EP3994754A1 - Wassertanksystem zur bereitstellung von wasser für ein mit brennstoffzellen betriebenes fahrzeug - Google Patents

Wassertanksystem zur bereitstellung von wasser für ein mit brennstoffzellen betriebenes fahrzeug

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EP3994754A1
EP3994754A1 EP20731460.0A EP20731460A EP3994754A1 EP 3994754 A1 EP3994754 A1 EP 3994754A1 EP 20731460 A EP20731460 A EP 20731460A EP 3994754 A1 EP3994754 A1 EP 3994754A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
water tank
tank system
separator
pump
Prior art date
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Pending
Application number
EP20731460.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Giuseppe MARINO
Jochen Braun
Ralph Leonard FUNG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3994754A1 publication Critical patent/EP3994754A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04164—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by condensers, gas-liquid separators or filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • Water tank system for providing water for a vehicle operated with fuel cells
  • the invention relates to a water tank system for providing water for a vehicle operated with fuel cells, a vehicle having such a water tank system, and a method for providing water through such a water tank system.
  • an electrolyte separates the electrons from the hydrogen atoms at the anode.
  • the electrons are led to the cathode through a conductor, while the hydrogen ions are conducted through the
  • Electrolytes migrate to the cathode side, where they combine with the electrons and oxygen atoms to form water molecules. Different electrolytes, which can consist of liquid or solid substances, can be used here. Heat is released during the process.
  • the operating temperature is determined by the electrolyte used. For example, it is 80 ° for AFC potassium hydroxide solution, between 70 and 90 ° for PEMFC polymer film, and between 80 and 130 ° for a solid membrane DMFC.
  • the water or steam produced during the process is highly pure and is usually released into the open without any further use.
  • a water tank system for a fuel cell powered vehicle has a water separator, for example a cyclone or cyclone separator, and open a water tank.
  • the water separator is set up to separate water from water vapor and has a feed line for receiving
  • the water tank is set up to store the water from the water separator and, for this purpose, has a filling opening which is connected to the discharge line of the water separator and a filling opening for filling the tank with the separated water
  • Extraction device for extracting the water from the water tank.
  • the supply and discharge lines for the steam and water exist
  • a water separator can consist of a metal grid, for example, on which the water contained in the water vapor condenses due to its heat dissipation ability.
  • a water separator is an arrangement by which water condenses.
  • One form of such an arrangement is, for example, a cyclone. Under a cyclone or cyclone separator there is thus a
  • Understood water separator which consists essentially of a container that is shaped, for example funnel-shaped, conical or cylindrical, that air flowing in from the side along the outer wall rotates spirally downwards, for example, and is then discharged upwards within the spiral. If the outer wall is cooled, the water of the water vapor can condense over a large area on the surface of the inner wall, which is thus also cooled, and can be collected or discharged below.
  • a grid for droplet formation and condensation of water vapor can also be attached to the inner wall of the cyclone.
  • the extraction device can be active components and / or passive
  • the water tank only has an overflow pipe.
  • active components such as a pump are required, as described below.
  • the water contained in the water vapor is not released directly into the environment, but is first collected in a water tank, and is thus available for use for various purposes
  • an emergency cooling reservoir can be provided, which can be used if a component in the vehicle is threatened with overheating. But also in general, excess water can be used
  • Evaporative cooling can be used for components to be cooled by applying the water to the components in a metered manner.
  • Another application is the humidification of indoor air or
  • Air conditioning of the vehicle This is achieved, for example, by atomizing water taken from the tank and adding it to the air flow of the air conditioning system.
  • the water can also be used for electrolysis. Due to the purity of the water, it is particularly suitable for electrolysis through coupling with an electrolyzer. This can, for example, after the
  • the water Since the water is extremely pure, it can also be used as drinking water.
  • the water can also optionally be mineralized and made available to the vehicle occupants via suitable lines on a tap, such as a tap or a machine for hot or cold drinks.
  • a tap such as a tap or a machine for hot or cold drinks.
  • it can also be used as service water. Especially with larger ones
  • the water can be used for flushing toilets or a shower in passenger transport vehicles such as buses or campers.
  • Another application is the use of the water for a windshield wiper, e.g. the windscreen, the light, etc. This increases the maintenance intervals for these systems. Excess water can be specifically drained off.
  • the water separator including the supply line is at least partially integrated into the water tank. Although this reduces the usable space of the tank, it also advantageously reduces the space space required to install the water tank system in the vehicle is reduced. Only the water separator can also be partially integrated into the water tank, and the supply line is attached outside the water tank, but this reduces the space-saving effect.
  • the integration or partial integration in connection with a flexible shape of the water tank enables flexible installation according to the various spatial conditions
  • the water separator is connected to a condenser which is set up to absorb any residual water vapor emerging from the water separator and to condense the water contained therein and to release the condensed water.
  • Cooling fins can be attached to the condenser so that it can pass through their
  • a condenser proposed here thus has the function of a water separator and a heat exchanger.
  • the water separated by the water separator and collected in the water tank and / or the condensed water from the condenser is fed to an actuator for provision for use, such as one of the applications described above.
  • the condensed water from the condenser can be made available directly to an application, for example a cooling application, but it can also be fed into the water tank and collected there.
  • the water tank system furthermore has an equipment carrier on which the actuator is mounted.
  • the equipment carrier also has at least one sensor and a pump for conveying the water from the water tank into a pressure line.
  • the water tank as well as the built-in components and the equipment rack are resistant to ice pressure, so that damage due to possible freezing of water is excluded.
  • a heater can be attached to the equipment rack in order to prevent or reverse ice formation at low temperatures.
  • the at least one sensor can, for example, be a fill level sensor for measuring the water level
  • Temperature sensor for recording the water temperature or a pressure sensor be part of a measurement and control system for pumping water into a pressure pipe.
  • the equipment carrier is welded or tightly welded into the water tank, i.e. into the tank bladder, for example by plastic welding. This allows the water tank with the equipment rack to be produced as a module. This allows a flexible - the respective
  • the lines can be made of flexible plastic. This enables a compact and space-saving structure with simple assembly.
  • the extraction device has a pump return arrangement which is set up to provide a return of the pump into the water tank or back to the pump. Different feed pumps for water can be used.
  • Water pumping can be equipped with an overflow valve, a pressure valve or a pressure relief valve.
  • a pump with a regulated overflow bypass for example a pump with a regulated overflow bypass, a pump with a throttle as an overflow bypass or a pump with a throttle as an overflow bypass with a return to the water tank.
  • a variant with a controlled overflow bypass valve is also possible, with the return flow being fed directly into the tank.
  • the pressure line for providing the water to different consumers can have branches.
  • the lines of the branches can have different pressures and temperatures.
  • a heater can be integrated into one or more of the branches.
  • the heaters can be controlled the same or differently, so that an individual temperature is available depending on the application or consumer.
  • the supply of the water from the branches to the consumers can be done via metering devices, e.g.
  • a water tank system is provided for a different, flexible and needs-based use of the same medium water, which enables a responsible use of water, in particular also for use in regions with a lack of water.
  • Product water release to the environment is reduced. For example, freezing puddles at red lights are avoided in winter.
  • the separated water can be used for any purpose.
  • the integrated and closed system enables advantageous use of resources in humidity and temperature management. With regard to the cost-effectiveness in production, a standardized device carrier can result in high
  • the flexible tank bladder allows flexible integration into different vehicles and installation spaces.
  • the water tank system has a control device for acquiring sensor data from a sensor or several sensors and for controlling the one or more actuators based on the sensor data in the water tank system.
  • the sensor data are, for example, temperature data of the water in the water tank, in the pipes or any components in the vehicle that need to be cooled, on the basis of which pumps, valves or heating can be controlled. By including the fill level, overflow or idling can be prevented or, for example, switching on a pump if there is no water available.
  • the control device has logic circuits, for example in logic components such as FPGA, CPLD, processors, microprocessors, ASICs, or simple logic modules, as well as analog and digital control circuits, interfaces to sensors and actuators.
  • the control device can also have analog-to-digital and / or digital-to-analog converters, as well as integrated or external ones
  • Memory cells in which sensor data, characteristic values and program elements can be stored.
  • a program element which, when it is on a control device, has one of the above-described
  • the program element thus contains the logic for evaluating the
  • the program element can also have a user interface in order, for example, to react to an actuation of a digital or analog button in order, for example, to provide water with a specific temperature and quantity through the water tank system.
  • a computer-readable medium such as, for example, the integrated or external memory cells mentioned above, is provided on which the program element is stored.
  • a vehicle which has a water tank system as described above.
  • a method for providing water through a water tank system for a vehicle operated with fuel cells is proposed.
  • the procedure consists of the following steps:
  • Fuel cells via a feed line to a water separator, e.g. a cyclone, to generate condensed water;
  • a water separator e.g. a cyclone
  • the method can take further steps as described in the
  • the remaining water vapor after being fed to the water separator can be used for another
  • Water separator for example a condenser
  • the conveying of the condensation water from the Water tank can be accomplished in particular by a pump, the pump having the properties described above, such as a
  • the water can also be in
  • FIG. 1 shows a block diagram of a water tank system according to a first
  • FIG. 2 shows a block diagram of a water tank system according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a block diagram of a water tank system according to a third embodiment
  • FIG. 4 shows a flow diagram of a method for providing water by a water tank system according to an embodiment
  • FIG. 5 shows a block diagram of a vehicle with a water tank system according to an embodiment.
  • the cyclone 104 has a feed line 106 which transports the water vapor that is generated in the fuel cell to the cyclone 104.
  • the water vapor rotates in the cyclone 104 in a spiral.
  • the water of the water vapor which drips or flows into the water tank 102 via the filling opening 110, condenses on its inner wall, which is cooled by fresh outside air which surrounds the cyclone.
  • the water can be withdrawn from the water tank via the discharge line 112, the water either being active via the
  • Removal device 108 for example by a pump, can be removed or through a valve that protects the water tank from overflow.
  • the over The air flow entering the cyclone 100 via the supply line 106 is diverted via the line 114.
  • the water vapor can also come indirectly from the fuel cells or the fuel cell stack.
  • the compressed air that is supplied to the fuel cells for reaction with hydrogen can be humidified by a humidifier.
  • Fuel cells are used, which is first fed to the humidifier and from there to the cyclone.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the water tank system 100, in which the cyclone 104 is partially integrated into the water tank 102.
  • the feed line 106 to the cyclone 104 is also integrated into the water tank 102. This reduces the space required for assembling the water tank system 100, but at the expense of the water tank volume.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a water tank system 100 which, in addition to the water tank 102 and the cyclone 104, also has a condenser 302 and an equipment carrier 310 and a control device 320.
  • the air flow from the cyclone 104 which is discharged via the line 114, flows into the condenser, which contains cooling grids on which the water of the water vapor remaining after flowing through the cyclone 104 is condensed and discharged downwards via the line 306.
  • the airflow in that
  • the condenser 302 is finally released via the line 304 to e.g. the environment as exhaust air.
  • the cyclone 104 further has cooling fins 308, so that the wall of the cyclone is effectively cooled and favorable conditions for the condensation of the water on the inner wall of the cyclone are created.
  • the condensed water arrives at the filling port 316
  • FIG. 3 shows a venting device 312 through which the air can escape via the line 318 when the tank is being filled.
  • Ventilation device 312 is preferably protected against ingress of dirt from the surroundings, e.g. by using an air-permeable membrane.
  • the tank ventilation can optionally also be active, ie with a valve.
  • the device carrier 310 has a heater 312, a pump 314 and
  • an optional fill level sensor which is e.g. based on the ultrasonic principle
  • an optional fill level sensor which is e.g. based on the ultrasonic principle
  • the heater can thaw frozen water or at least part of the frozen water locally in the area of the suction port of the pump.
  • the heating principle can be different here.
  • the heater is an electric heater.
  • the equipment rack contains connectors for the coolant.
  • the device carrier 310 also has a plug for the electrical / electronic connection of actuators and sensors and optionally a filter in the suction area of the pump.
  • the equipment carrier and the tank bladder are connected by means of a tight connection, e.g. by plastic welding.
  • the water from the water tank can thus be pumped into the pressure line 112 or a rail in a controlled manner via the feed pump 314 for water, so that it can be fed to an application.
  • connection stub for pressure line 112 implemented.
  • the feed pump 314 for water can in principle be implemented using different feed principles and drives, such as a rotary motor, a lifting magnet, etc. Pumps with an overflow throttle or an overflow valve can preferably be used. A possible return of the pump can take place directly in the tank or in the suction path of the pump. The water can from the
  • Pressure line 112 can be metered via devices such as metering valves transported to the application.
  • devices such as metering valves transported to the application.
  • inexpensive metering valves from combustion technology can be used as metering valves, such as valves for gasoline injection.
  • the rail enables
  • the rail can be realized with a flexible pressure hose and various
  • the line system can optionally be designed with an integrated heater.
  • the lines can be made resistant to ice pressure (flexible material) and / or can also be emptied if there is a risk of frost. Partial emptying is also possible.
  • the system 100 can also be expanded by adding rainwater from the chassis of the vehicle through a particle filter and, if necessary, additionally through a chemical filter, for example an activated carbon filter
  • Water tank system 100 is directed.
  • FIG. 4 shows a flow diagram of a method 400 for providing water by a water tank system according to an exemplary embodiment.
  • Method 400 has the following steps:
  • Fuel cells 502 via a feed line to a water separator 104 for generating condensed water.
  • FIG 5 shows the water tank system 100 in a vehicle 500.
  • the place of condensation is thermally shielded from the stack as well as possible, e.g. by a sufficient distance or by insulation, in order to avoid the condensation heat being transferred back to the stack.
  • the tank bladder can preferably have a shape that is adapted to the installation space of the vehicle, while the device carrier with actuators, sensors and connectors can remain the same, which has a correspondingly positive effect on costs and quantities.
  • Warm to hot water vapor emerging from the fuel cell 502 is condensed and, depending on the temperature of the steam and the pipelines, either collected in the water tank 102 for later use or, at a high temperature, condensed in a chimney with a large surface and back to the fuel cell 502, i.e. to the surface of the outside area, or out of condenser 302 or heat exchanger in contact with a fuel cell 502.
  • a water separator 104 for example a wire mesh, can be attached as a condenser.
  • a cyclone 104 can be installed in the feed 106, which additionally promotes condensation.
  • the water tank system 100 is also supplied with outside air 504, which surrounds the cyclone 104 for cooling.
  • the air stream 114, 304 from the cyclone 104 or the condenser 302 is released into the environment.
  • Condensed water is available from the water tank 102 or the condenser 306 on the lines 112 and 306, respectively.
  • the control unit 320 for data acquisition and for controlling the actuators is via an interface with the

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wassertanksystem (100) für ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug. Das Wassertanksystem weist einen Wasserabscheider (104) auf, der zur Abscheidung von Wasser aus Wasserdampf eingerichtet ist, mit einer Zuleitung (106) zur Aufnahme von Wasserdampf aus einem Brennstoffzellenstack, und einer Ableitung (110) zur Ausgabe des abgeschiedenen Wassers. Das Wassertanksystem (100) weist weiterhin einen Wassertank (102) auf, der zum Speichern des Wassers aus dem Wasserabscheider (104) eingerichtet ist, und eine Einfüllöffnung (110), die zum Füllen des Wassertanks (102) mit dem abgeschiedenen Wasser eingerichtet und mit der Ableitung des Wasserabscheiders (104) verbunden ist, sowie eine Entnahmevorrichtung (108) zur Entnahme des Wassers aus dem Wassertank (102).

Description

Beschreibung
Wassertanksystem zur Bereitstellung von Wasser für ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Wassertanksystem zur Bereitstellung von Wasser für ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, ein Fahrzeug, das ein solches Wassertanksystem aufweist, und ein Verfahren zur Bereitstellung von Wasser durch ein solches Wassertanksystem.
Stand der Technik
In Brennstoffzellen werden durch einen Elektrolyten die Elektronen von den Wasserstoffatomen an der Anode getrennt. Die Elektronen werden durch einen Leiter zur Kathode geführt, während die Wasserstoff- Ionen durch den
Elektrolyten zur Kathodenseite wandern, wo sie sich mit den Elektronen und den Sauerstoffatomen vereinigen, so dass Wassermoleküle entstehen. Hierbei können unterschiedliche Elektrolyte, die aus flüssigen oder festen Stoffen bestehen können, eingesetzt werden. Bei dem Prozess wird Wärme freigesetzt. Die Betriebstemperatur wird dabei vom verwendeten Elektrolyten bestimmt. Zum Beispiel liegt sie bei Kalilauge AFC bei 80°, bei Polymerfolie PEMFC zwischen 70 und 90°, und bei einer Festmembran DMFC zwischen 80 und 130°.
Das bei dem Prozess entstehende Wasser, bzw. der Wasserdampf, ist hochrein und wird üblicherweise ohne weitere Nutzung ins Freie abgegeben.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein System zur Nutzung des an der
Brennstoffstelle entstehenden Wassers bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche der folgenden Beschreibung, sowie der Figuren.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt wird ein Wassertanksystem für ein mit Brennstoffzellen betriebenem Fahrzeug bereitgestellt. Das Wassertanksystem weist einen Wasserabscheider, beispielsweise einen Zyklon oder Zyklonabscheider, und einen Wassertank auf. Der Wasserabscheider ist eingerichtet, Wasser aus Wasserdampf abzuscheiden und weist eine Zuleitung zur Aufnahme von
Wasserdampf aus einem Brennstoffzellenstack auf, und eine Ableitung zur Ausgabe des abgeschiedenen Wassers. Der Wassertank ist eingerichtet, das Wasser aus dem Wasserabscheider zu speichern, und weist hierfür zum Füllen des Tanks mit dem abgeschiedenen Wasser eine Einfüllöffnung auf, die mit der Ableitung des Wasserabscheiders verbunden ist, sowie eine
Entnahmevorrichtung zur Entnahme des Wassers aus dem Wassertank. Die Zu- und Ableitungen für den Wasserdampf und das Wasser bestehen
vorteilhafterweise aus Kunststoff.
Ein Wasserabscheider kann aus z.B. einem metallischen Gitter bestehen, an dem aufgrund seiner Wärmeableitfähigkeit das im Wasserdampf enthaltene Wasser kondensiert. Allgemein ist ein Wasserabscheider eine Anordnung, durch die Wasser kondensiert. Eine Bauform einer solchen Anordnung ist z.B. ein Zyklon. Unter einem Zyklon bzw. Zyklonabscheider wird hier somit ein
Wasserabscheider verstanden, der im Wesentlichen aus einem Behälter besteht, der so geformt ist, beispielsweise trichterförmig, kegelförmig oder zylindrisch, dass eine seitlich einströmende Luft entlang der Außenwand spiralförmig z.B. nach unten rotiert und dann innerhalb der Spirale nach oben abgeleitet wird. Wird die Außenwand gekühlt, kann das Wasser des Wasserdampfs an der Oberfläche der somit ebenfalls gekühlten Innenwand großflächig kondensieren und unten aufgefangen bzw. abgeleitet werden. An der Innenwand des Zyklons kann ferner ein Gitter zur Tröpfchenbildung und Kondensation von Wasserdampf angebracht sein.
Die Entnahmevorrichtung kann aktive Komponenten und/oder passive
Komponenten aufweisen. Im einfachsten Fall weist der Wassertank lediglich ein Überlaufrohr auf. Um die gewünschten Anwendungen zu erreichen, sind jedoch aktive Komponenten, wie z.B. eine Pumpe erforderlich, wie weiter unten beschrieben.
Somit wird gemäß dem ersten Aspekt das in dem Wasserdampf enthaltene Wasser nicht direkt in die Umwelt abgegeben, sondern wird zunächst in einem Wassertank gesammelt, und steht damit zur Nutzung für verschiedene
Anwendungen zur Verfügung. Hierzu zählt beispielsweise eine Optimierung der Luftverdichtung durch Wassereinspritzung bei der Zuführung von Luft zu dem Brennstoffzellenstack sowie eine flexible Befeuchtung der Kathodenluft oder des Anodenpfades durch Wassereinspritzung.
Weiterhin kann ein Notfallkühlungsreservoirs bereitgestellt werden, auf das bei drohender Überhitzung einer Komponente im Fahrzeug zurückgegriffen werden kann. Aber auch generell kann überschüssiges Wassers zur
Verdunstungskühlung für zu kühlende Bauteile verwendet werden, indem das Wasser dosiert auf die Bauteile gebracht wird.
Eine weitere Anwendung ist die Befeuchtung der Innenraumluft bzw.
Klimatisierung des Fahrzeugs. Diese wird erreicht, indem zum Beispiel dem Tank entnommenes Wasser zerstäubt und dem Luftstrom der Klimaanlage zugefügt wird.
Ferner kann das Wasser für eine Elektrolyse genutzt werden. Aufgrund der Reinheit des Wassers eignet es sich besonders gut für die Elektrolyse durch eine Kopplung mit einem Elektrolyseur. Diese kann beispielsweise nach dem
Abstellen des Fahrzeugs zu Hause durchgeführt werden.
Da das Wasser hochrein ist, kann es auch als Trinkwasser verwendet werden. Hierbei kann das Wasser auch optional mineralisiert werden und z.B. über geeignete Leitungen an einem Hahn, wie z.B. einem Zapfhahn oder einem Automaten für Heiß- oder Kaltgetränke den Fahrzeuginsassen zur Verfügung gestellt werden. Neben der Verwendung als Trinkwasser ist eine Nutzung als Brauchwasser möglich. Insbesondere bei größeren
Personentransportfahrzeugen, wie z.B. bei Bussen oder Campingwagen, kann das Wasser für die WC-Spülung oder eine Dusche verwendet werden. Eine weitere Anwendung ist die Nutzung des Wassers für einen Scheibenwischer z.B. der Frontscheibe, des Lichts, etc. Hierdurch werden die Wartungsintervalle für diese Anlagen vergrößert. Überschüssiges Wasser kann gezielt abgelassen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Wasserabscheider einschließlich der Zuleitung zumindest teilweise in den Wassertank integriert. Hierdurch wird zwar der Nutzraum des Tanks verringert, aber andererseits vorteilhafterweise auch der benötigte Platz zum Einbau des Wassertanksystems in das Fahrzeug verringert. Es kann auch nur der Wasserabscheider teilweise in den Wassertank integriert werden, und die Zuleitung wird außerhalb des Wassertanks angebracht, jedoch verringert dies den platzsparenden Effekt. Durch die Integration oder teilweise Integration ist in Verbindung mit einer flexiblen Form des Wassertanks ein flexibler Einbau gemäß den verschiedenen räumlichen Bedingungen
unterschiedlicher Fahrzeugtypen möglich.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Wasserabscheider an einen Kondenser angeschlossen, der dazu eingerichtet ist, einen aus dem Wasserabscheider austretenden restlichen Wasserdampf aufzunehmen und das darin enthaltene Wasser zu kondensieren, und das kondensierte Wasser abzugeben. An dem Kondenser können Kühlrippen angebracht sein, so dass er durch deren
Wärmeableitung die Temperatur des Wasserdampfes bzw. des kondensierten Wassers reduziert wird, und der Kondenser somit auch als Wärmetauscher wirken kann. Ein hier vorgeschlagener Kondenser hat somit die Funktion eines Wasserabscheiders und eines Wärmetauschers.
Gemäß einer Ausführungsform wird das vom Wasserabscheider abgeschiedene und im Wassertank gesammelte Wasser und/oder das kondensierte Wasser aus dem Kondenser einem Aktuator zur Bereitstellung für eine Nutzung, wie zum Beispiel einer der oben beschriebenen Anwendungen, zugeführt. Das kondensierte Wasser aus dem Kondenser kann direkt einer Anwendung, zum Beispiel Kühlanwendung, zur Verfügung gestellt werden, aber es kann auch in den Wassertank geleitet und dort gesammelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Wassertanksystem weiterhin einen Geräteträger auf, auf den der Aktuator montiert ist. Der Geräteträger weist ferner mindestens einen Sensor und eine Pumpe zum Fördern des Wassers vom Wassertank in eine Druckleitung auf. Der Wassertank sowie die Einbauten und der Geräteträger sind eisdruckfest, so dass Schäden durch mögliches Gefrieren von Wasser ausgeschlossen werden. Weiterhin kann am Geräteträger eine Heizung befestigt sein, um eine Eisbildung bei niedrigen Temperaturen zu verhindern oder rückgängig zu machen. Der mindestens eine Sensor kann zum Beispiel ein Füllstandssensor zum Messen des Wasserstandes, ein
Temperatursensor zur Erfassung der Wassertemperatur oder ein Drucksensor als Bestandteil eines Mess- und Regelsystems für das Pumpen des Wassers in eine Druckleitung sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Geräteträger in den Wassertank, d.h. in die Tankblase, zum Beispiel durch Kunststoff-Schweißen eingeschweißt bzw. dichtgeschweißt. Hierdurch kann der Wassertank mit dem Geräteträger als Modul hergestellt werden. Die ermöglicht eine flexible - dem jeweiligen
Fahrzeug /Bauraum angepasste Tankblase - und einen standardisierten Geräteträger. Die Leitungen können aus flexiblem Kunststoff bestehen. Somit wird ein kompakter und platzsparender Aufbau mit einfacher Montage möglich.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Entnahmevorrichtung eine Pumpen- Rücklaufanordnung auf, die eingerichtet ist, einen Rücklauf der Pumpe in den Wassertank oder zur Pumpe zurück bereitzustellen. Es können verschiedene Förderpumpen für Wasser zum Einsatz kommen. Die Pumpe zur
Wasserförderung kann mit einem Überströmventil, einem Druckventil oder mit einem Überdruckventil ausgestattet sein. Realisierungsformen sind
beispielsweise eine Pumpe mit geregeltem Überström-Bypass, eine Pumpe mit einer Drossel als Überström-Bypass oder eine Pumpe mit einer Drossel als Überström-Bypass mit einem Rücklauf in den Wassertank. Weiterhin ist auch eine Variante mit geregeltem Überström-Bypass-Ventil möglich, wobei der Rücklauf direkt in den Tank geführt wird.
In dem Wassertanksystem kann die Druckleitung zur Bereitstellung des Wassers an unterschiedliche Verbraucher Verzweigungen aufweisen. Die Leitungen der Verzweigungen können unterschiedliche Drücke und Temperaturen aufweisen. So kann in einer oder in mehreren der Verzweigungen eine Heizung integriert sein. Die Heizungen können gleich oder unterschiedlich gesteuert werden, so dass je nach Anwendung bzw. Verbraucher eine individuelle Temperatur zur Verfügung steht. Weiterhin kann die Bereitstellung des Wassers aus den Verzweigungen zu den Verbrauchern über Dosiereinrichtungen, wie z.B.
Dosierventilen, erfolgen, so dass der Wasserdurchfluss beschränkt wird.
Somit wird ein Wassertanksystem für eine unterschiedliche, flexible und bedarfsgerechte Nutzung des gleichen Mediums Wasser bereitgestellt, wodurch ein verantwortungsbewusster Umgang mit Wasser ermöglicht wird, insbesondere auch für einen Einsatz in Regionen mit Wassermangel. Die
Produktwasserabgabe an die Umwelt wird reduziert. Beispielsweise werden im Winter gefrierende Pfützen an roten Ampeln vermieden. Das abgeschiedene Wasser kann zur beliebigen Nutzung verwendet werden. Durch das integrierte und geschlossene System ist eine vorteilhafte Ressourcennutzung im Feuchte- und Temperatur Management möglich. Bezüglich der Wirtschaftlichkeit in der Herstellung können durch einen standardisierbaren Geräteträger hohe
Stückzahlen und somit eine Kostenreduzierung erreicht werden, und die flexible Tankblase erlaubt die flexible Integration in verschiedene Fahrzeuge und Bauräume.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Wassertanksystem ein Steuergerät zur Erfassung von Sensordaten eines Sensors oder mehrerer Sensoren und zur Steuerung des einen oder der mehreren Aktuatoren basierend auf den Sensordaten in dem Wassertanksystem auf. Die Sensordaten sind zum Beispiel Temperaturdaten des Wassers im Wassertank, in den Leitungen oder eventuell zu kühlenden Bauteilen im Fahrzeug, auf Basis derer Pumpen, Ventile oder Heizungen gesteuert werden können. Durch Einbeziehung den Füllstands kann ein Überlauf oder ein Leerlauf verhindert werden oder z.B. das Einschalten einer Pumpe, wenn kein Wasser vorhanden ist. Das Steuergerät weist logische Schaltungen auf, die zum Beispiel in logischen Bauelementen wie FPGA, CPLD, Prozessoren, Mikroprozessoren, ASICs, oder einfachen Logikbausteinen auf, sowie analoge und digitale Steuerungsschaltkreise, Schnittstellen zu Sensoren und Aktuatoren. Das Steuergerät kann weiterhin Analog-zu-Digital und/oder Digital-zu-Analog-Wandler aufweisen, sowie integrierte oder externe
Speicherzellen in denen Sensordaten, Kennwerte, und Programmelemente gespeichert werden können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Programmelement bereitgestellt, das, wenn es auf einem Steuergerät eines oben beschriebenen
Wassertanksystems ausgeführt wird, das Wassertanksystem anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen:
- Zuführen von Wasserdampf aus einer Brennstoffzellenreaktion über eine Zuleitung zu einem Wasserabscheider zur Abscheidung von Wasser, das in einem Wassertank gesammelt wird; - Erfassen und Verarbeiten von Sensordaten, um den Wasserstand im
Wassertank zu ermitteln;
- Ansteuern eines Aktuators auf Basis der erfassten Sensordaten und/oder Nutzereingaben; und
Befördern von Wasser aus dem Wassertank zur Bereitstellung des Wassers für eine Nutzung.
Das Programmelement beinhaltet somit die Logik zur Auswertung der
Sensordaten und zur Steuerung der Aktuatoren. Das Programmelement kann auch eine Nutzerschnittstelle aufweisen, um zum Beispiel auf eine Betätigung eines digitalen oder analogen Knopfes zu reagieren, um zum Beispiel durch das Wassertanksystem Wasser mit einer bestimmten Temperatur und Menge bereitzustellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein computerlesbares Medium, wie zum Beispiel die oben erwähnten integrierten oder externen Speicherzellen bereitgestellt, auf welchem das Programmelement gespeichert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein oben beschriebenes Wassertanksystem aufweist.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zur Bereitstellung von Wasser durch ein Wassertanksystem für ein mit Brennstoffzellen betriebenem Fahrzeug vorgeschlagen. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- Zuführen von Wasserdampf aus der Brennstoffzellenreaktion der
Brennstoffzellen über eine Zuleitung zu einem Wasserabscheider, z.B. einem Zyklon, zur Erzeugung von Kondenswasser;
- Sammeln des Kondenswassers in einem Wassertank;
- Befördern des Kondenswassers aus dem Wassertank zur Bereitstellung des Kondenswassers für eine Nutzung.
Die Methode kann weitere Schritte gemäß der Beschreibung des
Wassertanksystems aufweisen. Insbesondere kann der restliche Wasserdampf nach dem Zuleiten zu dem Wasserabscheider einem weiteren
Wasserabscheider, z.B. einem Kondenser, zugeführt werden, so dass das Wasser des restlichen Wasserdampfes kondensieren kann und über eine weitere Ableitung einer Anwendung oder einer Zuführung zu dem Wassertank zur Verfügung steht. Ferner kann das Befördern des Kondenswassers aus dem Wassertank insbesondere durch eine Pumpe bewerkstelligt werden, wobei die Pumpe die oben beschriebenen Eigenschaften, wie zum Beispiel eine
Rücklaufanordnung und / oder eine Überström-Einrichtung aufweisen kann. Weiterhin kann das aus dem Wassertank beförderte Wasser bzw.
Kondenswasser über eine sich verzweigende Druckleitung bzw. ein sich verzweigendes Rail und über Dosierventile mehreren unterschiedlichen
Anwendungen zugeführt werden. Das Wasser kann darüber hinaus im
Wassertank oder in den Leitungen geheizt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Wassertanksystems gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Wassertanksystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Wassertanksystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 ein Flussdiagramm einer Methode zur Bereitstellung von Wasser durch ein Wassertanksystem gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Wassertanksystem gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Fig. 1 zeigt ein Wassertanksystem mit einem Tank 102, einem Zyklon 104 als Wasserabscheider, einer Einfüllöffnung 110 und einer Entnahmevorrichtung 108. Der Zyklon 104 weist eine Zuleitung 106 auf, die den Wasserdampf, der in der Brennstoffzelle entsteht, zu dem Zyklon 104 transportiert. Der Wasserdampf rotiert in dem Zyklon 104 spiralförmig. An dessen Innenwand, die durch frische Außenluft, die den Zyklon umgibt, gekühlt wird, kondensiert das Wasser des Wasserdampfes, welches über die Einfüllöffnung 110 in den Wassertank 102 tropft bzw. fließt. Das Wasser kann über die Ableitung 112 dem Wassertank wieder entnommen werden, wobei das Wasser entweder aktiv über die
Entnahmevorrichtung 108, zum Beispiel durch eine Pumpe, entnommen werden kann oder durch ein Ventil, das den Wassertank vor Überlauf schützt. Der über die Zuleitung 106 in den Zyklon 100 eintretende Luftstrom wird über die Leitung 114 abgeleitet.
Der Wasserdampf kann hierbei auch indirekt von den Brennstoffzellen, bzw. dem Brennstoffzellenstack kommen. Beispielsweise kann die komprimierte Luft, die den Brennstoffzellen zur Reaktion mit Wasserstoff zugeführt wird, durch einen Befeuchter befeuchtet werden. Hierzu kann dem Wasserdampf von den
Brennstoffzellen verwendet werden, die zunächst dem Befeuchter zugeführt wird und von dort zu dem Zyklon weitergeleitet wird.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Wassertanksystems 100, in welchem der Zyklon 104 teilweise in den Wassertank 102 integriert ist. Die Zuleitung 106 zu dem Zyklon 104 ist ebenfalls in den Wassertank 102 integriert. Hierdurch wird der benötigte Raum für die Montage des Wassertanksystems 100 verringert, allerdings auf Kosten des Wassertankvolumens.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Wassertanksystems 100, das neben dem Wassertank 102 und dem Zyklon 104 weiterhin einen Kondenser 302 sowie einen Geräteträger 310 und ein Steuergerät 320 aufweist. Der Luftstrom aus dem Zyklon 104, der über die Leitung 114 abgeleitet wird, strömt in den Kondenser hinein, welcher Kühlgitter enthält, an denen das Wasser des nach der Durchströmung des Zyklons 104 verbleibenden Wasserdampfes kondensiert und nach unten über die Leitung 306 abgeleitet wird. Der Luftstrom in dem
Kondenser 302 wird schließlich über die Leitung 304 an z.B. die Umwelt als Abluft abgegeben. Der Zyklon 104 weist weiterhin Kühlrippen 308 auf, so dass die Wand des Zyklons effektiv gekühlt wird und günstige Bedingungen für das Kondensieren des Wassers an der Innenwand des Zyklons geschaffen werden. Das kondensierte Wasser gelangt über den Erfüllungsstutzen 316 in den
Wassertank 102.
Weiterhin zeigt die Fig. 3 eine Entlüftungsvorrichtung 312, durch die die Luft beim Füllen des Tanks über die Leitung 318 entweichen kann. Die
Entlüftungsvorrichtung 312 ist vorzugsweise gegen Eindringen von Schmutz aus Umgebung, z.B. durch Einsatz einer luftdurchlässigen Membrane, geschützt.
Die Tankentlüftung kann optional auch aktiv, d.h. mit Ventil, ausgeführt sein. Der Geräteträger 310 weist eine Heizung 312, eine Pumpe 314 und
verschiedene Sensoren auf, wie zum Beispiel einen optionalen Füllstandsensor, der z.B. nach dem Ultraschallprinzip ausgeführt ist, einen optionalen
Drucksensor, einen optionalen thermischen Sensor, oder weiteren Sensoren. Die Heizung, kann gefrorenes Wasser oder zumindest einen Teil des gefrorenen Wassers lokal im Bereich des Ansaugstutzens der Pumpe auftauen. Das Heizprinzip kann hierbei verschieden sein. In einer Variante ist die Heizung eine elektrische Heizung. Alternativ ist es auch möglich, gefrorenes Wasser im Wassertanksystem ganz oder teilweise durch das Kühlmittel der Brennstoffzelle aufzutauen. Bei dieser Variante enthält der Geräteträger Konnektoren für das Kühlmittel. Der Geräteträger 310 weist weiterhin einen Stecker für den elektrischen/elektronischen Anschluss von Aktoren und Sensoren sowie optional einen Filter im Ansaugbereich der Pumpe auf.
Der Geräteträger und die Tankblase sind mittels einer dichten Verbindung z.B. durch Kunststoff-Schweißen verbunden.
Das Wasser aus dem Wassertank kann somit über die Förderpumpe 314 für Wasser gesteuert in die Druckleitung 112 bzw. ein Rail gepumpt werden, so dass es einer Anwendung zugeführt werden kann. Dazu ist mindestens ein
Anschlussstutzen für die Druckleitung 112 implementiert. Die Förderpumpe 314 für Wasser kann prinzipiell durch unterschiedliche Förderprinzipien und Antriebe, wie z.B. ein Rotationsmotor, ein Hubmagnet, etc., ausgeführt sein. Bevorzugt können Pumpen mit einer Überströmdrossel oder einem Überströmventil verwendet werden. Ein möglicher Rücklauf der Pumpe kann direkt in den Tank oder in den Ansaugpfad der Pumpe erfolgen. Das Wasser kann von der
Druckleitung 112 dosiert über Einrichtungen wie zum Beispiel Dosierventile zu der Anwendung transportiert werden. Als Dosierventile können zum Beispiel kostengünstige Dosierventile aus der Verbrenner-Technologie verwendet werden, wie z.B. Ventile zur Benzineinspritzung. Das Rail ermöglicht die
Lieferung des Wassers zu verschiedene Nutzungsmöglichkeiten. Das Rail kann mit einem flexiblen Druckschlauch realisiert werden und verschiedene
Abzweigungen enthalten. Optional kann das Leitungssystem mit einer integrierten Heizung ausgeführt sein. Die Leitungen können eisdruckfest ausgeführt sein (flexibles Material) und/oder bei Frostgefahr auch entleert werden. Auch eine Teilentleerung ist möglich. Das System 100 kann zusätzlich erweitert werden, indem Regenwasser vom Chassis des Fahrzeugs über einen Partikel- Filter und gegebenenfalls zusätzlich über einen chemischen Filter, z.B. einen Aktivkohlefilter in das
Wassertanksystem 100 geleitet wird.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Methode 400 zur Bereitstellung von Wasser durch ein Wassertanksystem gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Methode 400 weist folgende Schritte auf:
- Zuführen 402 von Wasserdampf aus der Brennstoffzellenreaktion der
Brennstoffzellen 502 über eine Zuleitung zu einem Wasserabscheider 104 zur Erzeugung von Kondenswasser.
- Sammeln 404 des Kondenswassers in einem Wassertank 102, und
Befördern 406 des Kondenswassers aus dem Wassertank 102 zur
Bereitstellung des Kondenswassers für eine Nutzung.
Fig. 5 zeigt das Wassertanksystem 100 in einem Fahrzeug 500.
Vorteilhafterweise ist der Ort der Kondensation thermisch möglichst gut vom Stack abgeschirmt, z.B. durch eine ausreichende Entfernung oder durch eine Isolierung, um zu vermeiden, dass die Kondensationswärme wieder an den Stack übergeht. Vorzugsweise kann die Tankblase eine in den Bauraum des Fahrzeugs angepasste Form aufweisen, während der Geräteträger mit Aktoren, Sensoren und Konnektoren gleich bleiben kann, was sich auf die Kosten bzw. Stückzahlen entsprechend positiv auswirkt.
Aus der Brennstoffzelle 502 austretender warmer bis heißer Wasserdampf wird kondensiert und je nach Temperatur des Dampfs und der Rohrleitungen entweder in dem Wassertank 102 für spätere Verwendung gesammelt oder bei hohen Temperatur in einen Kamin mit großer Oberfläche kondensiert und zurück zur Brennstoffzelle 502, das heißt zur Oberfläche des Außenbereichs, geführt, oder mit einem Brennstoffzelle 502 in Kontakt stehende Kondenser 302 bzw. Wärmetauscher geführt. An der Stelle der gewünschten Kondensation kann ein Wasserabscheider 104, z.B. ein Drahtgitter als Kondensator angebracht sein. In der Zuführung 106 kann außerdem ein Zyklon 104 angebracht werden, der die Kondensation zusätzlich begünstigt. Dem Wassertanksystem 100 wird zudem Außenluft 504 zugeführt, die den Zyklon 104 zur Kühlung umgibt. Der Luftstrom 114, 304 aus dem Zyklon 104 oder dem Kondenser 302 wird an die Umgebung abgegeben. Kondensiertes Wasser steht aus dem Wassertank 102 oder dem Kondenser 306 an den Leitungen 112 bzw. 306 zur Verfügung. Das Steuergerät 320 zur Datenerfassung und zur Steuerung der Aktoren ist über eine Schnittstelle mit dem
Wassertanksystem 100 verbunden.

Claims

Ansprüche
1. Wassertanksystem (100) für ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, aufweisend:
einen Wasserabscheider (104), eingerichtet zur Abscheidung von Wasser aus Wasserdampf, mit einer Zuleitung (106) zur Aufnahme von Wasserdampf aus einem Brennstoffzellenstack, und einer Ableitung (110) zur Ausgabe des abgeschiedenen Wassers;
einen Wassertank (102), eingerichtet zum Speichern des Wassers aus dem Wasserabscheider (104), aufweisend
eine Einfüllöffnung (110), die mit der Ableitung des Wasserabscheiders (104) verbunden ist, zum Füllen des Wassertanks (102) mit dem
abgeschiedenen Wasser.
2. Wassertanksystem (100) gemäß Anspruch 1 , wobei der Wasserabscheider (104) einschließlich der Zuleitung (106) zumindest teilweise in den
Wassertank (102) integriert ist.
3. Wassertanksystem (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der
Wasserabscheider (104) an einen Kondenser angeschlossen ist, der dazu eingerichtet ist, einen aus dem Wasserabscheider (104) austretenden restlichen Wasserdampf aufzunehmen und das darin enthaltene Wasser zu kondensieren, und das kondensierte Wasser abzugeben.
4. Wassertanksystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wassertanksystem (100) weiterhin eingerichtet ist, Wasser aus dem Wassertank (102) und/oder aus dem Kondenser (302) einem Aktuator zur Bereitstellung des Wassers für eine Nutzung des Wassers zuzuführen.
5. Wassertanksystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen Geräteträger (310), auf den der Aktuator (312, 314) montiert ist, und der ferner einen Sensor und/oder eine Pumpe (314) zum Fördern des Wassers vom Wassertank (102) in eine Druckleitung (112) aufweist.
6. Wassertanksystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Geräteträger (310) in den Wassertank (102) eingeschweißt ist.
7. Wassertanksystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Wassertanksystem (100) ferner eine Entnahmevorrichtung (108) mit einer Pumpen-Rücklaufanordnung aufweist, die eingerichtet ist, einen Rücklauf der Pumpe (314) in den Wassertank (102) oder zur Pumpe (314) zurück bereitzustellen.
8. Wassertanksystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (314) eine Überström-Einrichtung aufweist.
9. Wassertanksystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiterhin aufweisend ein Steuergerät (320) zur Erfassung von Sensordaten eines Sensors oder mehrerer Sensoren und zur Steuerung eines Aktuators oder mehrerer Aktuatoren (312, 314) basierend auf den Sensordaten in einem Wassertanksystem (100).
10. Fahrzeug (500), aufweisend ein Wassertanksystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Verfahren (400) zur Bereitstellung von Wasser durch ein Wassertanksystem (100) für ein mit Brennstoffzellen (502) betriebenes Fahrzeug (400), aufweisend die Schritte:
Zuführen (402) von Wasserdampf aus der Brennstoffzellenreaktion der Brennstoffzellen (502) über eine Zuleitung zu einem Wasserabscheider (104) zur Erzeugung von Kondenswasser;
Sammeln (404) des Kondenswassers in einem Wassertank (102); und
Befördern (406) des Kondenswassers aus dem Wassertank (102) zur Bereitstellung des Kondenswassers für eine Nutzung.
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