EP4684156A1 - Verfahren und vorrichtung zum schutz eines drucktanks in einem drucktanksystem - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum schutz eines drucktanks in einem drucktanksystem

Info

Publication number
EP4684156A1
EP4684156A1 EP24711855.7A EP24711855A EP4684156A1 EP 4684156 A1 EP4684156 A1 EP 4684156A1 EP 24711855 A EP24711855 A EP 24711855A EP 4684156 A1 EP4684156 A1 EP 4684156A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure tank
temperature profile
tank
temperature
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP24711855.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rupert Hiemer
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 EP4684156A1 publication Critical patent/EP4684156A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/026—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the temperature as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen

Definitions

  • the presented invention relates to a method for protecting a pressure tank in a pressure tank system, a pressure tank system and a program product according to the appended claims.
  • a first pressure tank in a pressure tank system with several pressure tanks is emptied, i.e. relieved of pressure and pneumatically separated from the rest of the pressure tank system which is still under pressure.
  • the invention presented serves in particular to provide a safe pressure tank system.
  • a method for protecting a pressure tank in a pressure tank system comprising a first pressure tank and at least one further pressure tank.
  • the presented method comprises determining a first temperature profile in the first pressure tank, determining a further temperature profile in the at least one further pressure tank, comparing the first temperature profile with the further temperature profile, and closing a tank valve of the first pressure tank in the event that the first temperature profile differs from the further temperature profile.
  • a pressure tank is understood to mean a tank that can be filled with high pressure, in particular a pressure of up to 1000 bar, preferably 700 bar.
  • a pressure tank provided according to the invention can, for example, be a hydrogen tank for storing hydrogen.
  • a tank valve is to be understood as a tank valve of a pressure tank which is used for closing, in particular for reversibly closing an outlet opening and/or an inlet opening of the pressure tank.
  • a temperature curve is understood to mean a plurality of temperature values within a period of time.
  • the invention presented is based on the principle that backfilling, i.e. an uncontrolled inflow of fluid from the at least one further pressure tank into the first pressure tank, is detected based on a difference in the temperature profiles of the first pressure tank and the at least one further pressure tank.
  • a first temperature profile of the first pressure tank is determined, i.e. measured, for example, via a temperature sensor arranged on the first pressure tank, in particular in the first pressure tank
  • a further temperature profile of the at least one further pressure tank is determined, i.e. measured, for example, via a temperature sensor arranged on the at least one further pressure tank, in particular in the at least one further pressure tank.
  • the first temperature profile and the further temperature profile can be determined, for example, in a time range that runs from the time at which at least one tank valve of the pressure tank system is opened to a predetermined time from the time of opening.
  • the first temperature profile and the further temperature profile can also be determined regularly in a predetermined time interval.
  • the first temperature curve and the further temperature curve can be determined if the different tank valves of different pressure tanks of a pressure tank system are initially in a different closing state and then change to the same closing state or to an open state.
  • a fluid flow is stopped by closing an outlet opening of the at least one further pressure tank and/or closing a Inlet opening of the first pressure tank is blocked in the event that the first temperature curve differs from the further temperature curve, ie backfilling is detected.
  • tank valves or tank valve elements are used at the inlet opening and/or outlet opening of the pressure tank.
  • the first temperature profile is compared with the further temperature profile.
  • backfilling can be recognized very quickly as such, in particular more quickly than if only the first temperature profile is considered.
  • the message can be issued, i.e. shown on a display and/or stored in a memory, which signals a detected backfill.
  • the message can be an error message, for example, which is stored in an error memory of a pressure tank system or a corresponding vehicle.
  • the comparison of the first temperature curve with the further temperature curve can be carried out, for example, by calculating a mathematical ratio or a division of the first temperature curve and the further temperature curve. For example, an average value of the first temperature curve can be divided by an average value of the second temperature curve, so that if the result is above a threshold value, it can be assumed that the first pressure tank heats up differently than the at least one other pressure tank and that refilling takes place. It can further be provided that the first temperature profile is compared with the further temperature profile by mathematically relating a gradient, in particular a slope of the first temperature profile, to a gradient, in particular a slope of the further temperature profile.
  • a rate of change of the first temperature curve is compared with a rate of change of the further temperature curve, so that a different curve of the first temperature curve to the further temperature curve is recognized very quickly and at least one tank valve of the pressure tank system can be closed.
  • the first temperature profile is compared with the further temperature profile by forming a difference between the gradient of the first temperature profile and the gradient of the further temperature profile.
  • a difference between the first temperature curve and the further temperature curve represents an actual state of a difference in the temperature of the first pressure tank and at least one further pressure tank very precisely, so that even minor changes can be quickly detected.
  • the difference is compared with a predetermined threshold value and the at least one tank valve is closed only in the event that the difference is greater than the threshold value.
  • a threshold value prevents fluid flow from being stopped by closing the respective tank valves due to normal fluctuations or a false positive detection of backfilling. It can further be provided that the threshold value is determined as a function of an outside temperature of the first pressure tank and/or of the at least one further pressure tank.
  • the threshold value can be adjusted depending on the outside temperature, i.e. the ambient temperature of the first pressure tank.
  • the threshold value can be increased or decreased in proportion to the outside temperature, for example.
  • the at least one tank valve is closed only in the event that the first temperature profile increases relative to the further temperature profile and/or the further temperature profile decreases relative to the first temperature profile.
  • the adjustment provided according to the invention can be carried out based on a relation or a ratio of the first temperature profile to the further temperature profile. In this case, it can be provided, for example, that the at least one tank valve is only closed when the first temperature profile increases compared to the further temperature profile, such as an outside temperature.
  • the first temperature profile is determined by means of a temperature sensor arranged on the first pressure tank and the further temperature profile is determined by means of a temperature sensor arranged on the at least one further pressure tank.
  • Temperature profile differs from the further temperature profile, a first tank valve of the first pressure tank is closed to close an inlet of the first pressure tank and/or at least one further tank valve of the at least one further pressure tank is closed to close an outlet of the at least one further pressure tank.
  • the presented invention relates to a pressure tank system.
  • the presented pressure tank system comprises a first pressure tank, at least one further pressure tank and a computing unit, wherein the first pressure tank comprises a tank valve and a first temperature sensor, wherein the at least one further pressure tank comprises a tank valve and a further temperature sensor, and wherein the computing unit is configured to carry out a possible embodiment of the presented method.
  • the presented invention relates to a program product with program code means which, when executed on a computing unit, configure the computing unit to carry out a possible embodiment of the presented method.
  • a computing unit is understood to mean a computer, a processor, a subprocessor, a control unit or any other programmable circuit.
  • Figure 1 shows a possible embodiment of the presented procedure
  • Figure 2 shows a schematic representation of a possible design of the presented pressure tank system.
  • Figure 1 shows a method 100 for protecting a pressure tank in a pressure tank system, wherein the pressure tank system comprises a first pressure tank and at least one further pressure tank.
  • the presented method 100 comprises a first determination step 101, in which a first temperature profile is determined in the first pressure tank, a second determination step 103, in which a further temperature profile is determined in the at least one further pressure tank, a comparison step 105, in which the first temperature profile is compared with the further temperature profile, and a closing step 107, in which at least one tank valve of the pressure tank system, in particular a tank valve for closing an inlet opening of the first pressure tank and/or a tank valve for closing an outlet opening of the at least one further pressure tank, is closed in the event that the first temperature profile differs from the further temperature profile.
  • FIG. 2 shows a pressure tank system 200.
  • the pressure tank system 200 comprises a first pressure tank 201 and further pressure tanks in the form of a second pressure tank 203 and a third pressure tank 205 as well as a computing unit 207.
  • a first temperature sensor 209 is arranged on the first pressure tank 201, a second temperature sensor 211 is arranged on the second pressure tank 203 and a third temperature sensor 213 is arranged on the third pressure tank 205.
  • the second pressure tank 203 comprises a second tank valve 219 for opening or closing an outlet opening and/or an inlet opening of the second pressure tank 203.
  • the tank valve 219 can comprise an inlet valve element and an outlet valve element.
  • the third pressure tank 205 comprises a third tank valve 221 for opening or closing an outlet opening and/or an inlet opening of the third pressure tank 205.
  • the tank valve 221 can comprise an inlet valve element and an outlet valve element.
  • the first pressure tank 201, the second pressure tank 203 and the third pressure tank 205 are connected in a fluid-conducting manner, for example via pressure lines or pressure lines and manifold 223, so that when the first pressure tank 201 is emptied or its pressure is reduced further than the second pressure tank 203 and the third pressure tank 205, fluid flows from the second pressure tank 203 and the third pressure tank 205 into the first pressure tank 201, i.e. a refilling takes place, provided that a switching state of the tank valves 217, 219, 221 of the pressure tanks 201, 203, 205 allows this.
  • the backfilling leads to a temperature drop due to decompression in the second pressure tank 203 and the third pressure tank 205, as indicated by arrows 225 and 227, and to a temperature increase due to compression in the first pressure tank 201, as indicated by arrow 229.
  • a fluid flow is prevented by closing the outlet openings of the pressure tanks 203, 205 by means of the tank valves 219, 221 and/or by closing an inlet opening of the first pressure tank 201 by the tank valve 217 when backfilling is detected.
  • the tank valves 217, 219, 221 can be used to close the outlet openings and/or inlet openings of all pressure tanks 201, 203, 205 when backfilling is detected.
  • the computing unit 207 compares a temperature profile determined by the first temperature sensor 209, in particular a gradient of the first temperature profile determined by the first temperature sensor 209, with a further temperature profile determined by the second temperature sensor 211 and/or the third temperature sensor 213, in particular a gradient.
  • a fluid flow is prevented by closing a tank valve element at the outlet opening of the pressure tanks 203, 205 and/or closing a tank valve element at the inlet opening of the pressure tank 201, or the tank valve elements at the outlet opening and/or inlet opening of all pressure tanks are closed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Schutz eines Drucktanks (201) in einem Drucktanksystem (200), wobei das Drucktanksystem (200) einen ersten Drucktank (201) und mindestens einen weiteren Drucktank (203, 205) umfasst, und wobei das Verfahren (100) umfasst: - Ermitteln (101) eines ersten Temperaturverlaufs in dem ersten Drucktank (201), - Ermitteln (103) eines weiteren Temperaturverlaufs in dem mindestens einen weiteren Drucktank (203, 205), - Abgleichen (105) des ersten Temperaturverlaufs mit dem weiteren Temperaturverlauf, - Schließen (107) mindestens eines Tankventils (217) des Drucktanksystems (200) für den Fall, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Schutz eines Drucktanks in einem Drucktanksystem
Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Drucktanks in einem Drucktanksystem, ein Drucktanksystem und ein Programmprodukt gemäß den beigefügten Ansprüchen.
Stand der Technik
Zu Wartungszwecken kann es vorkommen, dass ein erster Drucktank in einem Drucktanksystem mit mehreren Drucktanks entleert, d.h. druckentlastet und vom übrigen noch druckbelasteten Drucktanksystem pneumatisch getrennt ist.
Unsachgemäße Wiederinbetriebnahme des Drucktanksystems ohne vorhergehenden Druckangleich des Druckniveaus im ersten Drucktank und des im übrigen Tanksystem anliegenden Drucks, führt in diesem Fall beim Öffnen der Tankventile des Drucktanksystems zu einem unkontrollierten Massenstrom von dem übrigen Tanksystem bzw. weiteren Drucktanks in den ersten Drucktank, was auch als Rückbefüllung bezeichnet wird.
Auch im Normalbetrieb kann es unter bestimmten Voraussetzungen, wie bspw. einer ungleichen Betankung der Drucktanks, zu einer Druckdifferenz kommen, bei der beim Öffnen der Tankventile eine Fluidströmung von Drucktanks mit höherem Druckniveau zu Drucktanks mit niedrigerem Druckniveau auftritt.
Die Rückbefüllung führt zum Druckausgleich sämtlicher Drucktanks des Drucktanksystems. Dabei besteht die Gefahr einer unzulässig starken Erwärmung des ersten Drucktanks und daraus resultierend einer Schädigung des ersten Drucktanks.
Offenbarung der Erfindung Im Rahmen der vorgestellten Erfindung werden ein Verfahren zum Schutz eines Drucktanks in einem Drucktanksystem, ein Drucktanksystem und ein Programmprodukt vorgestellt. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Drucktanksystem bzw. dem erfindungsgemäßen Programmprodukt und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die vorgestellte Erfindung dient insbesondere dazu, ein sicheres Drucktanksystem bereitzustellen.
Es wird somit gemäß einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung ein Verfahren zum Schutz eines Drucktanks in einem Drucktanksystem vorgestellt, wobei das Drucktanksystem einen ersten Drucktank und mindestens einen weiteren Drucktank umfasst.
Das vorgestellte Verfahren umfasst das Ermitteln eines ersten Temperaturverlaufs in dem ersten Drucktank, das Ermitteln eines weiteren Temperaturverlaufs in dem mindestens einen weiteren Drucktank, das Abgleichen des ersten Temperaturverlaufs mit dem weiteren Temperaturverlauf, und das Schließen eines Tankventils des ersten Drucktanks für den Fall, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet.
Unter einem Drucktank ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein Tank zu verstehen, der mit hohem Druck, insbesondere einem Druck bis zu 1000 bar, vorzugsweise 700 bar befüllbar ist. Ein erfindungsgemäß vorgesehener Drucktank kann bspw. ein Wasserstofftank zum Speichern von Wasserstoff sein.
Unter einem Tankventil ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein Tankventil eines Drucktanks zu verstehen, das zum Schließen, insbesondere zum reversiblen Schließen einer Auslassöffnung und/oder einer Einlassöffnung des Drucktanks konfiguriert ist.
Unter einem Temperaturverlauf ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Vielzahl von Temperaturwerten in einem Zeitraum zu verstehen.
Die vorgestellte Erfindung basiert auf dem Prinzip, dass eine Rückbefüllung, d.h. ein unkontrolliertes Einströmen von Fluid aus dem mindestens einen weiteren Drucktank in den ersten Drucktank anhand eines Unterschieds in den Temperaturverläufen des ersten Drucktanks und des mindestens einen weiteren Drucktanks erkannt wird. Dazu ist vorgesehen, dass ein erster Temperaturverlauf des ersten Drucktanks ermittelt, d.h. bspw. über einen an dem ersten Drucktank, insbesondere in dem ersten Drucktank angeordneten Temperatursensor gemessen wird und ein weiterer Temperaturverlauf des mindestens einen weiteren Drucktanks ermittelt, d.h. bspw. über einen an dem mindestens einen weiteren Drucktank, insbesondere in dem mindestens einen weiteren Drucktank angeordneten Temperatursensor gemessen wird.
Der erste Temperaturverlauf und der weitere Temperaturverlauf können bspw. in einem Zeitbereich ermittelt werden, der von einem Öffnungszeitpunkt mindestens eines Tankventils des Drucktanksystems bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ab dem Öffnungszeitpunkt läuft. Selbstverständlich können der erste Temperaturverlauf und der weitere Temperaturverlauf auch regelmäßig in einem vorgegebenen Zeitintervall ermittelt werden.
Insbesondere können der erste Temperaturverlauf und der weitere Temperaturverlauf ermittelt werden, wenn die verschiedenen Tankventile verschiedener Drucktanks eines Drucktanksystems sich zunächst in einem unterschiedlichen Schließzustand befinden und anschließend in einen gleichen Schließzustand bzw. in einen geöffneten Zustand wechseln.
Um eine Beschädigung des ersten Drucktanks bspw. durch eine unzulässig starke Erwärmung aufgrund einer Rückbefüllung zu vermeiden, ist insbesondere vorgesehen, dass eine Fluidströmung durch Schließen einer Auslassöffnung des mindestens einen weiteren Drucktanks und/oder das Schließen einer Einlassöffnung des ersten Drucktanks für den Fall unterbunden wird, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet, d.h. eine Rückbefüllung erkannt wird.
Zum Schließen der Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung eines jeweiligen Drucktanks werden Tankventile bzw. Tankventilelemente an der Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung des Drucktanks verwendet.
Zum Erkennen des Falls, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet, wird der erste Temperaturverlauf mit dem weiteren Temperaturverlauf abgeglichen. Durch den Abgleich des ersten Temperaturverlaufs mit dem weiteren Temperaturverlauf kann eine Rückbefüllung sehr schnell als solche erkannt werden, insbesondere schneller als bei einer Betrachtung lediglich des ersten Temperaturverlaufs.
Es kann vorgesehen sein, dass für den Fall, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet, eine Meldung ausgegeben wird, die eine erkannte Rückbefüllung signalisiert.
Um einen Nutzer über eine erkannte Rückbefüllung zu informieren oder ein technisches System in Reaktion auf eine erkannte Rückbefüllung zu steuern, kann die Meldung ausgegeben werden, d.h. bspw. auf einer Anzeige dargestellt und/oder in einem Speicher hinterlegt werden, die eine erkannte Rückbefüllung signalisiert. Die Meldung kann bspw. eine Fehlermeldung sein, die in einem Fehlerspeicher eines Drucktanksystems bzw. eines entsprechenden Fahrzeugs hinterlegt wird.
Der Abgleich des ersten Temperaturverlaufs mit dem weiteren Temperaturverlauf kann bspw. dadurch erfolgen, dass ein mathematisches Verhältnis bzw. eine Division des ersten Temperaturverlaufs und des weiteren Temperaturverlaufs berechnet wird. Bspw. kann ein Mittelwert des ersten Temperaturverlaufs durch einen Mittelwert des zweiten Temperaturverlaufs geteilt werden, sodass, wenn das Ergebnis über einem Schwellenwert liegt, davon ausgegangen werden kann, dass der erste Drucktank sich unterschiedlich zu dem mindestens einen weiteren Drucktank erwärmt und eine Rückbefüllung stattfindet. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der erste Temperaturverlauf mit dem weiteren Temperaturverlauf abgeglichen wird, indem ein Gradient, insbesondere eine Steigung des ersten Temperaturverlaufs mit einem Gradient, insbesondere eine Steigung des weiteren Temperaturverlaufs mathematisch in Beziehung gesetzt wird.
Durch einen Abgleich des Gradienten des ersten Temperaturverlaufs mit dem Gradienten des weiteren Temperaturverlaufs wird eine Änderungsrate des ersten Temperaturverlaufs mit einer Änderungsrate des weiteren Temperaturverlaufs verglichen, sodass ein unterschiedlicher Verlauf des ersten Temperaturverlaufs zu dem weiteren Temperaturverlauf sehr schnell erkannt wird und mindestens ein Tankventil des Drucktanksystems geschlossen werden kann.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der erste Temperaturverlauf mit dem weiteren Temperaturverlauf abgeglichen wird, indem eine Differenz zwischen dem Gradienten des ersten Temperaturverlaufs und dem Gradienten des weiteren Temperaturverlaufs gebildet wird.
Eine Differenz zwischen dem ersten Temperaturverlauf und dem weiteren Temperaturverlauf bildet einen Ist-Zustand eines Unterschieds der Temperatur des ersten Drucktanks und des mindestens einen weiteren Drucktanks sehr genau ab, sodass auch geringfügige Änderungen schnell erkannt werden können.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Differenz mit einem vorgegebenen Schwellenwert abgeglichen wird und das mindestens eine Tankventil lediglich für den Fall geschlossen wird, dass die Differenz größer als der Schwellenwert ist.
Ein Schwellenwert verhindert ein Unterbinden einer Fluidströmung durch Schließen jeweiliger Tankventile aufgrund von normalen Schwankungen bzw. ein falsch positives Erkennen einer Rückbefüllung. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit einer Außentemperatur des ersten Drucktanks und/oder des mindestens einen weiteren Drucktanks ermittelt wird.
Um einen Wärmeeintrag von außen, d.h. aus einer Umgebung beim Erkennen einer Rückbefüllung zu berücksichtigen und eine falsche positive Erkennung einer Rückbefüllung aufgrund einer Erwärmung des ersten Drucktanks durch einen Wärmeeintrag aus einer Umgebung des ersten Drucktanks zu vermeiden, kann der Schwellenwert in Abhängigkeit der Außentemperatur, d.h. der Umgebungstemperatur des ersten Drucktanks angepasst werden. Dazu kann bspw. der Schwellenwert proportional zu der Außentemperatur erhöht oder verringert werden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das mindestens eine Tankventil lediglich für den Fall geschlossen wird, dass der der erste Temperaturverlauf sich relativ zu dem weiteren Temperaturverlauf erhöht und/oder der weitere Temperaturverlauf sich relativ zu dem ersten Temperaturverlauf verringert.
Um ein ungewolltes Schließen des mindestens einen Tankventils des Drucktanksystems im Fall einer gleichmäßigen Erwärmung des ersten Drucktanks und des mindestens einen weiteren Drucktanks durch bspw. Umgebungsenergie zu verhindern, kann das erfindungsgemäß vorgesehene Abgleichen anhand einer Relation bzw. eines Verhältnisses des ersten Temperaturverlaufs zu dem weiteren Temperaturverlauf erfolgen. Dabei kann bspw. vorgesehen sein, dass das mindestens eine Tankventil lediglich dann geschlossen wird, wenn der erste Temperaturverlauf sich gegenüber dem weiteren Temperaturverlauf, wie bspw. einer Außentemperatur, erhöht.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der erste Temperaturverlauf mittels eines an dem ersten Drucktank angeordneten Temperatursensors ermittelt wird und der weitere Temperaturverlauf mittels eines an dem mindestens einen weiteren Drucktank angeordneten Temperatursensors ermittelt wird.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass für den Fall, dass der erste
Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet, ein erstes Tankventil des ersten Drucktanks geschlossen wird, um einen Einlass des ersten Drucktanks zu schließen und/oder mindestens ein weiteres Tankventil des mindestens einen weiteren Drucktanks geschlossen wird, um einen Auslass des mindestens einen weiteren Drucktanks zu schließen.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Drucktanksystem.
Das vorgestellte Drucktanksystem umfasst einen ersten Drucktank, mindestens einen weiteren Drucktank und eine Recheneinheit, wobei der erste Drucktank ein Tankventil und einen ersten Temperatursensor umfasst, wobei der mindestens eine weitere Drucktank ein Tankventil und einen weiteren Temperatursensor umfasst, und wobei die Recheneinheit dazu konfiguriert ist, eine mögliche Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens auszuführen.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Programmprodukt mit Programmcodemitteln, die, wenn diese auf einer Recheneinheit ausgeführt werden, die Recheneinheit dazu konfigurieren, eine mögliche Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens auszuführen.
Unter einer Recheneinheit ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein Computer, ein Prozessor, ein Subprozessor, ein Steuergerät oder jeder weitere programmierbare Schaltkreis zu verstehen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:
Figur 1 eine mögliche Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Drucktanksystems. In Figur 1 ist ein Verfahren 100 zum Schutz eines Drucktanks in einem Drucktanksystem dargestellt, wobei das Drucktanksystem einen ersten Drucktank und mindestens einen weiteren Drucktank umfasst.
Das vorgestellte Verfahren 100 umfasst einen ersten Ermittlungsschritt 101 , bei dem ein erster Temperaturverlauf in dem ersten Drucktank ermittelt wird, einen zweiten Ermittlungsschritt 103, bei dem ein weiterer Temperaturverlauf in dem mindestens einen weiteren Drucktank ermittelt wird, einen Abgleichungsschritt 105, bei dem der erste Temperaturverlauf mit dem weiteren Temperaturverlauf abgeglichen wird, und einen Schließschritt 107, bei dem mindestens ein Tankventil des Drucktanksystems, insbesondere ein Tankventil zum Schließen einer Einlassöffnung des ersten Drucktanks und/oder ein Tankventil zum Schließen einer Auslassöffnung des mindestens einen weiteren Drucktanks für den Fall geschlossen wird, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet.
In Figur 2 ist ein Drucktanksystem 200 dargestellt. Das Drucktanksystem 200 umfasst einen ersten Drucktank 201 und weitere Drucktanks in Form eines zweiten Drucktanks 203 und eines dritten Drucktanks 205 sowie eine Recheneinheit 207.
An dem ersten Drucktank 201 ist ein erster Temperatursensor 209, an dem zweiten Drucktank 203 ist ein zweiter Temperatursensor 211 und an dem dritten Drucktank 205 ist ein dritter Temperatursensor 213 angeordnet.
Der erste Drucktank 201 umfasst ein erstes Tankventil 217 zum Öffnen bzw. Schließen einer Auslassöffnung und/oder einer Einlassöffnung des ersten Drucktanks 201. Dazu kann das Tankventil 217 ein Einlassventilelement und ein Auslassventilelement umfassen.
Der zweite Drucktank 203 umfasst ein zweites Tankventil 219 zum Öffnen bzw. Schließen einer Auslassöffnung und/oder einer Einlassöffnung des zweiten Drucktanks 203. Dazu kann das Tankventil 219 ein Einlassventilelement und ein Auslassventilelement umfassen. Der dritte Drucktank 205 umfasst ein drittes Tankventil 221 zum Öffnen bzw. Schließen einer Auslassöffnung und/oder einer Einlassöffnung des dritten Drucktanks 205. Dazu kann das Tankventil 221 ein Einlassventilelement und ein Auslassventilelement umfassen.
Der erste Drucktank 201 , der zweite Drucktank 203 und der dritte Drucktank 205 sind fluidleitend, bspw. über Druckleitungen oder Druckleitungen und Manifold 223 verbunden, sodass, wenn der erste Drucktank 201 entleert bzw. in seinem Druck weiter reduziert wird als der zweite Drucktank 203 und der dritte Drucktank 205, Fluid aus dem zweiten Drucktank 203 und dem dritten Drucktank 205 in den ersten Drucktank 201 strömt, d.h. eine Rückbefüllung stattfindet, sofern ein Schaltzustand der Tankventile 217, 219, 221 der Drucktanks 201 , 203, 205 dies zu lässt.
Die Rückbefüllung führt zu einem Temperaturabfall durch Dekompression in dem zweiten Drucktank 203 und dem dritten Drucktank 205, wie durch Pfeile 225 und 227 angedeutet und zu einem Temperaturanstieg durch Kompression in dem ersten Drucktank 201 , wie durch Pfeil 229 angedeutet.
Um eine Beschädigung des ersten Drucktanks 201 durch bspw. einen unzulässig hohen Temperaturanstieg zu verhindern, ist vorgesehenen, dass eine Fluidströmung durch Schließen der Auslassöffnungen der Drucktanks 203, 205 mittels der Tankventile 219, 221 und/oder durch Schließen einer Einlassöffnung des ersten Drucktanks 201 durch das Tankventil 217 unterbunden wird, wenn eine Rückbefüllung erkannt wird. Weiterhin können die Tankventile 217, 219, 221 verwendet werden, um die Auslassöffnungen und/oder Einlassöffnungen aller Drucktanks 201 , 203, 205 zu schließen, wenn eine Rückbefüllung erkannt wird.
Zum Erkennen der Rückbefüllung gleicht die Recheneinheit 207 einen durch den ersten Temperatursensor 209 ermittelten Temperaturverlauf, insbesondere einen Gradienten des durch den ersten Temperatursensor 209 ermittelten ersten Temperaturverlaufs mit einem durch den zweiten Temperatursensor 211 und/oder den dritten Temperatursensor 213 ermittelten weiteren Temperaturverlauf insbesondere einen Gradienten ab. Für den Fall, dass der erste Temperaturverlauf von dem weiteren Temperaturverlauf abweicht und aufgrund des Abgleichs der Temperaturverläufe davon ausgegangen wird, dass eine Rückbefüllung vorliegt, wird eine Fluidströmung durch Schließen eines Tankventilelements an der Auslassöffnung der Drucktanks 203, 205 und/oder das Schließen eines Tankventilelements an der Einlassöffnung des Drucktanks 201 unterbunden, bzw. werden die Tankventilelemente an der Auslassöffnung und/oder Einlassöffnung aller Drucktanks geschlossen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (100) zum Schutz eines Drucktanks (201) in einem Drucktanksystem (200), wobei das Drucktanksystem (200) einen ersten Drucktank (201) und mindestens einen weiteren Drucktank (203, 205) umfasst, und wobei das Verfahren (100) umfasst:
- Ermitteln (101) eines ersten Temperaturverlaufs in dem ersten Drucktank (201),
- Ermitteln (103) eines weiteren Temperaturverlaufs in dem mindestens einen weiteren Drucktank (203, 205),
- Abgleichen (105) des ersten Temperaturverlaufs mit dem weiteren Temperaturverlauf,
- Schließen (107) mindestens eines Tankventils (217) des Drucktanksystems (200) für den Fall, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet eine Meldung ausgegeben wird, die eine erkannte Rückbefüllung signalisiert
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturverlauf mit dem weiteren Temperaturverlauf abgeglichen wird, indem ein Gradient des ersten Temperaturverlaufs mit einem Gradienten des weiteren Temperaturverlaufs mathematisch in Beziehung gesetzt wird.
4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturverlauf mit dem weiteren Temperaturverlauf abgeglichen wird, indem eine Differenz zwischen dem Gradienten des ersten Temperaturverlaufs und dem Gradienten des weiteren Temperaturverlaufs gebildet wird.
5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz mit einem vorgegebenen Schwellenwert abgeglichen wird und das Tankventil (217) lediglich für den Fall geschlossen wird, dass die Differenz größer als der Schwellenwert ist.
6. Verfahren (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit einer Außentemperatur des ersten Drucktanks (201) und/oder des mindestens einen weiteren Drucktanks (203, 205) ermittelt wird.
7. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Tankventil (217) lediglich für den Fall geschlossen wird, dass der der erste Temperaturverlauf sich relativ zu dem weiteren Temperaturverlauf erhöht und/oder der weitere Temperaturverlauf sich relativ zu dem ersten Temperaturverlauf verringert.
8. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturverlauf mittels eines an dem ersten Drucktank (201) angeordneten Temperatursensors (209) ermittelt wird und der weitere Temperaturverlauf mittels eines an dem mindestens einem weiteren Drucktank (203, 205) angeordneten Temperatursensors (211 , 213) ermittelt wird.
9. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass der erste Temperaturverlauf sich von dem weiteren Temperaturverlauf unterscheidet, ein erstes Tankventil (217) des ersten Drucktanks (201) geschlossen wird, um einen Einlass des ersten Drucktanks (201) zu schließen und/oder mindestens ein weiteres Tankventil (219, 221) des mindestens einen weiteren Drucktanks (203, 205) geschlossen wird, um einen Auslass des mindestens einen weiteren Drucktanks (203, 205) zu schließen.
10. Drucktanksystem (200), wobei das Drucktanksystem (200) umfasst:
- einen ersten Drucktank (201),
- mindestens einen weiteren Drucktank (203, 205),
- eine Recheneinheit (207), wobei der erste Drucktank (201) ein Tankventil (217) und einen ersten Temperatursensor (209) umfasst, wobei der mindestens eine weitere Drucktank (203, 205) ein Tankventil (219, 221) und einen weiteren Temperatursensor (211 , 213) umfasst, und wobei die Recheneinheit (207) dazu konfiguriert ist, ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
11 . Programmprodukt mit Programmcodemitteln, die, wenn diese auf einer Recheneinheit ausgeführt werden, die Recheneinheit dazu konfigurieren, ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
EP24711855.7A 2023-03-22 2024-03-12 Verfahren und vorrichtung zum schutz eines drucktanks in einem drucktanksystem Pending EP4684156A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023202566.3A DE102023202566A1 (de) 2023-03-22 2023-03-22 Verfahren und Vorrichtung zum Schutz eines Drucktanks in einem Drucktanksystem
PCT/EP2024/056558 WO2024194091A1 (de) 2023-03-22 2024-03-12 Verfahren und vorrichtung zum schutz eines drucktanks in einem drucktanksystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4684156A1 true EP4684156A1 (de) 2026-01-28

Family

ID=90365080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24711855.7A Pending EP4684156A1 (de) 2023-03-22 2024-03-12 Verfahren und vorrichtung zum schutz eines drucktanks in einem drucktanksystem

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4684156A1 (de)
JP (1) JP2026508586A (de)
CN (1) CN120958270A (de)
DE (1) DE102023202566A1 (de)
WO (1) WO2024194091A1 (de)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008298103A (ja) 2007-05-29 2008-12-11 Fujitsu Ten Ltd 制御装置、燃料ガス供給システム、及び燃料ガス容器
JP5919103B2 (ja) 2012-06-08 2016-05-18 本田技研工業株式会社 高圧ガスシステム
AU2014351040A1 (en) * 2013-11-18 2016-06-02 Mosaic Technology Development Pty Ltd System and method for intelligent refuelling of a pressurised vessel
DE102014000713A1 (de) 2014-01-18 2015-07-23 Daimler Ag Verfahren zur Entnahme von unter hohem Druck gespeichertem Gas
JP7091964B2 (ja) 2018-09-14 2022-06-28 トヨタ自動車株式会社 ガス供給システム、ガス供給システムを備える燃料電池システム、ガス供給システムの制御方法
JP7077891B2 (ja) 2018-09-18 2022-05-31 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
DE102019007542A1 (de) * 2019-10-30 2021-05-06 Daimler Ag Verfahren zur Nutzungsfreigabe eines Wasserstofftanksystems
KR102923156B1 (ko) * 2020-12-16 2026-02-06 현대자동차주식회사 탱크 충전 시스템 및 탱크 충전 방법
DE102021103105A1 (de) * 2021-02-10 2022-08-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Angleichung von Druckunterschieden in einem Mehrbehältersystem

Also Published As

Publication number Publication date
CN120958270A (zh) 2025-11-14
WO2024194091A1 (de) 2024-09-26
DE102023202566A1 (de) 2024-09-26
JP2026508586A (ja) 2026-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4363759B1 (de) Kraftstoffsystem für einen drucktank und für ein gasbetriebenes fahrzeug
DE102004016378A1 (de) Verfahren und Anordnung zur aktiven Überwachung von Rohrleitungen
WO2013139356A1 (de) Verfahren zum überprüfen der gas-dichtheit eines brennstoffzellensystems
EP2918894B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Sicherheitsabsperrung von Flüssiggasanlagen
DE102011002774A1 (de) Verfahren zum Füllen und Nachfüllen von Wasser in einen Wasserkreislauf
DE102020123039A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Druckbehältersystems, Druckbehältersystem und Kraftfahrzeug
EP1977209B1 (de) Verfahren zur permanenten überwachung von fluide medien führenden, unter druck stehenden rohrleitungen und leitungssystemen
WO2018033295A1 (de) Verfahren zum betrieb eines ventils eines druckbehältersystems sowie druckbehältersystem
WO2024153445A1 (de) Tanksystem und verfahren zum überwachen einer dichtheit eines tanksystems
EP2294492B1 (de) Temperiergerät mit durchflussmessung
WO2024194091A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum schutz eines drucktanks in einem drucktanksystem
DE102008038733A1 (de) Verfahren zur Vermeidung von Überhitzungsschäden an einer thermischen Solaranlage
EP4310474B1 (de) Leckageschutz zur erkennung von gross- und kleinleckagen
DE19740358C2 (de) Druckhaltevorrichtung
WO2024231049A1 (de) Tanksystem und verfahren zum überwachen der dichtheit eines tanksystems
WO2025036702A1 (de) Tanksystem und verfahren zum überprüfen eines tanksystems mit mehreren hochdrucktanks durch zeitweise gasentnahme aus nur einem tankbehälter
EP2757342B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Produkts
WO2025036705A1 (de) Diagnoseverfahren zur diagnose eines zustands eines tankventils, tanksystem und programmprodukt
WO2026008287A1 (de) Verfahren zur diagnose eines zustands eines tanksystems und tanksystem
WO2024153494A1 (de) Wasserstofftanksystem und diagnoseverfahren für ein wasserstofftanksystem
DE102024200112A1 (de) Verfahren zum Steuern eines sich im Betrieb befindlichen Tanksystems, Tanksystem, Computerprogrammprodukt und computerlesbares Medium
DE102024210321A1 (de) Verfahren zum Melden eines fehlerhaften Zustands eines Tanks in einem Tanksystem und Tanksystem zum Speichern von Wasserstoff
WO2026008391A1 (de) Tanksystem und verfahren zum betreiben eines tanksystems
DE102023207800A1 (de) Tanksystem und Verfahren zum Überprüfen eines Tanksystems mit mehreren Hochdrucktanks
EP2837924B1 (de) Wärmeträgerölanlage mit Leckageerkennung sowie Verfahren zur Leckageerkennung an einer Wärmeträgerölanlage

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20251022

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR