DE102022111749A1

DE102022111749A1 - Tank connection for hydrogen tank with communication device

Info

Publication number: DE102022111749A1
Application number: DE102022111749.9A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Frenz; Jan Lange
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2022-05-11
Filing date: 2022-05-11
Publication date: 2023-11-16

Abstract

Tankanschluss (1) für einen Drucktank zur Speicherung von Gas, insbesondere von Wasserstoff, in einem gasbetriebenen Fahrzeug, geeignet zum Anschluss an einen Rohrstutzen (20) einer Gastankstelle, wobei der Tankanschluss (1) einen Grundkörper (3) und einen rohrartigen Anschlusszapfen (2) umfasst, sowie eine Kommunikationsvorrichtung (4), die eine Platine (5) und zumindest ein Kommunikationselement (6) aufweist, und derart gestaltet ist, dass eine drahtlose Kommunikation zwischen Fahrzeug und Tankstelle bei einem Tankvorgang erfolgen kann, wobei eine Schutzkappe (10) für den Anschlusszapfen (2) vorhanden ist, welche zumindest ein Erkennungselement (11) aufweist, das so gestaltet ist und derart mit der Kommunikationsvorrichtung (4) drahtlos zusammenwirkt, dass die Kommunikationsvorrichtung (4) erkennen und ein entsprechendes Signal abgeben kann, wenn die Schutzkappe (10) auf dem Anschlusszapfen (2) aufgesteckt ist.Tank connection (1) for a pressure tank for storing gas, in particular hydrogen, in a gas-powered vehicle, suitable for connection to a pipe socket (20) of a gas filling station, the tank connection (1) having a base body (3) and a tubular connecting pin (2 ), as well as a communication device (4) which has a circuit board (5) and at least one communication element (6), and is designed such that wireless communication between the vehicle and the gas station can take place during a refueling process, wherein a protective cap (10) for the connecting pin (2), which has at least one detection element (11) which is designed and interacts wirelessly with the communication device (4) in such a way that the communication device (4) can detect and emit a corresponding signal when the protective cap (10) is attached to the connecting pin (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Tankanschluss für einen Drucktank zur Speicherung von Gas, insbesondere von Wasserstoff, in einem gasbetriebenen Fahrzeug. Wobei der Tankanschluss geeignet ist zum Anschluss an einen Rohrstutzen einer Gastankstelle, um den Drucktank zu befüllen. Der Tankanschluss umfasst einen Grundkörper und einen rohrartigen Anschlusszapfen, sowie eine Kommunikationsvorrichtung, die eine Platine und zumindest ein Kommunikationselement aufweist, und derart gestaltet ist, dass eine drahtlose Kommunikation zwischen Fahrzeug und Gastankstelle bei einem Tankvorgang erfolgen kann. Der Rohrstutzen ist hier eine Art Zapfpistole an einem Tankschlauch der Gastankstelle. Die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Gastankstelle erfolgt von der Kommunikationsvorrichtung des Fahrzeugs zu einer weiteren Kommunikationsvorrichtung am Rohrstutzen der Gastankstelle.The invention relates to a tank connection for a pressure tank for storing gas, in particular hydrogen, in a gas-powered vehicle. The tank connection is suitable for connecting to a pipe socket of a gas filling station in order to fill the pressure tank. The tank connection comprises a base body and a tubular connection pin, as well as a communication device which has a circuit board and at least one communication element and is designed such that wireless communication between the vehicle and the gas filling station can take place during a refueling process. The pipe socket here is a kind of fuel nozzle on a fuel hose at the gas station. The communication between the vehicle and the gas filling station takes place from the communication device of the vehicle to another communication device on the pipe socket of the gas filling station.

Im Stand der Technik sind Tankanschlüsse für Drucktanks von gasbetriebenen Fahrzeugen seit langem bekannt. Auch Tankanschlüsse mit Kommunikationseinrichtung sind bekannt. So wird im SAE-Standard vorgeschrieben, welche Informationen und wie diese vom Fahrzeug an die Gastankstelle übermittelt werden müssen. Dabei wird üblicherweise eine Infrarot-Schnittstelle verwendet, über die Daten zu Tanktyp, Temperatur, Druck und Füllvolumen an die Gastankstelle mitgeteilt werden.Tank connections for pressure tanks of gas-powered vehicles have long been known in the prior art. Tank connections with communication devices are also known. The SAE standard specifies which information and how it must be transmitted from the vehicle to the gas filling station. An infrared interface is usually used, via which data on the tank type, temperature, pressure and filling volume are communicated to the gas filling station.

Ein Tankanschluss für Drucktanks mit einer verbesserten Kommunikationseinrichtung ist beispielsweise in der US 10800281 A1 beschrieben. Hier wird parallel zur Infrarot-Schnittstelle eine zweite Kommunikationsverbindung als NFC-Verbindung (near field communication) aufgebaut, über die zuverlässiger und in beide Richtungen Informationen zwischen Fahrzeug und Tankstelle ausgetauscht werden können. So ist eine bi-direktionale Kommunikation während des Tankvorgangs möglich.A tank connection for pressure tanks with an improved communication device is, for example, in the US 10800281 A1 described. Here, a second communication connection is set up parallel to the infrared interface as an NFC connection (near field communication), via which information can be exchanged between the vehicle and the gas station more reliably and in both directions. This makes bi-directional communication possible during the refueling process.

Zu beachten ist beim Tankvorgang an einer Gastankstelle, insbesondere an einer Wasserstoff-Tankstelle, dass nicht nur die hohen Gasdrücke von teilweise bis zu 800 bar sicher beherrscht werden müssen, sondern auch dass erhöhte Explosionsgefahr besteht und daher Fehler beim Tankvorgang unbedingt vermieden werden müssen. Daher sind in der direkten Umgebung der Verbindung zwischen Tankanschluss und Rohrstutzen der Gastankstelle besondere Explosionsschutz-Maßnahmen einzuhalten. Allerdings ist beim Tankvorgang aufgrund zahlreicher manuell ausgeführter Schritte immer auch die Gefahr von Fehlbedienung vorhanden.When refueling at a gas filling station, especially at a hydrogen filling station, it should be noted that not only the high gas pressures of up to 800 bar must be safely controlled, but also that there is an increased risk of explosion and therefore errors during the refueling process must be avoided at all costs. Therefore, special explosion protection measures must be observed in the immediate vicinity of the connection between the tank connection and the pipe socket of the gas filling station. However, there is always a risk of incorrect operation during the refueling process due to the numerous manually carried out steps.

Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen verbesserten Tankanschluss für einen solchen Drucktank zu entwickeln, der einfacher und zuverlässiger zu bedienen ist und der die Gefahr von Fehlbedienung beim Betanken an der Gastankstelle reduziert.The object of the invention is now to develop an improved tank connection for such a pressure tank, which is easier and more reliable to operate and which reduces the risk of incorrect operation when refueling at the gas filling station.

Die Aufgabe wird für den Tankanschluss erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved for the tank connection according to the invention by an embodiment according to independent claim 1. Further advantageous embodiments of the present invention can be found in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Tankanschluss zeichnet sich dadurch aus, dass eine Schutzkappe für den Anschlusszapfen vorhanden ist, welche zumindest ein Erkennungselement aufweist, das so gestaltet ist und derart mit der Kommunikationsvorrichtung drahtlos zusammenwirkt, dass die Kommunikationsvorrichtung erkennen und ein entsprechendes Signal abgeben kann, wenn die Schutzkappe auf dem Anschlusszapfen aufgesteckt ist.The tank connection according to the invention is characterized in that there is a protective cap for the connecting pin, which has at least one detection element which is designed and interacts wirelessly with the communication device in such a way that the communication device can detect and emit a corresponding signal when the protective cap is on is attached to the connecting pin.

Das bietet den wesentlichen Vorteil, dass nach dem Tankvorgang sichergestellt ist, dass auf Basis des Signals angezeigt werden kann, ob die Schutzkappe ordnungsgemäß aufgesteckt ist und den Tankanschluss schützt.This offers the main advantage that after the refueling process it is ensured that the signal can be used to indicate whether the protective cap is properly attached and protects the tank connection.

Die Anzeige kann beispielsweise ein optisches oder akustisches Warnsignal am Armaturenbrett beziehungsweise in der Fahrerkabine sein, beispielsweise wenn das Fahrzeug gestartet wird, ohne dass die Schutzkappe aufgesteckt ist. Oder die Anzeige kann schon ausgelöst werden, wenn der Tankvorgang beendet und der Rohrstutzen abgenommen wird. Dabei kann die Anzeige mit einer zeitlichen Verzögerung erfolgen. The display can, for example, be a visual or acoustic warning signal on the dashboard or in the driver's cab, for example if the vehicle is started without the protective cap being attached. Or the display can be triggered when the refueling process is finished and the pipe socket is removed. The display can take place with a time delay.

Des Weiteren kann die Anzeige erfolgen, wenn ein Tankdeckel über dem Tankanschluss geschlossen wird, ohne dass die Schutzkappe erkannt wird. Die Anzeige kann alternativ oder zusätzlich auch direkt am Tankanschluss vorhanden sein.Furthermore, the display can occur if a tank cap is closed over the tank connection without the protective cap being recognized. Alternatively or additionally, the display can also be present directly on the tank connection.

Das Aufstecken der Schutzkappe ist wichtig, da der Tankanschluss ansonsten während des Fahrzeugbetriebs verschmutzt oder beschädigt werden kann und dann beim nächsten Tankvorgang ein Risiko für Fehlfunktion besteht. Andererseits wird diese Schutzkappe leicht vergessen aufzustecken oder geht verloren, wenn nicht darauf geachtet wird. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen, die in rauher Umgebung betrieben werden, ist dieser Schutz besonders wichtig.Putting on the protective cap is important because otherwise the tank connection can become dirty or damaged during vehicle operation and there is then a risk of malfunction the next time you refuel. On the other hand, this protective cap is easily forgotten to put on or lost if care is not taken. This protection is particularly important for commercial vehicles that are operated in harsh environments.

Die Schutzkappe ist bevorzugt als eine Art Rohrkappe aus Kunststoff ausgeführt. Sie wird auf den Anschlusszapfen aufgesteckt, wenn der Tankanschluss nicht benutzt wird. Wobei unter Aufstecken auch Aufschrauben oder ähnliches verstanden wird.The protective cap is preferably designed as a type of pipe cap made of plastic. It is plugged onto the connecting pin when the tank connection is not in use. Plugging on also means screwing on or something similar.

Die kontaktlose Erkennung der Schutzkappe ist zudem gut geeignet für Bereiche, in denen ex-Schutz gewährleistet sein muss. Hier können keine mechanischen Kontakte verwendet werden. Das Erkennungselement kann beispielsweise in die Schutzkappe integriert sein. Es kann nachträglich in die Schutzkappe eingearbeitet oder daran befestigt werden, oder es kann beispielsweise schon im Fertigungsverfahren integriert werden, etwa wenn die Schutzkappe im Spritzgussverfahren hergestellt wird. Insbesondere können auch mehrere Erkennungselemente vorhanden sein. Bevorzugt ist das Erkennungselement an der Seite der Schutzkappe angeordnet, die bei aufgesteckter Schutzkappe zum Fahrzeug zugewandt ist.The contactless detection of the protective cap is also well suited for areas where explosion protection must be guaranteed. Mechanical contacts cannot be used here. The detection element can be integrated into the protective cap, for example. It can be subsequently incorporated into the protective cap or attached to it, or it can, for example, be integrated into the manufacturing process, for example if the protective cap is manufactured using an injection molding process. In particular, several recognition elements can also be present. The detection element is preferably arranged on the side of the protective cap which faces the vehicle when the protective cap is attached.

Insbesondere ist der Tankanschluss so gestaltet, dass der Abstand zwischen dem Kommunikationselement und dem Erkennungselement bei aufgesteckter Schutzkappe maximal 100 mm, bevorzugt maximal 50 mm beträgt. Dadurch ist gewährleistet, dass die kontaktlose Erkennung immer zuverlässig funktioniert. Als Mindestabstand kann ein Abstand von 20 mm angesehen werden.In particular, the tank connection is designed such that the distance between the communication element and the detection element is a maximum of 100 mm, preferably a maximum of 50 mm, when the protective cap is attached. This ensures that contactless detection always works reliably. A distance of 20 mm can be considered the minimum distance.

Die Kommunikationsvorrichtung ist über eine Kabelverbindung mit einem Steuergerät des Fahrzeugs verbunden.The communication device is connected to a control unit of the vehicle via a cable connection.

In einer vorteilhaften Ausführung ist das Erkennungselement ringförmig ausgebildet oder die Erkennungselemente sind ringförmig angeordnet. Dabei können beispielsweise drei oder mehr Erkennungselemente ringförmig um die Mittelachse der Schutzkappe angeordnet sein. So kann die Erkennung unabhängig von der Drehposition zuverlässig erfolgen.In an advantageous embodiment, the detection element is designed in a ring shape or the detection elements are arranged in a ring shape. For example, three or more detection elements can be arranged in a ring around the central axis of the protective cap. This means that detection can be carried out reliably regardless of the rotation position.

Bevorzugt ist das Erkennungselement als ferromagnetisches Element ausgebildet, so kann die Kommunikationsvorrichtung einen induktiven Sensor oder einen Hall-Sensor zur Erkennung des Erkennungselements umfassen, der die Annäherung des Erkennungselements, welches in der Schutzkappe integriert ist, detektiert und somit erkennt, ob die Schutzkappe ordnungsgemäß aufgesteckt ist.The detection element is preferably designed as a ferromagnetic element, so the communication device can include an inductive sensor or a Hall sensor for detecting the detection element, which detects the approach of the detection element, which is integrated in the protective cap, and thus detects whether the protective cap is properly attached is.

In einer anderen bevorzugten Ausführung ist das Erkennungselement als RFID-Chip ausgebildet ist und die Kommunikationsvorrichtung des Tankanschlusses ist so gestaltet, dass eine Erkennung des RFID-Chips möglich ist. Damit wird die Erkennung der Schutzkappe noch zuverlässiger.In another preferred embodiment, the recognition element is designed as an RFID chip and the communication device of the tank connection is designed so that recognition of the RFID chip is possible. This makes the detection of the protective cap even more reliable.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Kommunikationselement als NFC-Element ausgeführt ist, und wenn dieses bevorzugt so ausgeführt ist, dass es sowohl die drahtlose Kommunikation zwischen Fahrzeug und Gastankstelle als auch die Erkennung der Schutzkappe über das Erkennungselement ermöglicht. Das ist möglich, indem beispielsweise die Spule, die im NFC-Element vorhanden ist, direkt auch als induktiver Sensor für die Erkennung eines ferromagnetischen Elements in der Schutzkappe genutzt wird. Oder wenn beispielsweise das NFC-Element genutzt wird, um den RFID-Chip in der Schutzkappe zu erkennen. Dadurch wird der Aufbau des Kommunikationselements einfacher und die Erkennung zudem zuverlässiger.In particular, it is advantageous if the communication element is designed as an NFC element, and if this is preferably designed in such a way that it enables both wireless communication between the vehicle and the gas station and the detection of the protective cap via the detection element. This is possible, for example, by using the coil that is present in the NFC element directly as an inductive sensor for detecting a ferromagnetic element in the protective cap. Or, for example, if the NFC element is used to recognize the RFID chip in the protective cap. This makes the structure of the communication element easier and the detection more reliable.

Eine zusätzliche Verbesserung wird erreicht, wenn die Kommunikationsvorrichtung zumindest eine LED, bevorzugt mehrere LEDs, besonders bevorzugt mehrere verschiedenfarbige LEDs umfasst, welche derart angesteuert werden, dass sie unterschiedliche Zustände beim Ladevorgang anzeigen können. So kann beispielsweise mit unterschiedlichen Zeichen oder LEDs angezeigt werden, wenn keine Kommunikationsverbindung besteht oder wenn die Kommunikationsverbindung erfolgreich aufgebaut wurde. Zusätzlich kann angezeigt werden, wenn der Anschluss während des Tankvorgangs unter Druck steht oder wenn der Anschluss nach Beendigung des Tankvorgangs wieder druckentlastet und bereit zu abkoppeln ist. Außerdem kann ein Fehler oder eine Störung angezeigt werden.An additional improvement is achieved if the communication device comprises at least one LED, preferably several LEDs, particularly preferably several different colored LEDs, which are controlled in such a way that they can display different states during the charging process. For example, different characters or LEDs can be used to indicate when there is no communication connection or when the communication connection has been successfully established. In addition, it can be displayed if the connection is under pressure during the refueling process or if the connection is depressurized again after the refueling process has been completed and is ready to be disconnected. An error or malfunction may also be displayed.

Besonders bevorzugt sind die LEDs so angeordnet, dass sie auch bei einem auf dem Anschlusszapfen angeschlossenem Rohrstutzen während eines Tankvorgangs einsehbar sind.The LEDs are particularly preferably arranged in such a way that they can be seen during a refueling process even when the pipe socket is connected to the connecting pin.

Die Kommunikationsvorrichtung weist vorteilhafterweise ein transparentes Sichtfenster auf, durch das die LEDs geschützt und sichtbar sind. Das transparente Sichtfenster kann als Ring gestaltet sein oder es kann aus mehreren Sichtfenstern an verschiedenen Stellen bestehen. So wird die Funktion der LEDs auch in rauher Umgebung, wie sie bei Nutzfahrzeugen vorkommt, nicht beeinträchtigt.The communication device advantageously has a transparent viewing window through which the LEDs are protected and visible. The transparent viewing window can be designed as a ring or it can consist of several viewing windows at different locations. This means that the function of the LEDs is not impaired even in harsh environments, such as those found in commercial vehicles.

Insbesondere wird zumindest eine der LEDs so angesteuert, dass sie anzeigt, wenn die Schutzkappe nicht aufgesteckt ist. Dadurch kann einfach kontrolliert werden, dass der Tankanschluss während des normalen Fahrzeugbetriebs zuverlässig vor Verschmutzung geschützt wird.In particular, at least one of the LEDs is controlled in such a way that it indicates when the protective cap is not attached. This makes it easy to check that the tank connection is reliably protected from contamination during normal vehicle operation.

In einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführung ist die Kommunikationsvorrichtung als Ring ausgestaltet und umgibt den Anschlusszapfen ringförmig, wobei bevorzugt die Platine und/oder das Kommunikationselement ebenfalls ringförmig ausgebildet sind. So kann die Funktion des Kommunikationselements problemlos gewährleistet werden, unabhängig davon in welcher Drehposition die Schutzkappe oder der Rohrstutzen der Gastankstelle aufgesteckt wird.In an advantageous embodiment according to the invention, the communication device is designed as a ring and surrounds the connecting pin in a ring shape, with the circuit board and/or the communication element preferably also being designed in a ring shape. In this way, the function of the communication element can be guaranteed without any problems, regardless of the rotational position in which the protective cap or the pipe socket of the gas filling station is attached.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung weist die Kommunikationsvorrichtung ein Kunststoffgehäuse auf, welches die Platine und das Kommunikationselement umschließt. Beispielsweise kann das Kunststoff-Gehäuse als zweiteiliges Gehäuse ausgeführt werden. So sind Montage und Wartung vereinfacht möglich.In a particularly advantageous embodiment, the communication device has a plastic housing which encloses the circuit board and the communication element. For example, the plastic housing can be designed as a two-part housing. This makes assembly and maintenance easier.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Tankanschluss eine ringförmige Dichtlippe um den Anschlusszapfen herum aufweist, welche geeignet ist einen Spalt zwischen dem Tankanschluss und einem Rohrstutzen der Gastankstelle, wenn dieser auf den Anschlusszapfen aufgesteckt ist, gegen eindringende Luft abzudichten, wobei die Dichtlippe bevorzugt an der Kommunikationsvorrichtung befestigt ist. Insbesondere ist die Dichtlippe an der Stirnseite der Kommunikationsvorrichtung befestigt. Durch die Dichtlippe wird verhindert, dass beim Tankvorgang feuchte Luft in den Spalt zwischen dem Tankanschluss und dem Rohrstutzen der Gastankstelle eindringt und zum Anschlusszapfen gelangt. Das ist von Vorteil, da der metallische Anschlusszapfen beim Tankvorgang sehr kalt wird und Eis ansetzen kann. Bildet sich aufgrund nachströmender feuchter Umgebungsluft zu viel Eis in diesem Spalt zum Rohrstutzen, kann es Schwierigkeiten beim späteren Abkoppeln geben. Durch die erfindungsgemäße Ausführung mit Dichtlippe kann auf eine aufwändige Beheizung des Tankanschlusses oder des Rohrstutzens der Tankstelle verzichtet werden.Furthermore, it is advantageous if the tank connection has an annular sealing lip around the connecting pin, which is suitable for sealing a gap between the tank connection and a pipe socket of the gas filling station, when this is plugged onto the connecting pin, against ingress of air, the sealing lip being preferred is attached to the communication device. In particular, the sealing lip is attached to the front side of the communication device. The sealing lip prevents moist air from entering the gap between the tank connection and the pipe socket of the gas filling station during the refueling process and reaching the connection spigot. This is an advantage because the metal connection pin gets very cold during the refueling process and ice can build up. If too much ice forms in this gap to the pipe socket due to moist ambient air flowing in, there may be difficulties with subsequent uncoupling. The design according to the invention with a sealing lip means that there is no need for complex heating of the tank connection or the pipe socket of the gas station.

Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1 Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Tankanschlusses - ohne Darstellung der Schutzkappe
2 Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Tankanschlusses - mit aufgesteckter Schutzkappe
3 Schematische Darstellung eine erfindungsgemäßen Tankanschlusses mit angeschlossenem Rohrstutzen einer Gastankstelle

Further advantageous features of the invention are explained using exemplary embodiments with reference to the drawings. The features mentioned can not only be implemented advantageously in the combination shown, but can also be combined individually with one another. The figures show in detail:

1 Schematic representation of a tank connection according to the invention - without representation of the protective cap
2 Schematic representation of a tank connection according to the invention - with attached protective cap
3 Schematic representation of a tank connection according to the invention with a connected pipe socket of a gas filling station

Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen gleiche beziehungsweise analoge Bauteile oder Komponenten.The figures are described in more detail below. The same reference numbers designate the same or analogous parts or components.

Die 1 zeigt den erfindungsgemäßen Tankanschluss 1. Die dazugehörige Schutzkappe ist nicht dargestellt. Mit dem Grundkörper 3 ist der Anschlusszapfen 2 verbunden. Beide Teile sind üblicherweise aus Metall. Am Grundkörper 3 ist die Verbindung 13 zum Drucktank des Fahrzeugs vorgesehen. Und auf den Anschlusszapfen 2 kann zum Betanken ein Rohrstutzen einer Gastankstelle aufgesteckt werden. Am Grundkörper 3 ist zudem die Kommunikationsvorrichtung 4 angebracht. Im dargestellten Fall als ringförmige Ausführung um den Anschlusszapfen 2 herum.The 1 shows the tank connection 1 according to the invention. The associated protective cap is not shown. The connecting pin 2 is connected to the base body 3. Both parts are usually made of metal. The connection 13 to the pressure tank of the vehicle is provided on the base body 3. And a pipe socket from a gas filling station can be plugged onto the connecting pin 2 for refueling. The communication device 4 is also attached to the base body 3. In the case shown as a ring-shaped design around the connecting pin 2.

Die Kommunikationsvorrichtung 4 enthält eine Platine 5, auf der ein Kommunikationselement 6 und mehrere LEDs 7 vorhanden sind. Die Platine 5 und die Kommunikationsvorrichtung 6 sind hier ebenfalls ringförmig ausgeführt. Die LEDs sind bevorzugt verschiedenfarbige LEDs, die unterschiedliche Zustände während des Tankvorgangs anzeigen können. Die LEDs sind von außen durch eines oder mehrere transparente Sichtfenster 9 zu erkennen. Die Kommunikationsvorrichtung 4 hat ein Kunststoffgehäuse, das bevorzugt zweiteilig als Schalengehäuse ausgeführt ist. Das Kunststoffgehäuse umschließt und schützt die Platine 5 und das Kommunikationselement 6. Über entsprechende Kabelverbindungen, die wiederum ex-Schutz aufweisen müssen, ist die Kommunikationsvorrichtung 4 mit einem Steuergerät am Fahrzeug verbunden.The communication device 4 contains a circuit board 5 on which a communication element 6 and several LEDs 7 are present. The circuit board 5 and the communication device 6 are also designed here in a ring shape. The LEDs are preferably different colored LEDs that can display different states during the refueling process. The LEDs can be seen from the outside through one or more transparent viewing windows 9. The communication device 4 has a plastic housing, which is preferably designed in two parts as a shell housing. The plastic housing encloses and protects the circuit board 5 and the communication element 6. The communication device 4 is connected to a control unit on the vehicle via appropriate cable connections, which in turn must have explosion protection.

2 stellt den Tankanschluss 1 mit aufgesteckter Schutzkappe 10 dar. Bevorzugt ist die Schutzkappe 10 aus Kunststoff hergestellt. Die Schutzkappe 10 kann zur Sicherung gegen Verlieren über ein Halteband oder ähnliches mit dem Grundkörper 3 verbunden sein, so dass die Schutzkappe 10 auch wenn sie nicht aufgesteckt ist, am Grundkörper 3 hängt. Die Schutzkappe 10 weist erfindungsgemäß das Erkennungselement 11 auf. Dieses kann als ferromagnetisches Element, beispielsweise wie hier dargestellt als Ring ausgeführt sein. Alternativ kann es ein RFID-Chip oder ähnliches sein. Die Kommunikationsvorrichtung 4 ist so ausgeführt, dass sie die Annäherung des Erkennungselements 11 detektieren kann und somit das ordnungsgemäße Aufstecken der Schutzkappe erkennt. Die Erkennung kann über einen separaten Sensor in der Kommunikationsvorrichtung 4 erfolgen, beispielsweise einen Hall-Sensor oder einen induktiven Sensor. Oder sie kann direkt über das Kommunikationselement 6 erfolgen, beispielsweise wenn dieses als NFC-Element ausgebildet ist und das Erkennungselement 11 als RFID-Chip. Wichtig ist, dass die Erkennung so eingestellt ist, dass sie nur bei ordnungsgemäß aufgesteckter Schutzkappe 10 ausgelöst wird. Um eine zuverlässige Erkennung zu erreichen kann beispielsweise die Schutzkappe 10, die den Anschlusszapfen 2 vor Verschmutzung schützen soll, derart verlängert ausgeführt werden, dass sie einen Wulst in der Nähe der Kommunikationsvorrichtung 4 bildet, in dem das Erkennungselement 11 eingearbeitet ist. So ist ein geringer Abstand zwischen der Kommunikationsvorrichtung 4 und dem Erkennungselement 11 gegeben, wenn die Schutzkappe 10 aufgesteckt ist. Unter Aufstecken wird hier auch Aufschrauben oder ähnliches verstanden. 2 represents the tank connection 1 with the protective cap 10 attached. The protective cap 10 is preferably made of plastic. To protect against loss, the protective cap 10 can be connected to the base body 3 via a tether or similar, so that the protective cap 10 hangs on the base body 3 even if it is not attached. According to the invention, the protective cap 10 has the detection element 11. This can be designed as a ferromagnetic element, for example as a ring as shown here. Alternatively, it can be an RFID chip or something similar. The communication device 4 is designed in such a way that it can detect the approach of the detection element 11 and thus recognizes that the protective cap has been properly attached. The detection can take place via a separate sensor in the communication device 4, for example a Hall sensor or an inductive sensor. Or it can take place directly via the communication element 6, for example if this is designed as an NFC element and the recognition element 11 as an RFID chip. It is important that the detection is set so that it is only triggered when the protective cap 10 is properly attached. In order to achieve reliable detection, for example, the protective cap 10, which is intended to protect the connecting pin 2 from contamination, can be made elongated in such a way that it forms a bead in the vicinity of the communication device 4, in which the detection element 11 is incorporated. There is therefore a small distance between the communication device 4 and the detection element 11 when the protective cap 10 is attached. Plugging on here also means screwing on or something similar.

An dem Tankanschluss 1 ist bevorzugt eine Dichtlippe 8 vorhanden, die ringförmig um den Anschlusszapfen 2 angeordnet ist und an der Kommunikationsvorrichtung 4 befestigt ist. Bevorzugt ist die Dichtlippe 8 radial betrachtet innerhalb der LEDs 7 angeordnet, so dass die Sichtbarkeit der LEDs 7 durch die Dichtlippe 8 nicht behindert wird.A sealing lip 8 is preferably present on the tank connection 1, which is arranged in a ring around the connecting pin 2 and is attached to the communication device 4. The sealing lip 8 is preferably arranged within the LEDs 7 when viewed radially, so that the visibility of the LEDs 7 is not hindered by the sealing lip 8.

In der Schutzkappe 10 können einer oder mehrere Dichtringe 12 vorgesehen werden.One or more sealing rings 12 can be provided in the protective cap 10.

In 3 ist nun der Zustand während des Tankvorgangs gezeigt. Auf den Tankanschluss 1 ist der Rohrstutzen 20 der Gastankstelle aufgesteckt. Der Rohrstutzen 20 ist über einen Tankschlauch mit einer Zapfsäule verbunden. Der Rohrstutzen 20 weist ein Aufnahmerohr 21 auf, das auf den Anschlusszapfen 2 gesteckt und druckfest mit diesem verbunden werden kann. Zusätzlich umfasst der Rohrstutzen eine ringförmig ausgeführte weitere Kommunikationsvorrichtung 23, die eine Platine 24 und ein Kommunikationselement 25 enthält. Zwischen dem Kommunikationselement 5 des Fahrzeugs und dem Kommunikationselement 25 der Gastankstelle wird einen drahtlose Kommunikationsverbindung während des Tankvorgangs aufgebaut. Besonders bevorzugt ist die Kommunikationsverbindung eine NFC-Verbindung, welche sehr viel zuverlässiger funktioniert als die heute standardmäßige Infrarot-Verbindung.In 3 The status during the refueling process is now shown. The pipe socket 20 of the gas filling station is plugged onto the tank connection 1. The pipe socket 20 is connected to a petrol pump via a tank hose. The pipe socket 20 has a receiving tube 21, which can be plugged onto the connecting pin 2 and connected to it in a pressure-tight manner. In addition, the pipe socket includes a further communication device 23 in the shape of a ring, which contains a circuit board 24 and a communication element 25. A wireless communication connection is established between the communication element 5 of the vehicle and the communication element 25 of the gas station during the refueling process. The communication connection is particularly preferably an NFC connection, which works much more reliably than the infrared connection that is standard today.

Die Dichtlippe 8, welche ringförmig um den Anschlusszapfen 2 angeordnet ist, ist so angebracht, dass sie den Spalt zwischen dem Tankanschluss 1 und dem Rohrstutzen 20 abdichtet. Insbesondere ist die Dichtlippe 8 so angeordnet, dass sie den Spalt zwischen der Kommunikationsvorrichtung 4 und der weiteren Kommunikationsvorrichtung 23 abdichtet.The sealing lip 8, which is arranged in a ring around the connecting pin 2, is attached so that it seals the gap between the tank connection 1 and the pipe socket 20. In particular, the sealing lip 8 is arranged so that it seals the gap between the communication device 4 and the further communication device 23.

Dadurch wird verhindert, dass größere Mengen feuchte Umgebungsluft an den beim Tankvorgang sehr kalten Anschlusszapfen gelangen und sich dort zu viel Eis bilden könnte. Das Eis würde dazu führen, Anschlusszapfen 2 und Aufnahmerohr 21 aneinander frieren und beim Abkopplung nach dem Tankvorgang Probleme auftreten. Die kleine Menge eingeschlossener Luft kann nicht so viel Eis bilden, dass es Schwierigkeiten gibt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die beiden Kommunikationsvorrichtungen 4,23 mit ihrem Kunststoffgehäuse eine gute Isolierung bieten, so dass die Dichtlippe 8 nicht festfriert.This prevents large amounts of humid ambient air from reaching the connecting pin, which is very cold during the refueling process, and prevents too much ice from forming there. The ice would cause connecting pin 2 and receiving tube 21 to freeze together and problems would occur when uncoupling after refueling. The small amount of trapped air cannot form enough ice to cause trouble. Another advantage is that the two communication devices 4, 23 with their plastic housing offer good insulation so that the sealing lip 8 does not freeze.

Die LEDs 7 sind radial gesehen so weit außen angeordnet, dass sie auch bei aufgestecktem Rohrstutzen 20 während des Tankvorgangs gut sichtbar sind.Seen radially, the LEDs 7 are arranged so far outwards that they are clearly visible during the refueling process even when the pipe socket 20 is attached.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: TankanschlussTank connection
22: AnschlusszapfenConnection spigot
33: GrundkörperBasic body
44: Komm unikationsvorrichtungCome unique device
55: Platinecircuit board
66: KommunikationselementCommunication element
77: LEDLED
88th: Dichtlippesealing lip
99: Sichtfensterviewing window
1010: Schutzkappeprotective cap
1111: ErkennungselementDetection element
1212: Dichtringsealing ring
1313: Verbindung zum Drucktank Connection to the pressure tank
2020: Rohrstutzen einer GastankstellePipe socket of a gas filling station
2121: Aufnahmerohr receiving tube
2323: weitere Kommunikationsvorrichtunganother communication device
2424: Platinecircuit board
2525: KommunikationselementCommunication element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 10800281 A1 [0003]

Claims

Tank connection (1) for a pressure tank for storing gas, in particular hydrogen, in a gas-powered vehicle, suitable for connection to a pipe socket (20) of a gas filling station, the tank connection (1) having a base body (3) and a tubular connecting pin (2 ), as well as a communication device (4) which has a circuit board (5) and at least one communication element (6), and is designed such that wireless communication between the vehicle and the gas filling station can take place during a refueling process, characterized in that a protective cap (10) is present for the connecting pin (2), which has at least one detection element (11) which is designed and interacts wirelessly with the communication device (4) in such a way that the communication device (4) can detect and emit a corresponding signal, when the protective cap (10) is attached to the connecting pin (2).

Tank connection (1). Claim 1 characterized in that the detection element (11) is designed in a ring shape or in that the detection elements (11) are arranged in a ring shape.

Tank connection (1) according to one of the Claims 1 or 2 characterized in that the detection element (11) is designed as a ferromagnetic element and the communication device (4) comprises an inductive sensor or a Hall sensor for detecting the detection element (11).

Tank connection (1) according to one of the Claims 1 or 2 characterized in that the recognition element (11) is designed as an RFID chip and the communication device (4) includes recognition of the RFID chip.

Tank connection (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the communication element (6) is designed as an NFC element, and that it is preferably designed so that it allows both the wireless communication between the vehicle and the gas station and the detection of the protective cap ( 10) via the detection element (11).

Tank connection (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the communication device (4) comprises at least one LED (7), preferably several LEDs (7), particularly preferably several different colored LEDs (7), which are controlled in such a way that they have different Can display states during the charging process.

Tank connection (1). Claim 6 characterized in that the LEDs (7) are arranged in such a way that they can be seen during a refueling process even when a pipe socket (20) is plugged onto the connecting pin (2).

Tank connection (1) according to one of the Claims 6 or 7 characterized in that the communication device (4) has a transparent viewing window (9) through which the LEDs (7) are protected and visible.

Tank connection (1) according to one of the Claims 6 until 8th characterized in that at least one of the LEDs (7) is controlled in such a way that it indicates when the protective cap (10) is not attached.

Tank connection (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the communication device (4) has an annular shape and surrounds the connecting pin (2) in a ring, wherein preferably the circuit board (5) and / or the communication element (6) are annular.

Tank connection (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the communication device (4) has a plastic housing which encloses the circuit board (5) and the communication element (6).

Tank connection (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tank connection (1) has an annular sealing lip (8) around the connecting pin (2), which is suitable for creating a gap between the tank connection (1) and a pipe socket (20). the gas station, when it is attached to the connecting pin (2), to seal against ingress of air, the sealing lip (8) preferably being attached to the communication device (4).