EP4130541A1 - Manipulationsgeschützte gasabgabevorrichtung - Google Patents

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EP4130541A1
EP4130541A1 EP22184713.0A EP22184713A EP4130541A1 EP 4130541 A1 EP4130541 A1 EP 4130541A1 EP 22184713 A EP22184713 A EP 22184713A EP 4130541 A1 EP4130541 A1 EP 4130541A1
Authority
EP
European Patent Office
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sensor
gas
data line
hose
measured value
Prior art date
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Pending
Application number
EP22184713.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Breuer
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EOn SE
Original Assignee
EOn SE
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F17C5/007—Automated filling apparatus for individual gas tanks or containers, e.g. in vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to the technical field of transporting and delivering gas, in particular hydrogen gas or natural gas, to end customers. Furthermore, the present disclosure relates to the technical field of tamper-proof transmissions of measurement data relating to an amount of gas delivered to an end user.
  • more and more filling stations also offer filling options for natural gas and hydrogen.
  • Hydrogen filling stations are used, for example, to refuel fuel cell vehicles. In doing so, the billing and payment of the gas quantity delivered to the end customer, especially in Germany, must be carried out in accordance with the law. In Germany, for example, the Measurement and Calibration Act (MessEG) ensures that when purchasing a good such as hydrogen or natural gas, neither the buying nor the selling party are disadvantaged.
  • the MessEG defines requirements for devices that are used to measure goods.
  • the so-called delivery point is decisive for determining the quantity of gas delivered to an end customer.
  • the delivery point is the place where the gas is delivered to the end customer.
  • the delivery point is the end of the nozzle, which is connected to the pump via a gas hose, since the end customer only has access to the purchased gas quantity from this point.
  • One problem here is that there is usually no metering device that conforms to calibration law (e.g. a calibrated gas meter) at the delivery point.
  • the metering device that conforms to calibration law is usually located inside the gas station or pump.
  • there is a transmission path between the metering device that conforms to calibration law and the delivery point which is not covered or checked by the metering device that conforms to calibration law. For example, via a transmission path designed as a gas hose during a Refueling gas diffuse to the outside, so that the calibrated counting device does not measure the actual amount of gas delivered at the delivery point.
  • the WO 2012/023015 A2 relates to a hydrogen filling station with a hydrogen storage tank and a hydrogen meter, at which a hydrogen-powered vehicle can be refueled.
  • the vehicle includes a pressure sensor. Using the data measured by the hydrogen meter and the pressure sensor, a ratio of a pressure in the hydrogen storage tank and an output voltage of the pressure sensor can be corrected. For this purpose, measurement data from the pressure sensor are sent from the vehicle to a control device arranged in the hydrogen filling station.
  • the JP 6611026 B1 relates to a calibration device for a hydrogen filling station with a reference gas flow meter.
  • the EN112010005532 B4 relates to a device for detecting a fuel leak when filling fuel from a fuel pump into a tank of a vehicle.
  • the dispenser includes a flow meter and the vehicle includes a pressure sensor and a temperature meter.
  • the EP 1205704 A1 relates to a method for filling a vehicle tank with a gas, in which the vehicle tank is connected to a delivery device with a pressure-resistant line. With the help of a sensor device, which is arranged in the vehicle tank, the instantaneous value of a parameter is determined during filling, which is representative of the instantaneous fill level of the vehicle tank. Filling ends when the parameter has reached a final value.
  • the U.S. 2017/0074707 A1 relates to a hydrogen filling station for filling a vehicle with hydrogen.
  • the vehicle includes a compressed hydrogen storage system and at least one sensor that detects the compressed hydrogen storage system relevant data. These measurement data are checked for measurement errors by the hydrogen filling station.
  • an insufficiently protected point of attack for manipulation attempts can be a sensor provided at the end customer gas delivery point for measuring a specified quantity of gas, especially if measurement data are output by this sensor and transmitted to another device.
  • a gas delivery device which comprises the following: a gas hose with a first end for receiving gas and a second end for delivering gas, a first sensor which is arranged at the first end and is set up to provide a first measured value relating to determining an amount of gas taken in at the first end, a second sensor which is arranged at the second end and set up to determine and output a second measured value relating to an amount of gas released at the second end, and a communication device which is set up to do so to send the second reading from the second sensor to the first sensor, wherein the second reading is protected from unauthorized and/or unnoticed access by third parties (i.e., unauthorized persons) from output by the second sensor to receipt by the first sensor is.
  • third parties i.e., unauthorized persons
  • the first and second sensors can be gas meters, such as flow meters, pressure sensors and/or temperature sensors, which can be used to measure values based on which a quantity of gas can be determined.
  • gas meters such as flow meters, pressure sensors and/or temperature sensors, which can be used to measure values based on which a quantity of gas can be determined.
  • the first sensor can in particular be a calibrated gas meter which, in accordance with calibration law, determines a metered value which corresponds to an amount of energy which is output by the gas dispensing device.
  • This can be an intelligent measuring system (a so-called “smart meter”), which measures a gas release in cubic meters (m 3 ).
  • the gas meter can also be calibrated according to the current Measuring Instruments Directive (MID) of the European Parliament.
  • the second measurement relates to an amount of gas actually delivered at the second end of the gas hose.
  • the second sensor can also be a calibrated gas meter or a smart meter.
  • the gas is preferably hydrogen gas or natural gas.
  • the first and second sensors may be located locally at, in or around respective ends of the gas hose.
  • the first sensor measures the amount of gas introduced into the gas hose from a gas source (e.g. a gas tank) and the second sensor measures the amount of gas delivered by the gas hose to the end customer at the delivery point.
  • the measurement data output by the second sensor are sent to the first sensor with the aid of the communication device. For example, a measured value in cubic meters is sent from the second sensor to the first sensor.
  • the communication device can be any type of communication means that is set up to send data from the second sensor to the first sensor.
  • the communication device can send data packets to the first sensor.
  • the communication device can be a wireless or wired communication device, such as a mobile radio device, a Bluetooth device or Ethernet modules with a data line that establish a communication connection via an air interface or via the Internet.
  • the second sensor includes a transmitter module and the first transmitter includes a receiver module. If a data line is mentioned in the present disclosure, it can always also be a multiplicity of data lines, such as a network cable with a multiplicity of wires and PINs.
  • first sensor and the second sensor are connected to one another via a data line
  • the connections of the two ends of the data line to the first sensor and the second sensor can be provided with seals and/or signal paint. This ensures that any manipulation of the data line or the connections is detected. It is also conceivable that the entire data line is provided with signal paint, so that any actuation on the data line can be detected.
  • the signaling lacquer can in particular be a sealing lacquer or a packing lacquer, i.e. a mass (e.g. a resin) which adheres firmly to a substrate and has to be destroyed in order to access the substrate.
  • a sealing lacquer or a packing lacquer, i.e. a mass (e.g. a resin) which adheres firmly to a substrate and has to be destroyed in order to access the substrate.
  • the seal can be a small disc (e.g. 6-10 mm diameter) with one or two holes through which a sealing wire is passed.
  • the seal is then pressed together with sealing pliers.
  • the sealing wire is clamped in place and cannot be moved.
  • the sealing pliers make a stamp on both sides of the seal.
  • the pane can be made of plastic (polycarbonate) or soft aluminum, for example.
  • the data line can include plugs at both ends, which are plugged into respective couplings in the first sensor and the second sensor, the plugs and couplings being provided with the seals and/or the signal paint.
  • the seals can be designed as sealing clamps, which surround a plug and a coupling, the sealing clamps having to be destroyed in order to be able to access the plug or the coupling.
  • a plug seal secured with a sequentially numbered wire rope can also be used.
  • the data line can be completely covered with signal lacquer, so that the data line is protected over the entire length.
  • the data line can additionally or alternatively be mechanically shielded from external access in order to prevent mechanical access to the data line.
  • the gas hose can mechanically shield the data line from access from the outside.
  • the data line is located in the gas hose (e.g. running along the inner wall of the gas hose) and the gas hose has a dual function of transporting gas and protecting the data line from access by unauthorized persons.
  • the data line can also run outside the gas hose.
  • the data line can run in a further hose attached to the outside of the gas hose.
  • the data line running in the additional tube can then be covered with signal paint.
  • the mechanical shield may comprise a tube and/or hose extending from the first sensor to the second sensor.
  • the pipe or hose can be the gas hose or an additional pipe or hose that surrounds the gas hose.
  • the tube and/or the hose can be made of a material (for example metal or a hard plastic) which only allows access to the data line with a great deal of mechanical effort. It is also conceivable that the tube and/or the hose consists of a material (for example a plastic) that is easy to destroy but must be destroyed in order to allow access to the data line, so that access to the data line is possible can be recognized.
  • the tube can be a corrugated tube.
  • the tube and/or the hose can also be additionally covered with a signal paint over the entire outer surface.
  • first sensor and the second sensor are connected to one another via a data line
  • the connections of the two ends of the data line to the first sensor or the second sensor can also be provided with seals and/or signal paint and the data line can also be mechanically protected against access by be shielded from the outside.
  • the data line and/or the plug of the data line can be protected from a signal tap by means of electromagnetic induction.
  • the data line and/or the plug can be optimized with regard to electromagnetic compatibility (EMC).
  • EMC electromagnetic compatibility
  • the data line and/or the plug can include EMC protection.
  • the data line and/or the plug can be coated with conductive copper lacquer, vapor-deposited with copper-chromium-nickel and/or vapor-deposited with aluminum.
  • the second sensor For easy installation and removal of the second sensor, it can be arranged in a nozzle of the gas hose, so that only one module, ie the nozzle, has to be installed or removed.
  • the nozzle can also be secured with a seal and/or signal paint.
  • the second sensor can be set up to digitally sign and/or encrypt the second measured value before it is output by the second sensor, and the first sensor can be set up to receive and process the digitally signed and/or encrypted second measured value.
  • the second sensor can include a signature device that is set up to digitally sign the second measured value.
  • the signature device can be set up to access a private key stored in the second sensor and a public key stored in the second sensor.
  • the private key and the public key can be meter keys stored in the second sensor.
  • the public key can also be stored on a secure, central server, for example a server of a calibration authority.
  • the second measured value can also be combined with one or more additional information elements to form a data packet and the data packet can be digitally signed.
  • the additional information elements can be further data generated in the second sensor, such as data relating to an identification of the second sensor and/or a date or time information of a measurement process.
  • the digital signature can ensure that the second measured value or the data packet with the second measured value can no longer be manipulated later.
  • the digital signature can be done using two electronic keys, ie a public key and a private key, using an asymmetric method.
  • Data encrypted with the private key can only be decrypted with the public key.
  • the private key is always kept secret, whereas the public key is accessible to everyone. In particular, the private key cannot be calculated from the public key.
  • the checksum is first formed from the data to be digitally signed based on a mathematical process, which gives the so-called "hash value”. This "hash value" is then encrypted using the private key.
  • the signature can be checked with the public key by restoring the original checksum with it. At the same time, a checksum is formed again from the signed data and this is then compared with the available decrypted checksum. A match is proof that the data is authentic.
  • the authenticity check can take place at the data receiver, ie in the first sensor.
  • the signature device is arranged in the second sensor.
  • the second measured value is digitally signed in the second sensor. If the second sensor is a calibrated gas meter that has been sealed, this is already protected against unnoticed access by third parties, which means that the protection against manipulation can be further improved.
  • the signature device is physically separate from the second sensor.
  • the second sensor and signature device can be arranged separately in the nozzle, with the housing of the nozzle being sealed and/or provided with signal paint, so that unauthorized access to the second sensor or signature device can be detected.
  • Additional items of information can be sent from the second sensor to the first sensor.
  • the additional information items are related to the second sensor.
  • an identifier (“who"), a gas quantity or a count of the second sensor ("what"), information about the second sensor ("where"), and / or time information about the delivery process (“when") from the second sensor to be sent to the first sensor.
  • These additional information elements can also be digitally signed and/or encrypted.
  • the processing of the second measured value received from the first sensor can be a calculation of a gas quantity actually delivered at the second end of the gas hose.
  • an amount of gas actually released at the second end of the gas hose can be calculated based on a correlation of the first and second measured values.
  • the correlation calculation can be done with the help of a look-up table, for example.
  • the calculation can be performed within the first sensor, ie the calibrated gas meter.
  • an external computing unit can also be provided in a gas pump, which calculates the gas quantity actually delivered at the second end of the gas hose.
  • the amount of gas actually delivered at the second end of the gas hose can then be further processed for billing purposes to the customer. For this purpose, a purchase price can be assigned to the gas quantity actually delivered at the second end of the gas hose.
  • the second sensor can be a sensor that has been trained on the first sensor.
  • the second sensor can be a certified sensor.
  • the second sensor can include a stored identifier, with the first sensor only accepting data from sensors with known identifiers.
  • the communication device can comprise a first radio module assigned to the first sensor and a second radio module assigned to the second sensor and arranged at the second end of the gas hose, which are set up to communicate with a cloud server.
  • the communication can take place, for example, via a wireless local area network (WLAN) and/or the Internet with the cloud server.
  • WLAN wireless local area network
  • the communication device may further comprise a first cellular module associated with the first sensor and a second cellular module associated with the second sensor and arranged at the second end, which are configured to communicate with one another, the second cellular module having a built-in subscriber identity module, eSIM, includes.
  • Communication can take place, for example, via mobile radio standards such as Long Term Evolution (LTE) or 5G.
  • LTE Long Term Evolution
  • 5G 5th Generation
  • the eSIM is a chip permanently installed in the second mobile radio module, in which at least one eSIM profile for at least one network operator is stored. With the help of the communication authorized by the eSIM, it can be ensured that no other transmitter can present itself as the mobile radio module assigned to the second sensor or as the second sensor. This results in further protection against manipulation of the second measured value output by the second sensor.
  • the second sensor sends the second measured value to the first transmitter via a radio module or a mobile radio module and no data line is provided between the first sensor and the second sensor, it can be complex to transmit the second sensor or the radio module or mobile radio module associated with the second sensor to supply with electricity.
  • the gas dispensing device can comprise an energy generating device which is arranged in the gas hose and is set up to supply the second To supply sensor with energy to operate the second sensor.
  • the power generation device may include a piston engine that converts gas pressure in the gas hose into electricity. In addition to the second sensor, this current can also be used to supply the radio module or mobile radio module with current.
  • the present disclosure also relates to a filling station, in particular a hydrogen filling station or a natural gas filling station, which comprises a gas pump, a gas dispensing device described above and a gas source.
  • the present disclosure relates to an apartment building with a gas source and a gas dispensing device as described above.
  • the following exemplary embodiments relate to the delivery of hydrogen. However, all of the exemplary embodiments can also be used with other gases, such as natural gas. Furthermore, the inventive features disclosed in the respective exemplary embodiments can also be used in other exemplary embodiments.
  • the 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a hydrogen filling station at which a fuel cell vehicle 40 is charged.
  • the fuel cell vehicle 40 includes a hydrogen tank 45 and a filler neck 47.
  • the hydrogen filling station includes a fuel pump 50 with a gas hose 10.
  • the fuel pump 50 there is a first gas meter 21, a hydrogen tank 52 and a control device 60 for controlling and billing a refueling process.
  • the hydrogen tank 52 is connected to the first gas meter 21 via a gas line 55 .
  • the gas hose 10 is attached to the first gas meter 21 in such a manner that the hydrogen tank 45 of the fuel cell vehicle 40 can be filled with hydrogen stored in the hydrogen tank 52 .
  • the fuel cell vehicle 40 and the fuel pump 50 of the hydrogen filling station comprise further devices and elements necessary for the filling process, which are known to the person skilled in the art and are not explained in detail here in order to simplify the presentation of the present disclosure.
  • the gas hose 10 comprises a first end 11 on which the first gas meter 21 is arranged and a second end 12 on which a dispensing valve 25 is arranged.
  • the nozzle 25 is inserted into the filler neck 47 of the fuel cell vehicle 40 .
  • a second gas meter 22 is located in the dispensing valve 25.
  • the dispensing valve 25 and the second gas meter 22 are designed as a module, so that the module can be exchanged to replace the second gas meter 22 can.
  • the first gas meter 21 is a calibrated gas meter that measures a quantity of hydrogen that is introduced into the gas hose 10 from the hydrogen tank 52 via the first gas meter 21 .
  • the second gas meter 22 measures a quantity of hydrogen which is supplied to the fuel cell vehicle 40 via the dispensing valve 25, ie at the end customer hydrogen delivery point.
  • the measured value determined by the second gas meter 22 is transmitted to the calibrated, first gas meter 21, in which a value of a hydrogen quantity actually dispensed at the dispensing valve 25 is calculated from the measured values determined by the two gas meters 21 and 22.
  • the calculation can be a correlation calculation that takes place in the first gas meter 21 or in the control device 60 .
  • the communication device further comprises a transmitting module on or in the second gas meter 22 and a receiving module on or in the first gas meter 21 (in 1 Not shown).
  • the transmission module and the reception module can be Ethernet modules, for example.
  • This disclosure proposes a number of options for protecting the data line 30 or the transmission and reception modules from unnoticed access by unauthorized persons. These options can be combined.
  • the connections of the two ends of the data line 30 to the first gas meter 21 and the second gas meter 22 can be provided with seals and/or signal paint. This can ensure that any manipulation of the data line 30 or the connections is detected. It is also conceivable that the entire data line is provided with signal paint, so that any actuation on the data line 30 can be detected.
  • the dispensing valve 25 with the second gas meter 22 contained therein can be sealed to the second end 12 of the gas hose 10 or covered with signal paint.
  • the data line 30 can be mechanically shielded from access from the outside in order to prevent mechanical access to the data line 30 .
  • the gas hose 10 can mechanically shield the data line 30 against access from the outside.
  • the gas hose 10 has a dual function of transporting hydrogen and protecting the data line 30 from access by unauthorized persons.
  • a corrugated pipe can be arranged around the gas hose 10, which protects the data line 30 from unauthorized and unnoticed access.
  • the corrugated pipe can also be provided in addition to the gas hose 10 .
  • the second gas meter 22 can be a gas meter that has been trained on the first gas meter 21 , i.e. a certified gas meter, so that the first gas meter 21 only receives authenticated data from the trained second gas meter 22 .
  • the 2 shows a schematic representation of an embodiment of a gas delivery device with a data line 30.
  • a gas delivery device with a data line 30.
  • it can be the gas delivery device with the data line 30 of the exemplary embodiment of FIG 1 or other gas delivery device.
  • the data line 30 comprises a first plug 31 at a first end 11 in the first gas meter 21 and a second plug 32 at a second end 12 in the second gas meter 22.
  • the first gas meter 21 comprises a first coupling 26 and a receiving module 61.
  • the first Plug 31 is in the first coupling 26 plugged.
  • the second gas meter 22 includes a second coupling 27 and a transmitter module 62.
  • the second plug 32 is plugged into the second coupling 27. Values measured by the second gas meter 22 can thus be sent from the transmission module 62 to the reception module 61 via the second coupling 27 , the second plug 32 , the data line 30 , the first plug 31 and the first coupling 26 .
  • the second gas meter 22 and the transmitter module 62 can also be supplied with electricity via the data line 30 .
  • the first gas meter 21 also includes an arithmetic unit 65 which, from the measured values of the second gas meter 22 and the first gas meter 21, calculates a quantity of hydrogen actually delivered to the end customer. It can thus be prevented that hydrogen diffusing outwards between the first end 11 and the second end 12 is not taken into account in the customer billing.
  • the plugs 31, 32 and the couplings 26, 27 can be provided with seals and/or signal paint (in 2 Not shown).
  • the seals can be in the form of sealing clamps which surround a plug and a coupling, the sealing clamps having to be destroyed in order to be able to access the plugs 31, 32 and the couplings 26, 27.
  • a plug seal secured with a sequentially numbered wire rope can also be used.
  • the data line 30 and/or the plugs 31, 32 and the couplings 26, 27 can be protected against signal tapping by means of electromagnetic induction.
  • the data line 30, the plugs 31, 32 and/or the couplings 26, 27 can be optimized with regard to electromagnetic compatibility (EMC).
  • EMC electromagnetic compatibility
  • the data line 30, the plugs 31, 32 and/or couplings 26, 27 can include EMC protection, for example coated with conductive copper lacquer, vapor-deposited with copper-chromium-nickel and/or vapor-deposited with aluminum.
  • gas hose 10 can be designed as a corrugated tube or surrounded by a corrugated tube.
  • the 3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a hydrogen filling station at which a fuel cell vehicle 40 is charged.
  • the second embodiment of the 3 differs from the first embodiment 1 in that no data line 30 is provided and the measured values determined by the second gas meter 22 are sent wirelessly to the first gas meter 21 .
  • the hydrogen filling station includes a first radio module 71 in the first gas meter 21 and a second radio module 72 in the second gas meter 22.
  • the others in FIG 3 Elements shown correspond to the elements of 1 with the corresponding reference symbols and a repeated description of these elements is omitted here.
  • the first and second radio modules 71, 72 are WLAN modules. This can also involve radio modules for other radio standards, in particular also mobile radio modules. If the second radio module 72 is designed as a mobile radio module, it preferably includes an eSIM, as a result of which only authenticated communication can take place with the first radio module 71, which provides further protection against data misuse.
  • the second gas meter 22 is set up to digitally sign and/or encrypt the second measured value before it is output by the second gas meter 22 .
  • the first gas meter 21 is set up to receive and process the digitally signed and/or encrypted second measured value.
  • the second gas meter 22 comprises a signature device (in 3 not shown) configured to digitally sign the second reading.
  • the signature device is set up to access a private key stored in the second gas meter 22 and a public key stored in the second gas meter 22 .
  • the digital signing takes place via an asymmetric method, with the authenticity check of the received data taking place in the first gas meter 21 .
  • first radio module 71 and the second radio module 72 In addition to direct communication between the first radio module 71 and the second radio module 72 or communication via a cellular network, it is also conceivable for the first radio module 71 and the second radio module 72 to transmit the measurement data to a cloud server in which the End customer delivery point delivered amount of hydrogen is calculated.
  • an energy generating device arranged in the gas hose 10 can also be provided (in 3 not shown) which den second gas meter 22 and the second radio module 72 supplied with power.
  • the power generation device may include a piston engine that converts gas pressure in the gas hose 10 into electricity.
  • a battery can also be provided in the nozzle.
  • the 4 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of an apartment building 100 with a gas line 10'.
  • the multiple dwelling 100 shown includes, for example, a basement W1 and six apartments W2 to W7.
  • the Indian 4 The structure shown is similar to that in FIG 1 shown structure of the hydrogen filling station.
  • a first gas meter 21 is located in the basement W1 and a second gas meter 22 is located in the apartment W7.
  • the apartment building 100 is supplied with hydrogen via a gas supply line 90, which is delivered to the apartment W7 via the gas line 10'.
  • the calibrated, first gas meter 21 measures a quantity of hydrogen which is supplied at the first end 11 of the gas line 10'. Since this quantity of hydrogen cannot correspond to the hydrogen supplied in the apartment W7, for example because hydrogen diffuses on the way from the first end 11 to the second end 12 of the gas line 10', the second gas meter 22 is provided in the apartment W7. In order to calculate the quantity of hydrogen actually delivered at the second end 12 of the gas line 10', the second gas meter 22 transmits a second measured value of a quantity of hydrogen to the first gas meter 21. For this purpose, the second gas meter 22 is connected to the first gas meter 21 via the data line 30. The calibrated, first gas meter 21 measures a first measured value of the amount of hydrogen. The quantity of hydrogen actually delivered at the second end 12 of the gas line 10' can then be calculated from the first and second measured values.
  • the data line 30 or the connections of the data line 30 with corresponding communication modules to the first and second gas meters 21, 22 similar to the exemplary embodiments of FIG figs 1 to 3 be secured. This can be done in particular with the help of seals and signal paint. Furthermore, trained, second gas meters 22 can also be used, so that no data manipulation can take place due to the receipt of incorrect data. Furthermore, the measurement data output by the second gas meter 22 can be used in accordance with the exemplary embodiment in FIG 3 be signed and/or encrypted as described.
  • gas lines 10' and second meters 22 can also be provided in or to the other apartments W2 to W6.
  • measurement data from another apartment from being accidentally used for measurement data from an apartment to be billed, for example a quantity of hydrogen measured on a second gas meter 22 in apartment W2 being used erroneously for apartment W7 for billing.
  • the figure 5 shows a schematic representation of a second embodiment of an apartment building 100 with a gas line 10 '.
  • the embodiment of figure 5 differs from the embodiment of 4 in which no data line 30 is provided and the communication between the second gas meter 22 and the first gas meter 21 takes place via a wireless communication link.
  • the first gas meter 21 includes a first mobile radio module 81 and the second gas meter 22 includes a second mobile radio module 82.
  • the same reference numbers figs 1 to 5 relate to the same elements and will not be explained again at this point.
  • a cloud server 95 is shown, which is set up to communicate with the first mobile radio module 81 and the second mobile radio module 82 .
  • the communication between the first mobile radio module 81 or second mobile radio module 82 and the cloud server 95 is signed and encrypted. It can thereby be ensured that the second measured value actually determined by the second gas meter 22 is used to calculate the quantity of hydrogen actually delivered at the second end 12 of the gas hose 10 ′.
  • the second mobile radio module 82 can also include an eSIM.
  • the apartments W2 to W6 may be equipped with second gas meters 22. Since the first gas meter 21 is located in the basement W1, the radio modules 81 and 82 can also work according to a LoRa radio standard, for example the LoRaWAN standard optimized for communication down to the basement.
  • a LoRa radio standard for example the LoRaWAN standard optimized for communication down to the basement.
  • the transmitted second measured value is digitally signed and/or encrypted in addition to the mechanical protective measures.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Es wird eine Gasabgabevorrichtung offenbart die Folgendes umfasst: einen Gasschlauch (10) mit einem ersten Ende (11) zur Aufnahme von Gas und einem zweiten Ende (12) zur Abgabe von Gas, einen ersten Sensor (21), der an dem ersten Ende (11) angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen ersten Messwert betreffend eine an dem ersten Ende (11) aufgenommene Gasmenge zu bestimmen, einen zweiten Sensor (22), der an dem zweiten Ende (12) angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen zweiten Messwert betreffend eine an dem zweiten Ende (12) abgegebene Gasmenge zu bestimmen und auszugeben und eine Kommunikationsvorrichtung (30), die dazu eingerichtet ist, den zweiten Messwert von dem zweiten Sensor (22) an den ersten Sensor (21) zu senden, wobei der zweite Messwert von der Ausgabe durch den zweiten Sensor (22) bis zum Empfang durch den ersten Sensor (21) vor einem unbefugten und/oder unbemerkten Zugriff durch Dritte geschützt ist.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft das technische Gebiet des Transports und der Abgabe von Gas, insbesondere Wasserstoffgas oder Erdgas, an Endkunden. Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung das technische Gebiet der manipulationssicheren Übermittlungen von Messdaten betreffend eine an einen Endnutzer abgegebene Gasmenge.
    • HINTERGRUND
  • Immer mehr Tankstellen bieten neben Benzin und Diesel auch Tankmöglichkeiten für Erdgas und Wasserstoff an. Wasserstofftankstellen werden beispielsweise zum Tanken von Brennstoffzellenfahrzeugen genutzt. Dabei muss die Abrechnung und Bezahlung der an den Endkunden abgegebenen Gasmenge, insbesondere in Deutschland, eirechtskonform erfolgen. So stellt in Deutschland das Mess- und Eichgesetz (MessEG) sicher, dass bei einem Kauf eines Guts, wie Wasserstoff oder Erdgas, sowohl die kaufende als auch die verkaufende Partei nicht benachteiligt werden. Das MessEG definiert Anforderungen an Vorrichtungen, welche zum Messen des Guts verwendet werden.
  • Bei Zapfsäulen von Gastankstellen ist für die Bestimmung der an einen Endkunden abgegebenen Gasmenge der sogenannte Abgabepunkt entscheidend. Der Abgabepunkt ist der Ort, an dem das Gas an den Endkunden abgegeben wird. Bei einer Gastankstelle ist der Abgabepunkt das Ende des Zapfventils, welches über einen Gasschlauch mit der Zapfsäule verbunden ist, da ein Endkunde erst ab diesem Punkt Zugriff auf die gekaufte Gasmenge hat.
  • Ein Problem dabei ist, dass am Abgabepunkt meist keine eichrechtskonforme Zählvorrichtung (beispielsweise ein geeichter Gaszähler) vorgesehen ist. Die eichrechtskonforme Zählvorrichtung befindet sich in der Regel innerhalb der Tankstelle bzw. der Zapfsäule. Dadurch gibt es eine Übertragungsstrecke zwischen eichrechtskonformer Zählvorrichtung und Abgabepunkt, welche nicht durch die eichrechtkonforme Zählvorrichtung abgedeckt bzw. geprüft wird. Beispielsweise kann über eine als Gasschlauch ausgebildete Übertragungsstrecke während eines Tankvorgangs Gas nach außen diffundieren, so dass die geeichte Zählvorrichtung nicht die tatsächlich an dem Abgabepunkt abgegeben Gasmenge misst.
  • Bei Ladestationen für Elektrofahrzeuge, insbesondere Gleichstromladestationen, müssen die Hersteller von Ladestationen nachweisen, dass es auf der Übertragungsstrecke zwischen Ladesäule und Stromabgabepunkt am Ende des Ladekabels nicht zu erheblichen Leitungsverlusten kommt und dem Kunden eine geringere Energiemenge als erhalten in Rechnung gestellt wird. Entsprechende Notwendigkeiten ergeben sich auch bei Wasserstoff- und Erdgastankstellen.
  • Die WO 2012/023015 A2 betrifft eine Wasserstofftankstelle mit einem Wasserstoffspeicher und einem Wasserstoffzähler, an der ein mit Wasserstoff betriebenes Fahrzeug getankt werden kann. Das Fahrzeug umfasst einen Drucksensor. Mit Hilfe der durch den Wasserstoffzähler und den Drucksensor gemessen Daten kann ein Verhältnis eines Drucks in dem Wasserstoffspeicher und einer Ausgangsspannung des Drucksensors korrigiert werden. Dazu werden Messdaten des Drucksensors von dem Fahrzeug zu einer in der Wasserstofftankstelle angeordneten Steuerungsvorrichtung gesendet.
  • Die JP 6611026 B1 betrifft eine Kalibriervorrichtung für eine Wasserstofftankstelle mit einem Referenzgasflussmeter.
  • Die DE 112010005532 B4 betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen einer Brennstoffleckage wenn Brennstoff von einer Zapfsäule in einen Tank eines Fahrzeugs gefüllt wird. Dazu umfasst die Zapfsäule einen Durchflussmesser und das Fahrzeug einen Drucksensor und einen Temperaturmesser.
  • Die EP 1205704 A1 betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Fahrzeugtanks mit einem Gas, bei welchem der Fahrzeugtank mit einer druckfesten Leitung an eine Abgabevorrichtung angeschlossen ist. Mit Hilfe einer Sensoreinrichtung, welche in dem Fahrzeugtank angeordnet ist, wird während der Befüllung der momentane Wert einer Kenngröße bestimmt, welche repräsentativ für den momentanen Füllstand des Fahrzeugtanks ist. Die Befüllung wird beendet, wenn die Kenngröße einen Endwert erreicht hat.
  • Die US 2017/0074707 A1 betrifft eine Wasserstofftankstelle zum Befüllen eines Fahrzeugs mit Wasserstoff. Das Fahrzeug umfasst eine Druckwasserstoff-Speichersystem und mindestens einen Sensor, der das Druckwasserstoff-Speichersystem betreffende Daten misst. Diese Messdaten werden von der Wasserstofftankstelle auf Messfehler überprüft.
    • KURZER ABRISS
  • Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasabgabevorrichtung bereitzustellen, bei der an einem Endkunden-Gasabgabepunkt gemessene Gasdaten vor Angriffen und Manipulationsversuchen durch Dritte (d.h., unbefugte Personen) geschützt sind.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass ein nicht ausreichend geschützter Angriffspunkt für Manipulationsversuche ein an dem Endkunden-Gasabgabepunkt vorgesehener Sensor zum Messen einer angegebenen Gasmenge sein kann, insbesondere, wenn Messdaten von diesem Sensor ausgegeben und an eine weitere Vorrichtung übermittelt werden.
  • Zur Lösung dieses Problems wird eine Gasabgabevorrichtung vorgeschlagen, die Folgendes umfasst: einen Gasschlauch mit einem ersten Ende zur Aufnahme von Gas und einem zweiten Ende zur Abgabe von Gas, einen ersten Sensor, der an dem ersten Ende angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen ersten Messwert betreffend eine an dem ersten Ende aufgenommene Gasmenge zu bestimmen, einen zweiten Sensor, der an dem zweiten Ende angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen zweiten Messwert betreffend eine an dem zweiten Ende abgegebene Gasmenge zu bestimmen und auszugeben, und eine Kommunikationsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, den zweiten Messwert von dem zweiten Sensor an den ersten Sensor zu senden, wobei der zweite Messwert von der Ausgabe durch den zweiten Sensor bis zum Empfang durch den ersten Sensor vor einem unbefugten und/oder unbemerkten Zugriff durch Dritte (d.h., unbefugte Personen) geschützt ist.
  • Bei dem ersten und den zweiten Sensoren kann es sich um Gaszähler, wie beispielsweise Durchflussmesser, Drucksensoren und/oder Temperatursensoren handeln, mit deren Hilfe Werte gemessen werden können, basierend auf welchen eine Gasmenge bestimmt werden kann.
  • Bei dem ersten Sensor kann es sich insbesondere um einen geeichten Gaszähler handeln, der eichrechtskonform einen Zählwert bestimmt, welcher einer Energiemenge entspricht, die von der Gasabgabevorrichtung ausgegeben wird. Es kann sich dabei um ein intelligentes Messsystem (ein sogenanntes "Smart Meter") handeln, welches eine Gasabgabe in Kubikmetern (m3) misst. Der Gaszähler kann auch gemäß der aktuellen Measuring Instruments Directive (MID) des Europäischen Parlaments geeicht sein. Der zweite Messwert betrifft eine tatsächlich an dem zweiten Ende des Gasschlauchs abgegebene Gasmenge. Bei dem zweiten Sensor kann es sich ebenfalls um einen geeichten Gaszähler bzw. ein Smart Meter handeln. Bei dem Gas handelt es sich vorzugsweise um Wasserstoffgas oder Erdgas.
  • Die ersten und den zweiten Sensoren können örtlich an, in oder um jeweilige(n) Enden des Gasschlauchs angeordnet sein. So misst der erste Sensor die von einer Gasquelle (beispielsweise einem Gastank) in den Gasschlauch eingeführte Gasmenge und der zweite Sensor die von dem Gasschlauch an den Endkunden am Abgabepunkt abgegebene Gasmenge. Die von dem zweiten Sensor ausgegebenen Messdaten werden mit Hilfe der Kommunikationsvorrichtung an den ersten Sensor gesendet. Beispielsweise wird ein Messwert in der Einheit Kubikmeter von dem zweiten Sensor an den ersten Sensor gesendet.
  • Bei der Kommunikationsvorrichtung kann es sich um jede Art von Kommunikationsmittel handeln, welches dazu eingerichtet ist, Daten von dem zweiten Sensor an den ersten Sensor zu senden. Insbesondere kann die Kommunikationsvorrichtung Datenpakete an den ersten Sensor senden. So kann es sich bei der Kommunikationsvorrichtung um eine drahtlose oder eine drahtgebundene Kommunikationsvorrichtung handeln, wie beispielsweise eine Mobilfunkvorrichtung, eine Bluetooth-Vorrichtung oder Ethernet-Module mit einer Datenleitung, die über eine Luftschnittstelle oder über das Internet eine Kommunikationsverbindung herstellen. Beispielsweise umfasst der zweite Sensor ein Sendemodul und der erste Sender ein Empfangsmodul. Wenn in der vorliegenden Offenbarung von einer Datenleitung gesprochen werden, so kann es sich dabei immer auch um eine Vielzahl von Datenleitungen handeln, wie beispielsweise ein Netzwerkkabel mit einer Vielzahl von Adern und PINs.
  • Wenn der erste Sensor und der zweite Sensor über eine Datenleitung miteinander verbunden sind, können die Verbindungen der beiden Enden der Datenleitung mit dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor mit Plomben und/oder Signallack versehen sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass jegliche Manipulation an der Datenleitung bzw. den Verbindungen erkannt wird. Es ist auch denkbar, dass die komplette Datenleitung mit Signallack versehen ist, sodass jegliche Betätigung an der Datenleitung erkannt werden kann. Diese Schutzvorkehrungen liefern auch den Vorteil einer relativ einfachen Implementierung.
  • Bei dem Signallack kann es sich insbesondere um einen Siegellack oder einen Packlack handeln, d.h., eine Masse (beispielsweise ein Harz), die fest auf einem Untergrund haftet und zum Zugriff auf den Untergrund zerstört werden muss.
  • Bei der Plombe kann es sich um eine kleine Scheibe (beispielsweise 6-10 mm Durchmesser) mit einer oder zwei Bohrungen handeln, durch die ein Plombierdraht geführt wird. Anschließend wird die Plombe mit einer Plombierzange zusammengedrückt. Dabei wird der Plombierdraht unverschiebbar eingeklemmt. Gleichzeitig prägt die Plombierzange auf beiden Seiten der Plombe einen Stempel ein. Die Scheibe kann beispielsweise aus Kunststoff (Polycarbonat) oder aus Weichaluminium bestehen.
  • Insbesondere kann die Datenleitung an den beiden Enden Stecker umfassen, die in jeweilige Kupplungen in dem ersten Sensor bzw. dem zweiten Sensor gesteckt sind, wobei die Stecker und Kupplungen mit den Plomben und/oder dem Signallack versehen sind. Dabei können die Plomben als Plombierschellen ausgebildet sein, welche einen Stecker und eine Kupplung umgeben, wobei die Plombierschellen zerstört werden müssen, um auf den Stecker bzw. die Kupplung zugreifen zu können. Es kann auch eine Steckerplombe verwendet werden, die mit einem fortlaufend nummerierten Drahtseil gesichert ist.
  • Ferner kann die Datenleitung vollständig mit Signallack bedeckt sein, so dass die Datenleitung über die gesamte Länge geschützt ist.
  • Wenn der erste Sensor und der zweite Sensor über eine Datenleitung miteinander verbunden sind, kann die Datenleitung zusätzlich oder alternativ mechanisch vor einem Zugriff von außen abgeschirmt sein, um einen mechanischen Zugriff auf die Datenleitung zu verhindern. Insbesondere kann der Gasschlauch die Datenleitung mechanisch vor einem Zugriff von außen abschirmen. In diesem Fall befindet sich die Datenleitung in dem Gasschlauch (beispielsweise an der Innenwand des Gasschlauchs verlaufend) und der Gasschlauch hat eine Doppelfunktion des Transports von Gas und des Schutzes der Datenleitung vor Zugriff durch Unbefugte. Grundsätzlich kann die Datenleitung aber auch außerhalb des Gasschlauches verlaufen. So kann die Datenleitung beispielsweise in einem außen an dem Gasschlauch angebrachten weiteren Schlauch verlaufen. Die in dem weiteren Schlauch verlaufende Datenleitung kann dann mit Signallack bedeckt sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die mechanische Abschirmung ein Rohr und/oder einen Schlauch umfassen, welche(s/r) sich von dem ersten Sensor bis zu dem zweiten Sensor erstreckt. So kann es sich bei dem Rohr bzw. Schlauch um den Gasschlauch oder ein zusätzliches Rohr bzw. einen zusätzlichen Schlauch handeln, das/der den Gasschlauch umgibt. Insbesondere kann das Rohr und/oder der Schlauch aus einem Material bestehen (beispielsweise Metall oder einem harten Kunststoff), welches nur mit einem hohen mechanischen Aufwand einen Zugriff auf die Datenleitung erlaubt. Es ist auch denkbar, dass das Rohr und/oder der Schlauch aus einem Material besteht (beispielsweise einem Kunststoff), dass zwar einfach zu zerstören ist, aber zerstört werden muss, um einen Zugriff auf die Datenleitung zu ermöglichen, sodass ein Zugriff auf die Datenleitung erkannt werden kann. Insbesondere kann es sich bei dem Rohr um ein Wellrohr handeln. Das Rohr und/oder der Schlauch können auch zusätzlich auf der gesamten äußeren Oberfläche mit einem Signallack bedeckt sein. Diese Schutzvorkehrungen liefert einen effektiven Schutz vor unerlaubtem Zugriff durch Dritte. Ein weiterer Vorteil des Schutzes durch mechanische Komponenten ist, dass eine Abnahme der Gasabgabevorrichtung durch die relevanten Behörden vereinfacht wird, da die Umsetzung der Schutzmaßnahme auf einfache Weise für die Behörden ersichtlich ist.
  • Wenn der erste Sensor und der zweite Sensor über eine Datenleitung miteinander verbunden sind, kann ferner die Verbindungen der beiden Enden der Datenleitung mit dem ersten Sensor bzw. dem zweiten Sensor mit Plomben und/oder Signallack versehen sein und zusätzlich die Datenleitung mechanisch vor einem Zugriff von außen abgeschirmt sein.
  • Des Weiteren können die Datenleitung und/oder die Stecker der Datenleitung vor einem Signalabgriff mittels elektromagnetischer Induktion geschützt sein. Dazu können die Datenleitung und/oder die Stecker hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) optimiert sein. So können die Datenleitung und/oder die Stecker einen EMV-Schutz umfassen. Beispielsweise können die Datenleitung und/oder die Stecker mit Kupferleitlack beschichtet, mit Kupfer-Chrom-Nickel bedampft und/oder mit Aluminium bedampft sein.
  • Zum einfachen Ein- und Ausbau des zweiten Sensors kann dieser in einem Zapfventil des Gasschlauchs angeordnet sein, so dass nur ein Modul, d.h., das Zapfventil, ein- bzw. ausgebaut werden muss. Das Zapfventil kann ebenfalls mit einer Plombe und/oder Signallack gesichert sein.
  • Der zweite Sensor kann dazu eingerichtet sein, den zweiten Messwert vor der Ausgabe durch den zweiten Sensor digital zu signieren und/oder zu verschlüsseln und der erste Sensor kann dazu eingerichtet sein, den digital signierten und/oder verschlüsselten zweiten Messwert zu empfangen und zu verarbeiten. Dazu kann der zweite Sensor eine Signaturvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet, den zweiten Messwert digital zu signieren. Dabei kann die Signaturvorrichtung dazu eingerichtet sein, auf einen in dem zweiten Sensor gespeicherten privaten Schlüssel und einen in dem zweiten Sensor gespeicherten öffentlichen Schlüssel zuzugreifen. Beispielsweise kann es sich bei dem privaten Schlüssel und dem öffentlichen Schlüssel um in dem zweiten Sensor gespeicherte Messgeräteschlüssel handeln. Der öffentliche Schlüssel kann auch auf einem gesicherten, zentralen Server, beispielsweise einem Server einer Eichbehörde, gespeichert sein. Dabei kann der zweite Messwert auch mit einem oder mehreren zusätzlichen Informationselementen zu einem Datenpaket zusammengefügt und das Datenpaket digital signiert werden. Bei den zusätzlichen Informationselementen kann es sich um weitere in dem zweiten Sensor erzeugte Daten, wie beispielsweise Daten betreffend eine Identifikation des zweiten Sensors und/oder ein Datum bzw. Zeitangaben eines Messvorgangs handeln. Durch die digitale Signatur kann sichergestellt werden, dass der zweite Messwert bzw. das Datenpaket mit dem zweiten Messwert nachträglich nicht mehr manipuliert werden können.
  • Die digitale Signierung kann insbesondere mithilfe zweier elektronischer Schlüssel, d.h. einem öffentlichen Schlüssel und einem privaten Schlüssel über ein asymmetrisches Verfahren erfolgen. Dabei können Daten, die mit dem privaten Schlüssel verschlüsselt wurden, nur mit dem öffentlichen Schlüssel entschlüsselt werden. Der private Schlüssel bleibt immer geheim, wohingegen der öffentliche Schlüssel jedermann zugänglich ist. Insbesondere kann der private Schlüssel nicht durch den öffentlichen Schlüssel errechnet werden. So wird von den digital zu signierenden Daten zunächst basierend auf einem mathematischen Verfahren die Quersumme gebildet, wodurch man den sogenannten "Hash-Wert" erhält. Dieser "Hash-Wert" wird dann mit Hilfe des privaten Schlüssels verschlüsselt. Mit dem öffentlichen Schlüssel kann die Signatur überprüft werden, in dem mit diesem die ursprüngliche Quersumme wiederhergestellt wird. Parallel wird von den signierten Daten erneut eine Quersumme gebildet und diese dann mit der vorliegenden entschlüsselten Quersumme verglichen. Eine Übereinstimmung ist der Beweis, dass eine Authentizität der Daten gegeben ist. Die Authentizitätsprüfung kann bei dem Datenempfänger, d.h. in dem ersten Sensor, erfolgen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Signaturvorrichtung in dem zweiten Sensor angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform wird der zweite Messwert in dem zweiten Sensor digital signiert. Wenn es sich bei dem zweiten Sensor um einen geeichten Gaszähler handelt, der verplombt wurde, ist dieser schon von Haus aus vor einem unbemerkten Zugriff durch Dritte geschützt, wodurch die Manipulationssicherheit weiter verbessert werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Signaturvorrichtung physikalisch von dem zweiten Sensor getrennt. Dies hat den Vorteil, dass die Komplexität des zweiten Sensors geringgehalten werden kann. In diesem Fall können zweiter Sensor und Signaturvorrichtung separat in dem Zapfventil angeordnet sein, wobei das Gehäuse des Zapfventils verplombt und/oder mit einem Signallack versehen ist, sodass ein unbefugter Zugriff auf die den zweiten Sensor bzw. die Signaturvorrichtung erkannt werden kann.
  • Zusätzliche Informationselemente können von dem zweiten Sensor zu dem ersten Sensor gesendet werden. Die zusätzlichen Informationselemente stehen in Bezug zum zweiten Sensor. So können neben einer Identifikationskennung ("wer"), eine Gasmenge bzw. ein Zählwert des zweiten Sensors ("was"), Information zum zweiten Sensor ("wo"), und/oder Zeitinformation über den Abgabevorgang ("wann") von dem zweiten Sensor zu dem ersten Sensor gesendet werden. Diese zusätzlichen Informationselemente können ebenfalls digital signiert und/oder verschlüsselt werden.
  • Bei der Verarbeitung des von dem ersten Sensor empfangenen zweiten Messwertes kann es sich um eine Berechnung einer tatsächlich an dem zweiten Ende des Gasschlauchs abgegebenen Gasmenge handeln. Insbesondere kann basierend auf einer Korrelation der ersten und zweiten Messwerte eine tatsächlich an dem zweiten Ende des Gasschlauchs abgegebene Gasmenge berechnet werden. Die Korrelationsberechnung kann beispielsweise mit Hilfe einer Nachschlagetabelle erfolgen. Die Berechnung kann innerhalb des ersten Sensors, d.h., des geeichten Gaszählers, ausgeführt werden. Es kann jedoch auch eine externe Recheneinheit in einer Zapfsäule vorgesehen sein, welche die tatsächlich an dem zweiten Ende des Gasschlauchs abgegebene Gasmenge berechnet. Die tatsächlich an dem zweiten Ende des Gasschlauchs abgegebene Gasmenge kann dann für Abrechnungszwecke gegenüber dem Kunden weiterverarbeitet werden. Dazu kann der tatsächlich an dem zweiten Ende des Gasschlauchs abgegebenen Gasmenge ein Kaufpreis zugeordnet werden.
  • Damit der erste Sensor keine manipulierten Daten von einem Sender empfängt, der sich als der erste Sensor ausgibt, kann der zweite Sensor ein an dem ersten Sensor angelernter Sensor sein. Insbesondere kann es sich bei dem zweiten Sensor um einen zertifizierten Sensor handeln. Dazu kann der zweite Sensor eine gespeicherte Identifikationskennung umfassen, wobei der erste Sensor nur Daten von Sensoren mit bekannten Identifikationskennungen akzeptiert.
  • Anstelle einer Kommunikation über eine Datenleitung kann die Kommunikation auch drahtlos erfolgen. Dazu kann die Kommunikationsvorrichtung eine erstes, dem ersten Sensor zugeordnetes Funkmodul und ein zweites, dem zweiten Sensor zugeordnetes und an dem zweiten Ende des Gasschlauchs angeordnetes Funkmodul umfassen, die dazu eingerichtet sind, mit einem Cloud-Server zu kommunizieren. Die Kommunikation kann beispielsweise über eine Wireless Local Area Network (WLAN) und/oder das Internet mit dem Cloud-Server erfolgen.
  • Die Kommunikationsvorrichtung kann ferner eine erstes, dem ersten Sensor zugeordnetes Mobilfunkmodul und ein zweites, dem zweiten Sensor zugeordnetes und an dem zweiten Ende angeordnetes Mobilfunkmodul umfassen, die dazu eingerichtet sind, miteinander zu kommunizieren, wobei das zweite Mobilfunkmodul ein eingebautes Teilnehmer-Identitätsmodul, eSIM, umfasst. Die Kommunikation kann beispielsweise über Mobilfunkstandards wie Long Term Evolution (LTE) oder 5G erfolgen. Bei der eSIM handelt es sich um einen in dem zweiten Mobilfunkmodul fest verbauten Chip, in dem zumindest ein eSIM-Profil für zumindest einen Netzbetreiber gespeichert ist. Mit Hilfe der durch die eSIM autorisierte Kommunikation kann sichergestellt werden, dass sich kein anderer Sender als das dem zweiten Sensor zugeordnete Mobilfunkmodul bzw. als zweiter Sensor ausgeben kann. Somit ergibt sich ein weiterer Manipulationsschutz des von dem zweiten Sensor ausgegebenen zweiten Messwerts.
  • Wenn der zweite Sensor den zweiten Messwert über ein Funkmodul oder ein Mobilfunkmodul an den ersten Sender sendet und keine Datenleitung zwischen dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor vorgesehen ist, kann es aufwändig sein, den zweiten Sensor bzw. das dem zweiten Sensor zugehörige Funkmodul oder Mobilfunkmodul mit Strom zu versorgen. Um eine separate Stromleitung für den zweiten Sensor und das Funk- oder Mobilfunkmodul zu vermeiden kann die Gasabgabevorrichtung eine in dem Gasschlauch angeordnete Energieerzeugungsvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, den zweiten Sensor mit Energie zum Betreiben des zweiten Sensors zu versorgen. Beispielsweise kann die Energieerzeugungsvorrichtung eine Kolbenmaschine umfassen, die einen Gasdruck in dem Gasschlauch in Strom wandelt. Mit diesem Strom kann neben dem zweiten Sensor auch das Funkmodul oder Mobilfunkmodul mit Strom versorgt werden.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Tankstelle, insbesondere eine Wasserstofftankstelle oder eine Erdgastankstelle, die eine Gaszapfsäule, eine vorstehende beschriebene Gasabgabevorrichtung und eine Gasquelle umfasst.
  • Des Weiteren betrifft die vorliegende Offenbarung ein Mehrparteienhaus mit einer Gasquelle und einer vorstehend beschriebenen Gasabgabevorrichtung.
  • Die oben beschriebenen Aspekte und Varianten können kombiniert werden, ohne dass dies explizit beschrieben ist. Jede der beschriebenen Ausgestaltungsvarianten ist somit optional zu jeder Ausgestaltungsvariante oder bereits Kombinationen davon zu sehen. Die vorliegende Offenbarung ist somit nicht auf die einzelnen Ausgestaltungen und Varianten in der beschriebenen Reihenfolge oder einer bestimmten Kombination der Aspekte und Ausgestaltungsvarianten beschränkt.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtungen und Systeme ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den Figuren.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Wasserstofftankstelle, an der ein Brennstoffzellenfahrzeug geladen wird;
    Fig. 2
    zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Gasabgabevorrichtung mit einer Datenleitung;
    Fig. 3
    zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Wasserstofftankstelle, an der ein Brennstoffzellenfahrzeug geladen wird;
    Fig. 4
    zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Mehrparteienhauses mit einer Wasserstoffleitung; und
    Fig. 5
    zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Mehrparteienhauses mit einer Wasserstoffleitung.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgenden Ausführungsbeispiele betreffen die Abgabe von Wasserstoff. Sämtliche Ausführungsbeispiele sind jedoch auch auf andere Gase, wie beispielsweise Erdgas, anwendbar. Ferner können die in den jeweiligen Ausführungsbeispielen offenbarte Erfindungsmerkmale auch in anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden.
  • Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Wasserstofftankstelle, an der ein Brennstoffzellenfahrzeug 40 geladen wird.
  • Das Brennstoffzellenfahrzeug 40 umfasst einen Wasserstofftank 45 und einen Einfüllstutzen 47. Die Wasserstofftankstelle umfasst eine Zapfsäule 50 mit einem Gasschlauch 10. In der Zapfsäule 50 befindet sich ein erster Gaszähler 21, ein Wasserstofftank 52 und eine Steuerungsvorrichtung 60 zum Steuern und Abrechnen eines Tankvorgangs. Über eine Gasleitung 55 ist der Wasserstofftank 52 mit dem ersten Gaszähler 21 verbunden. An dem ersten Gaszähler 21 ist der Gasschlauch 10 derart angebracht, dass der Wasserstofftank 45 des Brennstoffzellenfahrzeugs 40 mit in dem Wasserstofftank 52 gespeicherten Wasserstoff gefüllt werden kann. Das Brennstoffzellenfahrzeug 40 und die Zapfsäule 50 der Wasserstofftankstelle umfassen weitere für den Tankvorgang notwendige Vorrichtungen und Elemente, die dem Fachmann bekannt sind und hier zur einfacheren Darstellung der vorliegenden Offenbarung nicht im Detail erläutert werden.
  • Der Gasschlauch 10 umfasst ein erstes Ende 11, an dem der erste Gaszähler 21 angeordnet ist sowie ein zweites Ende 12, an dem ein Zapfventil 25 angeordnet ist. Das Zapfventil 25 ist in den Einfüllstutzen 47 des Brennstoffzellenfahrzeugs 40 gesteckt. In dem Zapfventil 25 befindet sich ein zweiter Gaszähler 22. Insbesondere sind das Zapfventil 25 und der zweite Gaszähler 22 als ein Modul ausgebildet, so dass zum Austausch des zweiten Gaszählers 22 das Modul ausgetauscht werden kann. Bei dem ersten Gaszähler 21 handelt es sich um einen geeichten Gaszähler, der eine Wasserstoffmenge misst, die von dem Wasserstofftank 52 über den ersten Gaszähler 21 in den Gasschlauch 10 eingeführt wird. Der zweite Gaszähler 22 misst eine Wasserstoffmenge, die über das Zapfventil 25, d.h. an dem Endkunden-Wasserstoff-Abgabepunkt, dem Brennstoffzellenfahrzeug 40 zugeführt wird.
  • Da aus dem Gasschlauch 10, d.h. zwischen dem ersten Ende 11 und dem zweiten Ende 12 des Gasschlauches 10, Wasserstoff aus dem Inneren des Gasschlauchs 10 nach außen diffundieren kann, kann es vorkommen, dass eine am Ende eines Tankvorgangs von dem ersten Gaszähler 21 gemessene Wasserstoffmenge größer als eine am Zapfventil 25 an das Brennstoffzellenfahrzeug 40 abgegebene Wasserstoffmenge ist. Da aber das zweite Ende 12 des Gasschlauchs 10 der für eine eichrechtskonforme Abrechnung relevante Wasserstoff-Abgabepunkt ist, kann eine Abrechnung ausschließlich über eine von dem ersten Gaszähler 21 gemessene Wasserstoffmenge keine eichrechtskonforme Messung darstellen. Aus diesem Grund ist der zweite Gaszähler 22 vorgesehen, der die an dem Zapfventil 25 an das Brennstoffzellenfahrzeug 40 abgegebene Wasserstoffmenge misst. Dazu wird der von dem zweiten Gaszähler 22 bestimmte Messwert an den geeichten, ersten Gaszähler 21 übermittelt, in welchem aus den von den beiden Gaszählern 21 und 22 bestimmten Messwerten ein Wert einer tatsächlich am Zapfventil 25 ausgegebenen Wasserstoffmenge berechnet wird. Bei der Berechnung kann es sich um eine Korrelationsberechnung handeln, die in dem ersten Gaszähler 21 oder in der Steuerungsvorrichtung 60 erfolgt.
  • Zum Senden des von dem zweiten Gaszähler 22 bestimmten zweiten Messwerts an den geeichten ersten Gaszähler 21 ist eine Datenleitung 30 vorgesehen, die Teil einer Kommunikationsvorrichtung ist. Die Kommunikationsvorrichtung umfasst ferner ein Sendemodul an oder in dem zweiten Gaszähler 22 und ein Empfangsmodul an oder in dem ersten Gaszähler 21 (in Fig. 1 nicht gezeigt). Bei dem Sendemodul und dem Empfangsmodul kann es sich beispielsweise um Ethernet-Module handeln.
  • Da für die Abrechnung einer gekauften Wasserstoffmenge eichrechtskonforme Messdaten notwendig sind muss sichergestellt werden, dass der von dem zweiten Gaszähler 22 bestimmte zweite Messwert nicht manipuliert wird. Insbesondere muss sichergestellt werden, dass dem ersten Gaszähler 21 zur Berechnung der tatsächlich an dem Zapfventil 25 abgegebenen Wasserstoffmenge durch einen falschen Sender keine größere Wasserstoffmenge als tatsächlich abgegeben übermittelt wird, sodass dem Halter des Brennstoffzellenfahrzeugs 40 eine größere Wasserstoffmenge als tatsächlich bezogen in Rechnung gestellt wird.
  • In dieser Offenbarung werden mehrere Möglichkeiten vorgeschlagen, um die Datenleitung 30 bzw. die Sende- und Empfangsmodule vor einem unbemerkten Zugriff durch unbefugte Personen zu schützen. Diese Möglichkeiten können kombiniert werden. So können die Verbindungen der beiden Enden der Datenleitung 30 mit dem ersten Gaszähler 21 und dem zweiten Gaszähler 22 mit Plomben und/oder Signallack versehen sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass jegliche Manipulation an der Datenleitung 30 bzw. den Verbindungen erkannt wird. Es ist auch denkbar, dass die komplette Datenleitung mit Signallack versehen ist, sodass jegliche Betätigung an der Datenleitung 30 erkannt werden kann. Des Weiteren kann das Zapfventil 25 mit dem darin enthaltenen zweiten Gaszähler 22 mit dem zweiten Ende 12 des Gasschlauchs 10 verplombt bzw. mit Signallack bedeckt sein.
  • Ferner kann die Datenleitung 30 mechanisch vor einem Zugriff von außen abgeschirmt sein, um einen mechanischen Zugriff auf die Datenleitung 30 zu verhindern. Insbesondere kann der Gasschlauch 10 die Datenleitung 30 mechanisch vor einem Zugriff von außen abschirmen. In diesem Fall hat der Gasschlauch 10 eine Doppelfunktion des Transports von Wasserstoff und des Schutzes der Datenleitung 30 vor Zugriff durch Unbefugte. So kann um den Gasschlauch 10 ein Wellrohr angeordnet sein, welches die Datenleitung 30 vor einem unbefugten und unbemerkten Zugriff schützt. Das Wellrohr kann auch zusätzlich zu dem Gasschlauch 10 vorgesehen sein.
  • Ferner kann es sich bei dem zweiten Gaszähler 22 um einen an dem ersten Gaszähler 21 angelernten, d.h., einen zertifizierten, Gaszähler handeln, sodass der erste Gaszähler 21 nur authentisierte Daten von dem angelernten zweiten Gaszähler 22 empfängt.
  • Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Gasabgabevorrichtung mit einer Datenleitung 30. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kann es sich um die Gasabgabevorrichtung mit der Datenleitung 30 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 oder eine andere Gasabgabevorrichtung handeln.
  • Die Datenleitung 30 umfasst an einem ersten Ende 11 bei dem ersten Gaszähler 21 einen ersten Stecker 31 und an einem zweiten Ende 12 bei dem zweiten Gaszähler 22 einen zweiten Stecker 32. Der erste Gaszähler 21 umfasst eine erste Kupplung 26 und ein Empfangsmodul 61. Der erste Stecker 31 ist in die erste Kupplung 26 gesteckt. Der zweite Gaszähler 22 umfasst eine zweite Kupplung 27 und ein Sendemodul 62. Der zweite Stecker 32 ist in die zweite Kupplung 27 gesteckt. Somit können von dem zweiten Gaszähler 22 gemessene Werte von dem Sendemodul 62 über die zweite Kupplung 27, den zweiten Stecker 32, die Datenleitung 30, den ersten Stecker 31 und die erste Kupplung 26 an das Empfangsmodul 61 gesendet werden. Über die Datenleitung 30 können auch der zweite Gaszähler 22 und das Sendemodul 62 mit Strom versorgt werden.
  • Der erste Gaszähler 21 umfasst ferner eine Recheneinheit 65, welche aus den Messwerten des zweiten Gaszählers 22 und des ersten Gaszählers 21 eine tatsächlich an den Endkunden abgegebene Wasserstoffmenge berechnet. Somit kann verhindert werden, dass zwischen dem ersten Ende 11 und dem zweiten Ende 12 nach außen diffundierender Wasserstoff bei der Kundenabrechnung unberücksichtigt bleibt.
  • Zur Sicherung vor einer Datenmanipulation an von dem zweiten Gaszähler bestimmten Wasserstoffmengen können die Stecker 31, 32 und die Kupplungen 26, 27 mit Plomben und/oder Signallack versehen sein (in Fig. 2 nicht gezeigt). Dazu können die Plomben als Plombierschellen ausgebildet sein, welche einen Stecker und eine Kupplung umgeben, wobei die Plombierschellen zerstört werden müssen, um auf die Stecker 31, 32 bzw. die Kupplungen 26, 27 zugreifen zu können. Es kann auch eine Steckerplombe verwendet werden, die mit einem fortlaufend nummerierten Drahtseil gesichert ist.
  • Des Weiteren können die Datenleitung 30 und/oder die Stecker 31, 32 und die Kupplungen 26, 27 vor einem Signalabgriff mittels elektromagnetischer Induktion geschützt sein. Dazu können die Datenleitung 30, die Stecker 31, 32 und/oder Kupplungen 26, 27 hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) optimiert sein. So können die Datenleitung 30, die Stecker 31, 32 und/oder Kupplungen 26, 27 einen EMV-Schutz umfassen, beispielsweise mit Kupferleitlack beschichtet, mit Kupfer-Chrom-Nickel bedampft und/oder mit Aluminium bedampft sein.
  • Ferner kann der Gasschlauch 10 als ein Wellrohr ausgebildet oder von einem Wellrohr umgeben sein.
  • Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Wasserstofftankstelle, an der ein Brennstoffzellenfahrzeug 40 geladen wird. Das zweite Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 indem keine Datenleitung 30 vorgesehen ist und die von dem zweiten Gaszähler 22 bestimmten Messwerte drahtlos an den ersten Gaszähler 21 gesendet werden. Dazu umfasst die Wasserstofftankstelle in dem ersten Gaszähler 21 ein erstes Funkmodul 71 und in dem zweiten Gaszähler 22 ein zweites Funkmodul 72. Die weiteren in der Fig. 3 gezeigten Elemente entsprechen den Elementen der Fig. 1 mit den entsprechenden Bezugszeichen und es wird hier auf eine erneute Beschreibung dieser Elemente verzichtet.
  • Bei den ersten und zweiten Funkmodulen 71, 72 handelt es sich um WLAN-Module. Es kann sich dabei auch um Funkmodule für andere Funkstandards, insbesondere auch um Mobilfunkmodule handeln. Ist das zweite Funkmodul 72 als ein Mobilfunkmodul ausgelegt, so umfasst es vorzugsweise eine eSIM, wodurch nur eine authentifizierte Kommunikation mit dem ersten Funkmodul 71 erfolgen kann, was einen weiteren Schutz vor Datenmissbrauch liefert.
  • Zur Verhinderung einer Manipulation des von dem zweiten Gaszähler 22 ausgegebenen zweiten Messwerts ist der zweite Gaszähler 22 dazu eingerichtet, den zweiten Messwert vor der Ausgabe durch den zweiten Gaszähler 22 digital zu signieren und/oder zu verschlüsseln. Entsprechend ist der erste Gaszähler 21 dazu eingerichtet, den digital signierten und/oder verschlüsselten zweiten Messwert zu empfangen und zu verarbeiten. Dazu umfasst der zweite Gaszähler 22 eine Signaturvorrichtung (in Fig. 3 nicht gezeigt), die dazu eingerichtet, den zweiten Messwert digital zu signieren. Dabei ist die Signaturvorrichtung dazu eingerichtet, auf einen in dem zweiten Gaszähler 22 gespeicherten privaten Schlüssel und einen in dem zweiten Gaszähler 22 gespeicherten öffentlichen Schlüssel zuzugreifen. Die digitale Signierung erfolgt über ein asymmetrisches Verfahren, wobei die Authentizitätsprüfung der empfangenen Daten in dem ersten Gaszähler 21 erfolgt.
  • Neben einer direkten Kommunikation zwischen dem ersten Funkmodul 71 und dem zweiten Funkmodul 72 oder einer Kommunikation über ein Mobilfunknetzwerk ist es auch denkbar, dass das erste Funkmodul 71 und das zweite Funkmodul 72 die Messdaten an einen Cloud-Server übermitteln, in dem die tatsächlich an dem Endkunden-Abgabepunkt abgegebene Wasserstoffmenge berechnet wird.
  • Um eine separate Stromleitung für den zweiten Gaszähler 22 und das zweite Funkmodul 72 zu vermeiden kann ferner eine in dem Gasschlauch 10 angeordnete Energieerzeugungsvorrichtung vorgesehen sein (in Fig. 3 nicht gezeigt), die den zweiten Gaszähler 22 und das zweite Funkmodul 72 mit Strom versorgt. Beispielsweise kann die Energieerzeugungsvorrichtung eine Kolbenmaschine umfassen, die einen Gasdruck in dem Gasschlauch 10 in Strom wandelt. Alternativ kann in dem Zapfventil auch eine Batterie vorgesehen sein.
  • Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Mehrparteienhauses 100 mit einer Gasleitung 10'. Das gezeigte Mehrparteienhaus 100 umfasst beispielhaft einen Keller W1 und sechs Wohnungen W2 bis W7. Der in der Fig. 4 gezeigte Aufbau ist ähnlich dem in der Fig. 1 gezeigten Aufbau der Wasserstofftankstelle. In dem Keller W1 befindet sich ein erster Gaszähler 21 und in der Wohnung W7 befindet sich ein zweiter Gaszähler 22. Über eine Gaszuführleitung 90 wird das Mehrparteienhauses 100 mit Wasserstoff versorgt, der über die Gasleitung 10' in die Wohnung W7 geliefert wird.
  • Der geeichte, erste Gaszähler 21 misst eine Wasserstoffmenge, die an dem ersten Ende 11 der Gasleitung 10' zugeführt wird. Da diese Wasserstoffmenge nicht dem in der Wohnung W7 gelieferten Wasserstoff entsprechen kann, beispielsweise, weil auf dem Weg vom ersten Ende 11 zum zweiten Ende 12 der Gasleitung 10' Wasserstoff diffundiert, ist in der Wohnung W7 der zweite Gaszähler 22 vorgesehen. Um die tatsächlich an dem zweiten Ende 12 der Gasleitung 10' abgegebene Wasserstoffmenge zu berechnen, übermittelt der zweite Gaszähler 22 einen zweiten Messwert einer Wasserstoffmenge an den ersten Gaszähler 21. Dazu ist der zweite Gaszähler 22 über die Datenleitung 30 mit dem ersten Gaszähler 21 verbunden. Der geeichte, erste Gaszähler 21 misst einen ersten Messwert der Wasserstoffmenge. Aus den ersten und zweiten Messwerten kann dann die tatsächlich an dem zweiten Ende 12 der Gasleitung 10' abgegebene Wasserstoffmenge berechnet werden.
  • Um eine unentdeckte Manipulation des von dem zweiten Gaszähler 22 ausgegebenen zweiten Messwerts zu verhindern kann die Datenleitung 30 bzw. die Verbindungen der Datenleitung 30 mit entsprechenden Kommunikationsmodulen zu den ersten und zweiten Gaszählern 21, 22 ähnlich wie in den Ausführungsbeispielen der Figs. 1 bis 3 gesichert werden. Dies kann insbesondere mithilfe von Verplombungen und Signallack erfolgen. Ferner können auch angelernte, zweite Gaszähler 22 eingesetzt werden, so dass keine Datenmanipulation durch den Empfang falscher Daten erfolgen kann. Des Weiteren können die von dem zweiten Gaszähler 22 ausgegebenen Messdaten entsprechend wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 beschrieben signiert und/oder verschlüsselt werden.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist nur eine Gasleitung 10' gezeigt. Entsprechende Gasleitungen 10' und zweite Zähler 22 können auch in bzw. zu den weiteren Wohnungen W2 bis W6 vorgesehen sein. Entsprechend kann verhindert werden, dass falsche bzw. manipulierte Daten zum Bestimmen einer tatsächlich an einem zweiten Ende 12 der Gasleitung 10' abgegebenen Wasserstoffmenge berücksichtigt werden. Ferner kann verhindert werden, dass aus Versehen Messdaten einer anderen Wohnung für Messdaten einer abzurechnenden Wohnung verwendet werden, beispielsweise, dass eine an einem zweiten Gaszähler 22 in der Wohnung W2 gemessene Wasserstoffmenge irrtümlich für die Wohnung W7 zur Abrechnung verwendet wird.
  • Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Mehrparteienhauses 100 mit einer Gasleitung 10'. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 in dem keine Datenleitung 30 vorgesehen ist und die Kommunikation zwischen dem zweiten Gaszähler 22 und dem ersten Gaszähler 21 über eine drahtlose Kommunikationsverbindung erfolgt. Dazu umfasst der erste Gaszähler 21 ein erstes Mobilfunkmodul 81 und der zweite Gaszähler 22 ein zweites Mobilfunkmodul 82. Gleiche Bezugszeichen der Figs. 1 bis 5 betreffen gleiche Elemente und es wird an dieser Stelle auf eine erneute Erläuterung verzichtet.
  • In der Fig. 5 ist ein Cloud-Server 95 gezeigt, der dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Mobilfunkmodul 81 und dem zweiten Mobilfunkmodul 82 zu kommunizieren. Die Kommunikation zwischen erstem Mobilfunkmodul 81 bzw. zweitem Mobilfunkmodul 82 und dem Cloud-Server 95 erfolgt signiert und verschlüsselt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass zum Berechnen der tatsächlich an dem zweiten Ende 12 des Gasschlauchs 10' abgegebene Wasserstoffmenge der tatsächlich von dem zweiten Gaszähler 22 bestimmte zweite Messwert verwendet wird. Dazu kann das zweite Mobilfunkmodul 82 auch eine eSIM umfassen.
  • Wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 können in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 einige oder alle der Wohnungen W2 bis W6 mit zweiten Gaszählern 22 ausgestattet sein. Da sich der erste Gaszähler 21 in dem Keller W1 befindet können die Funkmodule 81 und 82 auch nach einem LoRa-Funkstandard, beispielsweise dem für Kommunikation bis in den Keller optimierten LoRaWAN-Standard, arbeiten.
  • Weitere Schutzmaßnahmen zur Verhinderung einer Datenmanipulation, wie die vorstehend in den Ausführungsbeispielen der Figs. 1 bis 4 erläuterten mechanischen Schutzmaßnahmen, können zusätzlich in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 verwendet werden.
  • In den vorgestellten Beispielen sind unterschiedliche Merkmale und Funktionen der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass viele dieser Merkmale und Funktionen, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind. So ist es denkbar, dass bei den Ausführungsbeispielen mit der Datenleitung 30 zusätzlich zu den mechanischen Schutzmaßnahmen eine digitale Signierung und/oder Verschlüsselung des gesendeten zweiten Messwerts erfolgt.

Claims (15)

  1. Gasabgabevorrichtung umfassend
    einen Gasschlauch (10; 10') mit einem ersten Ende (11) zur Aufnahme von Gas und einem zweiten Ende (12) zur Abgabe von Gas;
    einen ersten Sensor (21), der an dem ersten Ende (11) angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen ersten Messwert betreffend eine an dem ersten Ende (11) aufgenommene Gasmenge zu bestimmen;
    einen zweiten Sensor (22), der an dem zweiten Ende (12) angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen zweiten Messwert betreffend eine an dem zweiten Ende (12) abgegebene Gasmenge zu bestimmen und auszugeben; und
    eine Kommunikationsvorrichtung (30; 71, 72; 81, 82), die dazu eingerichtet ist, den zweiten Messwert von dem zweiten Sensor (22) an den ersten Sensor (21) zu senden, wobei
    der zweite Messwert von der Ausgabe durch den zweiten Sensor (22) bis zum Empfang durch den ersten Sensor (21) vor einem unbefugten und/oder unbemerkten Zugriff durch Dritte geschützt ist.
  2. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor (21) und der zweite Sensor (22) über eine Datenleitung (30) miteinander verbunden sind und die Verbindungen der beiden Enden der Datenleitung (30) mit dem ersten Sensor (21) bzw. dem zweiten Sensor (22) mit Plomben und/oder Signallack versehen sind.
  3. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Datenleitung (30) an den beiden Enden Stecker (31, 32) umfasst, die in jeweilige Kupplungen (26, 27) in dem ersten Sensor (21) bzw. dem zweiten Sensor (22) gesteckt sind, und die Stecker (31, 32) und Kupplungen (26, 27) mit den Plomben und/oder dem Signallack versehen sind.
  4. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Datenleitung (30) vollständig mit Signallack bedeckt ist.
  5. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor (21) und der zweite Sensor (22) über eine Datenleitung (30) miteinander verbunden sind und die Datenleitung (30) mechanisch vor einem Zugriff von außen abgeschirmt ist, insbesondere wobei der Gasschlauch (10; 10') die Datenleitung (30) mechanisch vor einem Zugriff von außen abschirmt.
  6. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die mechanische Abschirmung ein Rohr und/oder einen Schlauch (30) umfasst, welche(s/r) sich von dem ersten Sensor (21) bis zu dem zweiten Sensor (22) erstreckt.
  7. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor (21) und der zweite Sensor (22) über eine Datenleitung (30) miteinander verbunden sind, die Verbindungen der beiden Enden der Datenleitung (30) mit dem ersten Sensor (21) bzw. dem zweiten Sensor (22) mit Plomben und/oder Signallack versehen sind und die Datenleitung (30) mechanisch vor einem Zugriff von außen abgeschirmt ist.
  8. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor (21) und der zweite Sensor (22) über eine Datenleitung (30) miteinander verbunden sind und die Datenleitung (30) einen Elektromagnetische Verträglichkeit-, EMV, Schutz umfasst.
  9. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Sensor (22) dazu eingerichtet ist, den zweiten Messwert vor der Ausgabe durch den zweiten Sensor (22) digital zu signieren und/oder zu verschlüsseln und der erste Sensor (21) dazu eingerichtet ist, den digital signierten und/oder verschlüsselten zweiten Messwert zu empfangen und zu verarbeiten.
  10. Gasabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    der zweite Sensor (22) ein an dem ersten Sensor (21) angelernter Sensor ist; und/oder
    der erste Sensor (21) ein geeichter Gaszähler ist und der zweite Messwert eine tatsächlich an dem zweiten Ende (12) des Gasschlauchs (10; 10') abgegebene Gasmenge betrifft.
  11. Gasabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Sensor (22) in einem Zapfventil (25) des Gasschlauchs (10; 10') angeordnet ist.
  12. Gasabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei
    die Kommunikationsvorrichtung eine erstes, dem ersten Sensor (21) zugeordnetes Funkmodul (81) und ein zweites, dem zweiten Sensor (22) zugeordnetes und an dem zweiten Ende (12) angeordnetes Funkmodul (82) umfasst, die dazu eingerichtet sind, mit einem Cloud-Server (95) zu kommunizieren; und/oder
    die Kommunikationsvorrichtung eine erstes, dem ersten Sensor (21) zugeordnetes Mobilfunkmodul (71) und ein zweites, dem zweiten Sensor (22) zugeordnetes und an dem zweiten Ende (12) angeordnetes Mobilfunkmodul (72) umfasst, die dazu eingerichtet sind, miteinander zu kommunizieren, wobei das zweite Mobilfunkmodul (72) ein eingebautes Teilnehmer-Identitätsmodul, eSIM, umfasst.
  13. Gasabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine in dem Gasschlauch (10; 10') angeordnete Energieerzeugungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, den zweiten Sensor (22) mit Energie zum Betreiben des zweiten Sensors (22) zu versorgen.
  14. Tankstelle umfassend eine Gaszapfsäule (50), eine Gasabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Gasquelle (52).
  15. Mehrparteienhaus (100) umfassend eine Gasquelle (90) und eine Gasabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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