DE102021209366A1

DE102021209366A1 - Druckbehältersystem

Info

Publication number: DE102021209366A1
Application number: DE102021209366.3A
Authority: DE
Inventors: Armin Schuelke; Olaf Ohlhafer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2023-03-02
Also published as: WO2023025515A1; CN117897577A

Abstract

Druckbehältersystem (21) für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens zwei Druckbehälter (19), welcher je einen Innenraum (27) begrenzen, zur Befüllung mit einem Fluid als Kraftstoff, einen Drucksensor (32) zur Erfassung des Druckes in dem Druckbehältersystem (21), eine Recheneinheit (36) zur Bestimmung einer Leckage des Druckbehältersystems (21) mit den von dem Drucksensor (32) erfassten Daten, wobei das Druckbehältersystem (21) wenigstens zwei Drucksensoren zur Erfassung des Druckes des Fluides in wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) in dem Druckbehältersystem (21) umfasst, so dass mit je einem Drucksensor (32) der Druck in dem je einen Druckerfassungsraum (31) erfassbar ist und in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren (32) erfassbaren Druckdaten des Fluides in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) eine Leckage in dem Druckbehältersystem (21), insbesondere in je einem Druckerfassungsraum (31), erfassbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckbehältersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zum Betreiben eines Druckbehältersystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12 und ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15.
Stand der Technik
Brennstoffzelleneinheiten als galvanische Zellen wandeln mittels Redoxreaktionen an einer Anode und Kathode kontinuierlich zugeführten Brennstoff und Oxidationsmittels in elektrische Energie um. Brennstoffzellen werden in den unterschiedlichsten stationären und mobilen Anwendungen eingesetzt, beispielweise in Häusern ohne Anschluss an ein Stromnetz oder in Kraftfahrzeugen, im Schienenverkehr, in der Luftfahrt, in der Raumfahrt und in der Schifffahrt. In der Brennstoffzelleneinheit sind eine große Anzahl an Brennstoffzellen zu dem Brennstoffzellenstapel als Brennstoffzellenstack gestapelt. In dem Brennstoffzellenstapel sind Kanäle zum Durchleiten von Brennstoff, Kanäle zum Durchleiten von Oxidationsmittel und Kanäle zum Durchleiten von Kühlmittel integriert. Der Brennstoff wird in einem Druckgasspeicher gespeichert. Dabei sind häufig mehrere Druckgasspeicher als Druckbehälter zu einem Druckbehältersystem zusammengefasst. Das Druckbehältersystem umfasst somit Druckbehälter und Druckleitungen. In dem Druckbehältersystem können aufgrund von Beschädigungen, Alterung, Korrosion und Vibrationen Leckagen auftreten. Aufgrund dieser Leckagen entweicht Brennstoff als Fluid aus dem Druckbehältersystem, sodass dadurch bei einer geringen Austrittsmenge pro Zeiteinheit ein unnötiger Verbrauch an Brennstoff auftritt um beim Wiederbetanken somit mehr Brennstoff aufgetankt werden muss. Bei größeren Austrittsmengen pro Zeiteinheit kann somit während der Fahrt mit dem Kraftfahrzeug eine vollständige Entleerung der Druckbehälter auftreten, sodass dadurch eine Weiterfahrt mit dem Kraftfahrzeug ausgeschlossen ist.
Darüber hinaus stellt Austreten der Brennstoff, insbesondere bei einem Parken des Kraftfahrzeuges in einer geschlossenen Garage, ein Sicherheitsrisiko dar, weil der Brennstoff in der geschlossenen Garage entzündet werden kann.
Die DE 10 2015 219 766 A1 zeigt ein Druckbehältersystem für ein brenngasbetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend: mindestens einen Druckbehälter zur Speicherung von Brenngas; mindestens ein Druckbehälterventil; und mindestens eine Steuerung, wobei die Steuerung ausgebildet ist, die zeitliche Veränderungsrate der Brenngasdichte im Druckbehälter zumindest zu reduzieren, wenn ein Veränderungsratengrenzwert für die zeitliche Veränderungsrate der Brenngasdichte im Druckbehälter überschritten wird.
DE 10 2016 204 073 A1 zeigt ein Druckbehältersystem umfassend einen Druckbehälter zum Speichern von Gas, wobei der Druckbehälter einen mehrschaligen Aufbau aufweist, wobei die von den jeweiligen Schalen begrenzten Volumina gegeneinander im Wesentlichen fluiddicht abgeschlossen sind, wobei zumindest in dem Volumen zwischen der äußersten Schale und der zweitäußersten Schale eine Flüssigkeit vorhanden ist, wobei das Druckbehältersystem ferner mindestens eine Druckvorrichtung zum unter Druck setzen der Flüssigkeit umfasst.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäßes Druckbehältersystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens zwei Druckbehälter, welcher je einen Innenraum begrenzen, zur Befüllung mit einem Fluid als Kraftstoff, einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes in dem Druckbehältersystem, eine Recheneinheit zur Bestimmung einer Leckage des Druckbehältersystems mit den von dem Drucksensor erfassten Daten, wobei vorzugsweise das Druckbehältersystem wenigstens zwei Drucksensoren zur Erfassung des Druckes des Fluides in wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen in dem Druckbehältersystem umfasst, so dass mit je einem Drucksensor der Druck in dem je einen Druckerfassungsraum erfassbar ist und in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren erfassbaren Druckdaten des Fluides in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen eine Leckage in dem Druckbehältersystem, insbesondere in je einem Druckerfassungsraum, erfassbar ist. In Abhängigkeit von den Druckdaten der wenigstens 2 Drucksensoren in den wenigstens 2 unterschiedlichen Druckerfassungsräumen kann somit die Leckage in dem je einem Druckerfassungsraum bestimmt und erfasst werden. Dies ermöglicht eine sichere und zuverlässige Erfassung der Leckage in Druckerfassungsräumen. Damit kann insbesondere auch die Leckage in dem Druckbehälter, welche den Innenraum als dem Druckerfassungsraum aufweisen, erfasst werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Verlauf, insbesondere die Veränderung, des Druckes des Fluides in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen mit den wenigstens zwei Drucksensoren in Abhängigkeit von der Zeit erfassbar und in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf des Druckes des Fluides in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen die Leckage in dem Druckbehältersystem, insbesondere in je einem Druckerfassungsraum, erfassbar ist. Bei einer Leckage in einem Druckerfassungsraum strömt das Fluid konstant aus der Leckage, so dass sich der Druck in dem Druckerfassungsraum stetig reduziert und der Verlauf des Druckes in Abhängigkeit von der Zeit berechenbar ist. Bei keiner Leckage in einem Druckerfassungsraum strömt kein Fluid aus dem Druckerfassungsraum, so dass der Verlauf des Druckes im Wesentlichen eine Gerade mit der Steigung 0 ist mit einer additiven Konstante, welche dem Druck entspricht (y= m · t + n mit m=0 und n gleich dem im Wesentlichen konstanten Druck), wobei sich der Druck längerfristig aufgrund von Diffusion geringfügig verkleinern kann. Insbesondere wird eine Leckage in einem Druckerfassungsraum ermittelt, falls in einem Druckerfassungsraum der Betrag der Verkleinerung pro Zeiteinheit des Druckes in dem Druckerfassungsraumes größer ist als ein Referenzwert im Vergleich zu einem Druckerfassungsraum mit einem im Wesentlichen konstanten Druck oder einem fiktiven Druckerfassungsraum mit einem fiktiv konstanten Druck. Die Zeiteinheit ist vorzugsweise vorgegeben, beispielsweise 1 h, 3 h, 10 h, 1 d und/oder 3 d. Für unterschiedliche Zeiteinheiten gibt es unterschiedliche zugeordneten Referenzwerte. Als Parameter für die Veränderung des Druckes in Abhängigkeit von der Zeit kann beispielsweise der Betrag Druckänderung durch die Zeiteinheit dividiert werden und bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Referenzwertes für diesen Druckerfassungsraum wird eine Leckage in dem Druckerfassungsraum ermittelt. Als fiktiver Druckerfassungsraum wird vorzugsweise die Umgebung mit einem Umgebungsdruck oder der durchschnittliche Druck in tatsächlichen Druckerfassungsräumen verwendet.
In einer ergänzenden Variante sind die Druckbehälter, insbesondere sämtliche Druckbehälter, mit einer Verbindungsleitung, insbesondere einem Brennstoffleitungsrail, fluidleitend miteinander verbunden und die Verbindungsleitung einen Strömungsraum begrenzt.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung mündet die Verbindungsleitung in ein Betriebsventil als Schließorgan zur Leitung des Fluides zu einer Umwandlungseinheit, insbesondere einer Brennstoffzelleneinheit.
Vorzugsweise sind die Druckbehälter mit je einer Fluidöffnung ausgebildet zur Ein- und Ausleitung des Fluides in und aus den Druckbehältern durch die Fluidöffnungen und die Fluidöffnungen der Druckbehälter, insbesondere sämtlicher Druckbehälter, mit je einem Absperrorgan als Schließorgan öffenbar und schließbar sind. Vorzugsweise weisen die Druckbehälter nur je eine Fluidöffnung auf und bei dem geschlossenen Absperrorgan ist keine Fluid aus dem Druckbehälter ein- und ausleitbar.
In einer weiteren Variante sind die Druckerfassungsräume die von den Druckbehältern begrenzten Innenräume und/oder der von der Verbindungsleitung begrenzte Strömungsraum.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die Erfassung der Leckage in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren erfassbaren Druckdaten des Fluides der wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräume dahingehend erfassbar indem der Druck, insbesondere der zeitliche Verlauf, des Druckes, in wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen miteinander verglichen wird. Aus dem zeitlichen Verlauf des Druckes kann besonders zuverlässig auf die Leckage geschlossen werden, weil bei einer Leckage kontinuierlich das Fluid aus dem Druckerfassungsraum ausgeleitet wird und dadurch der Druck in dem Druckerfassungsraum stetig abnimmt. Insbesondere wird bei einer stetigen Verkleinerung des Druckes in einem Druckerfassungsraum eine Leckage in dem Druckerfassungsraum erfasst.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird der Druck, insbesondere der zeitliche Verlauf des Druckes, in wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen miteinander verglichen indem die Differenz des Druckes, insbesondere der zeitliche Verlauf der Differenz des Druckes, in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen mit wenigstens einem Referenzwert, insbesondere mehreren Referenzwerten, verglichen wird und bei einer Abweichung von den wenigstens einem Referenzwert, insbesondere mehreren Referenzwerten, die Leckage erfasst wird. Als Abweichung von dem wenigstens einen Referenzwert wird insbesondere betrachtet, wenn die Differenz größer ist als der Referenzwert, d. h. diesen überschreitet. Vorzugsweise wird als Differenz des Druckes der Betrag der Differenz bestimmt.
Zweckmäßig sind in Abhängigkeit von der Größe der Abweichung ein Servicehinweis, eine Warnung oder eine Notfallmeldung ausgebbar. Diese unterschiedlichen Hinweise, d. h. der Servicehinweis, die Warnung und die Notfallmeldung werden selektiv beispielsweise dadurch ermittelt, dass je einem Hinweis ein bestimmter Referenzwert zugeordnet ist. Aus der Größe der bestimmten Differenz kann somit mittels der entsprechenden unterschiedlichen Referenzwerte für die unterschiedlichen Hinweise der entsprechende Hinweis ermittelt und von der Recheneinheit ausgegeben werden. In einem Kraftfahrzeug werden die Hinweise beispielsweise an einer optischen und/oder akustischen Anzeigeeinrichtung ausgegeben.
In einer weiteren Variante ist die Erfassung des Druckes in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen erfassbar während die in die wenigstens zwei Druckerfassungsräume mündenden Schließorgane, insbesondere sämtliche in die wenigstens zwei Druckerfassungsräume mündenden Schließorgane, verschlossen sind. Das Schließen der Schließorgane, welche in die wenigstens 2 Druckerfassungsräume münden, ist notwendig, damit während der Erfassung des Druckes kein Fluid aus den Druckerfassungsräumen ausgeleitet wird, weil dies zu einer Reduzierung des Druckes führen würde und dadurch eine Leckage erfasst werden würde welche nicht vorhanden ist, weil das Ausleiten des Fluides aufgrund des geöffneten Schließorganes als Leckage betrachtet und erfasst werden könnte.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Druckbehältersystem ein Ableitungssystem für den mit dem Fluid befüllbaren wenigstens einen Druckbehälter zur Ausleitung des Fluides aus den wenigstens zwei Druckbehälter in die Umgebung ab dem Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes eines Ausleitungsparameters. insbesondere Temperatur und/oder Druck.
Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Druckbehältersystems mit mehreren Druckbehältern, welche Innenräume als Druckerfassungsräume begrenzen, für ein Kraftfahrzeug mit den Schritten: Einleiten eines Fluides als Kraftstoff durch wenigstens eine Fluidöffnung in wenigstens einen Druckbehälter, indem wenigstens ein Absperrorgan für die wenigstens eine Fluidöffnung geöffnet wird, so dass der wenigstens eine Innenraum des wenigstens einen Druckbehälters mit dem Fluid befüllt wird, Ausleiten des Fluides als Kraftstoff durch die wenigstens eine Fluidöffnung aus wenigstens einem Druckbehälter, indem das wenigstens eine Absperrorgan für die wenigstens eine Fluidöffnung geöffnet wird, so dass der wenigstens eine Innenraum des Druckbehälters mit dem Fluid entleert wird, Bevorraten des Fluides in den Innenräumen der Druckbehälter indem die Absperrorgane der Fluidöffnungen der Druckbehälter während eines Bevorratungszeitraumes geschlossen bleiben, Erfassen eines Druckes des Innenraumes des Druckbehälters mit einem Drucksensor, Bestimmen einer Leckage des Druckbehältersystems mit den von dem Drucksensor erfassten Daten mit eine Recheneinheit, wobei während eines Bevorratungszeitraumes die Schließorgane, welche zum Verschließen von wenigstens zwei Druckerfassungsräumen notwendig sind, stets geschlossen sind und während des Bevorratungszeitraumes in diesen wenigstens zwei Druckerfassungsräumen der Druck des Fluides in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen erfasst wird und in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren erfassbaren Druckdaten des Fluides in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen eine Leckage in dem Druckbehältersystem, insbesondere in je einem Druckerfassungsraum, erfasst wird.
In einer ergänzenden Variante wird die Leckage in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren erfassten Druckdaten in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen erfasst indem der Druck, insbesondere der zeitliche Verlauf des Druckes, in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen miteinander verglichen werden.
Vorzugsweise wird mit Temperatursensoren die Temperatur des Fluides in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen erfasst und in Abhängigkeit von dem mit den Temperatursensoren erfassten Temperaturdaten, insbesondere der zeitliche Verlauf der Temperatur, die Leckage in dem Druckbehältersystem erfasst wird. Beispielsweise kann somit ein Druckanstieg aufgrund einer Erhöhung der Temperatur eines Druckbehälters von den Temperatursensoren erfasst werden und bei der Bestimmung der Leckage berücksichtigt werden. Bei der Bestimmung der Differenz zwischen 2 Druckbehältern wird somit ein Druckbehälter mit einer Erhöhung des Druckes aufgrund einer lokal erhöhten Temperatur an dem Druckbehälter für die Bestimmung der Leckage nicht berücksichtigt oder der Druck kann anhand der ermittelten Temperatur korrigiert werden.
Erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, umfassend eine Karosserie, mehrere Räder, ein Druckbehältersystem, wenigstens eine Umwandlungseinheit als eine Brennstoffzelleneinheit und/oder einen Verbrennungsmotor, welcher mit dem brennbaren Fluid aus dem Druckbehältersystem betreibbar ist, zur Umwandlung elektrochemischer Energie des brennbaren Fluides in elektrische und/oder mechanische Energie, wobei das Druckbehältersystem als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Druckbehältersystem ausgebildet ist und/oder mit dem Kraftfahrzeug ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar ist.
Zweckmäßig wird mit Temperatursensoren die Temperatur des Fluides in wenigstens einem Druckerfassungsraum, insbesondere wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen, erfasst und in Abhängigkeit von dem mit dem wenigstens einen Temperatursensor, insbesondere den Temperatursensoren, erfassten Temperaturdaten, insbesondere der zeitliche Verlauf der Temperatur, vorzugsweise bei einem Überschreiten eines Grenzwertes, eine externe Wärmequelle, beispielsweise ein Feuer, als Gefahrensituation erfasst und vorzugsweise eine Gefahrenwarnung, insbesondere akustisch und/oder optisch, ausgegeben wird.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist mit dem in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Druckbehältersystem das in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Verfahren ausführbar.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird das in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Verfahren mit dem in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Druckbehältersystem ausgeführt.
In einer weiteren Variante sind die Druckbehälter mit nur je einer Fluidöffnung ausgebildet sind zur Ein- und Ausleitung des Fluides in und aus den Druckbehältern durch die Fluidöffnungen.
In einer weiteren Variante sind die Druckbehälter je von einer fluiddichten Hülle umschlossen, so dass je ein Zwischenraum zwischen je einer Hülle und je einem Druckbehälter ausgebildet ist und die Zwischenräume zwischen den Druckbehältern und den Hüllen die Druckerfassungsräume sind.
In einer ergänzenden Ausgestaltung sind die Druckbehälter von einem, insbesondere nur einem, fluiddichten Gehäuse umschlossen, so dass der Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und den Druckbehältern der Druckerfassungsraum ist.
In einer weiteren Variante ist die Erfassung des Druckes des Fluides in dem Druckbehältersystem in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen des Druckbehältersystems mit absoluten Drucksensoren erfassbar, so dass insbesondere die von den absoluten Drucksensoren erfassten Druckdaten zu vergleichen sind und/oder mit je wenigstens einem relativen Drucksensor für je zwei Druckerfassungsräume erfassbar sind indem der je wenigstens eine relative Drucksensor fluidleitend mit den je wenigstens zwei Druckerfassungsräumen verbunden ist.
Zweckmäßig ist der je eine Druckerfassungsraum ein Druckerfassungsraum dessen Druckdaten für die Erfassung der Leckage erfasst worden sind.
In einer ergänzenden Ausführungsform wird aus den Druckdaten von wenigstens zwei Druckerfassungsräumen die Leckage in je einem dieser wenigstens zwei Druckerfassungsräumen erfasst.
Erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Brennstoffzelleneinheit, ein Druckbehältersystem und vorzugsweise einem Ableitungssystem für den mit dem Fluid befüllbaren wenigstens einen Druckbehälter zur Ausleitung des brennbaren Fluides aus dem wenigstens einen Druckbehälter in die Umgebung ab dem Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes des Ausleitungsparameters, eine Gasfördervorrichtung zur Förderung eines gasförmigen Oxidationsmittels zu den Kathoden der Brennstoffzellen, wobei das Druckbehältersystem als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Druckbehältersystem ausgebildet ist.
Insbesondere ist für das Ableitungssystem der Ausleitungsparameter zur Steuerung und/oder Regelung des wenigstens einen Ablassventils, insbesondere TPRD, die Temperatur des Fluides in dem Druckbehälter und/oder die Temperatur des wenigstens einen Ablassventils und/oder der Druck des Fluides in dem Druckbehälter. Vorzugsweise ist somit ab dem Überschreiten des vorgegebenen Grenzwertes der Temperatur und/oder des vorgegebenen Grenzwertes des Druckes des Druckbehälters und/oder des Fluides in dem Druckbehälter und/oder der Temperatur des wenigstens einen Ablassventile ein Öffnen des wenigstens einen Ablassventils ausführbar, so dass das Ausleiten des Fluides aus der wenigstens einen Ablassöffnung ausführbar ist. Vorzugsweise ist der Ausleitungsparameter getrennt für je einen Druckbehälter erfassbar und die Steuerung und/oder Regelung, insbesondere das Öffnen, des dem jeweiligen Druckbehälter zugeordneten Ablassventils erfolgt in Abhängigkeit des für diesen jeweiligen Druckbehälter erfassten Ausleitungsparameters. Vorzugsweise umfasst der Ausleitungsparameter zwei Teilausleitungsparameter, nämlich die Temperatur und den Druck.
In einer zusätzlichen Variante umfasst das Ableitungssystem ein Betriebsventil.
Vorzugsweise ist das Fluid ein Gas, insbesondere Wasserstoff.
Vorzugsweise ist das Betriebsventil aktiv schließbar und öffenbar, insbesondere mittels eines Elektromagneten, und vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennstoffzelleneinheit. Während des Betriebes der Wandlungseinheit, insbesondere Brennstoffzelleneinheit, ist somit das Betriebsventil geöffnet und in einem abgeschalteten Betriebszustand der Wandlungseinheit, insbesondere der Brennstoffzelleneinheit, ist das Betriebsventil geschlossen.
In einer ergänzenden Ausführungsform umfasst die Brennstoffzelleneinheit ein Gehäuse und/oder eine Anschlussplatte.
In einer weiteren Variante umfasst die Brennstoffzelleneinheit wenigstens eine Verbindungsvorrichtung, insbesondere mehrere Verbindungsvorrichtungen, und Spannelemente zum Vorspannen des Brennstoffzellenstapels mit einer Druckkraft.
In einer weiteren Ausgestaltung umfassen die Brennstoffzellen jeweils eine Protonenaustauschermembran, eine Anode, eine Kathode, wenigstens eine Gasdiffusionsschicht und wenigstens eine Bipolarplatte.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Verbindungsvorrichtung als ein Bolzen ausgebildet und/oder ist stabförmig.
Zweckmäßig sind die Spannelemente als Spannplatten ausgebildet.
In einer weiteren Variante ist die Gasfördervorrichtung als ein Gebläse oder ein Kompressor ausgebildet.
Vorzugsweise ist der Brennstoff Wasserstoff, wasserstoffreiches Gas, Reformatgas oder Erdgas.
Zweckmäßig sind die Brennstoffzellen und/oder Komponenten im Wesentlichen eben und/oder scheibenförmig ausgebildet.
In einer ergänzenden Variante ist das Oxidationsmittel Luft mit Sauerstoff oder reiner Sauerstoff.
Vorzugsweise ist die Brennstoffzelleneinheit eine PEM-Brennstoffzelleneinheit mit PEM-Brennstoffzellen.
Figurenliste
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

1 einen Querschnitt eines Druckbehältersystems mit drei Druckbehältern in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 einen Längsschnitt des Druckbehälters gemäß 1
3 eine stark vereinfachte Darstellung eines Brennstoffzellensystems mit einer Brennstoffzelleneinheit und einem Druckbehältersystem,
4 einen Längsschnitt eines Druckbehälters in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
5 eine stark vereinfachte Darstellung eines Druckbehältersystems in einem zweiten Ausführungsbeispiel und
6 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeuges.

In 1 ist ein Druckbehältersystem 21 und in 2 ein Längsschnitt eines Druckbehälters 19 als ein Druckgasspeicher 20 abgebildet. In dem Druckgasspeicher 20 ist ein Fluid, nämlich das Gas Wasserstoff als Brennstoff, unter einem Druck von ungefähr 400 bis 800 bar in einem Innenraum 27 des Druckbehälters 19 gelagert. Der Innenraum 27 ist von einer zylindermantelförmige Behälterseitenwandung 23, einer im Wesentlichen scheibenförmigen Rückwandung 24 und einer ebenfalls im Wesentlichen scheibenförmigen Vorderwandung 25 begrenzt. Die Behälterseitenwandung 23, die Rückwandung 24 und die Vorderwandung 25 ist dabei aus Metall, insbesondere Stahl, oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet. In der Vorderwandung 25 ist eine Fluidöffnung 26 ausgebildet. Im Bereich der Fluidöffnung 26 der Vorderwandung 25 ist ein Ablassventil 28 als ein TPRD 29 (temperatur pressure relief device) befestigt. Das Ablassventil 28 weist eine Einleitungsöffnung 30 auf und die Fluidöffnung 26 der Vorderwandung 25 mündet in die Einleitungsöffnung 30. Ferner ist das Ablassventil 28 fluiddicht mit der Vorderwandung 25 verbunden. Ab dem Überschreiten nur eines vorgegebenen Grenzwertes eines Ausleitungsparameters des Ablassventil 28, nämlich dem Ableitungsparameter eines vorgegebenen Druckes des Fluides in dem Innenraum 27 und einer vorgegebenen Temperatur des Ablassventils 28, öffnet das Ablassventil 28 und leitet das Fluid von dem Innenraum 27 des Druckbehälters 19 in die Umgebung aus Sicherheitsgründen ab, um einen gefährlichen Überdruck zur Vermeidung einer Explosion zu verhindern. Das Ablassventil 28 ist thermisch gut leitend mit der Vorderwandung 25 des Druckbehälters 19 verbunden, sodass die Temperatur des Fluides in dem Innenraum 27 im Wesentlichen der Temperatur des Ablassventils 28 entspricht. Die vorgegebene Temperatur des Ausleitungsparameters ist beispielsweise 120° C oder 200°C und der vorgegebene Druck des Ausleitungsparameters bei einem maximal zulässigen Betriebsdruck des Druckbehälters 19 von 800 bar beträgt 850 bar. Dies bedeutet, dass bei einem Überschreiten des maximal zulässigen Betriebsdruck des Druckbehälters 19 um 50 bar das Ablassventil 28 geöffnet wird. In dem in 1 dargestellten Druckbehältersystem 21 sind 3 Druckbehälter 19 angeordnet und von einem im Wesentlichen quaderförmig Gehäuse 22 umschlossen. Das Gehäuse 22 ist fluiddicht ausgebildet. Zwischen dem Gehäuse 22 und den Druckbehältern 19 ist somit ein Zwischenraum 43 ausgebildet. Die Ablassventile 28 (nicht in 1 dargestellt) bilden damit ein Ableitungssystem 41.
Der Innenraum 27 des Druckbehälters 19 ist mit einer Druckleitung 10 als einer Brennstoffleitung 11 verbunden zum Ausleiten des Fluides aus dem Druckbehälter 19 für einen normalen Betrieb einer Brennstoffzelleneinheit 1 (3). In 3 ist ein Brennstoffzellensystem 5 mit dem Druckbehältersystem 21 und der Brennstoffzelleneinheit 1 dargestellt. Die Brennstoffzelleneinheit 1 umfasst einen Brennstoffzellenstapel 2 als einen Brennstoffzellenstack 2 und der Brennstoffzellenstack 2 ist von einem nicht dargestellten Gehäuse und vorzugsweise einer nicht dargestellten Anschlussplatte umschlossen. In dem Brennstoffzellenstack 2 sind eine große Anzahl an Brennstoffzellen 3, nämlich PEM-Brennstoffzellen 4, gestapelt angeordnet. Aufgrund der großen Anzahl der gestapelten Brennstoffzellen 3 von ungefähr 300 bis 400 Brennstoffzellen 3 sind diese in 3 aus Vereinfachungsgründen nicht alle dargestellt. In dem Brennstoffzellenstack 2 sind Kanäle zum Durchleiten des Brennstoffes Wasserstoff, Kanäle zum Durchleiten des Oxidationsmittel Luft und Kanäle zum Durchleiten von Kühlmittel ausgebildet (nicht dargestellt). Der Brennstoff Wasserstoff wird zu Anoden und das Oxidationsmittel Luft wird zu Kathoden der Brennstoffzellen 3 geleitet. Das Oxidationsmittel Luft wird mit einer Zufuhrleitung 9 und einer Gasfördereinrichtung 6, beispielsweise einem Gebläse 7 oder einem Kompressor 8, aus der Luft der Umgebung in den Brennstoffzellenstack 2 eingeleitet.
Der Brennstoff Wasserstoff wird aus dem Druckbehältersystem 21 durch eine Zufuhrleitung 17 in den Brennstoffzellenstack 2 eingeleitet. An jeden Druckbehälter 19 ist ein Absperrorgan 34 als ein Schließorgan 35 angeordnet im Bereich des Ablassventils 28. Das Absperrorgan 34 dient zum getrennten Schließen und Öffnen der einzelnen Druckbehälter 19. Das Absperrorgan 34 ist beispielsweise als ein Schließventil ausgebildet, welches mit einem Elektromagneten als Aktuator betätigbar ist. Zur Zuführung des Brennstoffes von den Druckbehältern 19 zu dem Brennstoffzellenstack 2 können somit in Abhängigkeit von dem Schließzustand des Absperrorganes 34 auch nur einzelne Druckbehälter 19 oder nur ein Druckbehälter 19 zur Ausleitung des Brennstoffes zu dem Brennstoffzellenstack 2 genutzt werden. Damit kann wenigstens ein Druckbehälter 19 selektiv ausgewählt werden zum Ausleiten des Brennstoffes zu dem Brennstoffzellenstack 2, sodass nach dem vollständigen Entleeren des wenigstens einen selektiv ausgewählten Druckbehälters 19 das wenigstens eine Absperrorgan 34 an den entleerten Druckbehälter 19 geschlossen und an wenigstens einem anderen Druckbehälter 19 das wenigstens eine andere Absperrorgan geöffnet wird zum Entleeren dieser anderen Druckbehälter 19. Abweichend hiervon können zum Entleeren des Druckbehältersystems 21 auch simultan sämtliche Absperrorgane 34 geöffnet werden, sodass während des Betriebes des Brennstoffzellenstacks 2 sämtliche Druckbehälter 19 simultan entleert werden. Das Schließorgan 35 ist ein Oberbegriff zu dem Absperrorgan 34 an den Druckbehältern 19 und dem Betriebsventil 15.
Die an dem Ablassventil 28 angeschlossene Brennstoffleitung 11 als Druckleitung 10 jeweils an den Druckbehältern 19 münden zunächst in ein Brennstoffleitungsrail 12 als Verbindungsleitung 12, welche auch eine Druckleitung 10 bildet. Auch in das Brennstoffleitungsrail 12 ist ein Ablassventil 28 als TPRD 29 eingebaut. Das Brennstoffleitungsrail 12 begrenzt einen Strömungsraum 44 zum Durchleiten des Fluides als den Kraftstoff Wasserstoff. Von dem Brennstoffleitungsrail 12 wird der Brennstoff aus den 3 Druckbehältern 19 durch eine Hochdruckleitung 14 mit dem Druck von ungefähr 800 bar einem Betriebsventil 15 zugeführt und von dem Betriebsventil 15 durch eine weitere Hochdruckleitung 14 einem Druckminderer 18. Das Betriebsventil 15 öffnet nur während eines Betriebes der Brennstoffzelleneinheit 1 und bei einer abgeschalteten Brennstoffzelleneinheit 1 ist das Betriebsventil 15 geschlossen. In dem Druckminderer 18 erfolgt eine Reduzierung des Druckes des Brennstoffes in eine Mitteldruckleitung 13 von ungefähr 10 bar bis 20 bar. Aus der Mitteldruckleitung 13 wird der Brennstoff zu einem Injektor 16 oder einem Dosierventil 16 geleitet. An dem Injektor 16 wird der Druck des Brennstoffes auf einen Einblasdruck zwischen 1 bar und 3 bar reduziert. Von dem Injektor 16 wird der Brennstoff der Zufuhrleitung 17 für Brennstoff (3) zugeführt und von der Zufuhrleitung 17 den Kanälen für Brennstoff des Brennstoffzellenstacks 2.
In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Druckbehälters 19 dargestellt. Der Druckbehälter 19, d. h. die Behälterseitenwandung 23, die Rückwandung 24 und die Vorderwandung 25 des Druckbehälters 19, ist zusätzlich von einer fluiddichten Hülle 42 aus Metall oder Kunststoff, insbesondere faserverstärkten Kunststoff, umgeben. Zwischen dem Druckbehälter 19 und der Hülle 42 ist somit der Zwischenraum 43 ausgebildet. Der Zwischenraum 43 ist bezüglich der Umgebung fluiddicht.
Die Innenräume 27 der Druckbehälter 19, der Strömungsraum 44 des Brennstoffleitungsrails 12, der Zwischenraum 43 zwischen dem Druckbehälter 19 und der Hülle 42 sowie der Zwischenraum 43 zwischen den Druckbehältern 19 und dem Gehäuse 22 bilden je einen Druckerfassungsraum 31. In dem Druckbehältersystem 21 ist an jedem Druckerfassungsraum 31 ein Drucksensor 32 und ein Temperatursensor 33 angeordnet. Damit können für sämtliche Druckerfassungsräume 31 unabhängig voneinander der Druck und die Temperatur erfasst werden. Die von den Drucksensoren 32 erfassten Druckdaten und die von den Temperatursensoren 33 erfassten Temperaturdaten werden mit nicht dargestellten Datenleitungen zu einer Recheneinheit 36 als einer Steuerungs- und/oder Regeleinheit 36 geleitet und ausgewertet. In der Recheneinheit 36 wird während eines Bevorratungszeitraumes der Druckbehälter 19, bei welchem sämtliche Absperrorgane 34 an den Druckbehältern 19 geschlossen sind, der Verlauf des Druckes in den Druckbehältern 19 erfasst und ausgewertet, indem der Druck, insbesondere der Verlauf des Druckes, in den Druckbehältern 19 miteinander verglichen wird. Dabei wird die Differenz des Druckes in den Innenräumen 19 zwischen unterschiedlichen Druckbehälter 19 ermittelt und mit Referenzwerten verglichen und bei einer Abweichung von den Referenzwerten wird eine Leckage in einem Druckbehälter 19 erfasst. Beispielsweise beträgt der Referenzwert 10 bar und bei einer Abweichung der Differenz des Druckes des Brennstoffes in den Innenräumen 27 von 2 Druckbehältern 19 von dem Referenzwert nach einer vorgegebenen Zeitdauer wird eine Leckage in dem Druckbehälter 19 mit dem kleineren Druck erfasst. Als Differenz wird der Betrag der Differenz des Druckes in den 2 Druckbehältern 19 bestimmt. Als eine Abweichung von dem Referenzwert wird somit ein Überschreiten des ermittelten Betrages der Differenz von dem Referenzwert betrachtet. Der Referenzwert für die Leckage kann dabei auch mit empirischen Kriterien während des Betriebes des Druckbehältersystems 21 mittels Algorithmen in der Recheneinheit 36 verändert und angepasst werden. Darüber hinaus können in der Recheneinheit 36 auch Referenzwerte mit einer unterschiedlichen Größe abgespeichert werden, sodass ab dem Abweichen von den unterschiedlichen Referenzwerten unterschiedliche Hinweise ausgegeben werden, beispielsweise ein Servicehinweis, eine Warnung oder eine Notfallmeldung. Aus dem Vergleich der Drücke in den Druckerfassungsräumen 31, insbesondere den Innenräumen 27 der Druckbehälter 19, kann somit auf eine Leckage in einem einzelnen Druckbehälter 19 oder in mehreren Druckbehältern 19 geschlossen werden.
Abweichend hiervon kann die Differenz des Druckes des Brennstoffes bestimmt werden, indem die Differenz zwischen dem Druck in nur einem Druckbehälter 19 und dem durchschnittlichen Druck in sämtlichen anderen Druckbehälter 19, insbesondere dem durchschnittlichen Druck in sämtlichen anderen Druckbehältern 19 ohne dem nur einen Druckbehälter 19 dessen Leckage ermittelt werden soll, bestimmt werden.
Diese oben dargestellte Vorgehensweise kann auch zur Bestimmung einer Leckage in dem Strömungsraum 44 als dem Druckerfassungsraum 31 des Brennstoffleitungsrails 12 ausgeführt werden. Während des Bevorratungszeitraumes sind sämtliche Schließorgane 35, d. h. das Betriebsventil 15 und sämtliche Absperrorgane 34 an dem Druckbehälter 19 geschlossen, sodass bei einer Undichtigkeit des Strömungsraum 44, d. h. des Brennstoffleitungsrails 12, der Druck des Brennstoffes in dem Strömungsraum 44 stetig und stark abnimmt und bei dichten Druckbehältern 19 der Druck in den Druckbehältern 19 konstant bleibt. Für die Erfassung der Leckage in dem Strömungsraum 44 wird somit die Differenz zwischen dem Druck in dem Strömungsraum 44 und dem Druck in wenigstens einem Innenraum 27 wenigstens eines Druckbehälters 19 verwendet. Dabei kann insbesondere auch der durchschnittliche Druck in sämtlichen Druckbehälter 19 für die Bestimmung der Differenz verwendet werden.
Eine Leckage in den Druckbehälter 19 gemäß 4 führt zu einer Erhöhung des Druckes in dem Zwischenraum 43 mit dem undichten Druckbehälter 19. Dabei wird zur Erfassung der Leckage eines Druckbehälters 19 in dem Zwischenraum 43 die Differenz zwischen dem Druck in dem Zwischenraum 43 und dem Druck in dem Zwischenraum 43 vor der Erhöhung des Druckes oder zu dem Umgebungsdruck bestimmt. Soweit in dem Zwischenraum 43 mehrere Druckbehälter 19 vorhanden sind, kann lediglich auf die Leckage von wenigstens einem Druckbehälter 19 in dem Zwischenraum 43 geschlossen werden und nicht bestimmt werden, welcher der Druckbehälter 19 in dem Zwischenraum 43 eine Undichtigkeit aufweist. Die oben dargestellte Vorgehensweise kann somit auch zur Erfassung einer Leckage in Druckbehältern 19 in dem Zwischenraum 43 gemäß 1 angewendet werden.
Für die Erfassung der Leckage in einem Druckerfassungsraum 31 werden optional nicht nur die Druckdaten von den Drucksensoren 32 verwendet, sondern auch die Temperaturdaten von den Temperatursensoren 33 an den Druckerfassungsräumen 31 und zusätzlich von einem nicht dargestellten Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur in der Umgebung. Eine lokale Temperaturerhöhung an nur einem Druckbehälter 19 verursacht eine Erhöhung des Druckes in dem nur einen Druckbehälter 19 aufgrund der größeren Temperatur des Druckbehälters 19 und dies kann quantitativ mittels der allgemeinen Gasgleichung bestimmt werden. In der Recheneinheit 36 wird ein derartiger aufgrund eines lokalen Temperaturanstieges vergrößerten Druckes in dem Druckbehälter 19 berücksichtigt, sodass sich hieraus keine Fehler für die Erfassung der Leckage ergeben. Darüber hinaus können aufgrund der Erfassung der Temperaturen getrennt an den Druckbehältern 19 auch Gefahrenwarnungen aufgrund der lokal erhöhten Temperatur ausgegeben werden.
Das in 5 stark vereinfacht dargestellte Druckbehältersystem 21 weist eine große Anzahl an Druckbehältern 19 mit einem kleinen Durchmesser und einer geringen Bauhöhe auf, so dass das Druckbehältersystem 21 mit einer kleinen Bauhöhe auch in einem Kraftfahrzeug 37 untenseitig unter der Karosserie 39 des Kraftfahrzeuges 37 befestigt werden kann.
Ein in 6 dargestelltes Kraftfahrzeug 37, beispielsweise ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, umfasst eine Karosserie 39 und 4 Räder 38. In das Kraftfahrzeug 37 ist das in 3 dargestellte Brennstoffzellensystem 5 mit der Brennstoffzelleneinheit 1 und dem Druckbehältersystem 21 eingebaut. Die Brennstoffzelleneinheit 1 wandelt die in dem Brennstoff Wasserstoff vorhandene elektrochemische Energie in elektrische Energie um. Die elektrische Energie als elektrischer Strom, welcher von der Brennstoffzelleneinheit 1 erzeugt wird, wird in dem Kraftfahrzeug 37 insbesondere dazu verwendet, um einen Antriebsmotor als Traktionselektromotor zur Traktion und zum Antrieb des Kraftfahrzeuges 37 mit elektrischer Energie zu versorgen. Das Druckbehältersystem 21 ist untenseitig unter der Karosserie 39 des Kraftfahrzeuges 37 befestigt.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Druckbehältersystem 21, dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben des Druckbehältersystems 21 und dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 37 wesentliche Vorteile verbunden. In der Recheneinheit 36 werden die in den Druckerfassungsräumen 31, insbesondere den Innenräumen 27 der Druckbehälter 19 und dem Strömungsraum 44 des Brennstoffleitungsrails 12, erfassten Druckdaten und Temperaturdaten ausgewertet und aus einem Vergleich, insbesondere des Verlaufes des Druckes in Abhängigkeit von der Zeit, kann auf die Leckage in Druckerfassungsräumen 31 und damit auf die Leckage von Druckbehältern 19 geschlossen werden. Dies ermöglicht es, gezielt Hinweise zu geben, sodass dadurch die Sicherheit des Druckbehältersystems 21 wesentlich verbessert wird. Dies ist insbesondere bei der Anwendung des Druckbehältersystems 21 in Kraftfahrzeugen 37 von Vorteil.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015219766 A1 [0004]
DE 102016204073 A1 [0005]

Claims

Druckbehältersystem (21) für ein Kraftfahrzeug (37), umfassend - wenigstens zwei Druckbehälter (19), welcher je einen Innenraum (27) begrenzen, zur Befüllung mit einem Fluid als Kraftstoff, - einen Drucksensor (32) zur Erfassung des Druckes in dem Druckbehältersystem (21), - eine Recheneinheit (36) zur Bestimmung einer Leckage des Druckbehältersystems (21) mit den von dem Drucksensor (32) erfassten Daten, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbehältersystem (21) wenigstens zwei Drucksensoren zur Erfassung des Druckes des Fluides in wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) in dem Druckbehältersystem (21) umfasst, so dass mit je einem Drucksensor (32) der Druck in dem je einen Druckerfassungsraum (31) erfassbar ist und in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren (32) erfassbaren Druckdaten des Fluides in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) eine Leckage in dem Druckbehältersystem (21), insbesondere in je einem Druckerfassungsraum (31), erfassbar ist.
Druckbehältersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf, insbesondere die Veränderung, des Druckes des Fluides in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen (31) mit den wenigstens zwei Drucksensoren (32) in Abhängigkeit von der Zeit erfassbar ist und in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf des Druckes des Fluides in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen (31) die Leckage in dem Druckbehältersystem (21), insbesondere in je einem Druckerfassungsraum, erfassbar ist.
Druckbehältersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbehälter (19), insbesondere sämtliche Druckbehälter (19), mit einer Verbindungsleitung (12), insbesondere einem Brennstoffleitungsrail (12), fluidleitend miteinander verbunden sind und die Verbindungsleitung (12) einen Strömungsraum (44) begrenzt.
Druckbehältersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (12) in ein Betriebsventil (15) als Schließorgan (35) mündet zur Leitung des Fluides zu einer Umwandlungseinheit (40), insbesondere einer Brennstoffzelleneinheit (1).
Druckbehältersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbehälter (19) mit je einer Fluidöffnung (26) ausgebildet sind zur Ein- und Ausleitung des Fluides in und aus den Druckbehältern (19) durch die Fluidöffnungen (26) und die Fluidöffnungen (26) der Druckbehälter (19), insbesondere sämtlicher Druckbehälter (19), mit je einem Absperrorgan (34) als Schließorgan (35) öffenbar und schließbar sind.
Druckbehältersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerfassungsräume (31) die von den Druckbehältern (19) begrenzten Innenräume (27) und/oder der von der Verbindungsleitung (12) begrenzte Strömungsraum (44) sind.
Druckbehältersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Leckage in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren (32) erfassbaren Druckdaten des Fluides der wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräume (31) dahingehend erfassbar ist indem der Druck, insbesondere der zeitliche Verlauf, des Druckes, in wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) miteinander verglichen wird.
Druckbehältersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck, insbesondere der zeitliche Verlauf des Druckes, in wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) miteinander verglichen wird indem die Differenz des Druckes, insbesondere der zeitliche Verlauf der Differenz des Druckes, in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) mit wenigstens einem Referenzwert, insbesondere mehreren Referenzwerten, verglichen wird und bei einer Abweichung von den wenigstens einen Referenzwert, insbesondere mehreren Referenzwerten, die Leckage erfasst wird.
Druckbehältersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Größe der Abweichung ein Servicehinweis, eine Warnung oder eine Notfallmeldung ausgebbar sind.
Druckbehältersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Druckes in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen (31) erfassbar ist während die in die wenigstens zwei Druckerfassungsräume (31) mündenden Schließorgane (35), insbesondere sämtliche in die wenigstens zwei Druckerfassungsräume (31) mündenden Schließorgane (35), verschlossen sind.
Druckbehältersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbehältersystem (21) ein Ableitungssystem (41) für den mit dem Fluid befüllbaren wenigstens einen Druckbehälter (19) zur Ausleitung des Fluides aus den wenigstens zwei Druckbehälter (19) in die Umgebung ab dem Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes eines Ausleitungsparameters, insbesondere Temperatur und/oder Druck, umfasst.
Verfahren zum Betreiben eines Druckbehältersystems (21) mit mehreren Druckbehältern (19), welche Innenräume (27) als Druckerfassungsräume (31) begrenzen, für ein Kraftfahrzeug (37) mit den Schritten: - Einleiten eines Fluides als Kraftstoff durch wenigstens eine Fluidöffnung (26) in wenigstens einen Druckbehälter (19), indem wenigstens ein Absperrorgan (34, 35) für die wenigstens eine Fluidöffnung (26) geöffnet wird, so dass der wenigstens eine Innenraum (27) des wenigstens einen Druckbehälters (19) mit dem Fluid befüllt wird, - Ausleiten des Fluides als Kraftstoff durch die wenigstens eine Fluidöffnung (26) aus wenigstens einem Druckbehälter (19), indem das wenigstens eine Absperrorgan (34, 35) für die wenigstens eine Fluidöffnung (26) geöffnet wird, so dass der wenigstens eine Innenraum (27) des Druckbehälters (19) mit dem Fluid entleert wird, - Bevorraten des Fluides in den Innenräumen (27) der Druckbehälter (19) indem die Absperrorgane (34, 35) der Fluidöffnungen (26) der Druckbehälter (19) während eines Bevorratungszeitraumes geschlossen bleiben, - Erfassen eines Druckes des Innenraumes (27) des Druckbehälters (19) mit einem Drucksensor (32), - Bestimmen einer Leckage des Druckbehältersystems (21) mit den von dem Drucksensor (32) erfassten Daten mit eine Recheneinheit (36), dadurch gekennzeichnet, dass während eines Bevorratungszeitraumes die Schließorgane (34, 35), welche zum Verschließen von wenigstens zwei Druckerfassungsräumen (31) notwendig sind, stets geschlossen sind und während des Bevorratungszeitraumes in diesen wenigstens zwei Druckerfassungsräumen (31) der Druck des Fluides in den wenigstens zwei Druckerfassungsräumen (31) erfasst wird und in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren (32) erfassbaren Druckdaten des Fluides in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) eine Leckage in dem Druckbehältersystem (21), insbesondere in je einem Druckerfassungsraum (31), erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckage in Abhängigkeit von den mit den wenigstens zwei Drucksensoren (32) erfassten Druckdaten in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) erfasst wird indem der Druck, insbesondere der zeitliche Verlauf des Druckes, in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) miteinander verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit Temperatursensoren (33) die Temperatur des Fluides in den wenigstens zwei unterschiedlichen Druckerfassungsräumen (31) erfasst wird und in Abhängigkeit von dem mit den Temperatursensoren (33) erfassten Temperaturdaten, insbesondere der zeitliche Verlauf der Temperatur, die Leckage in dem Druckbehältersystem (21) erfasst wird.
Kraftfahrzeug (37), umfassend - eine Karosserie (39), - mehrere Räder (38), - ein Druckbehältersystem (31), - wenigstens eine Umwandlungseinheit (40) als eine Brennstoffzelleneinheit (1) und/oder einen Verbrennungsmotor, welcher mit dem brennbaren Fluid aus dem Druckbehältersystem (21) betreibbar ist, zur Umwandlung elektrochemischer Energie des brennbaren Fluides in elektrische und/oder mechanische Energie, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbehältersystem (21) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist und/oder mit dem Kraftfahrzeug (37) ein Verfahren gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 12 bis 14 ausführbar ist.