JP2022509958A - センサモジュール装置を有する、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置 - Google Patents

センサモジュール装置を有する、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022509958A
JP2022509958A JP2021527939A JP2021527939A JP2022509958A JP 2022509958 A JP2022509958 A JP 2022509958A JP 2021527939 A JP2021527939 A JP 2021527939A JP 2021527939 A JP2021527939 A JP 2021527939A JP 2022509958 A JP2022509958 A JP 2022509958A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor module
tank device
tank
pressure sensor
low 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.)
Granted
Application number
JP2021527939A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7197695B2 (ja
Inventor
ルクス，アレクサンダー
クルーゼ，サンドラ
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 JP2022509958A publication Critical patent/JP2022509958A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7197695B2 publication Critical patent/JP7197695B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • F17C13/06—Closures, e.g. cap, breakable member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • B60L50/72—Constructional details of fuel cells specially adapted for electric vehicles
    • 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
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • 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
    • F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
    • G01L19/0636—Protection against aggressive medium in general using particle filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04425—Pressure; Ambient pressure; Flow at auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/0321—Fuel tanks characterised by special sensors, the mounting thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03309—Tanks specially adapted for particular fuels
    • B60K2015/03315—Tanks specially adapted for particular fuels for hydrogen
    • 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
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0311—Closure means
    • 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
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0326—Valves electrically actuated
    • 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
    • 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • 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
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • 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
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184—Fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

【課題】【解決手段】圧縮された流体、特に水素を蓄えるためのタンク装置（２４）であって、少なくとも１つのタンク容器（２６）とセンサモジュール装置（１００）とを有しており、この場合、前記センサモジュール装置（１００）が高圧センサモジュール（２８）を有している。さらに、前記センサモジュール装置（１００）が低圧センサモジュール（１）を含有していて、該低圧センサモジュール（１）が圧力調整弁（４４）と協働する。【選択図】図２ａ

Description

本発明は、センサモジュール装置を備えた、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置であって、例えば燃料電池駆動装置を備えた車両に使用するための、特に水素を蓄える燃料電池タンクのためのタンク装置に関する。
事前公開されていない特許文献１は、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置について記載しており、この場合、タンク装置は、例えば燃料電池システムの全システムの正常で確実な機能形式を保証する多数の弁を備えたタンク容器を含有している。
例えば水素によるタンク装置の充填レベルを監視するために、弁の他に圧力センサモジュール装置も使用されている。ここでは、一般的に高圧センサが使用され、この高圧センサは、満杯のタンクにおける、例えば３５０ｂａｒまたは７００ｂａｒの圧力の圧力測定のために必ず必要とされている。
タンク装置の放出中にタンク装置内の圧力低下に伴って、高圧センサは、圧力のデータに関して大きい不正確さを有しており、従って、タンクはすべての安全性ファクターを考慮して概ね２０ｂａｒまでしか放出可能ではない。これによって、このようなタンク装置を備えた車両の走行距離は低下される。
独国特許出願公開第１０２０１８２０９０５７号明細書
これに対して、請求項１に記載された特徴を有する本発明による装置は、より高い精度を有する圧力センサモジュール装置を低い圧力の範囲内に使用したことによって、タンク装置の効率が高められる、という利点を有している。
このために、圧縮された流体、特に水素を蓄えるための本発明によるタンク装置は、少なくとも１つのタンク容器とセンサモジュール装置とを有している。センサモジュール装置はさらに高圧センサモジュールを有している。さらにセンサモジュール装置は低圧センサモジュールを含有していて、この低圧センサモジュールは圧力調整弁と協働する。
高圧センサモジュールおよび低圧センサモジュールを使用したことによって、高い範囲の圧力も、低い範囲の圧力も精確に算出することができるので、タンク容器の精確な充填レベル確認が可能である。これによって、車両の高い効率および長い走行距離が得られる。さらに、圧力調整弁を使用したことによって、低圧センサモジュールは、高すぎる圧力に対して保護されるので、低圧センサモジュールの損傷を引き起こす可能性がある機械的な過負荷が最小化され得る。
第１の好適な実施態様では、低圧センサモジュールまたは高圧センサモジュールがセンサハウジングを有しており、このセンサハウジング内にセンサチップが配置されていて、このセンサチップが電線接続を介してリードフレームに接続可能であるようになっている。好適な形式で、センサハウジングはプラスチックより製作されていて、好適な形式でセンサチップは、感圧式のマイクロメカニカルモジュールを含有している。これによって、簡単かつ効果的な形式で、タンク容器内の圧力値を精確に算出することができる。
本発明の別の実施態様によれば、好適には、センサモジュール装置が、機械的な接続エレメントおよび電気的な接続エレメントを含有しており、この場合、機械的な接続エレメントが低圧センサモジュールまたは高圧センサモジュールと堅固に接続されていて、電気的な接続エレメントがコネクタエレメントを有していて、このコネクタエレメントが電気接点を介して低圧センサモジュールまたは高圧センサモジュールに接続されている。好適な形式で、機械的な接続エレメントは切欠を有しており、この切欠内に低圧センサモジュールまたは高圧センサモジュールのためのガス透過性の保護エレメントが配置されている。
タンク装置の運転中に、固形粒子がタンク容器から巻き上げられ、それによって低圧センサモジュールまたは高圧センサモジュールの近傍に達し得る。このような固形粒子が例えばセンサチップ、センサチップとリードフレームとの間の電線接続、または電気接点に達すると、低圧センサモジュールまたは高圧センサモジュールの機能障害を引き起こし得る機械的な損傷が生ぜしめられる。
好適な実施態様では、ガス透過性の保護エレメントが絞りエレメンを含有している。
好適な実施態様では、ガス透過性の保護エレメントがストレーナエレメントを含有している。
従って、水素は、ギャップ開口を使用したことによって簡単な形式で、低圧センサモジュールまたは高圧センサモジュールの方向に向かって流れ、これに対して固形粒子は取り残される。
好適な実施態様では、ガス透過性の保護エレメントがメンブレンエレメントを含有している。メンブレンエレメントは、水素を流過させることができ、これに対して固形粒子はメンブレンエレメントによって取り除かれる。
以上記載したタンク装置は好適な形式で、燃料電池の運転のために水素を蓄える燃料電池装置に適している。
好適な使用法では、このタンク装置は、気体状の燃料による駆動装置を備えた車両で、圧縮された流体を蓄えるために使用することができる。
本発明による低圧センサモジュール／高圧センサモジュールの１実施例の縦断面図である。 図１に示した実施例の本発明による低圧センサモジュール／高圧センサモジュールを有するセンサモジュール装置の縦断面図である。 図２ａに示したセンサモジュール装置の側面図である。 低圧センサモジュール／高圧センサモジュールおよびガス透過性の保護部材を有する本発明によるセンサモジュール装置の別の実施例の縦断面図である。 低圧センサモジュール／高圧センサモジュールおよびガス透過性の保護部材を有する本発明によるセンサモジュール装置の別の実施例の縦断面図である。 低圧センサモジュール／高圧センサモジュールおよびガス透過性の保護部材を有する本発明によるセンサモジュール装置の別の実施例の縦断面図である。 センサモジュール装置を備えた本発明によるタンク装置を有する車両の概略図である。
図面には、センサモジュール装置を有する、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置の実施例が示されている。
図１は、本発明の１実施例による低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８の縦断面図を示す。低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８は、センサハウジング２を有しており、このセンサハウジング２内にリードフレーム４が堅固に組み込まれている。
リードフレーム４は、一般的にフレーム状または櫛状の金属製の電路支持体である。リードと呼ばれている個別の接点は互いに接続されており、この場合、枠、いわゆるフレームは、別のフレームが設けられている場合には、この別のフレームと接続可能である。
センサハウジング２はさらに切欠１９を有しており、この切欠１９内に、センサチップ６が配置されている。この場合、センサチップ６は、センサハウジング２およびリードフレーム４に配置されているので、センサチップ６は電線接続８、例えばボンドワイヤを介してリードフレーム４と接続可能である。さらに、センサチップ６は、感圧式のマイクロメカニカルモジュールより製作されている。
図２ａは、センサモジュール装置１００内における図１に示された実施例を示す。この場合、センサモジュール装置１００は、低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８、電気的な接続エレメント１０および機械的な接続エレメント１２を含有している。低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８は、機械的な接続エレメント１２に配置され、部分的に機械的な接続エレメント１２の切欠４２内に配置されている。この場合、低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８は、機械的な接続エレメント１２に堅固に結合されている。
電気的な接続エレメント１０は同様に、機械的な接続エレメント１２に堅固に結合されており、この場合、低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８は、電気的な接続エレメント１０と機械的な接続エレメント１２との間に配置されている。
電気的な接続エレメント１０はコネクタエレメント１４を有しており、このコネクタエレメント１４は電気接点１６を介して低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８のリードフレーム４に接続されている。従って、例えばコントロールユニットとの電気的接続が形成され得る。
図２ｂはさらに、図２ａに示したセンサモジュール装置１００の側面図を示し、この場合、センサハウジング２はここではプラスチックより製作されている。
図３ａ，図３ｂ，図３ｃは、図２ａに示したセンサモジュール装置１００の、機械的な接続エレメント１２の領域内の縦断面図を示す。ここでは、機械的な接続エレメント１２の切欠４２内に、センサモジュール装置１００の運転中に固形粒子から低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８を保護するための、ガス透過性の保護エレメント１７が配置されている。
図３ａは、ギャップ開口４５を備えた絞りエレメント１８の形のガス透過性の保護エレメント１７を示す。
図３ｂは、複数のギャップ開口４５を備えたストレーナエレメント２０の形のガス透過性の保護エレメント１７を示す。
図３ｃは、メンブレンエレメント２２の形のガス透過性の保護エレメント１７を示す。
圧縮された流体、例えば水素のためのタンク装置２４内でセンサモジュール装置１００を使用する際に、このようなガス透過性の保護エレメント１７を用いることによって、センサモジュール装置１００の正常な機能形式が保証される。何故ならば、タンク充填によって水素に達し得る固形粒子は、センサチップ６まで到達することはなく、低圧センサモジュール１または高圧センサモジュール２８の機械的な損傷を生ぜしめることはないからである。
図４は、一例として、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置２４を有する、燃料電池駆動装置を備えた車両３０の概略図を示す。この場合、車両３０のシャーシ内に、本発明によるタンク装置２４を備えた燃料電池装置３８およびセンサモジュール装置１００が組み込まれている。この場合、タンク装置２４は、供給管路３６を介して燃料電池装置３８に水素を供給し、ここでは車両後部に配置されている。選択的に、タンク装置２４は車両３０の別の位置に配置されていてもよい。
タンク装置２４はここでは２つのタンク容器２６を有しており、これら２つのタンク容器２６内に水素を蓄えることができる。ここでは、各タンク容器２６のネック領域４８内に、高圧センサモジュール２８を含有するセンサモジュール装置１００と、低圧センサモジュール１を含有するセンサモジュール装置１００を備えた圧力調整弁４４とが配置されている。この場合、タンク装置２４内のタンク容器２６の数は変えることができ、各タンク容器２６は、それぞれ高圧センサモジュール２８を含有するセンサモジュール装置１００と、低圧センサモジュール１を含有するセンサモジュール装置１００を備えた圧力調整弁４４とを有している。選択的な構成では、全タンク装置２４は、それぞれ高圧センサモジュール２８を含有するセンサモジュール装置１００と、低圧センサモジュール１を含有するセンサモジュール装置１００を備えた圧力調整弁４４とを有している。
従って、各タンク容器２６内の圧力を決定することができ、充填レベルを精確に算出することができる。さらに、センサチップ６および電気的環境のための保護ジェルの使用は省くことができる。何故ならば、センサモジュール装置１００は、ここでは液体フリーの媒体、つまり高純度の気体状の水素内で使用され、使用温度における凝縮のためには水分が少なすぎるからである。従って、短絡の形成または水による腐食が最小化される。
１ 低圧センサモジュール
２ センサハウジング
４ リードフレーム
６ センサチップ
８ 電線接続
１０ 電気的な接続エレメント
１２ 機械的な接続エレメント
１４ コネクタエレメント
１６ 電気接点
１７ 保護エレメント
１８ 絞りエレメント
１９ 切欠
２０ ストレーナエレメント
２２ メンブレンエレメント
２４ タンク装置
２６ タンク容器
２８ 高圧センサモジュール
３６ 供給管路
３８ 燃料電池装置
４２ 切欠
４４ 圧力調整弁
１００ センサモジュール装置

Claims (11)

  1. 圧縮された流体、特に水素を蓄えるためのタンク装置（２４）であって、少なくとも１つのタンク容器（２６）とセンサモジュール装置（１００）とを有しており、前記センサモジュール装置（１００）が高圧センサモジュール（２８）を有している形式のものにおいて、
    前記センサモジュール装置（１００）が低圧センサモジュール（１）を含有していて、該低圧センサモジュール（１）が圧力調整弁（４４）と協働する
    ことを特徴とする、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置（２４）。
  2. 前記低圧センサモジュール（１）または前記高圧センサモジュール（２８）がセンサハウジング（２）を有しており、該センサハウジング（２）内にセンサチップ（６）が配置されていて、該センサチップ（６）が電線接続（８）を介してリードフレーム（４）に接続可能である
    ことを特徴とする、請求項１記載のタンク装置（２４）。
  3. 前記センサハウジング（２）がプラスチックより製作されている
    ことを特徴とする、請求項１または２記載のタンク装置（２４）。
  4. 前記センサチップ（６）が感圧式のマイクロメカニカルモジュールを含有している
    ことを特徴とする、請求項２または３記載のタンク装置（２４）。
  5. 前記センサモジュール装置（１００）が、機械的な接続エレメント（１２）および電気的な接続エレメント（１０）を含有しており、前記機械的な接続エレメント（１２）が前記低圧センサモジュール（１）または前記高圧センサモジュール（２８）と堅固に接続されていて、前記電気的な接続エレメント（１０）がコネクタエレメント（１４）を有していて、該コネクタエレメント（１４）が電気接点（１６）を介して前記低圧センサモジュール（１）または前記高圧センサモジュール（２８）に接続されている
    ことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のタンク装置（２４）。
  6. 前記機械的な接続エレメント（１２）が切欠（４２）を有していて、該切欠（４２）内に、前記低圧センサモジュール（１）または前記高圧センサモジュール（２８）のためのガス透過性の保護エレメント（１７）が配置されている
    ことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のタンク装置（２４）。
  7. 前記ガス透過性の保護エレメント（１７）が絞りエレメント（１８）を含有している
    ことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のタンク装置（２４）。
  8. 前記ガス透過性の保護エレメント（１７）がストレーナエレメント（２０）を含有している
    ことを特徴とする、請求項６記載のタンク装置（２４）。
  9. 前記ガス透過性の保護エレメント（１７）がメンブレンエレメント（２２）を含有している
    ことを特徴とする、請求項６記載のタンク装置（２４）。
  10. 請求項１から９までのいずれか１項記載のタンク装置（２４）を有する、
    燃料電池装置（３８）。
  11. 請求項１から９までのいずれか１項記載の、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置（２４）を有する、
    車両。
JP2021527939A 2018-11-29 2019-11-13 センサモジュール装置を有する、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置 Active JP7197695B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018220542.6 2018-11-29
DE102018220542.6A DE102018220542A1 (de) 2018-11-29 2018-11-29 Tankvorrichtung zur Speicherung von verdichteten Fluiden mit einer Sensormodulanordnung
PCT/EP2019/081196 WO2020108999A1 (de) 2018-11-29 2019-11-13 Tankvorrichtung zur speicherung von verdichteten fluiden mit einer sensormodulanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022509958A true JP2022509958A (ja) 2022-01-25
JP7197695B2 JP7197695B2 (ja) 2022-12-27

Family

ID=68653447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021527939A Active JP7197695B2 (ja) 2018-11-29 2019-11-13 センサモジュール装置を有する、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220026301A1 (ja)
EP (1) EP3887786A1 (ja)
JP (1) JP7197695B2 (ja)
DE (1) DE102018220542A1 (ja)
WO (1) WO2020108999A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019132504A1 (de) * 2019-11-29 2021-06-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gasdrucksensor und Gasversorgungsanordnung
DE102022101817A1 (de) 2022-01-26 2023-07-27 Danfoss A/S Druckverbindungsanordnung und Drucksensoranordnung

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003166700A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Nippon Sanso Corp 減圧機能付き容器弁
JP2004518973A (ja) * 2001-02-20 2004-06-24 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 圧力センサモジュール
JP2006322345A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Nissan Motor Co Ltd 圧力変動抑制装置及び圧力変動抑制方法
JP2009508074A (ja) * 2005-09-12 2009-02-26 フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー タンクマニホールド組立体
JP2009231160A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
CN102748585A (zh) * 2012-06-27 2012-10-24 同济大学 一种燃料电池备用电源高压供氢系统
JP5099285B2 (ja) * 2004-10-13 2012-12-19 トヨタ自動車株式会社 燃料供給装置
DE102013204632A1 (de) * 2012-03-19 2013-09-19 Honda Motor Co., Ltd. Beweglicher Körper
DE102012018516A1 (de) * 2012-09-18 2014-03-20 Daimler Ag Vorrichtung zur Druckregelung
US20180143095A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell vehicle

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004051468A1 (de) * 2004-10-22 2006-04-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung
DE102006040658A1 (de) * 2006-08-30 2008-03-13 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Sensoranordnung mit einem dehnungsfest angebundenen Substrat und Verfahren zur Herstellung einer Sensoranordnung
US8020448B2 (en) * 2008-10-21 2011-09-20 GM Global Technology Operations LLC Pressure sensor with nonlinear characteristic curve
DE102009003149A1 (de) * 2009-05-15 2010-11-18 Robert Bosch Gmbh Druckausgleichseinheit zur Verwendung in einem Drucksensor
DE102010039599A1 (de) * 2010-08-20 2012-02-23 Robert Bosch Gmbh Sensormodul zur Aufnahme eines Drucksensorchips und zur Montage in einem Sensorgehäuse
US8522597B2 (en) * 2010-09-14 2013-09-03 GM Global Technology Operations LLC Calibration of a pressure sensor in a hydrogen storage system
JP5416676B2 (ja) * 2010-10-19 2014-02-12 川崎重工業株式会社 ガスエンジンの燃料ガス供給システム
US10107315B2 (en) * 2013-04-30 2018-10-23 Mks Instruments, Inc. MEMS pressure sensors with integrated baffles
DE102015224474A1 (de) * 2015-12-07 2017-06-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums in einem Messraum
JP2017151064A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、高度計、電子機器および移動体
KR102429166B1 (ko) * 2016-12-15 2022-08-03 현대자동차주식회사 인-탱크 레귤레이터 압력 측정 시스템
DE102018209057A1 (de) 2018-06-07 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Tankvorrichtung zur Temperaturdruckentlastung eines Brennstoffzellentanks

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004518973A (ja) * 2001-02-20 2004-06-24 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 圧力センサモジュール
JP2003166700A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Nippon Sanso Corp 減圧機能付き容器弁
JP5099285B2 (ja) * 2004-10-13 2012-12-19 トヨタ自動車株式会社 燃料供給装置
JP2006322345A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Nissan Motor Co Ltd 圧力変動抑制装置及び圧力変動抑制方法
JP2009508074A (ja) * 2005-09-12 2009-02-26 フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー タンクマニホールド組立体
JP2009231160A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
DE102013204632A1 (de) * 2012-03-19 2013-09-19 Honda Motor Co., Ltd. Beweglicher Körper
JP2013198294A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Honda Motor Co Ltd 移動体
CN102748585A (zh) * 2012-06-27 2012-10-24 同济大学 一种燃料电池备用电源高压供氢系统
DE102012018516A1 (de) * 2012-09-18 2014-03-20 Daimler Ag Vorrichtung zur Druckregelung
US20180143095A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP7197695B2 (ja) 2022-12-27
WO2020108999A1 (de) 2020-06-04
DE102018220542A1 (de) 2020-06-04
EP3887786A1 (de) 2021-10-06
US20220026301A1 (en) 2022-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6896777B2 (ja) タンクバルブ
JP5792259B2 (ja) 蓄圧システムおよび蓄圧システムの動作方法
US9731593B2 (en) Fuel storage system
JP2022509958A (ja) センサモジュール装置を有する、圧縮された流体を蓄えるためのタンク装置
AU611569B2 (en) Leak detector
JP5127304B2 (ja) 流体制御装置
AU2014343680B2 (en) Fire extinguishing system
KR20080041690A (ko) 탱크 매니폴드 조립체
US8910651B2 (en) Thermal pressure relief devices and related systems and methods
JP2014092282A (ja) ストップバルブ付きフィラーネックアセンブリ
JP2014092279A (ja) 蓄圧容器用の停止バルブ
CN212029152U (zh) 安全系统
CN109292852A (zh) 水路调压系统及净水器
AU2018100195A4 (en) System, method, and apparatus for monitoring a plurality of tanks
JP2018506703A (ja) ガス量を求める方法及びこの方法を実施する装置
US7665365B2 (en) Pressure sensor and attachment structure of pressure sensor
US10707003B2 (en) Electrical connection device
KR20180071547A (ko) 수소공급밸브와 수소차단밸브 사이의 파단부를 포함하는 연료전지 시스템
JP3711556B2 (ja) ダイアフラムシール型差圧測定装置
KR102066417B1 (ko) 수위감지구조 및 이를 이용한 수위감지방법
CN102667304A (zh) 具有测量连接的气罐
WO2011105038A1 (ja) タンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置
ES2375460T3 (es) Dispositivo de detección de fugas en una instalación de distribución de glp.
WO2016041878A1 (en) Valve integrated pressure regulator system for pressure vessels
WO2007057122A3 (de) Pneumatische gaswendelsicherung

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220606

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220829

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221103

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7197695

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150