WO2011101004A1 - Tankeinrichtung für einen brennstofftank eines brennstoffzellenfahrzeuges sowie tanksystem - Google Patents

Tankeinrichtung für einen brennstofftank eines brennstoffzellenfahrzeuges sowie tanksystem Download PDF

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WO2011101004A1
WO2011101004A1 PCT/EP2010/007164 EP2010007164W WO2011101004A1 WO 2011101004 A1 WO2011101004 A1 WO 2011101004A1 EP 2010007164 W EP2010007164 W EP 2010007164W WO 2011101004 A1 WO2011101004 A1 WO 2011101004A1
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WO
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tank
refueling
communication interface
fuel cell
detection device
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Application number
PCT/EP2010/007164
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English (en)
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David Wenger
Steffen Maus
Gregor Gold
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Daimler Ag
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Publication date
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    • 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
    • B60K15/04—Tank inlets
    • 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
    • B60K2015/0319—Fuel tanks with electronic systems, e.g. for controlling fuelling or venting

Definitions

  • Tank device for a fuel tank of a fuel cell vehicle as well
  • the invention relates to a tank device for a fuel tank of a
  • Fuel cell vehicle with a refueling nozzle, with a
  • Communication interface wherein the communication interface is designed for communication with a refueling station, and with a detection device, wherein the detection device is designed for detecting a refueling state of the refueling nozzle.
  • Vehicles containing consumables such as gasoline, hydrogen, etc.
  • a filler neck is usually provided, which is arranged protected behind a fuel filler flap and on which a dust cap is screwed.
  • the fuel filler flap is opened, the dust cap is removed and a tank gun is inserted into the filler neck and the vehicle refueled.
  • the publication US2008 / 0190926A1 relates to a fuel cap for a conventional gasoline or diesel vehicle, which comprises a sensor device which a
  • the invention is based on the object, a tank device for a
  • the tank device according to the invention is for a fuel tank a
  • Fuel cell vehicle suitable and / or trained.
  • the tank device serves for refueling with hydrogen, which is converted electrochemically in a fuel cell system of the fuel cell vehicle.
  • the tank device comprises a refueling nozzle, which forms a vehicle-side coupling device for refueling with the fuel.
  • the refueling nozzle is in particular to be achieved without tools by a user, as this usually has to be used in each refueling operation.
  • a communication interface which is designed for communication with a refueling station.
  • a communication interface which is preferably designed as an infrared data interface.
  • the communication interface is preferably designed as a refueling data interface, RDI, which is standardized in particular in the SAE J2799.
  • a detection device is provided, which is designed to detect a refueling state of the refueling nozzle.
  • the detection device detects an open and / or ready to receive state of the refueling nozzle.
  • the tank means can thus determine when it has been brought by a user in a state in which the fuel tank can be refueled.
  • the refueling nozzle with the communication interface and the detection device be a particular
  • Electronic module in particular a common electronics housing arranged.
  • This integrated electronic module can, for example, a common protection against contamination, in particular
  • the detection device and the communication interface via a common harness with the
  • Fuel cell vehicle in particular with a control device of the
  • the common wiring harness has a common connector, via which both data of the communication interface and the detection device can be transmitted.
  • the cable harness can also be combined to form a cable.
  • the detection device on a magnetic sensor, in particular a reed contact switch, on which the
  • Such magnetic sensors in particular reed contact switches, are highly robust components which can be used wear-resistant over a long period of operation.
  • the reed contact switch is based essentially on the principle of operation that melted under vacuum or inert gas in a glass flask contact tongues, which also form the contact spring and the armature, are brought under the influence of a magnetic field in contact or disconnected.
  • the tank device comprises a magnetic device whose presence can be detected by the magnetic sensor.
  • the magnetic device is at a first possibility of implementation, the magnetic device is at a first possibility of implementation,
  • Closing device in particular on a dust cap of the
  • a circuit is interrupted by lifting the dust cap.
  • the detection device is also used as part of an immobilizer, wherein in the absence of the magnetic device or the dust cap driving away of the vehicle is prevented or at least a warning is issued.
  • the magnetic device is arranged on or in a tank flap, which must be opened in order to reach the refueling nozzle.
  • the magnetic device is at one
  • the magnetic device has a permanent magnet and / or can be integrated wirelessly.
  • the refueling nozzle has an opening region for refueling, into or onto which the filling device is coupled.
  • the detection device and the communication interface possibly realized in the common electronic module, are in one
  • the common electronic module may have an annular shape through which the refueling nozzle is guided.
  • the assembly is movable on the
  • Fuel cell vehicle attachable, so that the assembly forms a tank nipple, which - with the aim of mechanically aligning - movable, in particular pivotally mounted on the fuel cell vehicle.
  • the detection device be connected to a control device of the fuel cell vehicle and / or is connectable to data on the status of the refuelable state of
  • Another object of the invention relates to a tank system for a
  • Fuel cell vehicle which comprises a tank device as described above or according to one of the preceding claims and a
  • Control device comprises.
  • the control device is designed, a
  • Disable fuel cell vehicle This embodiment is based on the consideration that refueling with hydrogen may only take place when the vehicle and the fuel cell system are switched off. However, to ensure safe and fast refueling, several vehicle functions must still be active. Here are, for example, the tank control unit, hydrogen sensors for detecting leaks, pressure and temperature sensors in the tank system and / or infrared data interface to control the process, etc. to call.
  • control device is designed to communicate with the refueling station via the communication interface. Through the communication, the refueling relevant parameters such as tank size, tank pressure and / or tank temperature etc. are transmitted.
  • the tank system also includes the refueling station with a refueling device, wherein the refueling device is designed to be compatible with the refueling nozzle and can be coupled thereto and has a further communication point and / or the magnetic device.
  • the refueling device in particular the fuel nozzle, for example, shows an infrared interface for establishing the RDI communication and / or the
  • Magnetic device which can be detected by the detection device.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a tank system as a
  • FIG. 1 shows a tank system 1, which has a tank device 2 and a tank
  • Refueling station 3 includes.
  • the tank device 2 is no longer at one
  • a fuel cell vehicle arranged fuel cell vehicle and allows the refueling of a fuel tank 4 by a refueling device 5 with hydrogen.
  • the tank device 2 comprises a refueling nozzle 6, on which the
  • Refueling device 5 can be coupled in particular gas-tight manner to fill the hydrogen from the refueling device 5 via the refueling nozzle 6 in the tank 4 can.
  • the tank device 2 For communication between the tank device 2 and the refueling station 3, the tank device 2 comprises a communication interface 7, which is formed with a further communication interface 8, e.g. in the
  • Refueling device 5 is arranged to communicate and in particular to exchange data during refueling.
  • the communication interfaces 7, 8 are designed as infrared data interfaces and embody a Refueling data interface RDI, which z. B. in the SAE J2799 is normalized. Through this data interface refueling relevant parameters before or at the refueling of the
  • the tank device 2 further comprises a detection device 9, which is designed to detect a status of the tank device 2, the status having a
  • the detection device 9 has a magnetic sensor which points to a
  • the magnetic device 10 a with a dust cover 11 is mechanically coupled, so that the status "refueling" of the
  • Detection device 9 is output when the dust cover 11 is removed and the magnetic device 10 a can not be detected by the magnetic sensor.
  • the dust cover 11 can - as it is shown schematically in the figure 1 - be attached to the tank means 2 with a suspension line 12 or other mechanical connection.
  • the arrangement of the magnetic device 10 a in the dust cover 11 has the advantage that not only the refueling condition is detected, but generally a lack of the dust cover 11, which can be advantageously combined with an immobilizer, the immobilizer is activated when the
  • Magnetic device 10 a of the magnetic sensor of the detection device 9 can not be detected.
  • the magnetic device 10 c is arranged in the refueling device 5, so that the refueling state is detected only when the refueling device 5 is coupled to the refueling nozzle 6.
  • the refueling nozzle 6, communication interface 7 and detection device 9 are designed as a common structural unit, so that only one cable or harness 14 with a connector 15 is led away from this common structural unit to both communication interface 7 and
  • Detection device 9 with a control device 16 signal to connect.
  • communication interface 7 and detection device 9 are arranged in a common housing 17, which forms a dust and / or liquid protection.
  • the installation of the tank device 2 is thereby conceivably simple, since in addition to the mechanical installation of the refueling nozzle 6, only the cable 14 with the plug 15 has to be connected to the control device 16.
  • the other components, such as the magnetic devices 10 a, b, c need no wired connection with the control device 16 or the detection device 9.
  • About the cable 14 and the plug 15 data can be exchanged with the controller 16, so that the status information of Detection device 9 can be passed to the control device 16 and as a result safety-related functions, such as tank control unit, hydrogen sensors, pressure and temperature sensors are activated in the tank system can.
  • the fuel cell system becomes automatic
  • Detection device 9 is a reed contact switch in RDI housing the
  • the magnet device 10 a, b, c then forms the magnet which actuates the reed contact switch and are - as already described - either on the fuel filler flap 13, in the refueling device 6 or on

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Abstract

Es wird eine Tankeinrichtung (2) für einen Brennstofftank (4) eines Brennstoffzellenfahrzeugs vorgeschlagen, mit einem Betankungsstutzen (6), mit einer Kommunikationsschnittstelle (7), wobei die Kommunikationsschnittstelle (7) zur Kommunikation mit einer Betankungsstation (3) ausgebildet ist, und mit einer Detektionseinrichtung (9), wobei die Detektionseinrichtung (9) zur Detektion eines betankungsfähigen Zustande des Betankungsstutzen (6) ausgebildet ist, wobei der Betankungsstutzen (6) mit der Kommunikationsschnittstelle (7) und der Detektionseinrichtung (9) eine Baueinheit bildet.

Description

Tankeinrichtung für einen Brennstofftank eines Brennstoffzellenfahrzeuges sowie
Tanksystem
Die Erfindung betrifft eine Tankeinrichtung für einen Brennstofftank eines
Brennstoffzellenfahrzeuges, mit einem Betankungsstutzen, mit einer
Kommunikationsschnittstelle, wobei die Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einer Betankungsstation ausgebildet ist, und mit einer Detektionseinrichtung, wobei die Detektionseinrichtung zur Detektion eines betankungsfähigen Zustandes des Betankungsstutzen ausgebildet ist.
Fahrzeuge, die mit Verbrauchsstoffen, wie zum Beispiel Benzin, Wasserstoff, etc.
betrieben werden, benötigen Tankeinrichtungen zum Befüllen eines fahrzeugeigenen Tanks mit den Verbrauchsstoffen. Bei konventionellen Autos ist meist ein Tankstutzen vorgesehen, der hinter einer Tankklappe geschützt angeordnet ist und auf den eine Staubschutzkappe aufgeschraubt ist. Beim Betanken des Fahrzeuges wird die
Tankklappe geöffnet, die Staubschutzkappe abgenommen und eine Tankpistole in den Tankstutzen eingeführt und das Fahrzeug betankt.
Die Druckschrift US2008/0190926A1 betrifft einen Tankdeckel für ein konventionelles Benzin- oder Dieselfahrzeug, welcher eine Sensoreinrichtung umfasst, die eine
Drehbewegung von Teilen des Tankdeckels detektiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tankeinrichtung für ein
Brennstoffzellenfahrzeug vorteilhaft auszugestalten bzw. ein Tanksystem mit dieser Tankeinrichtung vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Tankeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Tanksystem mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Die erfindungsgemäße Tankeinrichtung ist für einen Brennstofftank eines
Brennstoffzellenfahrzeuges geeignet und/oder ausgebildet. Insbesondere dient die Tankeinrichtung zur Betankung mit Wasserstoff, welcher in einem Brennstoffzellensystem des Brennstoffzellenfahrzeuges elektrochemisch umgesetzt wird.
Die Tankeinrichtung umfasst einen Betankungsstutzen, welcher eine fahrzeugseitige Kupplungseinrichtung zur Betankung mit dem Brennstoff bildet. Der Betankungsstutzen ist insbesondere werkzeugfrei von einem Benutzer zu erreichen, da dieser üblicherweise bei jedem Tankvorgang benutzt werden muss.
Es ist weiterhin eine Kommunikationsschnittstelle vorgesehen, welche zur Kommunikation mit einer Betankungsstation ausgebildet ist. Über die Kommunikationsschnittstelle, welche vorzugsweise als eine Infrarotdatenschnittstelle ausgebildet ist, werden
betankungsrelevante Parameter, wie zum Beispiel die Tankgröße, der Tankdruck, die Tanktemperatur etc. übertragen. Diese Parameter werden von der Betankungsstation oftmals genutzt, um die Befüllung hinsichtlich Füllgrad und Betankungszeit zu optimieren. Die Kommunikationsschnittstelle ist vorzugsweise als Refueling-Data-Interface, RDI, ausgebildet, welche insbesondere in der SAE J2799 normiert ist.
Weiterhin ist eine Detektionseinrichtung vorgesehen, welche zur Detektion eines betankungsfähigen Zustandes des Betankungsstutzens ausgebildet ist. Insbesondere erfasst die Detektionseinrichtung einen geöffneten und/oder empfangsbereiten Zustand des Betankungsstutzens. Durch die Detektionseinrichtung kann die Tankeinrichtung somit feststellen, wenn sie durch einen Benutzer in einen Zustand gebracht worden ist, in dem der Brennstofftank betankt werden kann.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Betankungsstutzen mit der Kommunikationsschnittstelle und der Detektionseinrichtung eine insbesondere
einbaufähige und/oder gemeinsame Baueinheit bildet. Dadurch, dass diese drei
Komponenten in einer Baueinheit, insbesondere in einem Bauteil, zusammengefasst sind, wird die Montage deutlich erleichtert. Zum einen muss nur die gemeinsame Baueinheit montiert werden, zum anderen können vorteilhafter Weise auch benötigte Kabel zusammengefasst werden. Die Zusammenfassung von ansonsten separaten
Komponenten führt somit u.a. zu einer deutlichen Kosteneinsparung bei der Montage.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausführung der Erfindung sind die
Detektionseinrichtung und die Kommunikationsstelle in einem gemeinsamen
Elektronikmodul, insbesondere einem gemeinsamen Elektronikgehäuse angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Detektionseinrichtung in dem Gehäuse der
Kommunikationsschnittstelle integriert. Dieses integrierte Elektronikmodul kann beispielsweise einen gemeinsamen Schutz gegen Verunreinigung, insbesondere
Flüssigkeiten oder Staub, aufweisen. Vorteilhaft ist, dass wieder Fertigungs- oder Montagekosten eingespart werden können.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Detektionseinrichtung und die Kommunikationsschnittstelle über einen gemeinsamen Kabelstrang mit dem
Brennstoffzellenfahrzeug, insbesondere mit einer Steuerungseinrichtung des
Brennstoffzellenfahrzeugs, verbindbar und/oder verbunden. Besonders bevorzugt weist der gemeinsame Kabelstrang einen gemeinsamen Stecker auf, über den sowohl Daten der Kommunikationsschnittstelle als auch der Detektionseinrichtung übertragbar sind. Auch der Kabelstrang kann zu einem Kabel zusammengefasst sein. Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist, dass der Montagevorgang noch weiter vereinfacht wird.
Bei einer konstruktiven Ausführungsform der Erfindung weist die Detektionseinrichtung einen Magnetsensor, insbesondere einen Reed-Kontaktschalter, auf, welcher die
Anwesenheit bzw. Nichtanwesenheit einer Magneteinrichtung detektiert. Derartige Magnetsensoren, insbesondere Reed-Kontaktschalter, sind höchst robuste Bauteile, die verschleißsicher über eine lange Betriebszeit eingesetzt werden können. Der Reed- Kontaktschalter beruht im Wesentlichen auf dem Funktionsprinzip, dass unter Vakuum oder Schutzgas in einem Glaskolben eingeschmolzene Kontaktzungen, die zugleich die Kontaktfeder und den Magnetanker bilden, unter Einfluss eines Magnetfeldes in Kontakt gebracht bzw. getrennt werden. Der Begriff des Reed-Kontakt-Schalters in der
Anmeldung bezieht sich jedoch auch auf neuere oder abgewandelte Bauformen des Reed-Kontakt-Schalters. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Tankeinrichtung eine Magneteinrichtung, deren Präsenz durch den Magnetsensor detektierbar ist. Bei einer ersten Möglichkeit der Umsetzung ist die Magneteinrichtung an einer
Verschlusseinrichtung, insbesondere an einer Staubschutzkappe des
Betankungsstutzens angebracht oder integriert. Bei dieser Variante wird beispielsweise ein Stromkreis durch Anheben der Staubschutzkappe unterbrochen. Diese Variante hat den zusätzlichen Vorteil, dass sichergestellt wird, dass auch im normalen Betrieb ständig überprüft wird, ob die Magneteinrichtung nicht entfernt wurde oder verloren gegangen ist. Vorzugsweise wird die Detektionseinrichtung auch als Teil einer Wegfahrsperre verwendet, wobei bei einem Fehlen der Magneteinrichtung bzw. der Staubschutzkappe ein Wegfahren des Fahrzeuges verhindert ist oder zumindest eine Warnung ausgegeben wird. Bei einer weiteren Variante ist die Magneteinrichtung an oder in einer Tankklappe angeordnet, welche geöffnet werden muss, um an den Betankungsstutzen zu gelangen. Bei einer weiteren denkbaren Alternative ist die Magneteinrichtung an einer
Befülleinrichtung, also vergleichbar mit einer Zapfpistole, anbringbar, so dass der betankungsfähige Zustand des Betankungsstutzens festgestellt wird, sobald die
Befülleinrichtung in den Betankungsstutzen eingeführt ist bzw. mit diesem gekoppelt ist. Insbesondere weist die Magneteinrichtung einen Dauermagneten auf und/oder ist kabellos integrierbar.
Bei einer möglichen konstruktiven Ausbildung der Erfindung weist der Betankungsstutzen einen Öffnungsbereich zur Betankung auf, in oder an den die Befülleinrichtung angekoppelt wird. Die Detektionseinrichtung und die Kommunikationsschnittstelle, gegebenenfalls realisiert in dem gemeinsamen Elektronikmodul, sind in einem
gegenüberliegenden Bereich zu dem Öffnungsbereich an dem Betankungsstutzen angeordnet. Beispielsweise kann das gemeinsame Elektronikmodul eine ringförmige Form aufweisen, durch die der Betankungsstutzen geführt ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Baueinheit bewegbar an dem
Brennstoffzellenfahrzeug anbringbar, so dass die Baueinheit einen Tanknippel bildet, welcher - mit dem Ziel, sich mechanisch auszurichten - bewegbar, insbesondere schwenkbar an dem Brennstoffzellenfahrzeug befestigt ist.
In Weiterführung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Detektionseinrichtung mit einer Steuerungseinrichtung des Brennstoffzellenfahrzeuges verbunden und/oder verbindbar ist, um Daten zum Status des betankungsfähigen Zustandes des
Betankungsstutzen an die Steuerungseinrichtung weiter zu geben.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Tanksystem für ein
Brennstoffzellenfahrzeug, welches eine Tankeinrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst sowie eine
Steuerungseinrichtung umfasst. Die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, ein
Statussignal oder Detektionssignal als Daten über den betankungsfähigen Zustand der Detektionseinrichtung auszuwerten und sicherheitsrelevante Tankfunktionen in dem Brennstoffzellenfahrzeug zu aktivieren bzw. ein Brennstoffzellensystem in dem
Brennstoffzellenfahrzeug zu deaktivieren. Dieser Ausführungsform liegt die Überlegung zugrunde, dass eine Betankung mit Wasserstoff nur dann stattfinden darf, wenn das Fahrzeug und das Brennstoffzellensystem ausgeschaltet sind. Um jedoch eine sichere und schnelle Betankung gewährleisten zu können, müssen mehrere Fahrzeugfunktionen dennoch aktiv sein. Hier sind beispielsweise das Tanksteuergerät, Wasserstoffsensoren zur Erkennung von Leckagen, Druck- und Temperatursensoren im Tanksystem und/oder Infrarotdatenschnittstelle zur Steuerung des Prozesses etc. zu nennen.
In einer praxisnahen Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung ausgebildet, mit der Betankungsstation über die Kommunikationsschnittstelle zu kommunizieren. Durch die Kommunikation werden die betankungsrelevanten Parameter wie Tankgröße, Tankdruck und/oder Tanktemperatur etc. übertragen.
Bei einer möglichen Ausprägung der Erfindung umfasst das Tanksystem auch die Betankungsstation mit einer Betankungseinrichtung, wobei die Betankungseinrichtung kompatibel zu dem Betankungsstutzen ausgebildet ist und mit diesem gekoppelt werden kann und eine weitere Kommunikationsstelle und/oder die Magneteinrichtung aufweist. Die Betankungseinrichtung, insbesondere die Zapfpistole, zeigt beispielsweise eine Infrarotschnittstelle zur Etablierung der RDI-Kommunikation und/oder die
Magneteinrichtung, welche durch die Detektionseinrichtung erfassbar ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figur. Dabei zeigt: Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung eines Tanksystems als ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Figur 1 zeigt ein Tanksystem 1 , welches eine Tankeinrichtung 2 und eine
Betankungsstation 3 umfasst. Die Tankeinrichtung 2 ist an einem nicht mehr
dargestellten Brennstoffzellenfahrzeug angeordnet und erlaubt die Betankung eines Brennstofftanks 4 durch eine Betankungseinrichtung 5 mit Wasserstoff.
Die Tankeinrichtung 2 umfasst einen Betankungsstutzen 6, an dem die
Betankungseinrichtung 5 insbesondere gasdicht angekoppelt werden kann, um den Wasserstoff von der Betankungseinrichtung 5 über den Betankungsstutzen 6 in den Tank 4 einfüllen zu können.
Zur Kommunikation zwischen der Tankeinrichtung 2 und der Betankungsstation 3 umfasst die Tankeinrichtung 2 eine Kommunikationsschnittstelle 7, welche ausgebildet ist, mit einer weiteren Kommunikationsschnittstelle 8, die z.B. in der
Betankungseinrichtung 5 angeordnet ist, zu kommunizieren und insbesondere beim Tankvorgang Daten auszutauschen. Die Kommunikationsschnittstellen 7, 8 sind als Infrarotdatenschnittstellen ausgebildet und verkörpern ein Refueling-Data-Interface RDI, welches z. B. in der SAE J2799 normiert ist. Über diese Datenschnittstelle werden betankungsrelevante Parameter vor oder bei der Betankung des
Brennstoffzellenfahrzeuges übertragen.
Die Tankeinrichtung 2 umfasst ferner eine Detektionseinrichtung 9, welche ausgebildet ist, einen Status der Tankeinrichtung 2 zu detektieren, wobei der Status einen
betankungsfähigen Zustand des Betankungsstutzens 2 angibt. Zur Detektion des Status weist die Detektionseinrichtung 9 einen Magnetsensor auf, der auf eine
Magneteinrichtung 10 a, 10 b oder 10 c, z.B. mit einem Dauermagneten, reagiert. Die drei Magneteinrichtungen 10 a, b, c repräsentieren drei unterschiedliche Möglichkeiten, wie eine Statusdetektion umgesetzt werden kann.
Bei der ersten Möglichkeit ist die Magneteinrichtung 10 a mit einem Staubschutzdeckel 11 mechanisch gekoppelt, so dass der Status„betankungsfähig" von der
Detektionseinrichtung 9 ausgegeben wird, wenn der Staubschutzdeckel 11 entfernt ist und die Magneteinrichtung 10 a von dem Magnetsensor nicht erfasst werden kann. Der Staubschutzdeckel 11 kann - wie es in der Figur 1 schematisch dargestellt ist - mit einer Fangleine 12 oder einer anderen mechanischen Verbindung an der Tankeinrichtung 2 befestigt sein. Die Anordnung der Magneteinrichtung 10 a in dem Staubschutzdeckel 11 hat den Vorteil, dass nicht nur der betankungsfähige Zustand detektiert wird, sondern allgemein ein Fehlen des Staubschutzdeckels 11 , was vorteilhaft mit einer Wegfahrsperre kombiniert werden kann, wobei die Wegfahrsperre aktiviert wird, wenn die
Magneteinrichtung 10 a von dem Magnetsensor der Detektionseinrichtung 9 nicht detektiert werden kann.
Bei einer zweiten Möglichkeit ist die Magneteinrichtung 10 b mit einer Tankklappe 13 gekoppelt, so dass die Magneteinrichtung 10 b entfernt wird, sobald die Tankklappe 13 geöffnet wird, um Zugang zu dem Betankungsstutzen 6 zu erhalten.
Bei einer dritten Möglichkeit ist die Magneteinrichtung 10 c in der Betankungseinrichtung 5 angeordnet, sodass der betankungsfähige Zustand erst dann detektiert wird, wenn die Betankungseinrichtung 5 an den Betankungsstutzen 6 angekoppelt wird.
Bei allen Alternativen sind der Betankungsstutzen 6, Kommunikationsschnittstelle 7 und Detektionseinrichtung 9 als eine gemeinsame Baueinheit ausgebildet, so dass von dieser gemeinsamen Baueinheit nur ein Kabel oder Kabelstrang 14 mit einem Stecker 15 weggeführt wird, um sowohl Kommunikationsschnittstelle 7 als auch
Detektionseinrichtung 9 mit einer Steuerungseinrichtung 16 signaltechnisch zu verbinden.
Es ist sogar möglich, dass Kommunikationsschnittstelle 7 und Detektionseinrichtung 9 in einem gemeinsamen Gehäuse 17 angeordnet sind, welches einen Staub- und/oder Flüssigkeitsschutz bildet. Die Montage der Tankeinrichtung 2 ist dadurch denkbar einfach, da neben der mechanischen Montage des Betankungsstutzens 6 nur noch das Kabel 14 mit dem Stecker 15 mit der Steuerungseinrichtung 16 verbunden werden muss. Die weiteren Komponenten, wie zum Beispiel die Magneteinrichtungen 10 a, b, c benötigen keine kabelgebundene Verbindung mit der Steuerungseinrichtung 16 oder der Detektionseinrichtung 9. Über das Kabel 14 bzw. den Stecker 15 können Daten mit der Steuerungseinrichtung 16 ausgetauscht werden, sodass die Statusinformation der Detektionseinrichtung 9 an die Steuerungseinrichtung 16 weitergegeben werden kann und als Folge sicherheitsrelevante Funktionen, wie zum Beispiel Tanksteuergerät, Wasserstoffsensoren, Druck- und Temperatursensoren im Tanksystem aktiviert werden kann. Alternativ oder ergänzend wird das Brennstoffzellensystem automatisch
ausgeschaltet, sobald der Status„betankungsfähig" durch die Detektionseinrichtung 9 ermittelt wird.
Eine mögliche praktische Ausführungsform des Magnetsensors in der
Detektionseinrichtung 9 ist es, einen Reed-Kontaktschalter im RDI-Gehäuse der
Kommunikationsschnittstelle 7 zu verbauen. Die Magneteinrichtung 10 a, b, c bildet dann den Magneten, der den Reed-Kontakt-Schalter betätigt und sind - wie bereits beschrieben - entweder an der Tankklappe 13, in der Betankungseinrichtung 6 oder am
Staubschutzdeckel 11 befestigt.
Bezugszeichenliste
1 Tanksystem
2 Tankeinrichtung
3 Betankungsstation
4 Brennstofftank
5 Betankungseinrichtung
6 Betankungsstutzen
7 Kommunikationsschnittstelle
8 Kommunikationsschnittstelle
9 Detektionseinrichtung
10 a, b, c Magneteinrichtung
11 Staubschutzdeckel
12 Fangleine
13 Tankklappe
4 Kabelstrang
15 Stecker
16 Steuerungseinrichtung
17 Gehäuse

Claims

Patentansprüche
1. Tankeinrichtung (2) für einen Brennstofftank (4) eines Brennstoffzellenfahrzeugs, mit einem Betankungsstutzen (6), mit einer Kommunikationsschnittstelle (7), wobei die Kommunikationsschnittstelle (7) zur Kommunikation mit einer Betankungsstation (3) ausgebildet ist, und mit einer Detektionseinrichtung (9), wobei die
Detektionseinrichtung (9) zur Detektion eines betankungsfähigen Zustande des Betankungsstutzen (6) ausgebildet ist, wobei der Betankungsstutzen (6) mit der Kommunikationsschnittstelle (7) und der Detektionseinrichtung (9) eine Baueinheit bildet.
2. Tankeinrichtung (2) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Detektionseinrichtung (9) und die Kommunikationsschnittstelle (7) in einem gemeinsamen Elektronikmodul angeordnet sind.
3. Tankeinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Detektionseinrichtung (9) und die Kommunikationsschnittstelle (7) über einen gemeinsamen Kabelstrang (14) mit einer Steuerungseinrichtung (16) des
Brennstoffzellenfahrzeugs verbindbar und/oder verbunden sind.
4. Tankeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Detektionseinrichtung (9) einen Magnetsensor, insbesondere einen
Reedkontaktschalter, umfasst.
5. Tankeinrichtung (2) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Magneteinrichtung (10a, b,c), wobei die Magneteinrichtung (10a, b,c) durch den Magnetsensor detektierbar ist und wobei die Magneteinrichtung an einer
Verschlusseinrichtung, insbesondere an einer Staubschutzkappe (11 ) oder an einer Tankklappe (13) oder an einer Befülleinrichtung (5), anbringbar und/oder angebracht ist.
6. Tankeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Betankungsstutzen (6) einen Öffnungsbereich zur Betankung aufweist, wobei die Detektionseinrichtung (9) und/oder die Kommunikationsschnittstelle (7) in einem gegenüberliegenden Bereich zu dem Öffnungsbereich an dem Betankungsstutzen (6) angeordnet sind.
7. Tankeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Baueinheit bewegbar an dem Brennstoffzellenfahrzeug anbringbar ist.
8. Tankeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Detektionseinrichtung (7) mit der Steuerungseinrichtung (16) verbunden und/oder verbindbar ist.
9. Tanksystem (1 ) für ein Brennstoffzellenfahrzeug, gekennzeichnet durch eine
Tankeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer oder der Steuerungseinrichtung (16), welche ausgebildet ist, ein Detektionssignal der Detektionseinrichtung (9) auszuwerten und sicherheitsrelevante Tankfunktionen in dem Brennstoffzellenfahrzeug zu aktivieren und/oder ein Brennstoffzellensystem in dem Brennstoffzellenfahrzeug zu deaktivieren.
10. Tanksystem (1 ) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet dass
die Steuerungseinrichtung (16) ausgebildet ist, mit der Betankungsstation (3) über die Kommunikationsschnittstelle (7) zu kommunizieren.
11. Tanksystem (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch die
Betankungsstation (3), wobei die Betankungsstation (3) eine oder die
Betankungseinrichtung (5) aufweist, die kompatibel zu dem Betankungsstutzen (6) ausgebildet ist, und eine weitere Kommunikationsschnittstelle (8) und/oder die Magneteinrichtung (10c) aufweist.
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