JP6945550B2 - 車両の複数の圧力容器における燃料、特に水素の温度および／または圧力を、圧力容器の充填工程前に、そのときの温度目標値および／またはそのときの圧力目標値に調節する方法 - Google Patents

車両の複数の圧力容器における燃料、特に水素の温度および／または圧力を、圧力容器の充填工程前に、そのときの温度目標値および／またはそのときの圧力目標値に調節する方法 Download PDF

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本発明は、車両の複数の圧力容器における燃料、特に水素の温度および／または圧力を、圧力容器の充填工程前に、そのときの温度目標値および／またはそのときの圧力目標値に調節する方法、ならびに複数の圧力容器と１つの制御装置とを含む、車両の圧力容器システムに関する。
ＣＮＧ（圧縮天然ガス）またはＣＧＨ２（圧縮水素）によって駆動される車両では、圧力容器システムはしばしば、燃料もしくはガスもしくは水素が内部に貯蔵されている複数の圧力容器もしくは圧力タンクを有している。燃料は、圧力容器から、車両の駆動のために形成されている燃料変換装置へと供給される。圧力容器のサイズもしくは容積は様々であってもよい。圧力容器からの車両の運転中の燃料の取り出しも様々であってもよい。圧力容器が（例えば、燃料補給所の）（単一の）充填設備から、もしくは（単一の）充填源から燃料を同時かつ同じ長さで充填される、圧力容器の充填工程の開始時には、圧力容器内の燃料は互いに異なる温度および／または圧力を有している場合がある。したがって、圧力容器内の温度および圧力は極めて様々に展開する。１つの、もしくは第１の圧力容器において目標の充填圧に達すると、充填工程は終了するので、望ましくない状況下では、別の圧力容器は完全には（すなわち、目標燃料補給圧までは）充填されていない場合がある。したがって、望ましくない状況下では、圧力容器システムのいくつかの圧力容器が、したがって圧力容器システムが全体として、最大の充填状態（State of Charge）に満たない恐れがある。したがって、望ましくない状況下では充填工程において、最大限可能な量の燃料が圧力容器システム内に装填されるわけではない。
高圧ガス容器システム（「ＣＧＨ２システム」とも呼ばれる）は、周囲温度において、燃料を持続的に、約３５０ｂａｒｕｅ（＝大気圧を超過する過圧）以上の圧力で、さらに好適には約５００ｂａｒｕｅ以上の圧力で、特に好適には約７００ｂａｒｕｅ以上の圧力で、貯蔵するように構成されている。
低温工学的な圧力容器システム（「ＣｃＨ２システム」とも呼ばれる）は従来技術により公知である。例えば、欧州特許第１５４６６０１号明細書にはこのようなシステムが開示されている。
本明細書に開示された技術の優先課題は、公知の解決手段のいくつかの欠点を減じる、または解消することである。さらに好ましい課題は、本明細書に開示された技術の有利な効果により得られる。これらの課題は、独立請求項の請求項１の対象により、および独立請求項の請求項８の対象により解決される。従属請求項には、有利な構成が記載されている。
特にこの課題は特に、車両の複数の圧力容器における燃料の温度および／または圧力を、圧力容器の充填工程前に、そのときの温度目標値および／またはそのときの圧力目標値に調節する方法であって、以下のステップ、すなわち、第１の圧力容器における燃料が第１の温度と第１の圧力を有しており、燃料の第１の温度および／または第１の圧力を、第１の圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値に近付けるように、第１の圧力容器から燃料を取り出すステップと、第１の圧力容器から取り出した燃料を、制御装置の決定に応じて、車両を駆動するための燃料変換装置に供給する、または第２の圧力容器に供給するステップであって、第２の圧力容器における燃料は第２の温度と第２の圧力を有しており、燃料の第２の温度および／または第２の圧力を、第２の圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値に近付けるように、第２の圧力容器に供給する、ステップと、圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値を、各圧力容器のそれぞれ最高作動圧およびそれぞれ最高作動温度を超過することなく、単一の充填源から、同時に同じ長さ実施される圧力容器の充填工程により装填される燃料の量ができるだけ多くなるように、決定する方法により解決される。
この方法の利点は、より多くの燃料、もしくは多量の燃料を、１つの充填工程で、圧力容器システムへと装填することができることにある。したがって、車両の走行距離は高まる。
制御装置が、圧力容器の充填工程がさし迫っていると判定した場合に、この方法のステップを実施することができる。この方法の利点は、車両が充填源にあるとき、一方の圧力容器から他方の圧力容器への溢流により温度および／または圧力の調節を待機しなければならない、充填源における待機時間を甘受する必要なく、１つの充填工程でより多くの燃料もしくは多量の燃料を圧力容器システムへと装填することができることにある。
圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値を、圧力容器についての特性線マップに基づき決定することができ、この特性線マップは、圧力容器の、単一の充填源からの燃料の充填工程開始時における各圧力容器内の燃料の異なる初期条件に関する、燃料の圧力に依存した燃料の温度についてのそれぞれ複数の特性線を有している。これにより、技術的に簡単に、かつ僅かな計算能力により、充填工程において特に多量の燃料を圧力容器システム内へ装填することができる、各圧力容器の温度および／または圧力を決定することができる。したがって各圧力容器が、所属の特性線マップを有することができる。圧力容器における燃料の初期条件は、各圧力容器内の燃料の温度、圧力、量、および／または密度を含む。
圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値を、充填すべき燃料の様々な温度および／または各圧力容器の様々な温度についての複数の特性線マップ群に基づき決定することができ、各特性線マップ群は、圧力容器の、単一の充填源からの燃料の充填工程における異なる圧力容器に関する、燃料の圧力に依存した燃料の温度についての複数の特性線マップを有している。この場合の利点は、別の変数を考慮することにより、圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値をさらに正確に、技術的に簡単に決定することができ、これにより、より多くの燃料を充填工程において圧力容器システム内に装填することができることにある。
圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値の決定の際に、圧力容器を充填源に接続するための車両の燃料補給カップリングから、各圧力容器までの経路における圧力損失を考慮することができる。これにより圧力容器内に装填される燃料の量をさらに増大することができる。
複数の圧力容器における温度目標値および／または圧力目標値を、圧力容器の充填を計画している充填設備の特性に応じて、特に、充填設備内の燃料の温度および／または充填設備の最大燃料補給圧に応じて決定することができる。この方法の利点は、充填工程で、圧力容器システムへと装填することができる燃料の量がさらに増大されることにある。２０１５年１０月２１日に開示されたＳＡＥ規格Ｊ２６００＿２０１５１０には、燃料補給所もしくは充填設備もしくは充填源で予め冷却される燃料の温度、および燃料補給所もしくは充填設備の（温度、および燃料の温度、車両の圧力容器内の燃料の温度、圧力容器の貯蔵容積、圧力容器の内容物のような車両データに依存した）どの圧力ランプ（Druckrampen）が、圧力容器充填のために選択されるかが記載されている。したがって、充填設備（例えば、燃料補給所）が圧力容器に燃料補給する、もしくは圧力容器を充填する圧力ランプを決定するために、周囲温度を検出すれば十分である。燃料補給ランプおよび車両固有のデータに依存して、燃料補給の終了時における目標温度および目標圧を計算する（または特性線マップを介して決定する）ことができる。
制御装置は、第１の圧力容器から取り出した燃料を、燃料変換装置に供給するか、または第２の圧力容器に供給するかの決定を、温度および／または圧力がそのときの温度目標値および／または圧力目標値にまだ相当していない１つまたは複数の圧力容器からの燃料の意図的な取り出し、および燃料変換装置への燃料の供給によってのみ、圧力容器の温度および／または圧力を、圧力容器のそのときの温度目標値および／または圧力目標値に適合させるために、圧力容器の計画された充填工程まで十分な時間が残っているかどうかに応じて、行うことができる。これにより、一方の圧力容器から他方の圧力容器への燃料の溢流は、場合によっては回避される。
本発明の課題は特に、車両における圧力容器システムであって、複数の圧力容器と１つの制御装置とを含み、圧力容器は燃料を貯蔵するために形成されており、弁を介して互いに、かつ燃料変換装置に、流体接続されており、制御装置は、第１の温度と第１の圧力とを有した、第１の圧力容器内の燃料を、第１の圧力容器から取り出すことができるように、弁を開閉するために、形成されており、第１の圧力容器から取り出された燃料は、燃料変換装置に、または第２の圧力容器に供給され、この場合、第２の圧力容器内の燃料は第２の温度と第２の圧力とを有しており、複数の圧力容器内の燃料の温度および／または圧力が、制御装置によって、圧力容器の充填工程前に、複数の圧力容器において、各圧力容器のそれぞれ最高作動圧およびそれぞれ最高作動温度を超過することなく、単一の充填源から、同時に同じ長さ実施される圧力容器の充填工程により装填される燃料の量ができるだけ多くなるように、そのときの温度目標値および／またはそのときの圧力目標値に調節可能に、制御装置が構成されている、車両における圧力容器システムにより解決される。この方法の利点は、より多くの燃料、もしくは多量の燃料を、１つの充填工程で、圧力容器システムへと装填することができることにある。したがって、車両の走行距離は高まる。
温度および／または圧力がそのときの温度目標値および／または圧力目標値にまだ相当していない１つまたは複数の圧力容器からの燃料の意図的な取り出し、および燃料変換装置への燃料の供給によってのみ、圧力容器の温度および／または圧力を、圧力容器のそのときの温度目標値および／または圧力目標値に適合させるために、圧力容器の計画された充填工程まで十分な時間が残っているかどうかに応じて、第１の圧力容器から取り出した燃料を、燃料変換装置に供給するか、または第２の圧力容器に供給するかを制御装置が決定することができるように、制御装置が構成されている。これにより、一方の圧力容器から他方の圧力容器への燃料の溢流は、場合によっては回避される。
圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値を、特性線マップに基づき制御装置が決定するように、制御装置が構成されていてもよく、特性線マップは、圧力容器の、単一の充填源からの燃料の充填工程開始時における各圧力容器内の燃料の異なる初期条件に関する、燃料の圧力に依存した燃料の温度についてのそれぞれ複数の特性線を有している。これにより、技術的に簡単に、かつ僅かな計算能力により、充填工程において特に多量の燃料を圧力容器システム内へ装填することができる、圧力容器の温度および／または圧力を決定することができる。したがって各圧力容器が、１つの特性線マップを有することができる。圧力容器における燃料の初期条件は、各圧力容器内の燃料の温度、圧力、量、および／または密度を含む。
燃料は、（１０００ｂａｒの標準圧および０℃の標準温度で）気体の燃料、特に水素であってもよい。
燃料変換装置には常に、必要とする最大限の燃料が供給される。
本明細書に開示された技術は特に、周囲条件下で気体の燃料を貯蔵するための圧力容器システム（英語：Compressed hydrogen storage System (=CHS-System)）に関する。このような圧力容器は特に、自動車に取り付けられる、もしくは取り付け可能な圧力容器である。この圧力容器は、例えば圧縮された（「Compressed Natural Gas」＝ＣＮＧ）天然ガス、または液化（ＬＮＧ）天然ガス、または水素によって作動する自動車で使用することができる。圧力容器は例えば、低温工学的な圧力容器（＝ＣｃＨ２）または高圧ガス容器（＝ＣＧＨ２）であってもよい。高圧ガス容器は、実質的に周囲温度において、燃料（例えば、水素）を持続的に、約３５０ｂａｒｕｅ（＝大気圧を超過する過圧）以上の作動圧で、さらに好適には約５００ｂａｒｕｅ以上の作動圧で、特に好適には約７００ｂａｒｕｅ以上の作動圧（maximum operating pressureまたはＭＯＰとも呼ばれる）で、貯蔵するように構成されている。低温工学的な圧力容器は、自動車の運転温度を著しく下回る、例えば（車両が運転されるべき車両周囲の温度領域を意味する）自動車の運転温度を、少なくとも５０ケルビン、好適には少なくとも１００ケルビン、もしくは少なくとも１５０ケルビン下回る温度（通常、約−４０℃〜約＋８５℃）で燃料を貯蔵するのに、特に適している。
本明細書に開示された技術を、以下に図面につき説明する。
本明細書に開示された圧力容器システムを示す概略図である。 圧力・温度グラフである。
図１には、本明細書に開示された圧力容器システム１０の概略図が示されている。圧力容器システム１０は、第１の圧力容器２０と、第２の圧力容器４０と、第３の圧力容器６０とを含む。圧力容器システム１０は、２つの、３つの、４つの、５つの、または５つ以上の圧力容器を含んでいてもよい。３つの圧力容器２０，４０，６０は、異なる大きさの容積を有しており、すなわち、それぞれ燃料を貯えるための異なる大きさのスペースを提供する。圧力容器２０，４０，６０の容積がそれぞれ同じ大きさであることも想定される。
燃料はＣＧＨ２またはＣＧＮであってもよい。
圧力容器システム１０は、車両内に、例えば乗用車、トラック、バス、船舶、または航空機に、配置されている。圧力容器システム１０内の燃料は、圧力容器２０，４０，６０から、車両の駆動のために形成されている燃料変換装置（図示せず）へと供給される。燃料変換装置は、燃料が水素の場合、燃料電池７０であってもよい。
各圧力容器２０，４０，６０は、それぞれ１つのタンク遮断弁２２，４２，６２を有しており、このタンク遮断弁によって、燃料の流入および圧力容器２０，４０，６０からの燃料の流出を遮断することができる。圧力容器２０，４０，６０は流体管路９０を介して互いに流体接続されている。圧力容器２０，４０，６０はさらに、流体管路９０によって燃料電池７０（または一般的には、燃料変換装置と言われる）に流体接続されている。圧力容器２０，４０，６０の燃料の流入は燃料電池弁７２を介して遮断可能である。
３つの圧力容器遮断弁２２，４２，６２と、燃料電池弁７２とはそれぞれ制御ライン８１〜８４を介して、圧力容器システム１０の制御装置８０に接続されている。制御装置８０は弁２２，４２，６２，７２をそれぞれ開閉することができる。したがって制御装置８０は弁２２，４２，６２，７２の相応の開閉により、燃料を、１つ以上の圧力容器２０，４０，６０から、１つ以上の別の圧力容器２０，４０，６０へと流す、もしくは供給することができ、または燃料電池７０に供給することができる。
制御装置８０は、各圧力容器２０，４０，６０内の燃料の温度と圧力、ならびに各圧力容器２０，４０，６０内の燃料の量、もしくは各圧力容器２０，４０，６０内の燃料の密度を検出する。さらに制御装置８０は、周囲の温度および／または圧力容器２０，４０，６０の温度を検出する。さらに、制御装置８０には、圧力容器システム１０を充填設備（燃料補給所）もしくは充填源に接続する、圧力容器システム１０の燃料補給カップリングから、各圧力容器２０，４０，６０までの燃料の圧力損失がどの程度の大きさかが記憶されている。各圧力容器２０，４０，６０のそれぞれの最大作動圧、および燃料を貯蔵するために利用される、圧力容器２０，４０，６０の各容積もしくは内部容積もしくは貯蔵容積も、制御装置８０に記憶されている。これらの情報が、外部に、すなわち制御装置８０の外側に記憶されていて、制御装置８０がその情報を利用することができる、ということも想定可能である。
制御装置８０は、充填工程もしくは燃料補給工程前に、圧力容器弁２２，４２，６２と燃料電池弁７２とを制御して、圧力容器２０，４０，６０内に、そのとき最適な圧力および／または温度が存在するように、もしくは最適な圧力（圧力目標値）および／または温度（温度目標値）を調節するようにする。充填工程では、燃料は、単一の燃料源（例えば、燃料補給所もしくは充填設備）から圧力容器システム１０に、したがって圧力容器２０，４０，６０に供給される。単一の充填源とは、圧力容器２０，４０，６０が例えば、１つの燃料補給カップリングによって１つの充填設備に接続されることを意味している。充填設備が複数の圧力容器２０，４０，６０を有するとしても、燃料はその充填設備から全ての圧力容器２０，４０，６０に供給されるので、その充填設備は単一の充填源である。
燃料は、圧力容器２０，４０，６０に、同時にかつ同じ長さ（充填工程の開始時と充填工程の終了時との間の時間間隔が同じ長さである）供給される。圧力容器システムにおける、もしくは第１の圧力容器における燃料の圧力が、最大燃料補給圧もしくはＳＡＥ規格Ｊ２６００＿２０１５１０による目標燃料補給圧に達するか、または圧力容器システムもしくは車両が充填設備に、圧力容器の目標充填度（State of Charge; ＳＯＣ）に達したことを伝達すると（または利用者が充填工程を手動で停止させると）、（全ての圧力容器２０，４０，６０の）充填工程が終了する。しかしながらこの時点では、その他の圧力容器２０，４０，６０における燃料は通常、目標燃料補給圧もしくは目標充填度に到達していない。なぜならば、充填工程の開始時に圧力容器２０，４０，６０における燃料の温度および／または圧力は異なっているからである。
圧力容器システムに関して全体として、（ＳＡＥ規格による）目標燃料補給圧は決定されている。充填工程中、１つの圧力容器２０，４０，６０が最初に目標燃料補給圧に達し、充填工程が終了する。個々の圧力容器２０，４０，６０に対する圧力損失に応じて、その他の圧力容器２０，４０，６０は、同じ圧力を有している、または僅かにずれのある（通常は僅かに低い）圧力を有しているが、その他の圧力容器２０，４０，６０は燃料の異なる温度を、したがって異なる充填度、もしくは密度を有している。圧力容器２０，４０，６０における温度の展開は、（圧力容器２０，４０，６０の構成スペースおよび１つ以上の壁の材料厚に基づく）圧力容器２０，４０，６０の熱質量および周囲との熱交換に関する個々の特性に依存する。
圧力容器２０，４０，６０における燃料の温度および／または圧力は、それぞれ１つまたは複数の圧力容器２０，４０，６０から、別の１つのまたは複数の圧力容器２０，４０，６０への燃料の溢流もしくは供給により、または１つの圧力容器２０，４０，６０からの意図的な燃料の取り出し、および燃料変換装置（例えば、燃料電池７０）への燃料の供給により、これらの圧力容器２０，４０，６０についての温度目標値および／または圧力目標値に近付けられる。各圧力容器２０，４０，６０における燃料の温度および／または圧力が、各圧力容器２０，４０，６０の温度目標値および／または圧力目標値に相当する、もしくは同じとなるまで、または使用者により燃料補給工程が開始されるまで、１つの圧力容器２０，４０，６０から燃料が取り出される（そして、別の１つの圧力容器２０，４０，６０へと供給または消費される）。
各圧力容器２０，４０，６０についての温度目標値および／または圧力目標値は、全ての圧力容器２０，４０，６０が同時かつ同じ長さで、同じ燃料（同じ温度および同じ圧力）を充填される充填工程の終了時に、圧力容器２０，４０，６０内に装填された燃料量ができるだけ多いように、決定される。したがって、特に多くの燃料が圧力容器システム１０内に貯えられる。できるだけ高い燃料密度が目標とされる。
できるだけ多くの燃料を圧力容器システム内に、もしくは圧力容器２０，４０，６０内に装填するとは、圧力容器２０，４０，６０の容積もしくは内部容積もしくは貯蔵容積により重み付けされた圧力容器２０，４０，６０の平均充填度ができるだけ高いことを、すなわち燃料を貯えるための大きな容積もしくは内部容積もしくは貯蔵容積を有した圧力容器２０，４０，６０の充填度が、小さな容積を有した圧力容器２０，４０，６０の充填度よりも重視されることを意味している。装填された燃料量は、個々の圧力容器２０，４０，６０の検出された密度および検出された温度（ならびに容積）により決定することができる。
図２には、圧力・温度グラフが示されており、（各圧力容器２０，４０，６０における）燃料の温度がｘ軸に記載されていて、燃料の圧力がｙ軸に記載されている。
各特性マップは、各圧力容器２０，４０，６０ごとの燃料の温度および圧力の経過を示している。したがって、５つの圧力容器を有している圧力容器システムは、例えば５つの特性線マップを有している。図２には、より良い視認性、およびより良い理解のために、２つの特性線マップ（すなわち、第１の圧力容器２０のための特性線マップと、第２の圧力容器４０のための特性線マップ）の特性線が記載されている。
各特性線マップにおける特性線は、圧力容器２０，４０，６０における燃料の様々な初期条件のための圧力に関する温度の経過を示している。
最高運転圧（ＭＯＰ max. Operation pressure）は全ての圧力容器２０，４０，６０に関して同じ大きさである。異なる圧力容器２０，４０，６０の最大運転圧が異なる大きさであることが想定可能である。ＳＡＥ規格Ｊ２６００＿２０１５１０によると、目標燃料補給圧は、燃料補給もしくは充填の終了時に８５℃（Ｔｍａｘ）で８７５ｂａｒ（ＭＯＰ max. Operation pressure）である。１つのもしくは複数の圧力容器２０，４０，６０の完全充填された場合に相当する充填度線１００は、図２に直線で示されている。
４つの特性線１１０，１２０，１３０，１４０は、圧力容器２０，４０，６０に燃料を、（単一の）燃料源から（例えば、１つの燃料補給所からの所定の温度と圧力をもった燃料を）充填する際の燃料の圧力と温度の経過を示している。まず、第１の圧力容器２０は、温度Ｔ１と圧力Ｐ１とを有していて、第２の圧力容器４０は、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ２と、圧力Ｐ１よりも高い圧力Ｐ２とを有している。両圧力容器２０，４０が充填されるとき、第１の圧力容器２０の燃料が目標燃料補給圧に到達するか、または充填設備に、圧力容器システムから、１００％の充填度もしくはＳＯＣが伝達されると、充填工程が終了する。この時点では、第１の圧力容器２０は、最大の充填度（＝１００％）にも達している。しかしながら第２の圧力容器４０の充填度は最大値を下回っている。
そこで、制御装置８０は弁２２，４２，６２，７２を、充填工程前に燃料が第２の圧力容器４０から第１の圧力容器２０へと流れるように制御する。これにより、第１の圧力容器２０の特性線１１０（破線で示す）は、（第１の圧力容器２０の圧力と温度とが上昇するので、）右側上方に向かってシフトされ、第２の圧力容器４０の特性線１４０（破線で示す）は、（第２の圧力容器４０内の圧力と温度とが下降するので、）左側下方に向かってシフトする。次いで、ＳＡＥ規格にしたがって新たな目標燃料補給圧が算出される。そして（第１の圧力容器２０の今や現行の特性線１２０と、第２の圧力容器４０の今や現行の特性線１３０のもとで）、新たに算出された目標燃料補給圧のもとで、第１の圧力容器２０の充填度が最大値（１００％）に、または最大値（１００％）に近い値に達する。充填工程終了時の第２の圧力容器４０の充填度は、今やより高くなっている。圧力容器２０，４０の（圧力容器２０，４０の容積に重み付けされた）平均充填度はより高くなる。したがって、充填工程においてより多くの燃料を圧力容器システム１０もしくは圧力容器２０，４０に装填することができる。
制御装置８０が、充填過程が（すぐ）迫っていると判定すると、制御装置８０は、取り出し中に、圧力容器２０，４０，６０における燃料の温度および／または圧力を相応に制御もしくは調節することができ、もしくは温度目標値および／または圧力目標値に合わせることができる。このことは、運転者の入力により（車両に燃料補給の準備をさせる燃料補給希望ボタンが操作される）、かつ／または予測的な燃料補給希望検出、例えば、ナビゲータシステムのデータ、過去の顧客の振るまい、周囲イメージの評価（燃料補給所検出）により決定される。充填設備に到達する前の、もしくは充填設備への到達時の、圧力容器２０，４０，６０における燃料の温度および／または圧力の調節により、時間が節約される。なぜならば、温度および／または圧力の調節、もしくは温度および／または圧力の温度目標値および／または圧力目標値への適合を待つ必要がないからである。さらに、一方の圧力容器２０，４０，６０から他方の圧力容器２０，４０，６０への燃料の溢流時に生じる騒音による運転者もしくは使用者への騒音負荷が減じられる。
目標に設定される、もしくは調節すべき温度目標値および／または圧力目標値を決定する場合には、周囲温度、充填源からの燃料の温度、充填設備の様々な形式（燃料の異なる温度、達成可能な様々な充填圧）、圧力容器２０，４０，６０の異なる容積、圧力容器２０，４０，６０自体の温度、および／または圧力容器２０，４０，６０を充填設備に接続するための車両の燃料補給カップリングから各圧力容器２０，４０，６０への経路上での圧力損失が考慮される。上記様々な変数に関しても様々な特性線マップ群が存在していてもよい。
充填設備（例えば、燃料補給所）もしくは充填源は、充填設備もしくは充填源の現行のコンディション、および／または充填設備もしくは充填源への車両の到着が予想される時点で予想されるコンディション（例えば、規格の決定から−２０℃または−４０℃ずれている場合がある燃料の実際の温度、達成可能な充填最終圧力）を、（例えばモバイル通信および／またはインターネット接続によって）制御装置８０に伝えるので、これらの数値は、温度目標値および／または圧力目標値の設定の際に考慮される。
考慮すべき数値は、様々な特性線マップもしくは特性線マップ群によってカバーすることができる。充填設備もしくは充填源のコンディションに応じて、例えば別の特性線マップ群が使用される。各特性線マップ群は、複数の特性線マップ、すなわち、圧力容器２０，４０，６０につきそれぞれ１つの特性線マップを含む。各特性線マップは、各圧力容器における燃料の種々異なる量もしくは各圧力容器の様々な初期条件（充填工程開始時の燃料の温度、圧力、量）に関して、圧力および温度の展開を示す複数の特性線を含む。
特性線マップもしくは特性線マップ群に基づき決定するのではなく、各圧力容器の温度目標値および／または圧力目標値を数式によって計算することもできる。このための計算は、車両内で、または車両の外側で（例えば、サーバで）行うことができる。
判読性のために簡潔にするために、「少なくとも１つの」という表現は省かれている部分もある。本明細書に開示された技術の所定の特徴が、単数もしくは不定に（例えば、前記／１つの制御装置、等と）記載されている場合は、同時にそれを複数含む特徴も開示されるとみなされたい（例えば、少なくとも１つの制御装置等）。
本発明の上記説明は、解説目的で用いられるべきであり、本発明を限定するためのものではない。本発明の範囲では、本発明の範囲およびその等価のものを逸脱することなく、様々な変更、改良が可能である。
１０ 圧力容器システム
２０ 第１の圧力容器
２２ 第１のタンク遮断弁
４０ 第２の圧力容器
４２ 第２のタンク遮断弁
６０ 第３の圧力容器
６２ 第３のタンク遮断弁
７０ 燃料電池
７２ 燃料電池遮断弁
８０ 制御装置
８１ 第１のタンク遮断弁への制御ライン
８２ 第２のタンク遮断弁への制御ライン
８３ 第３のタンク遮断弁への制御ライン
８４ 燃料電池遮断弁への制御ライン
９０ 流体管路
１００ 充填度線
１１０ 第１の特性線
１２０ 第２の特性線
１３０ 第３の特性線
１４０ 第４の特性線

Claims (10)

  1. 車両の複数の圧力容器（２０，４０，６０）における燃料の温度および／または圧力を、前記圧力容器（２０，４０，６０）の充填工程前に、前記複数の圧力容器の各々に対する、それぞれの温度目標値および／またはそれぞれの圧力目標値に調節する方法であって、
    第１の圧力容器（２０）における燃料が第１の温度と第１の圧力を有しており、前記燃料の前記第１の温度および／または第１の圧力を、前記第１の圧力容器（２０）の前記温度目標値および／または前記圧力目標値に近付けるように、前記第１の圧力容器（２０）から燃料を取り出すステップと、
    前記第１の圧力容器（２０）から取り出した前記燃料を、制御装置（８０）の決定に応じて、
    車両を駆動するための燃料変換装置に供給する、
    または
    第２の圧力容器（４０）における燃料が第２の温度と第２の圧力を有しており、前記燃料の前記第２の温度および／または第２の圧力を、前記第２の圧力容器（４０）の前記温度目標値および／または前記圧力目標値に近付けるように、前記第２の圧力容器（４０）に供給する、
    ステップと、を有し、
    前記圧力容器（２０，４０，６０）の温度目標値および／または圧力目標値を、各圧力容器（２０，４０，６０）のそれぞれ最高作動圧およびそれぞれ最高作動温度を超過することなく、単一の充填源から、同時に同じ長さ実施される前記圧力容器（２０，４０，６０）の充填工程により装填される燃料の量が最大化されるように、前記圧力容器（２０，４０，６０）のそれぞれの容積、前記圧力容器（２０，４０，６０）の各々において検出された前記燃料の密度、および、前記圧力容器（２０，４０，６０）の各々において検出された前記燃料の温度に基づいて、決定する、方法。
  2. 前記制御装置（８０）が、前記圧力容器（２０，４０，６０）の充填工程がさし迫っていると判定した場合に、前記方法のステップを実施する、請求項１記載の方法。
  3. 前記圧力容器（２０，４０，６０）の前記温度目標値および／または圧力目標値を、前記圧力容器（２０，４０，６０）についての特性線マップに基づき決定し、前記特性線マップは、前記圧力容器（２０，４０，６０）の、単一の充填源からの燃料の充填工程開始時における各圧力容器（２０，４０，６０）内の燃料の異なる初期条件に関する、燃料の圧力に依存した燃料の温度についてのそれぞれ複数の特性線を有している、請求項１または２記載の方法。
  4. 前記圧力容器（２０，４０，６０）の前記温度目標値および／または圧力目標値を、充填すべき燃料の様々な温度および／または前記各圧力容器（２０，４０，６０）の様々な温度についての複数の特性線マップ群に基づき決定し、各特性線マップ群は、前記圧力容器（２０，４０，６０）の、単一の充填源からの燃料の充填工程における異なる圧力容器（２０，４０，６０）に関する、燃料の圧力に依存した燃料の温度についての複数の特性線マップを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 前記圧力容器（２０，４０，６０）の前記温度目標値および／または圧力目標値の決定の際に、前記圧力容器（２０，４０，６０）を前記充填源に接続するための前記車両の燃料補給カップリングから、前記各圧力容器（２０，４０，６０）までの経路における圧力損失を考慮する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 前記複数の圧力容器（２０，４０，６０）における前記温度目標値および／または圧力目標値を、前記圧力容器（２０，４０，６０）の充填を計画している充填設備の特性に応じて、特に、前記充填設備内の燃料の温度および／または前記充填設備の最大燃料補給圧に応じて決定する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 温度および／または圧力がそのときの温度目標値および／または圧力目標値にまだ相当していない１つまたは複数の前記圧力容器（２０，４０，６０）からの燃料の意図的な取り出し、および前記燃料変換装置への燃料の供給によってのみで、前記圧力容器（２０，４０，６０）の温度および／または圧力を、前記圧力容器（２０，４０，６０）のそのときの温度目標値および／または圧力目標値に適合させるために、前記圧力容器（２０，４０，６０）の計画された充填工程まで十分な時間が残っているかどうかに応じて、前記第１の圧力容器（２０）から取り出した燃料を、前記燃料変換装置に供給するか、または前記第２の圧力容器（４０）に供給するか、を前記制御装置（８０）が決定する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 車両における圧力容器システム（１０）であって、
    複数の圧力容器（２０，４０，６０）と１つの制御装置（８０）とを含み、
    前記圧力容器（２０，４０，６０）は燃料を貯蔵するために形成されており、弁（２２，４２，６２，７２）を介して互いに、かつ燃料変換装置に、流体接続されており、
    前記制御装置（８０）は、第１の温度と第１の圧力とを有した、第１の圧力容器（２０）内の燃料を、前記第１の圧力容器（２０）から取り出すことができるように、前記弁（２２，４２，６２，７２）を開閉するために、形成されており、
    前記第１の圧力容器（２０）から取り出された前記燃料は、
    燃料変換装置に、
    または
    第２の圧力容器（４０）に供給され、この場合、前記第２の圧力容器（４０）内の燃料は第２の温度と第２の圧力とを有し、
    前記複数の圧力容器（２０，４０，６０）内の燃料の温度および／または圧力が、前記制御装置（８０）によって、前記圧力容器（２０，４０，６０）の充填工程前に、複数の前記圧力容器（２０，４０，６０）において、各圧力容器（２０，４０，６０）のそれぞれ最高作動圧およびそれぞれ最高作動温度を超過することなく、単一の充填源から、同時に同じ長さ実施される前記圧力容器（２０，４０，６０）の充填工程により装填される燃料の量が最大化されるように、そのときの温度目標値および／またはそのときの圧力目標値に調節可能に、前記制御装置（８０）が構成されており、
    前記制御装置（８０）は、前記圧力容器（２０，４０，６０）のそれぞれの容積、前記圧力容器（２０，４０，６０）の各々において検出された前記燃料の密度、および、前記圧力容器（２０，４０，６０）の各々において検出された前記燃料の温度に基づいて決定するようにさらに構成されている、
    車両における圧力容器システム（１０）。
  9. 温度および／または圧力がそのときの温度目標値および／または圧力目標値にまだ相当していない１つまたは複数の前記圧力容器（２０，４０，６０）からの燃料の意図的な取り出し、および燃料変換装置への燃料の供給によってのみで、前記圧力容器（２０，４０，６０）の温度および／または圧力を、前記圧力容器（２０，４０，６０）のそのときの温度目標値および／または圧力目標値に適合させるために、前記圧力容器（２０，４０，６０）の計画された充填工程まで十分な時間が残っているかどうかに応じて、前記第１の圧力容器（２０）から取り出した燃料を、前記燃料変換装置に供給するか、または前記第２の圧力容器（４０）に供給するか、を前記制御装置（８０）が決定するように、前記制御装置（８０）が構成されている、請求項８記載の圧力容器システム（１０）。
  10. 前記圧力容器（２０，４０，６０）の温度目標値および／または圧力目標値を、特性線マップに基づき前記制御装置（８０）が決定するように、前記制御装置（８０）が構成されており、前記特性線マップは、前記圧力容器（２０，４０，６０）の、単一の充填源からの燃料の充填工程開始時における各圧力容器（２０，４０，６０）内の燃料の異なる初期条件に関する、燃料の圧力に依存した、燃料の温度についてのそれぞれ複数の特性線を有している、請求項８または９記載の圧力容器システム（１０）。
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