WO2013045043A1 - Vorrichtung zur speicherung eines gasförmigen brennstoffs - Google Patents

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Steffen Maus
Klaus Scherrbacher
Wolfgang Schmid
Christian Schmidt
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the invention relates to a device for storing a gaseous fuel according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • Compressed gas tanks for storing gaseous fuel for example natural gas or hydrogen, are known from the general state of the art.
  • gaseous fuels can be used in particular in vehicles for driving an internal combustion engine or for driving fuel cells.
  • Compressed gas tanks typically have comparatively high operating pressures in the
  • Pressurized gas tank is used for hydrogen, always refueling the pressurized gas tank.
  • the compressed gas tanks often consist of a composite of carbon fibers and a plastic matrix. Such a composite material is often relatively sensitive to temperature. To be able to store the gaseous fuel now with sufficient pressure, a compression of the fuel is necessary. This inevitably heats up the fuel. In order to prevent too high a temperature in the region of the compressed gas tank, it is customary to carry out a corresponding cooling of the fuel in the region of the refueling system, for example before compression or after compression, and thus at temperatures from
  • Cooling device fails. Then it can happen very quickly that the gaseous fuel with a comparatively high temperature of typically up to 150 ° C. flows into the compressed gas tank. However, such high gas temperatures can damage the compressed gas tank, which may be due to damage to the
  • a sufficiently low temperature during refueling of the gas typically about 85 ° C, by the tank system, which also the pressure of the
  • a special problem occurs when the cooling or the temperature monitoring is defective in the tank system. Then it can come to a flow of gas into the pressure tank at much higher temperatures than desired. This is often not visible to the operator of the compressed gas tank or the vehicle equipped with it. If there is now a leakage due to the elevated temperature, as has been described above, then this may occur relatively late or offset in time to the actual refueling. The leakage is a high safety risk. In addition, it is then difficult for the user of the vehicle, where the problem with the compressed gas tank comes from. Recourse to the operator of the tank system is thus often not possible, but the replacement of the compressed gas tank in any case required.
  • the object of the present invention is now to provide a device for storing a gaseous fuel, which avoids the above-mentioned problems and allows independent of the function or a possible malfunction of a tank system safe and reliable refueling.
  • Fuel cell system with such a device are in the dependent
  • the inventive device for storing a gaseous fuel in a vehicle has a compressed gas tank and an integrated temperature-sensitive component and also has a valve device which is used to limit the
  • Gas flow is suitable in the compressed gas tank.
  • the valve device acts
  • the device according to the invention thus has a safety device which, when a predetermined limit temperature is exceeded, for example when the gas temperature in the compressed gas tank exceeds 85 ° C., correspondingly reduces the influx of the gas during refueling.
  • a predetermined limit temperature for example when the gas temperature in the compressed gas tank exceeds 85 ° C.
  • the structure is arranged in the region of the compressed gas tank itself or integrated into it, so that it is independent of the manner and the reliable functionality of an external tank system for refueling the compressed gas tank with the gaseous fuel.
  • valve device is designed tank integrated.
  • tank integrated running executed valve device is particularly favorable because they are independent of any mechanical influences in the
  • the temperature-sensitive component as
  • Bimetal element is formed, which from the limit temperature, a valve body of the valve device at least indirectly in the flow-through cross-section of
  • Valve device moves. Such a structure is particularly simple and efficient, since it can be arranged purely mechanically, preferably in the interior of the compressed gas tank.
  • a bimetallic element which according to a particularly advantageous embodiment may be designed as a bimetallic spring, interacts either directly or indirectly with a valve body of the valve device.
  • the bimetal spring directly be connected to the valve body and hold this typically in an open position. If the bimetallic fields are now heated in the pressurized gas tank due to the surrounding too hot gas, it can move the valve body and thereby limit the flow-through cross section of the valve device first and also close it upon further heating. The influx of too hot gas at the
  • a second alternative embodiment variant of the device according to the invention provides that the temperature-sensitive component is designed as a temperature sensor which supplies a temperature signal to a control unit, wherein the control of the valve device is effected by signals of the control unit.
  • Pressurized gas tanks use a temperature sensor, for example a thermocouple, which supplies a corresponding electrical variable, which can be processed via an amplifier or a control unit and used to control the valve device.
  • a temperature sensor for example a thermocouple
  • the valve device is formed as normally open valve device, which is then partially or completely closed, for example, as a solenoid valve in the presence of a corresponding voltage in the region of the temperature sensor. This also reduces or prevents the influx of too hot gas into the compressed gas tank, so that thermal damage can be avoided.
  • the invention further describes a fuel cell system in a vehicle having at least one fuel cell having an air-supplied cathode region and an anode region supplied with hydrogen.
  • the hydrogen is stored in a device according to the invention in one of the abovementioned embodiments.
  • this is typically stored at very high pressures, for example, 70 MPa. At such pressures, the leakage plays in
  • Compressed gas tanks a crucial role, as this endangers the safety of the vehicle and the occupants. If, in such a fuel cell system, a leak occurs, through which hydrogen reaches the environment, flammable or even explosive mixtures may form which in any case must be prevented.
  • the inventive design of the device for storing the hydrogen as a gaseous fuel is therefore for use in a fuel cell system of particular advantage.
  • FIG. 1 shows an exemplary fuel cell system with a compressed gas tank in one
  • Fig. 2 shows a first possible embodiment of a compressed gas tank according to the invention.
  • Fig. 3 shows a second possible embodiment of a compressed gas tank according to the
  • a fuel cell system 1 can be seen in a greatly simplified schematized representation. This is to be used in an indicated vehicle 2 for the provision of electrical energy, in particular for the provision of drive power.
  • the fuel cell system 1 has as a core a fuel cell 3, which should be designed here as a stack of PEM fuel cells.
  • the fuel cell stack 3 comprises an anode region 4 and a cathode region 5.
  • the cathode region 5 is supplied with air as an oxygen supplier via an air conveying device 6.
  • the anode region 4 is supplied with hydrogen from a compressed gas reservoir 7 via a metering device 8.
  • Other components of the fuel cell system 1 as they are known for example from the prior art, of course, may be present, but are not of interest for the explanation of the present invention, therefore, in Figure 1, the described simplified view of the fuel cell system. 1 selected.
  • the compressed gas tank 7 must be refueled from time to time with fresh gas, in this case fresh hydrogen.
  • a tank connection 9 is provided on the vehicle 2 in the illustration of Figure 1, which can be connected in a conventional manner with a tank system 10.
  • the tank system 10 then provides the compressed under high pressure hydrogen to fill the
  • Compressed gas tanks 7 ready.
  • the hydrogen is cooled in the tank system 10 before and / or after compression so far that the refueling of the compressed gas tank 7 is carried out with hydrogen at temperatures of not more than 85 ° C. If there is a failure, for example, a cooling device or the corresponding sensors in the tank system 10, then it can also come to the entry of hydrogen gas in the compressed gas tank 7 with higher temperatures. This can damage the material of the compressed gas tank 7.
  • pressurized gas tanks which are typically operated at operating pressures of 70 MPa, are formed from a fiber reinforced plastic matrix material. If too high temperatures occur in the area of the plastic matrix, some of the plastic matrix can be attacked and decompose. The consequence would be a leakage of the compressed gas tank 7 with corresponding leakage. However, a leakage of hydrogen from the compressed gas tank 7 leads to considerable safety problems, since this can cause flammable or even explosive mixtures.
  • the compressed gas tank 7 as the primary part of a device for storing gaseous fuel in the vehicle 2 shown here is therefore designed so that it has a temperature-dependent switching valve device 11.
  • a temperature-dependent switching valve device 11 Such can be seen by way of example in the sectional view of FIG. It consists in
  • valve body 12 and a temperature-sensitive element 13 which is formed in the embodiment shown here as a bimetallic spring.
  • the valve device 11 is kept open in the normal operating state by the bimetal fields 13, so that the valve body 12 releases the flow-through cross section 14. If there is now an unintentional increase in temperature in the region of the compressed gas tank 7, the bimetallic spring 13 of the valve 11, which is integrated into the tank 11, is heated in addition to the gas present in the compressed gas tank 7. It can then, for example, from a limit temperature of about 90 ° C, push the valve body 12 by the heating bimetallic spring 13 in the flow-through cross-section 14. As a result, the occurring during refueling gas supply in the
  • the temperature-sensitive element is here provided with the reference numeral 15 and represents a temperature sensor, for example a thermocouple.
  • the signal generated by the temperature sensor 15 passes into an electronics 16, for example a control device, by this at least amplified, but in particular also processed.
  • the valve device 11 which in this case may be designed, for example, as a magnetic valve, is then actuated. It is arranged in the embodiment shown here outside of the compressed gas tank 7, but can be arranged as well as the valve means 11 in the illustration of Figure 2 in the interior of the compressed gas tank 7.
  • the control can preferably
  • valve device 11 purely mechanical design of the valve device 11.
  • Alternatives, for example, to a continuous movement of a valve body via a servo motor or the like are conceivable.
  • Embodiment according to Figure 2 is automatic, realize a structure in which the solenoid valve is opened and closed in a clocked manner. Such a strategy may, for example, be deposited accordingly in the electronics 16. At higher
  • Temperatures can then be realized by modulating the pulse width an even lower influx of fresh gas when refueling in the compressed gas tank 7, at even higher temperatures, the valve device 11 can also be completely closed, analogous to the mechanical embodiment described above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Brennstoffs in einem Fahrzeug (2) mit einem Druckgastank (7), mit einem temperatursensitiven Bauteil (13, 15) und einer Ventileinrichtung (11) zur Begrenzung des Gasstroms in den Druckgastank (7) beim Betanken. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (11) so mit dem temperatursensitiven Bauteil (13, 15) zusammenwirkt, dass sich beim Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur der Gaszustrom beim Betanken verringert.

Description

Vorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Brennstoffs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Brennstoffs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Druckgastanks zur Speicherung von gasförmigem Brennstoff, beispielsweise Erdgas oder Wasserstoff, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Die gasförmigen Brennstoffe können insbesondere in Fahrzeugen zum Antrieb eines Verbrennungsmotors oder zum Antrieb von Brennstoffzellen genutzt werden. Um den gasförmigen Brennstoff in ausreichender Menge in dem Fahrzeug speichern zu können, weisen die
Druckgastanks typischerweise vergleichsweise hohe Betriebsdrücke in der
Größenordnung von wenigstens 30 MPa, insbesondere in der Größenordnung von ca. 35 oder 70 MPa auf. Problematisch ist bei solchen Anlagen, insbesondere wenn der
Druckgastank für Wasserstoff verwendet wird, immer die Betankung des Druckgastanks.
Die Druckgastanks bestehen häufig aus einem Materialverbund aus Kohlenstofffasern und einer Kunststoffmatrix. Ein solcher Materialverbund ist häufig vergleichsweise temperaturempfindlich. Um den gasförmigen Brennstoff nun mit ausreichendem Druck speichern zu können, ist eine Verdichtung des Brennstoffs notwendig. Damit wird der Brennstoff unweigerlich jedoch auch erwärmt. Um eine zu hohe Temperatur im Bereich des Druckgastanks zu verhindern ist es üblich, im Bereich der Betankungsanlage eine entsprechende Abkühlung des Brennstoffs beispielsweise vor der Verdichtung oder nach der Verdichtung vorzunehmen und so den Brennstoff bei Temperaturen von
typischerweise weniger als 85 °C in den Druckgastank einspeichern zu können.
Problematisch ist es nun, wenn im Bereich der Betankungsanlage eine solche
Kühleinrichtung ausfällt. Dann kann es sehr schnell dazu kommen, dass der gasförmige Brennstoff mit einer vergleichsweise hohen Temperatur von typischerweise bis zu 150 °C in den Druckgastank strömt. Derart hohe Gastemperaturen können den Druckgastank jedoch beschädigen, was sich beispielsweise durch eine Beschädigung der
Kunststoffmatrix mit anschließender Undichtheit des Druckgastanks äußert. Ein solcher Druckgastank ist defekt und muss dann ausgetauscht werden.
Typischerweise wird eine ausreichend niedrige Temperatur beim Betanken des Gases, typischerweise ca. 85 °C, durch die Tankanlage, welche auch den Druck des
eingespeicherten Gases überwacht, mit überwacht. Beispielhaft wird hierzu auf die JP 2008-196590 A oder die US 5,479,966 verwiesen.
Eine besondere Problematik tritt dann auf, wenn im Bereich der Tankanlage die Kühlung beziehungsweise die Temperaturüberwachung defekt ist. Dann kann es zu einem Einströmen des Gases in den Drucktank bei deutlich höheren Temperaturen als erwünscht kommen. Dies ist für den Betreiber des Druckgastanks beziehungsweise des mit ihm ausgestatteten Fahrzeugs häufig nicht zu erkennen. Kommt es nun zu einer Leckage aufgrund der erhöhten Temperatur, wie es oben beschrieben worden ist, dann kann diese vergleichsweise spät beziehungsweise zeitlich versetzt zur eigentlichen Betankung auftreten. Die Leckage stellt ein hohes Sicherheitsrisiko dar. Außerdem ist es dann für den Benutzer des Fahrzeugs schwer nachvollziehbar, woher das Problem mit dem Druckgastank kommt. Ein Rückgriff auf den Betreiber der Tankanlage ist damit häufig nicht möglich, der Austausch des Druckgastanks jedoch in jedem Fall erforderlich.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Brennstoffs anzugeben, welche die oben genannte Problematik vermeidet und unabhängig von der Funktion beziehungsweise einer eventuellen Fehlfunktion einer Tankanlage eine sichere und zuverlässige Betankung ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil das Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sowie ein
Brennstoffzellensystem mit einer solchen Vorrichtung sind in den abhängigen
Unteransprüchen angegeben. Außerdem ist eine bevorzugte Verwendung eines
Brennstoffzellensystems mit einer solchen Vorrichtung angegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Brennstoffs in einem Fahrzeug weist einen Druckgastank und ein integriertes temperatursensitives Bauteil auf und hat außerdem eine Ventileinrichtung, welche zur Begrenzung des
Gasstroms in den Druckgastank geeignet ist. Die Ventileinrichtung wirkt
erfindungsgemäß so mit dem temperatursensitiven Bauteil zusammen, dass sich beim Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur der Gaszustrom beim Betanken verringert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also eine Sicherheitseinrichtung auf, welche beim Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur, beispielsweise beim Überschreiten von 85 °C Gastemperatur in dem Druckgastank, den Zustrom des Gases beim Betanken entsprechend verringert. Durch den sich so in seinem Volumenstrom verringernden und im Zweifelsfall auch bis auf Null verringerten, also abgeschalteten Zustrom, wird ein weiterer Temperaturanstieg in dem Druckgastank vermieden oder zumindest gedrosselt. Dadurch kann eine thermische Schädigung des Druckgastanks sicher und zuverlässig ausgeschlossen werden. Der Aufbau ist dabei im Bereich des Druckgastanks selbst angeordnet beziehungsweise in diesen integriert, sodass er unabhängig von der Art und Weise und der zuverlässigen Funktionalität einer externen Tankanlage zur Betankung des Druckgastanks mit dem gasförmigen Brennstoff ist.
In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es dabei vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung tankintegriert ausgeführt ist. Eine solche tankintegriert ausgeführte Ventileinrichtung ist besonders günstig, da diese unabhängig von eventuellen mechanischen Einflüssen in der
Umgebung des Tanks sicher und zuverlässig in dem Tank angeordnet ist, und dadurch von dem Material des Druckgastanks entsprechend gegen Beschädigungen, ein
Abtrennen der Ventileinrichtung von dem Druckgastank oder dergleichen geschützt ist.
In einer besonders günstigen ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es dabei vorgesehen, dass das temperatursensitive Bauteil als
Bimetallelement ausgebildet ist, welches ab der Grenztemperatur einen Ventilkörper der Ventileinrichtung zumindest mittelbar in den durchströmbaren Querschnitt der
Ventileinrichtung bewegt. Ein solcher Aufbau ist besonders einfach und effizient, da er rein mechanisch, vorzugsweise im Inneren des Druckgastanks, angeordnet werden kann. Ein Bimetallelement, welches gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung als Bimetallfeder ausgebildet sein kann, wirkt entweder direkt oder mittelbar mit einem Ventilkörper der Ventileinrichtung zusammen. Vorzugsweise kann die Bimetallfeder direkt mit dem Ventilkörper verbunden sein und diesen typischerweise in einer geöffneten Stellung halten. Wird die Bimetallfelder nun aufgrund des sie umgebenden zu heißen Gases in dem Druckgastank erwärmt, so kann sie den Ventilkörper bewegen und dadurch den durchströmbaren Querschnitt der Ventileinrichtung zuerst begrenzen und bei weiterer Erwärmung auch verschließen. Der Zustrom von zu heißem Gas bei der
Betankung des Druckgastanks wird so anfangs verringert und im extremsten Fall auch gänzlich vermieden. Eine thermische Schädigung des Druckgastanks kann so sicher und zuverlässig ausgeschlossen werden.
Eine zweite alternative Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht es vor, dass das temperatursensitive Bauteil als Temperatursensor ausgebildet ist, welcher ein Temperatursignal an ein Steuergerät liefert, wobei die Ansteuerung der Ventileinrichtung durch Signale des Steuergeräts erfolgt. Diese Alternative zur oben beschriebenen mechanischen Ausgestaltung einer Sicherheitsvorrichtung des
Druckgastanks nutzt einen Temperatursensor, beispielsweise ein Thermoelement, welches eine entsprechende elektrische Größe liefert, welche über einen Verstärker beziehungsweise ein Steuergerät aufbereitet und zur Ansteuerung der Ventileinrichtung verwendet werden kann. Auch hier ist es denkbar, die Ventileinrichtung als im Normalfall geöffnete Ventileinrichtung auszubilden, welche dann beispielsweise als Magnetventil beim Vorliegen einer entsprechenden Spannung im Bereich des Temperatursensors teilweise oder ganz geschlossen wird. Auch hierdurch wird der Zustrom von zu heißem Gas in den Druckgastank reduziert beziehungsweise verhindert, sodass eine thermische Schädigung vermieden werden kann.
Die Erfindung beschreibt ferner ein Brennstoffzellensystem in einem Fahrzeug, mit wenigstens einer Brennstoffzelle, welche einen mit Luft versorgten Kathodenbereich und einen mit Wasserstoff versorgten Anodenbereich aufweist. Dabei ist der Wasserstoff in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer der oben genannten Ausgestaltungen gespeichert. Insbesondere beim Betreiben eines Brennstoffzellensystem mit Wasserstoff als gasförmigem Brennstoff wird dieser typischerweise unter sehr hohen Drücken von beispielsweise 70 MPa gespeichert. Bei solchen Drücken spielt die Undichtheit in
Druckgastanks eine entscheidende Rolle, da diese die Sicherheit des Fahrzeugs und der Insassen gefährdet. Kommt es in einem solchen Brennstoffzellensystem daher zu einer Undichtheit, durch welche Wasserstoff an die Umgebung gelangt, dann können sich zündfähige oder gar explosive Gemische bilden, die es in jedem Fall zu verhindern gilt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung zur Speicherung des Wasserstoffs als gasförmigen Brennstoff ist daher für die Verwendung in einem Brennstoffzellensystem von besonderem Vorteil.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des Brennstoffzellensystems ergeben sich dabei aus den restlichen abhängigen Ansprüchen und werden anhand eines Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein beispielhaftes Brennstoffzellensystem mit einem Druckgastank in einem
Fahrzeug
Fig. 2 eine erste mögliche Ausführungsform eines Druckgastanks gemäß der Erfindung; und
Fig. 3 eine zweite mögliche Ausführungsform eines Druckgastanks gemäß der
Erfindung.
In der Darstellung der Figur 1 ist rein beispielhaft ein Brennstoffzellensystem 1 in einer stark vereinfachten schematisierten Darstellung zu erkennen. Dieses soll in einem angedeuteten Fahrzeug 2 zur Bereitstellung von elektrischer Energie, insbesondere zur Bereitstellung von Antriebsleistung, genutzt werden. Das Brennstoffzellensystem 1 weist als Kern eine Brennstoffzelle 3 auf, welche hier als Stapel von PEM-Brennstoffzellen ausgebildet sein soll. Der Brennstoffzellenstapel 3 umfasst einen Anodenbereich 4 und einen Kathodenbereich 5. Dem Kathodenbereich 5 wird Luft als Sauerstofflieferant über eine Luftfördereinrichtung 6 zugeführt. Dem Anodenbereich 4 wird Wasserstoff aus einem Druckgasspeicher 7 über eine Dosiereinrichtung 8 zugeführt. Weitere Komponenten des Brennstoffzellensystems 1 , wie sie beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt sind, können selbstverständlich auch vorhanden sein, sind jedoch für die Erläuterung der hier vorliegenden Erfindung nicht weiter von Interesse, deshalb wurde in Figur 1 die beschriebene stark vereinfachte Darstellung des Brennstoffzellensystems 1 gewählt.
Der Druckgastank 7 muss von Zeit zu Zeit mit frischem Gas, in diesem Fall frischem Wasserstoff, betankt werden. Hierfür ist in der Darstellung der Figur 1 ein Tankanschluss 9 an dem Fahrzeug 2 vorgesehen, welcher in an sich bekannter Art und Weise mit einer Tankanlage 10 verbunden werden kann. Die Tankanlage 10 stellt dann den komprimierten unter hohem Druck stehenden Wasserstoff zum Befüllen des
Druckgastanks 7 bereit. Typischerweise wird der Wasserstoff im Bereich der Tankanlage 10 dabei vor und/oder nach dem Verdichten so weit abgekühlt, dass die Betankung des Druckgastanks 7 mit Wasserstoff bei Temperaturen von maximal 85 °C erfolgt. Kommt es zu einem Ausfall beispielsweise einer Kühleinrichtung oder der entsprechenden Sensorik im Bereich der Tankanlage 10, dann kann es auch zum Eintrag von Wasserstoffgas in den Druckgastank 7 mit höheren Temperaturen kommen. Dies kann das Material des Druckgastanks 7 schädigen. Häufig sind derartige Druckgastanks, welche typischerweise bei Betriebsdrücken von 70 MPa betrieben werden, aus einem faserverstärkten Material mit Kunststoffmatrix ausgebildet. Kommt es im Bereich der Kunststoffmatrix zu zu hohen Temperaturen, so kann ein Teil der Kunststoffmatrix angegriffen werden und sich zersetzen. Die Folge wäre eine Undichtheit des Druckgastanks 7 mit entsprechender Leckage. Ein Austritt von Wasserstoff aus dem Druckgastank 7 führt aber zu erheblichen Sicherheitsproblemen, da hierdurch zündfähige oder gar explosive Gemische entstehen können.
Der Druckgastank 7 als primärer Teil einer Vorrichtung zur Speicherung von gasförmigem Brennstoff in dem hier dargestellten Fahrzeug 2 ist daher so ausgebildet, dass er über eine temperaturabhängig schaltende Ventileinrichtung 11 verfügt. Eine solche ist beispielhaft in der Schnittdarstellung der Figur 2 zu erkennen. Sie besteht im
Wesentlichen aus einem Ventilkörper 12 sowie einem temperatursensitiven Element 13, welches in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Bimetallfeder ausgebildet ist. Die Ventileinrichtung 11 wird im normalen Betriebszustand durch die Bimetallfelder 13 geöffnet gehalten, sodass der Ventilkörper 12 den durchströmbaren Querschnitt 14 freigibt. Kommt es nun zu einer ungewollten Temperaturerhöhung im Bereich des Druckgastanks 7, so wird neben dem in dem Druckgastank 7 befindlichen Gas auch die Bimetallfeder 13 des hier tankintegriert ausgebildeten Ventils 11 entsprechend erwärmt. Sie kann dann, beispielsweise ab einer Grenztemperatur von ca. 90° C, den Ventilkörper 12 durch die sich erwärmende Bimetallfeder 13 in den durchströmbaren Querschnitt 14 schieben. Dadurch wird die beim Betanken auftretende Gaszufuhr in den
Druckgasspeicher 7 verringert und das in dem Druckgasspeicher 7 befindliche Gas wird nicht weiter so stark erwärmt. Kommt es dennoch zu einer weiteren Erwärmung, dann wird die Bimetallfeder 13 weiter ausgelenkt und der Ventilkörper 12 kann den
durchströmbaren Querschnitt 14 im Zweifelsfall vollständig verschließen und die
Gaszufuhr in den Druckgastank 7 gänzlich unterbinden. Der Aufbau ist dabei sehr einfach und effizient, da er ohne zusätzliche Einwirkung von außen funktioniert, und da keinerlei Eingriff notwendig ist. Er ist insoweit sehr sicher, als dass keine Steuerungselektronik oder dergleichen beteiligt ist, welche gegebenenfalls ausfallen könnten. Durch einen geeigneten konstruktiven Aufbau des Ventilkörpers, um beispielsweise ein Verkanten desselben zu verhindern, und eine sichere und zuverlässige Anbindung an die Bimetallfeder 13 zu gewährleisten, kann so eine sehr sichere und zuverlässige Sicherung vor Überhitzung des Druckgastanks 7 realisiert werden.
Eine alternative Ausführungsform ist in Figur 3 dargestellt. Das temperatursensitive Element ist hier mit dem Bezugszeichen 15 versehen und stellt einen Temperatursensor, beispielsweise ein Thermoelement, dar. Das von dem Temperatursensor 15 generierte Signal gelangt in eine Elektronik 16, beispielsweise ein Steuergerät, indem dieses zumindest verstärkt, insbesondere jedoch auch aufbereitet wird. Ab einem vorgegebenen Grenzwert der Temperatur oder einem dieser Temperatur entsprechenden elektrischen Wert des Temperatursensors 15 wird dann die Ventileinrichtung 11 , welche in diesem Fall beispielsweise als Magnetventil ausgebildet sein kann, angesteuert. Sie ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel außerhalb des Druckgastanks 7 angeordnet, kann jedoch ebenso wie die Ventileinrichtung 11 in der Darstellung der Figur 2 im Inneren des Druckgastanks 7 angeordnet werden. Die Ansteuerung kann vorzugsweise
elektromagnetisch erfolgen und funktioniert im Prinzip genauso wie die oben
beschriebene rein mechanische Ausgestaltung der Ventileinrichtung 11. Alternativen beispielsweise zu einer kontinuierlichen Bewegung eines Ventilkörpers über einen Servomotor oder dergleichen sind denkbar.
Bei der Verwendung eines Magnetventils, welches typischerweise nur die Zustände Auf und Zu kennt, lässt sich anstelle des teilweisen Verschließens bei leicht erhöhten
Temperaturwerten, wie es durch die Bimetallfeder 13 bei der Darstellung der
Ausführungsform gemäß Figur 2 automatisch erfolgt, ein Aufbau realisieren, bei dem das Magnetventil getaktet geöffnet und geschlossen wird. Eine solche Strategie kann beispielsweise in der Elektronik 16 entsprechend hinterlegt sein. Bei höheren
Temperaturen lässt sich dann durch eine Modulation der Pulsweite ein noch geringerer Zustrom an frischem Gas beim Betanken in den Druckgastank 7 realisieren, bei noch höheren Temperaturen lässt sich die Ventileinrichtung 11 auch gänzlich verschließen, analog zu dem oben beschriebenen mechanischen Ausführungsbeispiel.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Brennstoffs in einem Fahrzeug (2) mit einem Druckgastank (7), mit einem temperatursensitiven Bauteil (13, 15) und einer Ventileinrichtung (11) zur Begrenzung des Gasstroms in den Druckgastank (7) beim Betanken,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventileinrichtung (11) so mit dem temperatursensitiven Bauteil (13, 15) zusammenwirkt, dass sich beim Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur der Gaszustrom beim Betanken verringert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventileinrichtung (11) tankintegriert ausgeführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventileinrichtung (1 1) als im Normalfall geöffnete Ventileinrichtung (11) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das temperatursensitive Bauteil (13, 15) als Bimetallelement (13) ausgebildet ist, welches ab der Grenztemperatur einen Ventilkörper (12) der Ventileinrichtung (11) zumindest mittelbar in den durchströmbaren Querschnitt (14) der Ventileinrichtung (11) bewegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bimetallelement als mit dem Ventilkörper (12) direkt verbundene Bimetallfeder (13) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das temperatursensitive Bauteil (13, 15) als Temperatursensor (15) ausgebildet ist, welcher ein Temperatursignal an eine Elektronik (16) liefert, wobei die Ansteuerung der Ventileinrichtung (11) durch Signale der Elektronik (16) erfolgt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckgastank (7) als Wasserstofftank ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckgastank (7) auf einen Betriebsdruck von mehr als 30 MPa, vorzugsweise ca. 70 MPa, ausgelegt ist.
9. Brennstoffzellensystem (1) in einem "Fahrzeug (2) mit wenigstens einer
Brennstoffzelle (3), welche einen mit Luft versorgten Kathodenbereich (5) und einen mit Wasserstoff versorgten Anodenbereich (4) aufweist, wobei der Wasserstoff in einer Vorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Brennstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 gespeichert ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016066685A1 (en) * 2014-10-28 2016-05-06 Linde Aktiengesellschaft Valve arrangement, gas supply system and method of gas supply
FR3107583A1 (fr) * 2020-02-24 2021-08-27 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research Vanne pour un réservoir d’un fluide sous pression
FR3107584A1 (fr) * 2020-02-24 2021-08-27 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research Dispositif d’obstruction automatique d’un circuit de remplissage d’un ou plusieurs réservoir(s) d’un fluide

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014213762A1 (de) 2014-07-15 2016-02-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tankeinrichtung, insbesondere in einem Fahrzeug
DE102020215593A1 (de) 2020-12-09 2022-06-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Betankungsvorrichtung und Kraftfahrzeug sowie Verwendung der Betankungsvorrichtung
DE102022208553A1 (de) 2022-08-18 2024-02-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Tanksystem für ein wasserstoffbetriebenes Fahrzeug, Brennstoffzellenanordnung, Wasserstoff-Verbrennungsmotorsystem, brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug, wasserstoffbetriebenes Fahrzeug
DE102022208555A1 (de) 2022-08-18 2024-02-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Tanksystem für ein wasserstoffbetriebenes Fahrzeug, Brennstoffzellenanordnung, Wasserstoff-Verbrennungsmotorsystem, brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug, wasserstoffbetriebenes Fahrzeug

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1604254A (en) * 1978-05-30 1981-12-09 Gregory K E Gas pressure warning assembly
US5479966A (en) 1993-07-26 1996-01-02 Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. Quick fill fuel charge process
US6041762A (en) * 1996-08-16 2000-03-28 Impco Technologies, Inc. Control module for natural gas fuel supply for a vehicle
WO2001048847A2 (de) * 1999-12-23 2001-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzellenanlage und verfahren zum betrieb dieser anlage
EP1132251A1 (de) * 1999-08-27 2001-09-12 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Hybrides antriebssystem.
EP1263069A2 (de) * 2001-05-31 2002-12-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines Brennstoffzellensystems
WO2003019311A2 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 Bs & B Safety Systems, Inc. Monitoring system for a pressurized container
DE10150385A1 (de) * 2001-10-11 2003-04-30 Ballard Power Systems Brennstoffzellensystem
US20050061371A1 (en) * 2003-08-07 2005-03-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisaha Tank system including multiple tanks and control method thereof
WO2007072470A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 C. En. Limited Apparatus and cartridge for storage of compressed hydrogen gas and system for filling the cartridge
JP2008196590A (ja) 2007-02-13 2008-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素供給ステーション
US20090014089A1 (en) * 2006-03-06 2009-01-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Valve, Valve Controller, and Fuel Cell System
EP2062850A2 (de) * 2007-11-08 2009-05-27 C. EN. Limited Vorrichtung zur Speicherung und Freisetzung von komprimiertem Wasserstoffgas in mikrozylindrischen Arrays und System zum Befüllen der mikrozylindrischen Arrays

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1604254A (en) * 1978-05-30 1981-12-09 Gregory K E Gas pressure warning assembly
US5479966A (en) 1993-07-26 1996-01-02 Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. Quick fill fuel charge process
US6041762A (en) * 1996-08-16 2000-03-28 Impco Technologies, Inc. Control module for natural gas fuel supply for a vehicle
EP1132251A1 (de) * 1999-08-27 2001-09-12 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Hybrides antriebssystem.
WO2001048847A2 (de) * 1999-12-23 2001-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzellenanlage und verfahren zum betrieb dieser anlage
EP1263069A2 (de) * 2001-05-31 2002-12-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines Brennstoffzellensystems
WO2003019311A2 (en) * 2001-08-24 2003-03-06 Bs & B Safety Systems, Inc. Monitoring system for a pressurized container
DE10150385A1 (de) * 2001-10-11 2003-04-30 Ballard Power Systems Brennstoffzellensystem
US20050061371A1 (en) * 2003-08-07 2005-03-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisaha Tank system including multiple tanks and control method thereof
WO2007072470A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 C. En. Limited Apparatus and cartridge for storage of compressed hydrogen gas and system for filling the cartridge
US20090014089A1 (en) * 2006-03-06 2009-01-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Valve, Valve Controller, and Fuel Cell System
JP2008196590A (ja) 2007-02-13 2008-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素供給ステーション
EP2062850A2 (de) * 2007-11-08 2009-05-27 C. EN. Limited Vorrichtung zur Speicherung und Freisetzung von komprimiertem Wasserstoffgas in mikrozylindrischen Arrays und System zum Befüllen der mikrozylindrischen Arrays

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016066685A1 (en) * 2014-10-28 2016-05-06 Linde Aktiengesellschaft Valve arrangement, gas supply system and method of gas supply
FR3107583A1 (fr) * 2020-02-24 2021-08-27 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research Vanne pour un réservoir d’un fluide sous pression
FR3107584A1 (fr) * 2020-02-24 2021-08-27 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research Dispositif d’obstruction automatique d’un circuit de remplissage d’un ou plusieurs réservoir(s) d’un fluide
WO2021170572A1 (fr) * 2020-02-24 2021-09-02 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research Dispositif d'obstruction automatique d'un circuit de remplissage d'un ou plusieurs réservoir(s) d'un fluide
WO2021170569A1 (fr) * 2020-02-24 2021-09-02 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research Vanne pour un réservoir d'un fluide sous pression
CN115038904A (zh) * 2020-02-24 2022-09-09 法国全耐塑料新能源公司 一个或多个流体容器的充装回路的自动阻闭设备
CN115087831A (zh) * 2020-02-24 2022-09-20 法国全耐塑料新能源公司 用于加压流体容器的阀门
US11796133B2 (en) 2020-02-24 2023-10-24 Plastic Omnium New Energies France Automatic obstruction device of a circuit for filling one or more tanks with a fluid
CN115038904B (zh) * 2020-02-24 2024-03-08 法国全耐塑料新能源公司 一个或多个流体容器的充装回路的自动阻闭设备

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Publication number Publication date
DE102011114728A1 (de) 2013-04-04

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