DE102019211422A1 - Tanksystem - Google Patents

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DE102019211422A1
DE102019211422A1 DE102019211422.9A DE102019211422A DE102019211422A1 DE 102019211422 A1 DE102019211422 A1 DE 102019211422A1 DE 102019211422 A DE102019211422 A DE 102019211422A DE 102019211422 A1 DE102019211422 A1 DE 102019211422A1
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control device
shut
safety valve
valves
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English (en)
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Helerson Kemmer
Friedrich Muehleder
Felix Jaegle
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tanksystem (10) zum Speichern und Bereitstellen von Brennstoff an einen Verbraucher, aufweisend: mehrere Tankflaschen (11) mit jeweils einem Absperrventil (12) zum Verschließen oder Öffnen der jeweiligen Tankflasche (11), mindestens ein Sicherheitsventil (14) zum kontrollierten Ablassen des Brennstoffes in einem Notfall aus mindestens einer der mehreren Tankflaschen (11), einem Sensornetzwerk (20) zum Überwachen der mehreren Tankflaschen (11), ein primäres Steuergerät (31) zum Ansteuern der Absperrventile (12), und ein sekundäres Steuergerät (32) zum Ansteuern des mindestens einen Sicherheitsventils (14) und/oder der Absperrventile (12), wobei das sekundäre Steuergerät (31) zum Ansteuern des Sensornetzwerks (20) ausgeführt ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Bekannte Tanksysteme für Wasserstofffahrzeuge, insbesondere Brennstoffzellenfahrzeuge, weisen zumeist einen einzelnen, zylindrischen Wasserstofftank (oder einfach Tank) mit Anbaukomponenten an, wie z. B. einem Absperrventil, einem nachgeschalteten Druckregler und einem Sicherheitsventil. Typischerweise ist der Wasserstofftank aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff gefertigt. Daraus ergeben sich spezifische Anforderungen bezüglich des Sicherheitsventils, welches auf eine starke Temperaturerhöhung (etwa aufgrund eines Brandes) reagieren und den Inhalt des Wasserstofftanks kontrolliert in die Umgebung ablassen muss. Bei bekannten Wasserstofftanks aus einem Kohlenfaserverbundwerkstoff muss der obige Vorgang irreversibel ausgelegt sein, da davon ausgegangen werden muss, dass die Matrix des Kohlefaserverbundtanks bei den entsprechenden Temperaturen verändert wurde und so eine intakte Struktur des Tanks bei erneuter Inbetriebnahme nicht mehr garantiert werden kann. Ein irreversibles Auslösen zwingt zum Aufsuchen einer Werkstatt, wo eine Inspektion und ggf. ein Austausch des Tanks erfolgen muss. Bei solchen Wasserstofftanks werden Sicherheitsventile zur Erfüllung dieser Anforderungen typischerweise als Schmelzsicherungen realisiert.
  • Bei anderen Tanksystemen werden anstelle eines einzelnen Tanks mehrere schlanke Tankflaschen mit geringerem Durchmesser eingesetzt. Eine solche Anordnung erlaubt eine bessere Raumausnutzung sowie höhere Bauraumflexibilität. Durch die geringeren Durchmesser kommen für diese Flaschen Bauweisen aus Stahl in Frage, welche zusätzlich deutliche Kostenvorteile mit sich bringen können. Durch die Bauweise aus Stahl ist nicht von einer Beschädigung durch die detektierten Temperaturbereiche auszugehen, sodass die Anforderung an ein irreversibles Auslösen der Sicherheitsventile entfallen kann. Allerdings wird bei mehreren Tankflaschen ein Ventil pro Tank (hier: Flasche) benötigt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung sieht gemäß einem ersten Aspekt ein Tanksystem zum Speichern und Bereitstellen von Brennstoff an einen Verbraucher, insbesondere an ein Brennstoffzellensystem, mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches vor. Ferner sieht die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt ein entsprechendes Fahrzeug, insbesondere ein Brennstoffzellenfahrzeug, mit den Merkmalen des nebengeordneten unabhängigen Vorrichtungsanspruches sowie gemäß einem dritten Aspekt eine Verwendung eines entsprechenden Tanksystems für ein Brennstoffzellensystem, die in mobilen und/oder stationären Systemen eingesetzt werden kann, mit den Merkmalen des unabhängigen Verwendungsanspruches vor. Weitere Vorteile, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Tanksystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und/oder mit der erfindungsgemäßen Brennstoffzelle und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ein Tanksystem zum Speichern und Bereitstellen von Brennstoff an einen Verbraucher, insbesondere an ein Brennstoffzellensystem, vor, aufweisend: mehrere Tankflaschen mit jeweils einem Absperrventil zum Verschließen oder Öffnen der jeweiligen Tankflasche, mindestens ein Sicherheitsventil zum kontrollierten Ablassen des Brennstoffes in einem Notfall aus mindestens einer der mehreren Tankflaschen, einem Sensornetzwerk zum Überwachen der mehreren Tankflaschen, ein primäres Steuergerät zum Ansteuern der Absperrventile, und ein sekundäres Steuergerät zum Ansteuern des mindestens einen Sicherheitsventils und/oder der Absperrventile, wobei das sekundäre Steuergerät zum Ansteuern des Sensornetzwerks ausgeführt ist.
  • Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem kann in Form eines Brennstoffzellenstacks, sog. Brennstoffzellenstapels, mit mehreren gestapelten Brennstoffzellen, vorzugsweise PEM-Brennstoffzellen, ausgebildet sein.
  • Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass das mindestens eine Sicherheitsventil und das Sensornetzwerk im Rahmen des erfindungsgemäßen Tanksystems funktional verknüpft werden. Vorteilhafterweise können die Temperaturen innerhalb des erfindungsgemäßen Tanksystems verteilt über die gesamte Tankanordnung hinweg überwacht werden. Eine Überschreitung an mindestens einem Messpunkt kann dann zur Aktivierung mindestens eines Absperrventils, mehrerer oder aller Absperrventile, die koordinativ mit dem mindestens einen Sicherheitsventil angesteuert werden. Hierzu können das primäre Steuergerät und das sekundäre Steuergerät in einer Kommunikationsverbindung stehen, die drahtbehaftet, bspw. über einen Bus, oder drahtlos, bspw. über Funk, erfolgen kann.
  • Mit anderen Worten liegt die Erfindungsidee darin, dass einerseits die funktionale Verknüpfung von Temperaturinformationen und dem Auslösen des Sicherheitsventils über entsprechende elektrische Schaltungen und/oder Software auf einem speziell ausgebildeten Steuergerät erfolgt. Andererseits wird die im Tanksystem ohnehin an jeder Tankflasche vorhandene Aktorik der Absperrventile zum Ablassen des Brennstoffes, z.B. Wasserstoffes, genutzt.
  • Die Erfindung bringt aufgrund der Nutzung bereits vorhandener Hardware großes Potential zur Kostenreduktion. Andererseits erfüllt die Erfindung hohe Sicherheitsstandards, weil im Tanksystem entsprechende Redundanzen aus Absperrventilen und des mindestens einen Sicherheitsventil vorgesehen sind. Außerdem ist das erfindungsgemäße Tanksystem insgesamt deutlich einfacher und kostengünstiger realisiert als vergleichbare Tanksysteme mit irreversiblen Sicherheitsventilen. Nach einem noch weiteren Vorteil kann über das erfindungsgemäße sekundäre Steuergerät und seine Software moderne Zusatzfunktionen integriert werden, wie z.B. die Alarmierung von Rettungskräften via E-Call im Fall des Auslösens oder des bevorstehenden Auslösens des mindestens einen Sicherheitsventils und/oder das Hinzunehmen von weiteren Fahrzeugdaten, um das Vorliegen einer sicherheitskritischen Situation zu plausibilisieren und damit die Wahrscheinlichkeit eines Fehlauslösens des mindestens einen Sicherheitsventils zu minimieren.
  • Ferner kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass das mindestens eine Sicherheitsventil nur ein Sicherheitsventil umfasst, welches an einem gemeinsamen fluidischen Ausgang der Absperrventile angeordnet ist. Auf diese Weise können die Infrastruktur bzw. die Auslegung des Tanksystems einfach und kostengünstig gestaltet werden.
  • Weiterhin kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass ein Druckregler für die Absperrventile vorgesehen ist, der fluidisch dem Verbraucher vorgeschaltet ist, um Brennstoff mit einem geeigneten Druck an den Verbraucher bereitzustellen, wobei das mindestens eine Sicherheitsventil an einem gemeinsamen fluidischen Ausgang der Absperrventile vor dem Druckregler oder an einem gemeinsamen fluidischen Ausgang der Absperrventile nach dem Druckregler angeordnet ist. Im Bereich vor dem Druckregler kann ein möglichst unverzüglicher Ablass des Brennstoffs in einem Notfall realisiert werden. In einem Bereich nach dem Druckregler kann eine Druckreduzierung durch den Druckregler ausgenutzt werden, um den Brennstoff möglichst verdünnt an die Umgebung abzulassen.
  • Des Weiteren kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass das mindestens eine Sicherheitsventil nur ein Sicherheitsventil umfasst, welches an einem separaten gemeinsamen fluidischen Ende der Tankflaschen angeordnet ist, welches Ende den Absperrventilen abgewandt ist. Auf diese Weise braucht nur das mindestens eine Sicherheitsventil in einem Notfall angesteuert werden, um den Brennstoff an die Umgebung abzulassen.
  • Zudem kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass das mindestens eine Sicherheitsventil jeweils ein Sicherheitsventil für jede der mehreren Tankflaschen umfasst, welches an jeweils einem fluidischen Ende der jeweiligen Tankflasche angeordnet ist, welches Ende den Absperrventilen abgewandt ist. Somit kann eine selektive Betätigung der Sicherheitsventile ermöglicht werden, um ggf. nur den oder nur die Tankflaschen zu leeren, die vom Notfall, bspw. vom drastischen Temperaturanstieg betroffen sind.
  • Außerdem kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass eine gemeinsame Batterie, bspw. Fahrzeugbatterie, für das primäre Steuergerät und das sekundäre Steuergerät vorgesehen ist. Somit kann das sekundäre Steuergerät zusammen mit dem primären Steuergerät mit Energie versorgt werden.
  • Ferner kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass eine separate Backup-Batterie für das sekundäre Steuergerät vorgesehen ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das mindestens eine Sicherheitsventil sicher angesteuert werden kann, auch dann, wenn womöglich sämtliche andere Systeme im Fahrzeug über keine Energie verfügen.
  • Weiterhin kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass das primäre Steuergerät und das sekundäre Steuergerät zum Ansteuern des Sensornetzwerkes ausgeführt sind. Auf diese Weise kann ein gewisses Back-Up für das Sensornetzwerk bereitgestellt werden, um den Notfall innerhalb des Tanksystems sicher sensieren zu können.
  • Des Weiteren kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass das Sensornetzwerk mindestens zwei (zumindest an den Enden der jeweiligen Tankflasche) oder mehrere Sensoren für jede der mehreren Tankflaschen aufweist, die über der jeweiligen Tankflasche verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Notfall präzise, ohne Zeitverzögerung oder sogar im Voraus sensiert werden.
  • Zudem kann die Erfindung bei einem Tanksystem vorsehen, dass das Sensornetzwerk einfach oder mehrfach verwendbare Temperatursensoren aufweist. Einfach verwendbare Temperatursensoren, bspw. schmelzbare Netze, können relativ sensibel eingestellt werden. Mehrfach verwendbare Temperatursensoren können mehrfach verwendbare kostengünstige Sensornetzwerke bereitstellen.
  • Außerdem sieht die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Tanksystem vor, welches wie oben beschrieben ausgeführt sein kann. Mithilfe des erfindungsgemäßen Fahrzeuges werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Tanksystem beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
  • Bei dem Fahrzeug im Sinne der Erfindung ist es denkbar, dass das primäre Steuergerät und/oder das sekundäre Steuergerät dazu ausgeführt sind/ist, bei einem detektierten Notfall durch das Sensornetzwerk ein E-Call-Signal auszusenden, und/oder das primäre Steuergerät und/oder das sekundäre Steuergerät dazu ausgeführt sind/ist, fahrzeuginterne und/oder fahrzeugexterne Daten zum Verifizieren eines Notfalls heranzuziehen. Auf diese Weise kann die Funktionalität des erfindungsgemäßen Fahrzeuges erweitert werden.
  • Zudem sieht die Erfindung eine Verwendung eines Tanksystems, welches wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, zum Speichern und Bereitstellen von Brennstoff an ein Brennstoffzellensystem.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung und deren Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
    • 1 einen beispielhaften Aufbau eines bekannten Tanksystems,
    • 2 einen beispielhaften Aufbau eines Tanksystems im Sinne der Erfindung mit einem Sicherheitsventil an einem gemeinsamen Ausgang mit Absperrventilen,
    • 3 einen beispielhaften Aufbau eines Tanksystems im Sinne der Erfindung mit einem Sicherheitsventil an einem gemeinsamen Ausgang mit Absperrventilen nach dem Durchgang eines Druckreglers,
    • 4 einen beispielhaften Aufbau eines Tanksystems im Sinne der Erfindung mit einem Sicherheitsventil an einem anderen Ende der Tankflaschen als die Absperrventile,
    • 5 einen beispielhaften Aufbau eines Tanksystems im Sinne der Erfindung mit mehreren Sicherheitsventilen an den anderen Enden der Tankflaschen als die Absperrventile,
    • 6 eine Variante eines Tanksystems im Sinne der Erfindung mit einer Backup-Batterie für ein sekundäres Steuergerät, und
    • 7 eine weitere Variante eines Tanksystems im Sinne der Erfindung mit einer Backup-Batterie ein sekundäres Steuergerät und eine Backup-Verdrahtung eines Sensornetzwerkes an ein primäres Steuergerät und ein sekundäres Steuergerät.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile der Erfindung stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weshalb diese in der Regel nur einmal beschrieben werden.
  • Die 1 zeigt ein bekanntes Tanksystem 10*, bspw. für ein Wasserstofffahrzeug, mit einem einzelnen, zylindrischen Wasserstofftank 11*, einem Absperrventil 12*, einem dem Absperrventil 12* nachgeschalteten Druckregler 40* und einem Sicherheitsventil 14*. Der bekannte Wasserstofftank 11* kann bspw. aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff gefertigt sein. Bei einer starken Temperaturerhöhung (etwa aufgrund eines Brandes) schmilzt das Sicherheitsventil 14* und der Inhalt des Wasserstofftanks 11* wird kontrolliert in die Umgebung abgelassen. Dieser Vorgang ist irreversibel. Durch eine starke Temperaturerhöhung wird außerdem die Matrix des Kohlefaserverbundtanks verändert, was einen Austausch des Tanks nach sich ziehen muss.
  • In der 2 ist die Aufteilung des Speichervolumens in mehrere Teilvolumina beispielhaft mit fünf Tankflaschen 11 im Rahmen eines erfindungsgemäßen Tanksystems 10 dargestellt. Jede dieser Tankflaschen 11 ist gemäß gesetzlicher Vorgaben mit einem eigenen, elektrisch aktivierbaren Absperrventil 12 versehen, die entsprechend über ein primäres Steuergerät 31 aktiviert werden. Gemäß der Erfindung befindet sich mindestens ein aktives bzw. ansteuerbares (d. h. nicht passives, wie z. B. schmelzbares) Sicherheitsventil 14 an den gegenüberliegenden Enden E2 der Tankflaschen 11. Gemäß der 2 ist nur ein gemeinsames Sicherheitsventil 14a für alle Tankflaschen 11 vorgesehen. Die Absperrventile 12 werden an deren gemeinsamen Ausgang A1 zu einem Druckregler 40 geführt. Im Notfall kann dabei ein Ablassen des Brennstoffs in die Umgebung durch ein gemeinsames Aktivieren der Absperrventile 12 und des Sicherheitsventils 14 eingeleitet werden. Weitere Varianten für die Anordnung des mindestens einen Sicherheitsventils 14 bzw. von Sicherheitsventilen 14 im Rahmen eines erfindungsgemäßen Tanksystems 10 sind in den 3-5 gezeigt.
  • Jeder Variante des Tanksystems 10 gemäß den 2 bis 7 ist gemein, dass ein Sensornetzwerk 20 vorgesehen ist, um die Tankflaschen 11, vorzugsweise auf ungewollte Temperaturanstiege, zu überwachen. Wie dabei die 2 bis 7 zeigen können an jeder Tankflasche 11 mindestens zwei Sensoren 21, vorzugsweise Temperatursensoren vorgesehen werden. Die Temperatursensoren können dabei mehrfach verwendbar ausgestaltet sein. Zudem ist es denkbar, dass mehrere Temperatursensoren über die Tankflaschen 11 verteilt sein können. Außerdem sind im Rahmen der Erfindung einfach verwendbare Sensoren 21, bspw. Schmelzsensoren, denkbar, die die Tankflaschen 11 zumindest zum Teil umfassen können.
  • Die 3 zeigt eine Variante der Erfindung mit einer Platzierung des mindestens einen Sicherheitsventils 14 (hier nur eines Sicherheitsventils 14a) hinter dem Druckregler 40. Diese Variante bietet den Vorteil, dass geringere Drücke geschaltet werden müssen. Ebenso möglich ist eine Funktionsintegration mit dem typischerweise an dieser Stelle vorhandene Druckbegrenzungsventil. Durch das Passieren des Druckreglers 40 kann ein eingeschränkter Notablass-Massenstrom eingestellt werden.
  • Die 4 zeigt eine Variante der Erfindung, in der nicht die vorhandenen Absperrventile 12 zur Notablassung genutzt werden, sondern ein eigener Leitungsverbund, welcher die gegenüberliegen Enden E2 der Tankflaschen 11 miteinander verbindet. Das mindestens eine Sicherheitsventil 14 in Form eines zentralen Sicherheitsventils 14a verschließt diesen Leitungsverbund gegen die Umgebung und ermöglicht ein Notablassen mit nur einem zentralen Sicherheitsventil 14a.
  • Die 5 zeigt eine Abwandlung des Tanksystems 10 gemäß der 4 mit individuellen Sicherheitsventilen 14b an jeder Tankflasche 11.
  • Das Aktivieren und/oder Ansteuern des mindestens einen Sicherheitsventils 14 erfolgt gemäß einer Logik, die über elektrische Signale und/oder Datensignale in dem sekundären Steuergerät 32 realisiert ist. Dazu werden die Temperaturinformation aus dem Sensornetzwerk 20 über geeignete Temperatursensoren (z.B. Thermoelemente) an geeigneten, über das gesamte Tanksystem 10 verteilte Messpositionen in dem sekundären Steuergerät 32 zusammengeführt. Die Trennung in ein primäres Steuergerät 31 und ein sekundäres Steuergerät 32 (bzw. getrennte Bereiche im selben Steuergerätegehäuse oder Integration in bereits vorhandene Steuergeräte wie VCU) muss grundsätzlich deshalb erfolgen, da die Sicherheitsfunktion im Sinne der Erfindung auch dann zur Verfügung stehen muss, wenn das primäre Steuergerät 31 im abgestellten Fahrzeug nicht bestromt ist (Trennung über eine Klemme 15). Zudem ermöglicht die Trennung in ein primäres Steuergerät 31 und ein sekundäres Steuergerät 32 ein Bereitstellen von zusätzlichen Systemredundanzen, wie z. B. einer Backup-Batterie 52 (s. 6 sowie 7) oder eines Backups für das Sensornetzwerk 20 über das primäre Steuergerät 31.
  • Die Temperaturinformationen aus dem Sensornetzwerk 20 werden im primären Steuergerät 31 und/oder im sekundären Steuergerät 32 nach einer dort in Form einer Schaltung oder eines Rechenprogramms hinterlegten Logik in das Erzeugen eines entsprechenden Aktorsignals oder von mehreren entsprechenden Aktorsignalen für das mindestens eine Sicherheitsventil 14 und/oder die Absperrventile 12 übersetzt. Ein Beispiel für eine solche Logik ist das Aktivieren aller Ventile 12, 14, wenn mindestens eine der gemessenen Temperaturen eine vordefinierte Auslöseschwelle übersteigt, welche auf einen Brand hindeutet. Da das sekundäre Steuergerät 32 mit weiteren, fahrzeugspezifischen Daten versorgt werden kann, kann diese Logik weiter ergänzt werden, um das Erkennen einer sicherheitskritischen Situation weiter zu plausibilisieren, etwa mit Informationen aus Beschleunigungssensoren, Airbagauslösung, Sitzbelegungssensoren, Umfeldsensoren, Positionsbestimmung usw.
  • Das sekundäre Steuergerät 32 kann mit der primären (einzigen) Batterie 51 verbunden werden. Dabei ist es denkbar, dass eine Notablassung (z.B. bei sehr langen Standzeiten) nicht mehr möglich ist, wenn die in der Batterie verbleibende Energie nicht mehr zur Aktivierung der Ventile ausreicht. Um das Auftreten dieses Falles zu minimieren, kann über E-Call oder andere Datenverbindungen rechtzeitig eine Warnmeldung an den Fahrzeugbetreiber oder andere Stellen, wie z. B. eine E-Call-Zentrale, Feuerwehr, Pannendienst usw. abgesetzt werden.
  • Aktorsignale werden gemäß der Erfindung zumindest oder ausschließlich über das sekundäre Steuergerät 32 erzeugt und ermöglichen die Steuerung der Absperrventile 12 bzw. der Sicherheitsventile 14. Temperaturinformationen werden zumindest oder ausschließlich von dem sekundären Steuergerät 32 empfangen und verarbeitet. Darüber hinaus können Redundanzen in dem primären Steuergerät 31 vorgesehen werden. Hierzu sind im Folgenden Ausführungen am Beispiel der Variante des Tanksystems 10 aus der 2 beschrieben, die allerdings auch mit allen anderen bisher gezeigten Varianten der 3 bis 5 kombinierbar sind.
  • Die 6 zeigt eine Variante der Erfindung, in der dieselbe Grundfunktionalität im Rahmen des Tanksystems 20 realisiert ist wie in der 2. Zusätzlich ist die primäre Batterie 51 durch eine sekundäre Batterie, eine sog. Backup-Batterie 52, ergänzt. Dadurch wird das Auftreten des Falles, dass eine Notablassung aufgrund zu geringer Batteriespannung nicht mehr möglich ist, vermieden. Dazu kann die sekundäre Batterie auf lange Ladungserhaltung optimiert und von allen nicht sicherheitskritischen Stromverbrauchern isoliert werden.
  • Die 7 zeigt eine Variante der Erfindung, in der zusätzliche Redundanzen im Tanksystem 20 geschaffen werden. Dazu wird insbesondere die gesamte Funktionalität des sekundären Steuergeräts 32 zusätzlich im primären Steuergerät 31 dupliziert. Dabei können beide Steuergeräte 31, 32 sowohl die Temperaturinformationen der Sensoren 21 empfangen und auswerten als auch Aktorsignale zur Aktivierung der Ventile 12, 14 erzeugen. Dadurch kann ein Hardwareausfall eines der beiden Steuergeräte 31, 32 vollständig kompensiert werden. Diese Redundanz kann entsprechend mit der in der 6 beschriebenen Redundanz bei der Energieversorgung kombiniert werden. Denkbar ist auch eine Kombination der unterschiedlichen Redundanzen auf Energieversorgungs- und Steuergeräteseite (nicht abgebildet) sowie ein weiteres Aufteilen in Funktionen (Temperaturmessung, Rechner, Leistungsendstufen, ...) und Kombinationen mit unterschiedlichen Redundanzen innerhalb dieser Teilfunktionen.
  • Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (12)

  1. Tanksystem (10) zum Speichern und Bereitstellen von Brennstoff an einen Verbraucher, aufweisend: mehrere Tankflaschen (11) mit jeweils einem Absperrventil (12) zum Verschließen oder Öffnen der jeweiligen Tankflasche (11), mindestens ein Sicherheitsventil (14) zum kontrollierten Ablassen des Brennstoffes in einem Notfall aus mindestens einer der mehreren Tankflaschen (11), ein Sensornetzwerk (20) zum Überwachen der mehreren Tankflaschen (11), ein primäres Steuergerät (31) zum Ansteuern der Absperrventile (12), und ein sekundäres Steuergerät (32) zum Ansteuern des mindestens einen Sicherheitsventils (14) und/oder der Absperrventile (12), wobei das sekundäre Steuergerät (31) zum Ansteuern des Sensornetzwerks (20) ausgeführt ist.
  2. Tanksystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sicherheitsventil (14) nur ein Sicherheitsventil (14a) umfasst, welches an einem gemeinsamen fluidischen Ausgang (A1, A2) der Absperrventile (12) angeordnet ist.
  3. Tanksystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckregler (40) für die Absperrventile (12) vorgesehen ist, der fluidisch dem Verbraucher vorgeschaltet ist, um Brennstoff mit einem geeigneten Druck an den Verbraucher bereitzustellen, wobei das mindestens eine Sicherheitsventil (14) an einem gemeinsamen fluidischen Ausgang (A1) der Absperrventile (12) vor dem Druckregler (40) oder an einem gemeinsamen fluidischen Ausgang (A2) der Absperrventile (12) nach dem Druckregler (40) angeordnet ist.
  4. Tanksystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sicherheitsventil (14) nur ein Sicherheitsventil (14a) umfasst, welches an einem separaten gemeinsamen fluidischen Ende (E2) der Tankflaschen (11) angeordnet ist, welches Ende (E2) den Absperrventilen (12) abgewandt ist.
  5. Tanksystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sicherheitsventil (14) jeweils ein Sicherheitsventil (14b) für jede der mehreren Tankflaschen (11) umfasst, welches an jeweils einem fluidischen Ende (E2) der jeweiligen Tankflasche (11) angeordnet ist, welches Ende (E2) den Absperrventilen (12) abgewandt ist.
  6. Tanksystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Batterie (51) für das primäre Steuergerät (31) und das sekundäre Steuergerät (32) vorgesehen ist.
  7. Tanksystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine separate Backup-Batterie (52) für das sekundäre Steuergerät (32) vorgesehen ist.
  8. Tanksystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Steuergerät (31) und das sekundäre Steuergerät (32) zum Ansteuern des Sensornetzwerkes (20) ausgeführt sind.
  9. Tanksystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensornetzwerk (20) mindestens zwei oder mehrere Sensoren (21) für jede der mehreren Tankflaschen (11) aufweist, die über der jeweiligen Tankflasche (11) verteilt angeordnet sind, und/oder dass das Sensornetzwerk (20) einfach oder mehrfach verwendbare Temperatursensoren aufweist.
  10. Fahrzeug mit einem Tanksystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Steuergerät (31) und/oder das sekundäre Steuergerät (32) dazu ausgeführt sind/ist, bei einem detektierten Notfall durch das Sensornetzwerk (20) ein E-Call-Signal auszusenden, und/oder das primäre Steuergerät (31) und/oder das sekundäre Steuergerät (32) dazu ausgeführt sind/ist, fahrzeuginterne und/oder fahrzeugexterne Daten zum Verifizieren eines Notfalls heranzuziehen.
  12. Verwendung eines Tanksystems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Speichern und Bereitstellen von Brennstoff an ein Bren nstoffzellensystem.
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