design effort, since the individual tubes or pipe sections of a tube tank are directly connected to each other, so that no valve devices or the like in the connection area are necessary as would be necessary, for example, when using several compressed gas cylinders.
Die Anordnung im Dachbereich erlaubt so insbesondere bei Personenkraftwagen eine sehr platzsparende Anordnung, da Bauraum an den ansonsten genutzten Stellen für die Tanks, beispielsweise im Unterbodenbereich des Fahrzeugs, eingespart werden kann. Insbesondere bei einer niedrigbauenden Limousine ist dies ein entscheidender Vorteil. Außerdem sind die Tanks in Dachbereich relativ sicher untergebracht. Sie sind außerhalb der sogenannten Crashzonen in Fahrtrichtung hinter der Hinterachse und in Fahrtrichtung vor der Vorderachse angeordnet. In diesem Bereich können dann andere Bauteile untergebracht werden, welche im Falle eines Unfalls weitaus weniger sicherheitskritisch sind als der Tank für das unter Druck stehende Gas.The arrangement in the roof area allows so particularly in passenger cars a very space-saving arrangement, since space can be saved at the otherwise used locations for the tanks, for example in the underbody area of the vehicle. This is a decisive advantage, especially for a low-build saloon. In addition, the tanks are housed in the roof area relatively safe. They are located outside the so-called crash zones in the direction of travel behind the rear axle and in the direction of travel in front of the front axle. In this area, then other components can be accommodated, which are much less critical to safety in the event of an accident than the tank for the pressurized gas.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann es dabei vorgesehen sein, dass die Röhren oder Rohrabschnitte in einer Sandwich-Bauweise zwischen zwei Dachflächen des Fahrzeugs angeordnet sind. Das Fahrzeug kann also zwei getrennte Dachflächen aufweisen, eine innere Dachfläche, welche den Dachbereich gegenüber dem Fahrgastraum abtrennt, und eine äußere Dachfläche, welche das Fahrzeug nach außen abschließt. Zwischen diesen beiden Flächen lassen sich dann die Röhren oder Rohrabschnitte des Röhrentanks ideal anordnen. Die beiden Dachflächen schützen den Tank und verbessern so die Sicherheit weiter.According to an advantageous embodiment of the vehicle according to the invention, it can be provided that the tubes or pipe sections are arranged in a sandwich construction between two roof surfaces of the vehicle. The vehicle may thus have two separate roof surfaces, an inner roof surface which separates the roof area from the passenger compartment, and an outer roof area which closes the vehicle to the outside. Between these two surfaces, the tubes or pipe sections of the tube tank can then be ideally arranged. The two roof surfaces protect the tank and thus further improve safety.
Ein besonders günstige Ausgestaltung des Fahrzeugs sieht es dabei vor, dass die Rohre oder Rohrabschnitte je nach Position im Dachbereich des Fahrzeugs unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Es kann also vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der Position im Dach, insbesondere der Position in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, unterschiedlich große Durchmesser der Röhren oder Rohrabschnitte verbaut werden. Somit kann eine Anpassung an die Platzverhältnisse in dem Dach, je nach Design des Dachs oder Sandwichs der Dachflächen, erfolgen. Insbesondere können zur Realisierung einer guten Aerodynamik die im Dachbereich in Fahrtrichtung vorne liegenden Röhren oder Rohrabschnitte einen kleineren Durchmesser aufweisen, um einen „sanften“ Anstieg des Dachs zu erreichen und dennoch den Bauraum ideal auszunutzen. A particularly favorable embodiment of the vehicle, it provides that the tubes or pipe sections have different diameters depending on the position in the roof area of the vehicle. It can therefore be provided that, depending on the position in the roof, in particular the position in the direction of travel of the vehicle, different sized diameter of the tubes or pipe sections are installed. Thus, an adaptation to the space in the roof, depending on the design of the roof or sandwich of the roof surfaces, take place. In particular, in order to realize a good aerodynamics in the roof area in the direction of travel forward tubes or pipe sections have a smaller diameter in order to achieve a "gentle" rise of the roof and still make the best use of space.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee ist es dabei so, dass die Röhren oder Rohrabschnitte parallel zueinander und quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind. Sie können damit ideal dem Dachverlauf folgen, ohne in sich gekrümmt ausgeführt werden zu müssen. Sie reihen sich im Querschnitt gesehen wie Perlen einer Perlenkette auf und lassen sich so ideal an gerundete Dachkonturen, wie sie bei vielen Fahrzeugtypen üblich sind, anpassen.According to a very advantageous development of the idea, it is the case that the tubes or pipe sections are arranged parallel to one another and transversely to the direction of travel of the vehicle. You can ideally follow the roof, without having to be curved in itself. Seen in cross section, they line up like pearls on a string of pearls and can therefore be ideally adapted to the rounded roof contours that are common in many vehicle types.
Die Röhren oder Rohrabschnitte können dabei fluidisch in Reihe miteinander oder parallel zueinander verbunden sein. Auch ist es denkbar, dass diese jeweils mit einem ihrer Enden abgedichtet ausgebildet sind und mit ihrem anderen Ende an einer dann beispielsweise in Fahrtrichtung verlaufenden Sammelleitung angeschlossen sind. Eine solche Sammelleitung oder auch Leitungsabschnitte, welche die einzelnen Rohrabschnitte untereinander verbinden, können dabei mit noch geringerem Durchmesser als die Röhren oder Rohrabschnitte selbst ausgebildet sein, um so eine ausreichende Flexibilität dieser Leitungsabschnitte zu gewährleisten, sodass diese beispielsweise einfach in Kurven oder der Kontur des Dachs folgend verlegt werden können.The tubes or pipe sections can be fluidly connected in series with each other or parallel to each other. It is also conceivable that these are each formed sealed with one of their ends and are connected at its other end to a then extending, for example in the direction of travel manifold. Such a manifold or line sections, which connect the individual pipe sections with each other, can be formed with even smaller diameter than the tubes or pipe sections themselves, so as to ensure sufficient flexibility of these pipe sections, so that for example easy in curves or the contour of the roof following can be laid.
Der Tank kann dabei gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee insbesondere als Tank zur Aufnahme von Wasserstoff bei einem Nenndruck von mehr als 50 MPa ausgebildet sein. Insbesondere kann der Wasserstoff bei einem Nenndruck von 70 MPa aufnehmen. Dieser Wasserstoff kann dann beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder besonders bevorzugt einem Brennstoffzellensystem zugeführt werden, um Antriebsleistung für das Fahrzeug bereitzustellen.The tank can be designed according to an advantageous development of the idea, in particular as a tank for holding hydrogen at a nominal pressure of more than 50 MPa. In particular, the hydrogen can take up at a nominal pressure of 70 MPa. This hydrogen can then be supplied, for example, to an internal combustion engine or particularly preferably to a fuel cell system in order to provide drive power for the vehicle.
Die Anordnung des Tanks im Dachbereich hilft dabei, ohne Bauraum innerhalb des Fahrzeugs zu benötigen, die Reichweite eines solchen Fahrzeugs zu verbessern. Dennoch kann es vorgesehen sein, dass auch an weiteren an sich bekannten Stellen derartige Tanks beispielsweise als Röhrentanks oder auch als Druckgasflaschen angeordnet sind, welche dann gemeinsam ein Tanksystem ausbilden. Solche Stellen können insbesondere der Mitteltunnel des Fahrzeugs sein, ein Bauraum unter den Rücksitzen, der Unterboden des Fahrzeugs, wenn es sich beispielsweise um eine höhere Bauform wie einen SUV oder dergleichen handelt, oder auch der Front- und Heckbereich, insbesondere auf dem Fahrgastraum zugewandten Seiten der Achsen, um die Anordnung möglichst crashsicher zu gestalten. Das erfindungsgemäße Fahrzeug mit dem Röhrentank im Dachbereich kann also diesen Röhrentank alleine aufweisen oder ergänzend zu bisher bekannten Tanks, um die Speicherkapazität und die Reichweite des Fahrzeugs noch weiter zu erhöhen.The arrangement of the tank in the roof area helps to require no space inside the vehicle to improve the range of such a vehicle. Nevertheless, provision may be made for such tanks to be arranged, for example, as tubular tanks or also as compressed gas cylinders at further known locations, which then together form a tank system. Such locations may be, in particular, the center tunnel of the vehicle, an installation space under the rear seats, the underbody of the vehicle, for example a higher construction such as an SUV or the like, or also the front and rear area, in particular on the passenger compartment side facing sides the axes to make the arrangement as crash-proof as possible. The vehicle according to the invention with the tube tank in the roof area can thus have this tube tank alone or in addition to previously known tanks in order to increase the storage capacity and the range of the vehicle still further.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Idee ergeben sich auch aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben sind.Advantageous embodiments of the idea will become apparent from the remaining dependent claims and will be apparent from the embodiments, which are described below with reference to the figures.
Dabei zeigen:
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1 eine Seitenansicht mit einem prinzipmäßig angedeuteten Tank im Dachbereich im Querschnitt; -
2 eine Draufsicht auf eine erste Verschaltungsmöglichkeit des Tanks im Dachbereich; -
3 eine Draufsicht auf eine zweite Verschaltungsmöglichkeit des Tanks im Dachbereich; und -
4 eine Seitenansicht einer Großraumlimousine bzw. eines Transporters mit einem Tank analog zur Darstellung in1 .
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1 a side view with a tank indicated in principle in the roof area in cross section; -
2 a plan view of a first Verschaltungsmöglichkeit the tank in the roof area; -
3 a plan view of a second Verschaltungsmöglichkeit the tank in the roof area; and -
4 a side view of a large capacity limousine or a transporter with a tank analogous to the representation in1 ,
In der Darstellung der
Wie in der Darstellung der
In den Darstellungen der
Der Aufbau, welcher sich ideal für eine Limousine eignet, lässt sich selbstverständlich auch bei anderen Fahrzeugtypen anwenden. So könnte er beispielsweise bei Kombis, bei SUV und dergleichen eingesetzt werden. Selbstverständlich lässt er sich auch, wie die im eingangs genannten Stand der Technik beschriebenen Varianten, in Omnibussen oder Nutzfahrzeugen einsetzen. Auch hier entsteht durch die Möglichkeit der sehr geringen Bauhöhe und damit das weitgehend unveränderte Design des Dachs ein entscheidender Vorteil hinsichtlich des Designs und der Aerodynamik. Der Aufbau lässt sich außerdem bei Großraumlimousinen oder Transportern einsetzen. Analog zur Darstellung in
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 112006000144 T5 [0002]DE 112006000144 T5 [0002]
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Legal Events
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