DE102019116220A1 - Fuel supply system for the priority supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form - Google Patents
Fuel supply system for the priority supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019116220A1 DE102019116220A1 DE102019116220.3A DE102019116220A DE102019116220A1 DE 102019116220 A1 DE102019116220 A1 DE 102019116220A1 DE 102019116220 A DE102019116220 A DE 102019116220A DE 102019116220 A1 DE102019116220 A1 DE 102019116220A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- fuel
- supply system
- phase
- fuel tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
- F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0323—Valves
- F17C2205/0332—Safety valves or pressure relief valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/03—Mixtures
- F17C2221/032—Hydrocarbons
- F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/03—Mixtures
- F17C2221/032—Hydrocarbons
- F17C2221/035—Propane butane, e.g. LPG, GPL
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0146—Two-phase
- F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
- F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
- F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
- F17C2223/042—Localisation of the removal point
- F17C2223/043—Localisation of the removal point in the gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
- F17C2223/042—Localisation of the removal point
- F17C2223/046—Localisation of the removal point in the liquid
- F17C2223/047—Localisation of the removal point in the liquid with a dip tube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/03—Control means
- F17C2250/032—Control means using computers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
- F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
- F17C2250/0408—Level of content in the vessel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
- F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
- F17C2250/043—Pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
- F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
- F17C2250/0439—Temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
- F17C2250/0605—Parameters
- F17C2250/0626—Pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
- F17C2260/03—Dealing with losses
- F17C2260/035—Dealing with losses of fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
- F17C2265/06—Fluid distribution
- F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Kraftstoffversorgungssystem (100) zur Kraftstoffversorgung einer Energieumwandlungsvorrichtung (200) mit einem in einem Kraftstoffbehälter (101) gespeicherten verflüssigten gasförmigen Kraftstoff, der im Kraftstoffbehälter (101) in einer Flüssigphase (Kfl) und in einer Gasphase (Kgas) vorliegt und im Kraftstoffbehälter (101) ein Gaspolster bildet, wobei der Kraftstoffbehälter (101) Entnahmearmaturen (101.5, 101.6) zur getrennten Entnahme der Flüssigphase (Kfl) und der Gasphase (Kgas) und eine Kraftstoffzuführungsanlage (102) aufweist.Es ist vorgesehen, dass die Entnahmearmaturen (101.5, 101.6) und die Kraftstoffzuführungsanlage (102) mit einer Steuereinrichtung (S1, S2, S3, S4, 103, 104) in direkter oder indirekter Verbindung stehen, die derart eingerichtet ist, dass der Kraftstoffzuführungsanlage (102) vorrangig Kraftstoff in der Gasphase (Kgas) aus dem Gaspolster und erst nachrangig Kraftstoff in der Flüssigphase (Kfl) zugeführt wird.The invention relates to a method and a fuel supply system (100) for supplying fuel to an energy conversion device (200) with a liquefied gaseous fuel stored in a fuel tank (101), which is in a liquid phase (Kfl) and in a gas phase (Kgas) in the fuel tank (101). is present and forms a gas cushion in the fuel tank (101), the fuel tank (101) having extraction fittings (101.5, 101.6) for the separate extraction of the liquid phase (Kfl) and the gas phase (Kgas) and a fuel supply system (102). It is provided that the extraction fittings (101.5, 101.6) and the fuel supply system (102) are directly or indirectly connected to a control device (S1, S2, S3, S4, 103, 104) which is set up such that the fuel supply system (102) primarily feeds fuel the gas phase (Kgas) from the gas cushion and only subordinately fuel in the liquid phase (Kfl) is supplied.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Kraftstoffversorgungssystem zur Kraftstoffversorgung einer Energieumwandlungsvorrichtung mit einem in einem Kraftstoffbehälter gespeicherten verflüssigten gasförmigen Kraftstoff, der im Kraftstoffbehälter in einer Flüssigphase und in einer Gasphase vorliegt und im Kraftstoffbehälter ein Gaspolster bildet, wobei der Kraftstoffbehälter Entnahmearmaturen zur getrennten Entnahme der Flüssigphase und der Gasphase und eine Kraftstoffzuführungsanlage aufweist.The invention relates to a method and a fuel supply system for supplying fuel to an energy conversion device with a liquefied gaseous fuel stored in a fuel tank, which is present in the fuel tank in a liquid phase and in a gas phase and forms a gas cushion in the fuel tank, the fuel tank with extraction valves for the separate extraction of the liquid phase and the gas phase and a fuel supply system.
LNG (Flüssigerdgas - liquefied natural gas) nimmt im Rahmen der Energiewende als Kraftstoff eine zunehmende Bedeutung ein. Es liegt als tiefkaltes, verflüssigtes Gas im Tank vor. Durch Temperatureinwirkung oder Standzeiten kann es zu einem wesentlichen Druckaufbau überhalb der Flüssigphase kommen. Steigt der Druck zum Beispiel durch längere Standzeiten oder externe Wärmeeinwirkung zu stark an, so wird der Druck des Gaspolsters über eine Druckentlastungsvorrichtung, gängigerweise ein Sicherheitsventil, abgebaut. Hierdurch kommt es zu einem Verlust an Kraftstoff und damit der Einschränkung der Reichweite sowie zusätzlichen Kosten in Form von verlorenem Kraftstoff. Es ist bekannt, eine Kühlung des verflüssigten Gases durch eine Kühlanlage vorzunehmen oder das Gaspolster rückzuverflüssigen oder abzufackeln. Nachteilig ist dabei ein hoher apparativer Aufwand am Fahrzeug und insbesondere der Verlust an Kraftstoff sowie die Freisetzung von Methan, welches gegenüber CO2 ein wesentlich erhöhtes GWP („Global Warming Potential“) aufweist.LNG (liquefied natural gas) is becoming increasingly important as a fuel in the context of the energy transition. It is in the tank as a cryogenic, liquefied gas. The effects of temperature or standing times can lead to a significant build-up of pressure above the liquid phase. If the pressure rises too much, for example due to longer idle times or external exposure to heat, the pressure in the gas cushion is reduced via a pressure relief device, usually a safety valve. This leads to a loss of fuel and thus a limitation of the range as well as additional costs in the form of lost fuel. It is known to cool the liquefied gas by means of a cooling system or to reliquefy or flare the gas cushion. The disadvantage here is the high expenditure on equipment on the vehicle and in particular the loss of fuel and the release of methane, which has a significantly higher GWP (“Global Warming Potential”) compared to CO 2 .
Als druckschriftlicher Stand der Technik ist die Druckschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Kraftstoffversorgungssystem zu schaffen, welches variablere Entnahmemöglichkeiten für den gasförmigen Kraftstoff im Gaspolster einer mit verflüssigtem, insbesondere tiefkaltem Gas betriebenen Energieumwandlungsvorrichtung schafft, wobei als Energieumwandlungsvorrichtung eine Brennkraftmaschine oder eine Brennstoffzelle angesehen wird, wobei letztere nach entsprechender Erzeugung von Wasserstoff aus dem gasförmigem Kraftstoff aus dem Gaspolster betrieben werden kann.The invention is based on the object of creating a method and a fuel supply system which create more variable options for withdrawing the gaseous fuel in the gas cushion of an energy conversion device operated with liquefied, in particular cryogenic gas, an internal combustion engine or a fuel cell being regarded as the energy conversion device, the latter according to the corresponding Generation of hydrogen from the gaseous fuel from the gas cushion can be operated.
Kern der Erfindung ist der Betrieb einer Energieumwandlungsvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine oder einer Brennstoffzelle, bei der die Kraftstoffentnahme von gasförmigem Kraftstoff aus dem Gaspolster - wann immer möglich - vorrangig der Entnahme von flüssigem Kraftstoff des verflüssigtes Gases vorgesehen ist, wobei mit anderen Worten nachrangig die Entnahme von flüssigem Kraftstoff zum Betrieb der Energieumwandlungsvorrichtung genutzt wird.The essence of the invention is the operation of an energy conversion device, in particular an internal combustion engine or a fuel cell, in which the removal of gaseous fuel from the gas cushion - whenever possible - is primarily provided for the removal of liquid fuel from the liquefied gas, in other words the removal being subordinate of liquid fuel is used to operate the energy conversion device.
Es versteht sich, dass der flüssig aus dem Kraftstoffbehälter entnommene Kraftstoff anschließend als flüssiger Kraftstoff oder als gasförmiger Kraftstoff der Energieumwandlungsvorrichtung zugeführt werden kann.It goes without saying that the fuel withdrawn in liquid form from the fuel tank can then be fed to the energy conversion device as liquid fuel or as gaseous fuel.
Das heißt, die Energieumwandlungsvorrichtung benötigt zum Betrieb mit flüssigem und gasförmigem Kraftstoff Entnahmemöglichkeiten für gasförmigen Kraftstoff aus dem Gaspolster und für den flüssigen Kraftstoff.That is to say, the energy conversion device requires removal options for gaseous fuel from the gas cushion and for the liquid fuel for operation with liquid and gaseous fuel.
Diese getrennten Entnahmemöglichkeiten müssen es ermöglichen, dass der Kraftstoff in unterschiedlichen Aggregatzuständen unabhängig voneinander aus einem Kraftstoffbehälter entnommen werden kann.These separate withdrawal options must make it possible for the fuel to be withdrawn from a fuel tank in different physical states independently of one another.
Vorgesehen ist, dass eine unabhängige Entnahme von gasförmigem Kraftstoff aus dem Gaspolster und flüssigem Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter erfolgt, wobei solange ein Betrieb der Energiewandlungsvorrichtung alleine mit dem gasförmigen Kraftstoff aus dem Gaspolster erfolgt, bis ein vorgebbares Kriterium vorliegt, welches eine Umschaltung auf die Entnahme von flüssigem Kraftstoff erfordert.Provision is made for gaseous fuel to be withdrawn independently from the gas cushion and liquid fuel from the fuel tank, with the energy conversion device operating solely with the gaseous fuel from the gas cushion until a predeterminable criterion is present which enables a switch to the withdrawal of requires liquid fuel.
Das Kraftstoffversorgungssystem umfasst somit eine Umschaltmöglichkeit, um von gasförmigem Kraftstoff aus dem Gaspolster auf flüssigen Kraftstoff umzuschalten und umgekehrt.The fuel supply system thus includes a switchover option in order to switch from gaseous fuel from the gas cushion to liquid fuel and vice versa.
Ein Kriterium besteht beispielsweise darin, dass der Druck der gasförmigen Phase im Kraftstoffbehälter unter dem für den angeforderten Lastpunkt benötigten Druck fällt, wonach vorgesehen ist, dass das Fahrzeug entweder durch eine Umschaltung auf den Betrieb mit flüssigem Kraftstoff allein betrieben wird oder bei eingeschränkter Leistung weiterhin nur mit gasförmigem Kraftstoff betrieben wird. Zudem ist die Verwendung von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff in einem Mischbetrieb zugleich möglich, wie in der Beschreibung näher erläutert ist.One criterion is, for example, that the pressure of the gaseous phase in the fuel tank falls below the pressure required for the requested load point, according to which it is provided that the vehicle is operated either by switching to operation with liquid fuel alone, or only with limited performance is operated with gaseous fuel. In addition, the use of liquid and gaseous fuel in mixed operation is possible at the same time, as is explained in more detail in the description.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Nutzer diese Wahlmöglichkeit zur Verfügung gestellt wird, wobei vorgesehen ist, dass der Nutzer vorab generell auswählt oder ein Systemoperator dem Nutzer bei Eintreten des jeweiligen Kriteriums jedes Mal die Wahlmöglichkeiten erneut zur Entscheidung vorlegt.According to the invention it is provided that the user is provided with this option, whereby it is provided that the user generally selects in advance or a system operator presents the user with the options for a decision each time the respective criterion occurs.
Der Betrieb des Fahrzeugs erfolgt somit, wann immer möglich, nicht durch die Entnahme von flüssigem Kraftstoff, sondern durch die Entnahme von gasförmigem Kraftstoff aus dem Gaspolster.The vehicle is therefore operated, whenever possible, not by withdrawing liquid fuel, but rather by withdrawing gaseous fuel from the gas cushion.
Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass das Gaspolster immer mit minimal möglichem Druck gefahren wird. Die Dampfdruckkurve gibt dabei die Temperatur der flüssigen Phase vor.This advantageously ensures that the gas cushion is always operated with the minimum possible pressure. The vapor pressure curve specifies the temperature of the liquid phase.
Durch motorische Maßnahmen oder ein geschicktes Lastmanagement kann der Druck der Gasphase, das heißt des Gaspolsters, möglichst niedrig und damit die Temperatur der flüssigen Phase ebenfalls möglichst niedrig gehalten werden. Quasi adiabat bedeutet, dass der Wärmeeintrag in den Kraftstoffbehälter gegenüber der für die Verdampfung nötigen Enthalpie hinreichend klein ist.The pressure of the gas phase, that is to say of the gas cushion, can be kept as low as possible and thus the temperature of the liquid phase can also be kept as low as possible by means of engine measures or clever load management. Quasi adiabatic means that the heat input into the fuel tank is sufficiently small compared to the enthalpy required for evaporation.
Durch eine Absenkung des Drucks in der gasförmigen Phase, das heißt des Gaspolsters, durch Entnahme von gasförmigem Kraftstoff wird der Sättigungsdampfdruck unterschritten und eine Verdampfung von flüssigem Kraftstoff setzt ein.By lowering the pressure in the gaseous phase, i.e. the gas cushion, by removing gaseous fuel, the saturation vapor pressure is fallen below and the liquid fuel starts to evaporate.
Da der Kraftstoffbehälter gegenüber der Umgebung isoliert ist und daher als quasi adiabat betrachtet werden muss, kann durch die Entnahme von Kraftstoff in gasförmiger Phase die Temperatur der flüssigen Phase des Kraftstoffs gesenkt und der Druck des Gaspolsters der Gasphase niedrig gehalten wird.Since the fuel tank is insulated from the environment and must therefore be regarded as quasi adiabatic, the temperature of the liquid phase of the fuel can be lowered by removing fuel in the gaseous phase and the pressure of the gas cushion of the gas phase can be kept low.
Die Verdampfungsenthalphie von Erdgas ist gegenüber der Wärmekapazität groß. In Abhängigkeit des Füllstands des Kraftstoffbehälters und des vorliegenden Drucks kann unter Zuhilfenahme dieser Parameter diejenige zu verbrennende Menge aus der Gasphase ermittelt werden, die nötig ist, um die flüssige Phase - unter Berücksichtigung der Lastanforderungen und des niedrigsten möglichen Einspritzdrucks - auf die tiefste mögliche Temperatur herabzukühlen.The enthalpy of evaporation of natural gas is large compared to the heat capacity. Depending on the level of the fuel tank and the pressure present, the amount to be burned from the gas phase can be determined with the aid of these parameters, which is necessary to cool the liquid phase down to the lowest possible temperature - taking into account the load requirements and the lowest possible injection pressure .
Das Fahrzeug kann erfindungsgemäß aus selbstermittelten oder vorgegebenen Fahrprofilen oder der aktuellen Routenplanung sowie der Verbrauchshistorie und dem aus der Routenplanung ermittelten Verbrauch und der aktuellen Verkehrssituation und der aktuellen Witterung und deren Vorhersage denjenigen Zeitpunkt bestimmten, ab dem die gasförmige Phase genutzt werden soll.According to the invention, the vehicle can determine the point in time from which the gaseous phase is to be used from self-determined or predetermined driving profiles or the current route planning as well as the consumption history and the consumption determined from the route planning and the current traffic situation and the current weather conditions and their forecast.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Nutzung der gasförmigen Phase für den Betrieb der Energieumwandlungsvorrichtung auch willentlich, insbesondere manuell oder telemetrisch, ausgelöst werden kann.According to the invention it is further provided that the use of the gaseous phase for the operation of the energy conversion device can also be triggered voluntarily, in particular manually or telemetrically.
Ist keine maximale Abkühlung möglich, so ist das Kraftstoffversorgungssystem derart eingerichtet, dass dem Nutzer die zu erwartende Temperatur und/oder der korrespondierende Druck und/oder der Zeitpunkt des voraussichtlichen Abblasens mitgeteilt wird.If maximum cooling is not possible, the fuel supply system is set up in such a way that the user is informed of the expected temperature and / or the corresponding pressure and / or the time of the expected blow-off.
Dieser Vorgang des Abblasens von gasförmigem Kraftstoff kann automatisch oder manuell oder telemetrisch ausgelöst werden.This process of blowing off gaseous fuel can be triggered automatically or manually or telemetrically.
Das Kraftstoffversorgungssystem des Fahrzeuges ist derart eingerichtet, dass es vorgibt, ob ein automatischer Betrieb oder ein manueller Betrieb oder ein telemetrischer Betrieb genutzt werden soll.The fuel supply system of the vehicle is set up in such a way that it specifies whether automatic operation or manual operation or telemetric operation should be used.
Im Falle des manuellen Betriebs ist das System derart eingerichtet, dass dem Nutzer die voraussichtlichen Folgen eines Nichtauslösens mitgeteilt werden sowie eine Empfehlung für den Zeitpunkt der Auslösung zum Betrieb mit gasförmigem Kraftstoff aus dem Gaspolster mitgeteilt wird.In the case of manual operation, the system is set up in such a way that the user is informed of the likely consequences of non-triggering and a recommendation for the time of triggering for operation with gaseous fuel from the gas cushion.
Es ist bekannt, dass niedrigere Drücke eine längere Haltezeit bis zum Abblasen erlauben. Die öffentlich bekannten Lösungen lassen einen Boil-off, das heißt einen bestimmten Anstieg des Drucks im Kraftstoffbehälter, zu. Das heißt, der Kraftstoffbehälter muss als Druckbehälter entsprechend ausgelegt werden, wobei höhere Drücke nachteilig im Bezug auf höhere Materialanforderungen zur Gewährleistung der Sicherheit des Druckbehälters sind. Dadurch kann zwar eine unnötige Freisetzung von Methan und damit Umweltschäden und Reichweitenverluste vermieden werden, jedoch hat diese Vorgehensweise keine Wirkungen auf den eigentlichen Fahrzeugbetrieb im Gegensatz zu der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorgehensweise.It is known that lower pressures allow a longer hold time before venting. The publicly known solutions allow a boil-off, that is to say a certain increase in the pressure in the fuel tank. This means that the fuel tank must be designed accordingly as a pressure tank, with higher pressures being disadvantageous in relation to higher material requirements for ensuring the safety of the pressure tank. As a result, an unnecessary release of methane and thus environmental damage and loss of range can be avoided, but this procedure has no effects on the actual vehicle operation in contrast to the procedure proposed according to the invention.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Kraftstoffversorgungssystem umfassend einen Kraftstoffbehälter zur Speicherung eines verflüssigten gasförmigen Kraftstoffs, der im Kraftstoffbehälter in einer Flüssigphase und in einer Gasphase vorliegt und im Kraftstoffbehälter ein Gaspolster bildet, wobei der Kraftstoffbehälter Entnahmearmaturen zur getrennten Entnahme der Flüssigphase und der Gasphase und eine Kraftstoffzuführungsanlage (zu einer Energieumwandlungsvorrichtung) aufweist.The starting point of the invention is a fuel supply system comprising a fuel tank for storing a liquefied fuel gaseous fuel that is present in a liquid phase and in a gas phase in the fuel tank and forms a gas cushion in the fuel tank, the fuel tank having extraction fittings for separate extraction of the liquid phase and the gas phase and a fuel supply system (to an energy conversion device).
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Entnahmearmaturen und die Kraftstoffzuführungsanlage mit einer Steuereinrichtung in direkter oder indirekter Verbindung stehen, die derart eingerichtet ist, dass der Kraftstoffzuführungsanlage vorrangig Kraftstoff aus dem Gaspolster in der Gasphase und erst nachrangig Kraftstoff in der Flüssigphase zugeführt wird.According to the invention it is provided that the extraction fittings and the fuel supply system are in direct or indirect connection with a control device which is set up in such a way that the fuel supply system is primarily supplied with fuel from the gas cushion in the gas phase and only as a secondary fuel in the liquid phase.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ein erstes Steuergerät umfasst, welches eine Temperatur der Gasphase in dem Kraftstoffbehälter mittels eines Temperatur-Sensors bestimmt.It is preferably provided that the control device comprises a first control device which determines a temperature of the gas phase in the fuel tank by means of a temperature sensor.
Ferner ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ein erstes Steuergerät umfasst, dem eine erfasste Temperatur der Gasphase in dem Kraftstoffbehälter mittels eines Temperatur-Sensors und ein erfasster Füllstand der Flüssigphase in dem Kraftstoffbehälter mittels eines Füllstands-Sensors und ein erfasster Druck der Gasphase in dem Kraftstoffbehälter mittels eines Druck-Sensors zugeführt wird, wobei im ersten Steuergerät ferner diejenige Kraftstoffmenge der Gasphase aus dem Gaspolster bestimmt wird, die aus dem Gaspolster entnommen werden muss, um in dem Gaspolster einen am Druck-Sensor messbaren vorgebbaren Druck, vorzugsweise einen minimalen Druck, zu gewährleisten.It is further provided that the control device comprises a first control device to which a detected temperature of the gas phase in the fuel tank by means of a temperature sensor and a detected level of the liquid phase in the fuel tank by means of a level sensor and a detected pressure of the gas phase in the fuel tank by means of a pressure sensor, the first control unit also determining the amount of fuel in the gas phase from the gas cushion that has to be removed from the gas cushion in order to ensure a pressure that can be measured at the pressure sensor, preferably a minimum pressure, in the gas cushion .
Die Steuereinrichtung umfasst bevorzugt ein zweites Steuergerät, welches steuerungsseitig mit den Entnahmearmaturen und der Kraftstoffzuführungsanlage in Verbindung steht und das derart eingerichtet ist, die Entnahme der Gasphase aus dem Gaspolster und der Flüssigphase zu steuern, wobei das zweite Steuergerät steuerungsseitig mit dem ersten Steuergerät in Verbindung steht.The control device preferably comprises a second control device which is connected on the control side to the extraction fittings and the fuel supply system and which is set up to control the extraction of the gas phase from the gas cushion and the liquid phase, the second control device being connected to the first control device on the control side .
Zudem umfasst die Steuereinrichtung bevorzugt ein drittes Steuergerät, welches steuerungsseitig mit einer Energieumwandlungsvorrichtung und dem ersten Steuergerät verbunden ist, wobei in dem dritten Steuergerät lastpunktanhängig der aktuelle Bedarf der Energieumwandlungsvorrichtung an Kraftstoff ermittelt und dem ersten Steuergerät mitgeteilt wird.In addition, the control device preferably comprises a third control device, which on the control side is connected to an energy conversion device and the first control device, the current demand of the energy conversion device for fuel being determined in the third control device as a function of the load point and being communicated to the first control device.
Es versteht sich, dass die Funktionen der drei Steuergeräte in Steuerbausteinen grundsätzlich in einem Steuergerät zusammengefasst werden können.It goes without saying that the functions of the three control units in control modules can basically be combined in one control unit.
Schließlich umfasst die Steuereinrichtung ein Navigationssystem, welches steuerungsseitig mit dem ersten Steuergerät und mit Anzeigen in Verbindung steht, wobei eine erste Anzeige die Entfernung bis zur nächsten Tankstelle des mit dem Kraftstoffversorgungssystem ausgestatteten Fahrzeuges und eine zweite Anzeige die Reichweite des mit dem Kraftstoffversorgungssystem ausgestatteten Fahrzeuges anzeigt.Finally, the control device comprises a navigation system, which on the control side is in communication with the first control unit and with displays, a first display showing the distance to the next gas station of the vehicle equipped with the fuel supply system and a second display showing the range of the vehicle equipped with the fuel supply system.
Dabei erfolgen die Anzeigen bevorzugt wahlweise unter Berücksichtigung des Betriebes der Energieumwandlungsvorrichtung mit der Gasphase und der Flüssigphase und/oder unter Berücksichtigung des Betriebes der Energieumwandlungsvorrichtung mit der Gasphase allein und/oder unter Berücksichtigung des Betriebes der Energieumwandlungsvorrichtung unter Berücksichtigung der Flüssigphase allein. The displays are preferably made optionally taking into account the operation of the energy conversion device with the gas phase and the liquid phase and / or with consideration of the operation of the energy conversion device with the gas phase alone and / or with consideration of the operation of the energy conversion device with consideration of the liquid phase alone.
Erfindungsgemäß umfasst die Steuereinrichtung zudem eine computergestützte Benutzerschnittstelle oder Benutzeroberfläche, welche mittels eines vierten Steuergerätes gesteuert wird, wobei das vierte Steuergerät steuerungsseitig mit dem ersten Steuergerät in Verbindung steht, wobei von einem Benutzer über die Benutzeroberfläche der Benutzerschnittstelle wahlweise eine „automatische“ oder eine „manuelle“ oder eine „telemetrische“ Betriebsweise auswählbar ist, wobei bei einer automatischen Betriebsweise eine automatische Vorrang-Nutzung des Kraftstoffes der Gasphase aus dem Gaspolster oder bei einer manuellen Betriebsweise eine manuelle Vorrang-Nutzung des Kraftstoffes der Gasphase aus dem Gaspolster oder bei einer telemetrischen Betriebsweise eine telemetrische Vorrang-Nutzung des Kraftstoffes der Gasphase aus dem Gaspolster stattfindet.According to the invention, the control device also comprises a computer-aided user interface or user interface, which is controlled by means of a fourth control device, the fourth control device being connected on the control side to the first control device, with a user selectively using an "automatic" or a "manual" interface via the user interface "Or a" telemetric "operating mode can be selected, with an automatic priority use of the gas phase fuel from the gas cushion in the case of an automatic operating mode or a manual priority use of the gas phase fuel from the gas cushion in the case of a manual operating mode or a telemetric priority use of the gas phase fuel takes place from the gas cushion.
Mit anderen Worten der Vorgang kann erfindungsgemäß in einer automatischen Betriebsweise oder einer manuellen Betriebsweise oder in einer telemetrischen Betriebsweise ausgelöst werden.In other words, the process can be triggered according to the invention in an automatic mode of operation or a manual mode of operation or in a telemetric mode of operation.
Bei einer automatischen Auslösung in der automatischen Betriebsweise kann die Steuereinrichtung, insbesondere das erste Steuergerät beziehungsweise der erste Steuerbaustein in Kombination mit dem Navigationsgerät aus der Entfernung zur nächsten Tankstelle, dem Kraftstoffinhalt im Kraftstoffbehälter der flüssigen und insbesondere gasförmigen Phase sowie des aktuellen Durchschnittsverbrauchs diesen Vorgang, dass vorrangig Kraftstoff in der Gasphase aus dem Gaspolster zugeführt wird, „automatisch“ (von sich aus über die Steuereinrichtung) auslösen.With an automatic triggering in the automatic mode, the control device, in particular the first control device or the first control module in combination with the navigation device from a distance to the next gas station, the fuel content in the fuel tank of the liquid and in particular the gaseous phase and the current average consumption, this process that primarily fuel in the gas phase is supplied from the gas cushion, trigger "automatically" (by itself via the control device).
Ein Tankverhalten des Nutzers beispielsweise tankt sehr früh, früh oder spät oder sehr spät oder der aktuellen Witterung und deren Vorhersage oder Vorgabe kann ebenfalls in die Auslösestrategie einbezogen werden.A refueling behavior of the user, for example, refuel very early, early or late or very late or the current weather and its forecast or Default can also be included in the triggering strategy.
Weiterhin kann dem Nutzer als Option - um mehr Kontrolle zu erhalten - die Auslösung dieses Vorgangs, dass vorrangig Kraftstoff in der Gasphase aus dem Gaspolster zugeführt wird, angezeigt werden oder er zusätzlich um Bestätigung zur Ausführung des Vorgangs gebeten werden.Furthermore, as an option - in order to gain more control - the triggering of this process, that primarily fuel is supplied in the gas phase from the gas cushion, can be displayed or he can also be asked to confirm the execution of the process.
Bei einer manuellen Auslösung kann der Nutzer mittels der Benutzerschnittstelle, zum Beispiel den Vorgang, dass vorrangig Kraftstoff in der Gasphase
Zur Entscheidungshilfe kann dem Nutzer durch die Steuereinrichtung des Fahrzeuges die ermittelte Restreichweite bis zur nächsten Tankstelle mit gasförmigem Kraftstoff aus dem Gaspolster gegebenenfalls unter Zuhilfenahme des Fahrprofils, der Routenplanung mit Höhenprofil, der Verkehrssituation sowie Verkehrsanlagen sowie der Witterung usw. angezeigt werden.To aid decision-making, the vehicle's control device can display the determined remaining range to the next filling station with gaseous fuel from the gas cushion, possibly with the aid of the driving profile, route planning with height profile, the traffic situation and traffic facilities and weather, etc.
Zudem kann innerhalb der manuellen Betriebsweise der Nutzer beim oder kurz vor dem Erreichen des aktuell oder prognostizierten Drucks innerhalb des Gaspolsters für den passenden Lastpunkt gefragt wird, ob er mit reduzierter Leistung weiterfahren will oder wechseln will.In addition, within the manual operating mode, when or shortly before the current or forecast pressure is reached within the gas cushion for the appropriate load point, the user can be asked whether he wants to continue driving with reduced power or change.
Bei einer telemetrischen Auslösung kann/können der Nutzer und/oder ein örtlich getrennter Operateur durch eine Benutzerschnittstelle den Vorgang, dass vorrangig Kraftstoff in der Gasphase aus dem Gaspolster zugeführt wird, telemetrisch fernauslösen.In the event of a telemetric triggering, the user and / or a physically separate operator can remotely trigger the process that primarily fuel in the gas phase is supplied from the gas cushion via a user interface.
Bei der telemetrischen Betriebsweise kann der Operator eine manuelle Betriebsweise für den Nutzer vorgeben oder eine automatische Betriebsweise für den Nutzer vorgeben, oder sogar selbst manuell oder automatisch für den Nutzer entscheiden.In the telemetric operating mode, the operator can specify a manual operating mode for the user or an automatic operating mode for the user, or even make a manual or automatic decision for the user.
Bei einer Vorgabe der Betriebsweise durch den Operator kann es zudem vorgegeben sein, dass der Nutzer a) diese Vorgabe ohne Rückfrage überschreiben kann, oder b) diese Vorgabe erst nach Rückfrage überschreiben kann, oder c) diese Vorgabe nur nach Eingabe eines Kennwortes überschreiben kann oder d) nicht überschreiben kann.If the operating mode is specified by the operator, it can also be specified that the user a) can overwrite this specification without asking, or b) can only overwrite this specification after a query, or c) can only overwrite this specification after entering a password or d) cannot overwrite.
Zur Entscheidungshilfe übermittelt die Steuereinrichtung des Fahrzeuges die ermittelte Restreichweite mit gasförmigem Kraftstoff, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme des Fahrprofils, der Routenplanung mit Höhenprofil, der Verkehrssituation sowie Verkehrsanlagen sowie der Witterung, dem Nutzer und zeigt die ihm an oder die hierfür benötigten Daten werden telemetrisch an den Operateur fernübermittelt und angezeigt, sodass der Nutzer und/oder der örtlich getrennte Operateur diese Restreichweite ermitteln kann.To aid decision-making, the control device of the vehicle transmits the determined remaining range with gaseous fuel, if necessary with the aid of the driving profile, route planning with height profile, the traffic situation and traffic facilities as well as the weather, to the user and shows the user or the data required for this are telemetrically to the operator remotely transmitted and displayed so that the user and / or the physically separate surgeon can determine this remaining range.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kraftstoffversorgung einer Energieumwandlungsvorrichtung mit einem in einem Kraftstoffbehälter gespeicherten verflüssigten gasförmigen Kraftstoff, der im Kraftstoffbehälter in einer Flüssigphase und in einer Gasphase vorliegt und im Kraftstoffbehälter ein Gaspolster bildet, wobei der Kraftstoffbehälter Entnahmearmaturen zur getrennten Entnahme der Flüssigphase und der Gasphase und eine Kraftstoffzuführungsanlage aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Entnahmearmaturen und die Kraftstoffzuführungsanlage mit einer Steuereinrichtung in direkter oder indirekter Verbindung stehen, die derart eingerichtet ist, dass der Kraftstoffzuführungsanlage vorrangig Kraftstoff in der Gasphase aus dem Gaspolster und erst nachrangig Kraftstoff in der Flüssigphase zugeführt wird.The method according to the invention for supplying fuel to an energy conversion device with a liquefied gaseous fuel stored in a fuel tank, which is present in the fuel tank in a liquid phase and in a gas phase and forms a gas cushion in the fuel tank, with the fuel tank extraction valves for separate extraction of the liquid phase and the gas phase and a fuel supply system is characterized in that the extraction fittings and the fuel supply system are in direct or indirect connection with a control device which is set up in such a way that the fuel supply system is primarily supplied with fuel in the gas phase from the gas cushion and only as a subordinate fuel in the liquid phase.
Wesentliche Aspekte bestehen erfindungsgemäß darin, dass eine „automatische“ oder eine „manuelle“ oder eine „telemetrische“ Betriebsweise ausgewählt wird, wobei bei einer gewählten automatischen Betriebsweise automatisch eine vorrangige Nutzung des Kraftstoffes der Gasphase aus dem Gaspolster oder bei einer manuellen Betriebsweise eine manuelle vorrangige Nutzung des Kraftstoffes der Gasphase aus dem Gaspolster oder bei einer telemetrischen Betriebsweise telemetrisch eine vorrangige Nutzung des Kraftstoffes der Gasphase aus dem Gaspolster ausgelöst wird.According to the invention, essential aspects consist in the fact that an “automatic” or a “manual” or a “telemetric” mode of operation is selected, with a selected automatic mode of operation automatically giving priority to the use of the fuel in the gas phase from the gas cushion or, in the case of a manual mode of operation, a manual mode of priority Use of the gas phase fuel from the gas cushion or, in the case of a telemetric operating mode, telemetrically a priority use of the gas phase fuel from the gas cushion is triggered.
Zudem zeichnet sich das Verfahren erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Kraftstoffzuführungsanlage der Energieumwandlungsvorrichtung mittels der Entnahmearmaturen zur getrennten Entnahme der Flüssigphase und der Gasphase aus dem Kraftstoffbehälter in einem Wechselbetrieb oder in einem Mischbetrieb Kraftstoff in der Gasphase und/oder der Flüssigphase zugeführt wird.In addition, the method according to the invention is characterized in that the fuel supply system of the energy conversion device is supplied with fuel in the gas phase and / or in the liquid phase by means of the extraction fittings for separate extraction of the liquid phase and the gas phase from the fuel tank in alternating operation or in mixed operation.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen einzigen Figur, die ein erfindungsgemäßes Kraftstoffversorgungssystem zeigt, näher erläutert.The invention is explained in more detail below in exemplary embodiments with reference to the associated single figure which shows a fuel supply system according to the invention.
Das Kraftstoffversorgungssystem ist gemäß
Das Kraftstoffversorgungssystem
Das erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem
Alternativ kann der Temperatur-Sensor
Dem Kraftstoffbehälter
Alternativ kann der Temperatur-Sensor
Mindestens einer der Sensoren
Dem Kraftstoffbehälter
Prinzipiell wird in einer Ausführungsvariante nur der Temperatur-Sensor
Wenn der Druck am Behälterboden mithilfe des Druck-Sensors
Wird in weiteren Ausführungsvarianten jeweils ein geeignetes Modell hinterlegt, reicht
- a) ein Druck-Sensor
101.4 für die Gasphase und eine Füllstandsmessung der Flüssigphase mittels des Füllstands-Sensors101.3 im Kraftstoffbehälter 101 oder - b) ein Temperatur-Sensor
101.2 in der Gasphase und die Füllstandsmessung der Flüssigphase mittels des Füllstands-Sensors101.3 oder - c) ein Drucksensor
101.4 für die Gasphase und ein Druck-Sensor101.7 für die Flüssigphase oder - d) ein Druck-Sensor
101.4 für die Gasphase und ein Temperatur-Sensor101.1 für die Flüssigphase
- a) a pressure sensor
101.4 for the gas phase and a level measurement of the liquid phase using the level sensor101.3 in thefuel tank 101 or - b) a temperature sensor
101.2 in the gas phase and the level measurement of the liquid phase by means of the level sensor101.3 or - c) a pressure sensor
101.4 for the gas phase and a pressure sensor101.7 for the liquid phase or - d) a pressure sensor
101.4 for the gas phase and a temperature sensor101.1 for the liquid phase
Bei Fehlen der Füllstandsmessungen gemäß c) und d) wird über den Verbrauch an Kraftstoff über die Einspritzmengen ermittelt, sodass schließlich der Füllstand im Kraftstoffbehälter
Zudem kann der Kraftstoffbehälter
Dem Kraftstoffbehälter
Die Erfassung der vorgenannten Messwerte sowie die Auswertung der ermittelten Daten sowie die Steuerung der Entnahmearmaturen
Im Ausführungsbeispiel ist ein Steuergerät
Ein drittes Steuergerät
Im ersten Steuergerät
Sinkt dann der Druck der gasförmigen Phase, wie bereits erläutert, unter den für einen angeforderten Lastpunkt der Energieumwandlungsvorrichtung
Bei dem Wechselbetrieb ist vorgesehen, dass in einem aktivierten Flüssigphasenbetrieb, sobald wieder ein Betrieb mit der Gasphase allein möglich ist, auf Gasphasenbetrieb zurückgestellt wird, das heißt, die Entnahme der einen oder anderen Phase ist wechselseitig vorgesehen.In alternating operation, it is provided that in an activated liquid phase operation, as soon as operation with the gas phase alone is possible again, a reset is made to gas phase operation, that is, the removal of one or the other phase is provided alternately.
Bei einem Mischbetrieb wird in einem ersten Mischbetriebsmodus das Fahrzeug derart ausgerüstet, dass die Flüssigphase und die Gasphase parallel zugleich über die Entnahmearmaturen
Bei einem Mischbetrieb wird in einem zweiten Mischbetriebsmodus (nicht dargestellt) das Fahrzeug derart ausgerüstet, dass die Flüssigphase und die Gasphase parallel zugleich über die Entnahmearmaturen
Dabei wird sowohl aus der gasförmigen als auch aus der flüssigen Phase Kraftstoff entnommen. Der Kraftstoff der gasförmigen Phase wird hierzu in die zugehörige Kraftstoffzuführleitung eingebracht. Der Kraftstoff der flüssigen Phase wird über einen Wärmeübertrager (nicht dargestellt) verdampft und später der Kraftstoffzuführleitung, die bereits den gasförmigen Kraftstoff enthält, über eine (Verbindungs)-Zuführleitung (nicht dargestellt) zugeführt, die mit der Kraftstoffzuführleitung der Gasphase in Verbindung steht. Die Verbindungs)-Zuführleitung und die Kraftstoffzuführleitungen der flüssigen und gasförmigen Phasen sind mit den dazu notwendigen Armaturen (nicht dargestellt) ausgestattet, sodass eine Gasmischstrecke ausgebildet ist.Fuel is taken from both the gaseous and the liquid phase. For this purpose, the fuel in the gaseous phase is introduced into the associated fuel supply line. The fuel in the liquid phase is vaporized via a heat exchanger (not shown) and later fed to the fuel supply line, which already contains the gaseous fuel, via a (connecting) supply line (not shown) which is connected to the fuel supply line for the gas phase. The connecting) feed line and the fuel feed lines for the liquid and gaseous phases are equipped with the necessary fittings (not shown), so that a gas mixing section is formed.
Über die Steuergeräte
Wie bereits oben erläutert, werden dem Nutzer hinsichtlich der Nutzung der gasförmigen Phase
Dem ersten Steuergerät
Das Steuergerät
Mit dieser Vorgehensweise und dem Aufbau des Kraftstoffversorgungssystems
Das Kraftstoffversorgungssystem
Als verflüssigtes Gas kommen neben LNG (liquefied natural gas) und LPG (liquefied petroleum gas) auch H2 (Wasserstoff) und DME (Dimethylether) in Frage und können analog zu der Beschreibung verwendet werden.In addition to LNG (liquefied natural gas) and LPG (liquefied petroleum gas), H2 (hydrogen) and DME (dimethyl ether) can also be used as liquefied gas and can be used analogously to the description.
Das Verfahren zum Betrieb von Energiewandlungsanlagen kann auch bei Motor-Generator-Sets zur Notstromversorgung eingesetzt werden. Möglich ist ein solcher Betrieb auch bei Anlagen zur Wärmeerzeugung, die mit den genannten Energieträgern betrieben werden. Dazu gehören auch Schiffe, die mit verflüssigten Gasen betrieben werden, wobei auch verflüssigtes Ethan zusätzlich zu dem oben genannten verflüssigten Gas zum Einsatz kommen kann.The process for operating energy conversion systems can also be used in motor-generator sets for emergency power supply. Such an operation is also possible with systems for heat generation which are operated with the mentioned energy carriers. This also includes ships that are operated with liquefied gases, whereby liquefied ethane can also be used in addition to the liquefied gas mentioned above.
Zur Vertiefung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden abschließend noch einige erläuternde Beispiele beschrieben.In order to deepen the method according to the invention, a few illustrative examples are finally described.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dem Nutzer, nachdem er eine Fahrstrecke von A nach B mit dem Fahrzeug, welches das erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem
Hat der Nutzer beispielsweise die „manuelle“ Betriebsweise gewählt, so wird dem Nutzer mitgeteilt, dass er zu einem bestimmten Zeitpunkt das Ablassen von Kraftstoff aus dem Druckbehälter zulassen muss.For example, if the user has selected the “manual” mode of operation, the user is informed that he must allow fuel to be drained from the pressure vessel at a certain point in time.
In einer anderen Vorgehensweise, bei der ein Nutzer die „manuelle“ Betriebsweise ausgewählt hat, bei der keine automatische Nutzung des Kraftstoffes aus dem Gaspolster stattfindet, teilt das Fahrzeug dem Nutzer beispielsweise bei einer längeren Fahrt, die über das Navigationssystem
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100100
- KraftstoffversorgungssystemFuel supply system
- 200200
- Energieumwandlungsvorrichtung Energy conversion device
- 101101
- KraftstoffbehälterFuel tank
- 101.1101.1
- Temperatur-SensorTemperature sensor
- 101.2101.2
- Temperatur-SensorTemperature sensor
- 101.3101.3
- Füllstands-SensorLevel sensor
- 101.4101.4
- Druck-SensorPressure sensor
- 101.5101.5
- EntnahmearmaturWithdrawal fitting
- 101.6101.6
- EntnahmearmaturWithdrawal fitting
- 101.7101.7
- Druck-Sensor Pressure sensor
- 102102
- Kraftstoffzuführungsanlage Fuel supply system
- Kfl K fl
- flüssige Phase des Kraftstoffesliquid phase of the fuel
- Kgas K gas
- gasförmige Phase des Kraftstoffes gaseous phase of the fuel
- 103103
- Navigationsgerät navigation device
- S1S1
- erstes Steuergerät / erster Steuerbausteinfirst control unit / first control module
- S2S2
- zweites Steuergerät / zweiter Steuerbausteinsecond control unit / second control module
- S3S3
- drittes Steuergerät / dritter Steuerbausteinthird control unit / third control module
- S4S4
- viertes Steuergerät / vierter Steuerbaustein fourth control unit / fourth control module
- 104104
- Anzeigedisplay
- 104.1104.1
- erstes Anzeigeelementfirst display element
- 104.2104.2
- zweites Anzeigeelementsecond display element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102006025656 B4 [0003]DE 102006025656 B4 [0003]
Claims (9)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019116220.3A DE102019116220A1 (en) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | Fuel supply system for the priority supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form |
EP20732570.5A EP3983716A1 (en) | 2019-06-14 | 2020-06-11 | Fuel supply system for primary supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form |
PCT/EP2020/066217 WO2020249681A1 (en) | 2019-06-14 | 2020-06-11 | Fuel supply system for primary supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019116220.3A DE102019116220A1 (en) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | Fuel supply system for the priority supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019116220A1 true DE102019116220A1 (en) | 2020-12-17 |
Family
ID=73546834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019116220.3A Pending DE102019116220A1 (en) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | Fuel supply system for the priority supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019116220A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1087174A2 (en) * | 1999-09-22 | 2001-03-28 | Linde Aktiengesellschaft | Process for discharging gas and liquid cryogenic fluid from a tank and tank thereof |
DE102008063563A1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-06-25 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg | Fuel e.g. liquid hydrogen, supply system for passenger car, has cryotank with multiple connections for guiding and diverting fuel, and manifold valve exhibiting pre-defined shut-off position, filling position and withdrawal position |
DE102011111774A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-15 | Gm Global Technology Operations Llc, ( N.D. Ges. D. Staates Delaware) | Fuel tank temperature and pressure management via selective removal of liquid fuel and fuel vapor |
-
2019
- 2019-06-14 DE DE102019116220.3A patent/DE102019116220A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1087174A2 (en) * | 1999-09-22 | 2001-03-28 | Linde Aktiengesellschaft | Process for discharging gas and liquid cryogenic fluid from a tank and tank thereof |
DE102008063563A1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-06-25 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg | Fuel e.g. liquid hydrogen, supply system for passenger car, has cryotank with multiple connections for guiding and diverting fuel, and manifold valve exhibiting pre-defined shut-off position, filling position and withdrawal position |
DE102011111774A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-15 | Gm Global Technology Operations Llc, ( N.D. Ges. D. Staates Delaware) | Fuel tank temperature and pressure management via selective removal of liquid fuel and fuel vapor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102011111774B4 (en) | Fuel tank temperature and pressure management via selective extraction of liquid fuel and fuel vapor | |
EP1360084B1 (en) | Filling station for hydrogen | |
DE102007025217B4 (en) | Apparatus and method for storing hydrogen for an aircraft | |
EP3347643B1 (en) | Method for optimizing the accessible filling degree of a cryogenic tank in a motor vehicle for refilling | |
DE102012102840B4 (en) | Device and method for reducing the temperature of a pressure vessel by means of latent heat from liquefied petroleum gas (LPG) evaporation | |
DE102013201548A1 (en) | Method and system for engine control | |
DE102016214680A1 (en) | Method for adjusting the temperature and / or the pressure of fuel, in particular hydrogen, in a plurality of pressure vessels of a vehicle to a respective temperature setpoint and / or in each case a pressure setpoint before a filling operation of the pressure vessel | |
DE102018121267A1 (en) | Method for operating a motor vehicle and motor vehicle | |
DE102007011742A1 (en) | Process to refuel pressurised automotive fuel tank with liquid hydrogen | |
DE112019005717T5 (en) | FLUID BYPASS PROCESS AND SYSTEM FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF A NON-PETROLEUM FUEL | |
DE102016225193A1 (en) | Device, means of transport and method for refueling a pressure tank for fuel | |
WO2020249681A1 (en) | Fuel supply system for primary supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form | |
EP3633177A1 (en) | Combustion engine and method for operating a combustion engine | |
DE102019116220A1 (en) | Fuel supply system for the priority supply of an energy conversion device from a gas cushion of a fuel tank in which gaseous fuel is stored in liquefied form | |
WO2018046292A1 (en) | Ascertaining the starting capability of a vehicle | |
DE102015203702A1 (en) | Method for determining the insulation quality of a cryogenic pressure vessel and motor vehicle with a cryogenic pressure vessel | |
DE102016209426A1 (en) | Process for the regeneration of a catalytic fuel converter | |
DE102019116255A1 (en) | Vehicle which comprises a fuel tank storing gaseous fuel in liquid form, with an existing gas cushion in the fuel tank being used with priority before the vehicle is refueled | |
DE102019200445A1 (en) | Method for filling a cryogenic compressed gas storage and fuel cell device | |
DE102016222935A1 (en) | Fuel cell device, motor vehicle with a fuel cell device and method for operating a fuel cell device | |
DE102012025509B3 (en) | Cold start device for internal combustion engines for extracting compressed gas from pressure containers, has high-pressure container and low-pressure container, where pressure reducing valve is provided for expansion of gas | |
EP2792525A1 (en) | Device for the supply of gas | |
DE102012205887A1 (en) | Display system for displaying fuel filling amount of cryo-compressed tank for motor car, has display unit to display possible filling amounts for fuel in gaseous state and for low-cold fuel in supercritical state as tank fuel amount | |
DE102015206823A1 (en) | Method for operating a motor vehicle with a cryogenic pressure vessel | |
DE102004010937B4 (en) | Cartridge for coupling to a liquid hydrogen user or filling station, and especially for an aircraft, has a tank with an insulated inner lining to hold the liquid or partially-liquid hydrogen and a release connection coupling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |