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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ein Gastanksystem, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, und ein Verfahren zum Überwachen eines Gastanksystems.
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Stand der Technik
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Brennstoffzellen kommen zunehmend als Energiewandler, unter anderem auch in Fahrzeugen, zum Einsatz, um in einem Brennstoff, wie z.B. Wasserstoff, gespeicherte chemische Energie zusammen mit Sauerstoff direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Brennstoffzellen weisen eine Anode, eine Kathode und eine zwischen Anode und Kathode angeordnete elektrolytische Membrane auf. An der Anode erfolgt eine Oxidation des Brennstoffs und an der Kathode eine Reduktion des Sauerstoffs.
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Der Brennstoff wird der Brennstoffzelle üblicherweise über ein Leitungssystem aus einem Tank zugeführt, in dem der gasförmige Brennstoff bei hohem Druck gespeichert ist. Zwischen dem Tank und einem Hochdruckteil des Leitungssystems ist in der Regel ein Trenn- oder Absperrventil vorgesehen. Der Hochdruckteil ist typischerweise ferner über einen Druckregler bzw. eine Durchflussregeleinrichtung mit einem mit der Brennstoffzelle verbundenen Leitungsteil verbunden.
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In der
US 7 484 521 B2 wird ein Tanksystem für ein Brennstoffzellensystem beschrieben, das mehrere Tanks aufweist. Jeder Tank ist durch ein jeweiliges Ventil mit einem Hochdruckleitungssystem verbunden. Ferner ist im Hochdruckleitungssystem ein Drucksensor vorgesehen, der einen im Hochdruckleitungssystem erfassten Druck an eine Steuerungseinrichtung ausgibt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überwachen eines Gastanksystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Gastanksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 bereit.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Überwachen eines Gastanksystems ein Entnehmen eines vorbestimmten, z.B. konstanten oder im Wesentlichen konstanten Massenstroms an Gas aus einem Hochdruckleitungssystem des Gastanksystems, wobei jeder Tank über eine sich in geöffnetem Zustand befindliche erste Ventileinrichtung mit dem Hochdruckleitungssystem verbunden ist, und ein Durchführen einer Funktionsprüfung an jeder der ersten Ventileinrichtungen. Die Funktionsprüfung umfasst ein Schließen aller ersten Ventileinrichtungen bis auf eine aktuell zu überprüfende erste Ventileinrichtung, so dass in einem Prüfzustand der gesamte vorbestimmte Massenstrom nur aus demjenigen Tank entnommen wird, der durch die aktuell zu überprüfende erste Ventileinrichtung mit dem Hochdruckleitungssystem verbunden ist, und ein Erfassen eines Prüfdrucks, der sich im Prüfzustand in dem Hochdruckleitungssystem stationär einstellt. In weiteren Schritten des Verfahrens erfolgt ein Vergleichen zumindest eines kleinsten der erfassten Prüfdrücke mit einem Referenzdruck und ein Erzeugen eines Fehlersignals mittels einer Steuerungseinrichtung, wenn der verglichene Prüfdruck um mehr als einen Schwellwert von dem Referenzdruck abweicht.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Gastanksystem, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem vorgesehen. Das Gastanksystem umfasst eine Mehrzahl an Tanks zur Aufnahme von Gas, ein Hochdruckleitungssystem, eine der Anzahl an Tanks entsprechende Anzahl an ersten Ventileinrichtungen, von denen jede zwischen einem geöffneten Zustand, in dem sie den jeweiligen Tank mit dem Hochdruckleitungssystem verbindet, und einem geschlossenen Zustand schaltbar ist, in dem sie den jeweiligen Tank von dem Hochdruckleitungssystem trennt, einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks im Hochdruckleitungssystem und eine Steuerungseinrichtung, welche mit den ersten Ventileinrichtungen und mit dem Drucksensor signalleitend verbunden und dazu eingerichtet ist, das Gastanksystem zur Ausführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung zu veranlassen.
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Nach einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst ein Brennstoffzellensystem, das insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann, ein Gastanksystem nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und ein Verbrauchersystem mit einer Brennstoffzellenanordnung, welche einen mit der zweiten Ventileinrichtung verbundenen Brennstoffzufuhranschluss aufweist.
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Eine der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Trennventileinrichtungen oder ersten Ventileinrichtungen, die zwischen einem jeweiligen Tank und einem Hochdruckleitungssystem angeordnet sind, insbesondere zur Überprüfung des Vorliegens eines unzulässig hohen Druckverlusts in den Trennventileinrichtungen, einen Massenstrom an Gas, der vom Tanksystem aus mehreren Tanks geliefert wird, nacheinander aus einem einzelnen Tank zu liefern und den sich im Hochdruckleitungssystem stationär einstellenden Druck zu erfassen. Hierzu wird eine Funktionsprüfung für jede erste Ventileinrichtung durchgeführt. Das heißt, es werden alle ersten Ventileinrichtungen nacheinander so geschaltet, dass für jede erste Ventileinrichtung und den zugehörigen Tank ein Prüfzustand hergestellt wird, in welchem der gesamte vorbestimmte Massenstrom nur aus demjenigen Tank entnommen wird, der durch die aktuell zu überprüfende erste Ventileinrichtung mit dem Hochdruckleitungssystem verbunden ist. In dem Prüfzustand strömt im Vergleich zu einem Zustand, in dem alle ersten Ventileinrichtungen geöffnet sind, somit ein hoher Massenstrom durch die jeweilige Ventileinrichtung. Dies ist mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten in der jeweiligen Ventileinrichtung und damit mit höheren Druckverlusten verbunden. Folglich kann in der Prüfsituation ein Druckverlust zuverlässig ermittelt werden. Die sich einstellenden stationären Drücke, können für die verschiedenen ersten Ventileinrichtungen unterschiedlich groß sein. Zumindest der Druckwert, der sich bei derjenigen ersten Ventileinrichtung erfasst wird, bei sich der niedrigste stationäre Druck im Prüfzustand einstellt, wird mit einem Referenzwert verglichen. Wenn der verglichene Prüfdruck um mehr als einen Schwellwert von dem Referenzdruck abweicht, wird gefolgert, dass an dieser ersten Ventileinrichtung ein unzulässig hoher Druckverlust auftritt. In diesem Fall wird ein Fehlersignal mittels einer elektronischen Steuerungseinrichtung erzeugt, z.B. in Form einer Ausgabe und/oder eines Eintrags in einem Datenspeicher.
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Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Überprüfung der ersten Ventileinrichtungen im Betrieb, also währen der Entnahme eines vorbestimmten Massenstroms erfolgen kann. Dadurch, dass bei der Durchführung der Funktionsprüfung der ersten Ventileinrichtungen einmal der gesamte Massenstrom durch nur eine einzige Ventileinrichtung geleitet wird, treten deutliche Druckverluste an jeder Ventileinrichtung auf, was die Vergleichbarkeit der Messergebnisse und letztlich die Detektion von unzulässigen Druckverlusten erleichtert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass als Referenzdruck ein größter der erfassten Prüfdrücke verwendet wird. Somit muss nicht zwingend ein fester Referenzdruck verwendet werden, sondern es wird ein vom jeweiligen Massenstrom abhängiger Referenzwert verwendet, der als Messwert vorliegt. Dies erleichtert die Durchführung des Verfahrens weiter.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass nur der kleinste der erfassten Prüfdrücke mit dem Referenzwert verglichen wird. Somit wird die Anzahl der Vergleiche, die durchgeführt werden verringert. Dies verringert vorteilhaft die erforderliche Rechenleistung.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Durchführen der Funktionsprüfung zusätzlich ein Speichern des jeweils erfassten Prüfdrucks in einem Datenspeicher zusammen mit einem die aktuell zu überprüfende erste Ventileinrichtung identifizierenden Index umfasst, wobei das Erzeugen des Fehlersignals eine Ausgabe des Index derjenigen ersten Ventileinrichtung umfasst, bei der im Prüfzustand der Prüfdruck um mehr als den Schwellwert von dem Referenzdruck abweicht. Somit kann nicht nur das Auftreten eines unzulässig hohen Druckverlusts an einer ersten Ventileinrichtung detektiert werden, sondern es ist zudem möglich, diejenige Ventileinrichtung, an welcher dieser Druckverlust auftritt, zu lokalisieren bzw. zu identifizieren. Hierzu werden die erfassten Prüfdrücke jeweils zusammen mit der Information gespeichert, welche der ersten Ventileinrichtungen geöffnet war, als der jeweilige Prüfdruck erfasst wurde.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Durchführen der Funktionsprüfung nur erfolgt, wenn beim Entnehmen des vorbestimmten Massenstroms ein Druckgradient im Hochdruckleitungssystem innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Funktionsprüfung nur dann durchgeführt wird, wenn kein Druckausgleich zwischen den Tanks stattfindet bzw. ein möglicher Druckausgleich zwischen den Tanks bereits beendet ist. Damit werden die erfassten stationären Prüfdrücke nicht durch eventuelle Ausgleichsvorgänge beeinträchtigt und die Detektion von unzulässigen Druckverlusten wird noch genauer und zuverlässiger.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass jede erste Ventileinrichtung einen Filter aufweist. In diesem Fall kann ein hoher Druckverlust in der jeweiligen Ventileinrichtung z.B. auf einen zugesetzten Filter zurückgehen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein solcher Zustand besonders schnell und zuverlässig entdeckt werden.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass jede erste Ventileinrichtung ein schaltbares Magnetventil aufweist, das zwischen dem geöffneten Zustand und dem geschlossenen Zustand schaltbar ist, z.B. mittels der Steuerungseinrichtung.
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Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Gastanksystem eine zweite Ventileinrichtung aufweist, welche zum Anschluss des Hochdruckleitungssystems an ein Verbrauchersystem zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand schaltbar ist. Die zweite Ventileinrichtung kann z.B. als schaltbares Magnetventil, insbesondere als durchflussregelbares Ventil ausgebildet sein. Optional kann die zweite Ventileinrichtung signalleitend mit der Steuerungseinrichtung verbunden sein.
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Die hierin im Zusammenhang mit einem Aspekt der Erfindung offenbarten Merkmale und Vorteile sind auch für die jeweils anderen Aspekte offenbart. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung sämtliche Verfahrensschritte initiieren und verschiedene Schritte selbst ausführen, wie z.B. Schritte zum Ermitteln von Werten anhand gemessener physikalischer Größen, das Vergleichen von gemessenen Größen mit Referenzwerten, das Ausgeben von Signalen und dergleichen. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung eine Recheneinheit, wie z.B. eine CPU, einen ASIC, einen FPGA oder dergleichen, und einen Datenspeicher, insbesondere einen nicht-flüchtigen Datenspeicher wie einen Flash-Speicher, einen SD-Speicher oder dergleichen aufweisen, der durch die Recheneinheit lesbar ist. Der Datenspeicher kann Software speichern, die durch die Recheneinheit ausführbar ist, um das System zur Ausführung der Schritte des Verfahrens zu veranlassen.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Schaltbilds eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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1 zeigt schematisch ein Brennstoffzellensystem 200, das z.B. in einem Fahrzeug eingesetzt werden kann. Das Brennstoffzellensystem 200 umfasst ein Gastanksystem 100 und ein Verbrauchersystem 205.
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Wie in 1 lediglich schematisch dargestellt, weist das Verbrauchersystem 205 eine Brennstoffzellenanordnung 210 auf. Die Brennstoffzellenanordnung 210 weist zumindest eine Brennstoffzelle, vorzugsweise jedoch mehrere elektrisch in Reihe geschaltete Brennstoffzellen auf, die dazu eingerichtet sind, in einem gasförmigen Brennstoff, wie z.B. Wasserstoff, gespeicherte chemische Energie zusammen mit Sauerstoff direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Wie in 1 weiterhin schematisch dargestellt, weist die Brennstoffzellenanordnung 210 einen Brennstoffzufuhranschluss 211 auf, über den der Brennstoffzellenanordnung 210, insbesondere einer Anode der zumindest einen Brennstoffzelle, gasförmiger Brennstoff zuführbar ist.
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Das Gastanksystem 100 wird im Folgenden im Zusammenhang mit dem Brennstoffzellensystem 200 erläutert, ist jedoch nicht auf diese Verwendung beschränkt. Wie in 1 schematisch gezeigt, weist das Gastanksystem 100 mehrere Tanks 1, ein Hochdruckleitungssystem 2, eine der Anzahl an Tanks 1 entsprechende Anzahl erster Ventileinrichtung 3, einen optionalen im Druckregler bzw. Durchflussregeleinrichtung 5, einen Drucksensor 4 und eine Steuerungseinrichtung 6 auf. Optional kann das Gastanksystem 100 ferner einen Betankungsanschluss oder Zufuhranschluss 20 aufweisen.
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In 1 ist rein beispielhaft ein Gastanksystem 100 mit drei Tanks 1A, 1B, 1C dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Allgemein sind zumindest zwei Tanks 1 vorgesehen, wobei auch mehr als drei Tanks 1 vorgesehen sein können. Jeder Tank 1 ist zum Speichern von Gas, insbesondere Wasserstoff, ausgebildet. Beispielsweise kann jeder Tank 1 dazu ausgelegt sein, Gas bei einem Druck von bis zu 800 bar zu speichern.
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Das Hochdruckleitungssystem 2 kann insbesondere eine Verbindungsleitung 21, ein mit der Verbindungsleitung 21 verbundenes Plenum 24 und eine der Anzahl an Tanks 1 entsprechende Anzahl an Anschlussleitungen 23 aufweisen, die jeweils das Plenum 24 mit dem jeweiligen Tank 1 verbinden. Wie in 1 rein beispielhaft gezeigt, kann somit der erste Tank 1A über eine erste Anschlussleitung 23A mit dem Plenum 24 verbunden sein, der zweite Tank 1B über eine zweite Anschlussleitung 23B und der dritte Tank 1C über eine dritte Anschlussleitung 23C. Die Verbindungsleitung 21 verbindet das Plenum 24 mit dem Verbrauchersystem 205. Optional kann ferner eine Zufuhrleitung 22 vorgesehen sein, die mit dem Plenum 24 und der optionalen Zufuhrvorrichtung 20 verbunden ist.
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Die ersten Ventileinrichtungen 3 können jeweils ein schaltbares Magnetventil 3 aufweisen, das zwischen einem geschlossenen Zustand und einem geöffneten Zustand schaltbar ist. Allgemein ist jede erste Ventileinrichtung 3 zwischen einem geschlossenen Zustand und einem geöffneten Zustand schaltbar. Optional kann jede erste Ventileinrichtung 3 außerdem einen Filter 30 aufweisen, wie dies in 1 schematisch dargestellt ist. Wie in 1 schematisch gezeigt, ist jede Ventileinrichtung 3 zwischen dem Tank 1 und dem Hochdruckleitungssystem 2 angeordnet. Z.B. kann jede erste Ventileinrichtung 3 in einer jeweiligen Anschlussleitung 23 angeordnet sein, wie in 1 beispielhaft gezeigt. Im geöffneten Zustand verbindet die jeweilige erste Ventileinrichtung 3 den jeweiligen Tank 1 mit dem Hochdruckleitungssystem 2. Im geschlossenen Zustand trennt die jeweilige erste Ventileinrichtung 3 den Tank 1 und das Hochdruckleitungssystem 2 voneinander.
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Der optionale Druckregler bzw. die Durchflussregeleinrichtung 5 ist ebenfalls zwischen einem geschlossenen Zustand und einem geöffneten Zustand schaltbar. Die Durchflussregeleinrichtung 5 kann hierzu beispielsweise ein schaltbares Magnetventil aufweisen, das zwischen einem geschlossenen Zustand und einem geöffneten Zustand schaltbar ist. Generell ist der Druckregler 5 dazu ausgebildet, einen Gasdurchfluss und/oder einen Druck des Gases, das durch den Druckgregler fließt, zu variieren. Wie in 1 schematisch dargestellt, ist die Durchflussregeleinrichtung 5 zwischen dem Verbrauchersystem 205 und dem Hochdruckleitungssystem 2, insbesondere zwischen dem Verbrauchersystem 205 und der Verbindungsleitung 21 angeordnet. Im geöffneten Zustand verbindet die zweite Ventileinrichtung 5 das Verbrauchersystem 205 mit dem Hochdruckleitungssystem 2. Im geschlossenen Zustand trennt die zweite Ventileinrichtung 5 das Verbrauchersystem 205 und das Hochdruckleitungssystem 2 voneinander.
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Die Tanks 1 sind somit parallel zueinander mit dem Hochdruckleitungssystem 2 verbunden bzw. an dieses angeschlossen. Bei geöffneten ersten Ventileinrichtungen 3 und geöffneter Durchflussregeleinrichtung 5 liefern die Tanks 1 gemeinsam einen Gasmassenstrom an das Verbrauchersystem 205.
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Die Zufuhrleitung 22 ist mit dem Zufuhranschluss 20, welcher z.B. als Steckanschluss für einen Tankstutzen ausgebildet sein kann, verbunden. Wie in 1 gezeigt, kann in der Zufuhrleitung 22 ein Rückschlagventil 8 angeordnet sein, das den Zufuhranschluss 20 gegen ein Austreten von Gas aus dem Hochdruckleitungssystem 2 verschließt.
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Wie in 1 gezeigt, ist der Drucksensor 4 ist mit dem Hochdruckleitungssystem 2 verbunden und dazu eingerichtet, einen Druck im Hochdruckleitungssystem 2 zu erfassen. Wie in 1 gezeigt, kann der Drucksensor 4 z.B. einen Druck in dem Plenum 24 erfassen.
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Die Steuerungseinrichtung 6 ist in 1 lediglich schematisch als Block dargestellt und ist als elektronische Steuerungseinrichtung 6 realisiert. Wie in 1 beispielhaft gezeigt, kann die Steuerungseinrichtung 6 eine Recheneinheit 61, wie z.B. eine CPU, einen ASIC, einen FPGA oder dergleichen, und einen Datenspeicher 62, insbesondere einen nicht-flüchtigen Datenspeicher wie einen Flash-Speicher, einen SD-Speicher oder dergleichen aufweisen, der durch die Recheneinheit 61 lesbar ist. Wie in 1 schematisch gezeigt, ist die Steuerungseinrichtung 6 mit der ersten Ventileinrichtung 3, gegebenenfalls mit der zweiten Ventileinrichtung 5 sowie mit dem Drucksensor 4 signalleitend verbunden, beispielsweise drahtgebunden, wie z.B. über ein Bus-System. Alternativ kann auch eine drahtlose Verbindung vorgesehen sein, z.B. über WiFi oder dergleichen.
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Die Steuerungseinrichtung 6 ist dazu eingerichtet, das Gastanksystem 100 zur Ausführung des in 2 dargestellten Verfahrens M zum Überwachen des Gastanksystems 100 zu veranlassen. Beispielsweise kann in dem Datenspeicher 62 Software gespeichert sein, die durch die Recheneinheit 61 ausführbar ist, um das System 100 zur Ausführung des Verfahrens M zu veranlassen.
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In Schritt M1 wird ein vorbestimmter Massenstrom an Gas aus dem Hochdruckleitungssystem 2 des Gastanksystems 100 entnommen, z.B. durch das Verbrauchersystem 205. Hierbei befinden sich alle ersten Ventileinrichtungen 3 im geöffneten Zustand. Die gegebenenfalls vorgesehene Durchflussregeleinrichtung 5 befindet sich ebenfalls in geöffnetem Zustand. Optional kann in Schritt M1 mit dem Drucksensor 4 ein zeitlicher Druckverlauf im Hochdruckleitungssystem 2 erfasst werden, und die Steuerungseinrichtung 6 kann aus dem Druckverlauf einen Druckgradienten ermitteln. In Schritt M1 wird der Massenstrom somit aus allen Tanks 1A-1C gemeinsam geliefert.
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Im optionalen Schritt M10 kann die Steuerungseinrichtung 6 überprüfen, ob der ermittelte Druckgradient beim Entnehmen M1 des vorbestimmten Massenstroms innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Ist dies nicht der Fall, wie in 2 bei Schritt M10 durch das Symbol „-“ angezeigt, kann das Verfahren M zurück zu Schritt M1 gehen. Wenn die Steuerungseinrichtung 6 in Schritt M10 feststellt, dass beim Entnehmen M1 des vorbestimmten Massenstroms der Druckgradient im Hochdruckleitungssystem 2 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wie dies in 2 durch das Symbol „+“ dargestellt ist, geht das Verfahren zu Schritt M2 über.
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In Schritt M2 wird an jeder der ersten Ventileinrichtungen 3 eine Funktionsprüfung durchgeführt. Dabei werden zunächst alle ersten Ventileinrichtungen 3 bis auf eine aktuell zu überprüfende erste Ventileinrichtung 3 geschlossen (Schritt M21). Somit wird ein Prüfzustand hergestellt, in dem der gesamte vorbestimmte Massenstrom nur aus demjenigen Tank 1 entnommen wird, der durch die aktuell zu überprüfende erste Ventileinrichtung 3 mit dem Hochdruckleitungssystem 2 verbunden ist. Beispielsweise können in 1 nacheinander die Ventileinrichtungen 3A, 3B und 3C überprüft werden. Wenn die Ventileinrichtung 3A die aktuell zu überprüfende Ventileinrichtung 3 ist, gibt Steuerungsvorrichtung 6 im Beispiel von 1 an die ersten Ventileinrichtungen 3B, 3C ein Steuersignal aus, um diese in den geschlossenen Zustand zu schalten. Somit fließt der gesamte Massenstrom aus dem Tank 1A über die Ventileinrichtung 3A. Wenn die Ventileinrichtung 3B die aktuell zu überprüfende Ventileinrichtung 3 ist, gibt Steuerungsvorrichtung 6 im Beispiel von 1 an die ersten Ventileinrichtungen 3A, 3C ein Steuersignal aus, um diese in den geschlossenen Zustand zu schalten. Somit fließt der gesamte Massenstrom aus dem Tank 1B über die Ventileinrichtung 3B. Wenn die Ventileinrichtung 3C die aktuell zu überprüfende Ventileinrichtung 3 ist, gibt Steuerungsvorrichtung 6 im Beispiel von 1 an die ersten Ventileinrichtungen 3A, 3B ein Steuersignal aus, um diese in den geschlossenen Zustand zu schalten. Somit fließt der gesamte Massenstrom aus dem Tank 1C über die Ventileinrichtung 3C.
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Bei der Funktionsprüfung erfolgt ferner ein Erfassen (Schritt M22) eines Prüfdrucks, der sich im Prüfzustand in dem Hochdruckleitungssystem 2 stationär einstellt mittels des Drucksensors 4. Wenn also z.B. die erste Ventileinrichtung 3A überprüft wird (Ventileinrichtungen 3B, 3C) geschlossen, wird ein stationärer Druck im Plenum 24 erfasst. Beispielsweise kann als sich stationär einstellender Prüfdruck ein Druck erfasst werden, der sich nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach dem Herstellen des Prüfzustands bzw. nach dem Schließen der ersten Ventileinrichtungen 3 bis auf die zu prüfende erste Ventileinrichtung 3 einstellt. Alternativ kann der erfasste Druck kontinuierlich durch die Steuerungseinrichtung 6 ausgewertet werden, wobei als Prüfdruck ein erfasster Druck bestimmt wird, nachdem ein Druckgradient im Hochdruckleitungssystem 2 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
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Optional erfolgt ein Speichern M23 des jeweils erfassten Prüfdrucks für jede erste Ventileinrichtung 3 in dem Datenspeicher 62 zusammen mit einem die aktuell zu überprüfende erste Ventileinrichtung 3 identifizierenden Index. Beispielsweise kann der Index Informationen in numerischer oder alphanumerischer Weise enthalten, welche die jeweilige Ventileinrichtung eindeutig kennzeichnen. Z.B. kann die erste Ventileinrichtung 3A den Index „V1“ haben. Wenn z.B. die erste Ventileinrichtung 3A überprüft wird, wenn also die ersten Ventileinrichtungen 3B, 3C geschlossen sind, kann der in Schritt M22 erfasste Prüfdruck in dem Datenspeicher 62 zusammen mit dem Index „V1“ gespeichert werden. Das Speichern der erfassten Prüfdrücke kann auch ohne das Speichern eines Index erfolgen, z.B. in der zeitlichen Reihenfolge deren Erfassung.
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Die Schritte M21 und M22 sowie optional Schritt M23 werden somit für jede Kombination der ersten Ventileinrichtungen 3, in denen alle ersten Ventileinrichtungen 3 geschlossen sind, bis auf eine aktuell zu überprüfende Ventileinrichtung 3, wiederholt.
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Anschließend wird der Schritt M3 durchgeführt, in welchem die Steuerungseinrichtung 6 zumindest einen kleinsten der erfassten Prüfdrücke mit einem Referenzdruck vergleicht. Als Referenzdruck kann z.B. ein größter der erfassten Prüfdrücke verwendet werden. Das heißt, die Steuerungseinrichtung 6 kann zunächst die im Datenspeicher 62 gespeicherten Prüfdrücke dahingehend auswerten, dass die Recheneinrichtung 61 den größten der Prüfdruck und den kleinsten Prüfdruck aus dem Datenspeicher 62 ausliest. Der größte Prüfdruck kann als Referenzdruck herangezogen werden. Der kleinste Prüfdruck wird mit dem Referenzdruck verglichen, wobei z.B. eine Differenz zwischen dem Referenzdruck und dem kleinsten Prüfdruck gebildet und mit einem Schwellwert vergleichen wird. Optional erfolgt dies nicht nur für den kleinsten der erfassten Prüfdrücke sondern für mehrere oder alle der erfassten Prüfdrücke. Es ist aber auch denkbar, dass nur der kleinste der erfassten Prüfdrücke mit dem Referenzwert verglichen wird.
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Wenn der jeweils mit dem Referenzwert verglichene Prüfdruck um mehr als den Schwellwert von dem Referenzdruck abweicht, wie dies in 2 durch das Symbol „+“ bei Schritt M3 gekennzeichnet ist, geht das Verfahren M zu Schritt M4 über. In Schritt M4 erzeugt die Steuerungseinrichtung 6 ein Fehlersignal. Schritt M4 kann z.B. ein Schreiben eines Fehlereintrags in den Datenspeicher 62 durch die Recheneinheit 61 umfassen. Beispielsweise kann die Recheneinheit 61 den Index derjenigen ersten Ventileinrichtung(en) 3 ausgeben, bei der bzw. bei denen im Prüfzustand der Prüfdruck um mehr als den Schwellwert von dem Referenzdruck abweicht, und in den Index als Fehlereintrag in den Datenspeicher 62 schreiben. Alternativ oder zusätzlich zum Schreiben eines Fehlereintrags in den Datenspeicher 62 kann die Steuerungseinrichtung 6 beim Erzeugen des Fehlereintrags ein Warnsignal ausgeben, z.B. in Form eines akustischen und/oder optischen Warnsignals.
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Wenn in Schritt M3 keine Abweichung um mehr als den Schwellwert festgestellt wird, wie dies in 2 durch das Symbol „-"gekennzeichnet ist, kann das Verfahren beispielsweise wieder zu Schritt M1 zurückgehen, wie in 2 rein beispielhaft dargestellt.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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