WO2021151609A1 - Triggering unit for the targeted triggering of thermally controlled pressure-release devices - Google Patents

Triggering unit for the targeted triggering of thermally controlled pressure-release devices Download PDF

Info

Publication number
WO2021151609A1
WO2021151609A1 PCT/EP2020/087935 EP2020087935W WO2021151609A1 WO 2021151609 A1 WO2021151609 A1 WO 2021151609A1 EP 2020087935 W EP2020087935 W EP 2020087935W WO 2021151609 A1 WO2021151609 A1 WO 2021151609A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure relief
thermally controlled
controlled pressure
relief device
motor vehicle
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/087935
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kai Weeber
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 WO2021151609A1 publication Critical patent/WO2021151609A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/12Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/03006Gas tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/03006Gas tanks
    • B60K2015/03013Control systems for LPG tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03118Multiple tanks, i.e. two or more separate tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03309Tanks specially adapted for particular fuels
    • B60K2015/03315Tanks specially adapted for particular fuels for hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03309Tanks specially adapted for particular fuels
    • B60K2015/03322Tanks specially adapted for particular fuels for methanol
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03328Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling
    • B60K2015/03381Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling for preventing explosions

Definitions

  • Trigger unit for targeted triggering of thermally controlled
  • the present invention is based on a trigger unit, a system and a method for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device for use in a motor vehicle.
  • Pressurized tank systems for motor vehicles must contain a pressure relief valve for each pressure tank, which is triggered at a defined temperature and empties the tank in question. This is particularly important in the event of a fire so that the tank container in question cannot burst when the outer shell softens - instead the pressure is reduced in a defined manner.
  • Fuel tanks known today can be relieved of pressure either by so-called TPRDs (“Temperature Pressure Release Devices”), which trigger automatically at a defined temperature, or by targeted electrical control of valves contained in the tank system.
  • the invention relates to a trigger unit for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device for use in a motor vehicle and, according to a second aspect, a system for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device and, according to a third aspect, a method for the targeted triggering of a thermally controlled one Pressure relief device for use in a motor vehicle.
  • the trigger unit according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device for use in a motor vehicle serves in particular to ensure a safe discharge of a fuel arranged within a fuel tank in the event that a motor vehicle is damaged in such a way that pressure relief devices arranged inside the fuel tank can no longer be controlled .
  • the trip unit in question is structurally simple and inexpensive, and yet Durable and stable, so that a reliable, targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device is possible even after years of use.
  • the triggering unit according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device can be used in particular in passenger cars or trucks. Use in other means of transport, such as forklifts, cranes, ships or flying objects, is also conceivable. Use in stationary systems is also conceivable.
  • the trip unit according to the invention comprises an electrical contact point for applying an electrical voltage, a thermally controlled pressure relief device for pressure relief of a pressurized fuel tank and an electrical conductor arranged between the electrical contact point and the thermally controlled pressure relief device for carrying a heating current between the electrical contact point and the thermally controlled pressure relief device wherein the thermally controlled pressure relief device comprises a rupture element and a resistive heating element.
  • the trigger unit according to the invention is characterized in that the resistance heating element is designed in the form of a PTC heating element.
  • the inventive design of the resistance heating element in the form of a PTC heating element makes it possible, in a structurally simple and inexpensive manner, to ensure safe and reliable triggering under different ambient conditions, in particular also at temperatures below freezing point.
  • a PTC heating element is particularly suitable for this because of its extremely high positive temperature coefficient, which ensures high conductivity even at low temperatures.
  • an electrical contacting point is preferably understood to mean an electrically conductive contact, in particular a metallic contact.
  • the contact can be designed in many ways, for example as part of a plug contact, in particular in the form of a pin or a component with a recess for introducing a Pins.
  • an easily accessible position is understood to mean, in particular, a position which can be found quickly and easily in an emergency situation.
  • the bursting element is in the form of a bursting tube or a bursting disk, the bursting element preferably being made of glass or plastic.
  • the term “bursting element” can in particular be understood more broadly within the scope of the invention, so that the term can also be understood to mean related components, such as fuses or the like.
  • the electrical conductor is connected to the resistance heating element with the thermally controlled
  • connection is preferably designed in the form of a releasable connection, in particular in the form of a non-positive or positive connection.
  • a non-releasable material connection can also be provided.
  • the resistance heating element is directly connected to the bursting element, preferably at least partially arranged around the bursting element.
  • the resistance heating element is formed in the form of a wire and is preferably wound around the bursting element, for example in the form of a bursting tube.
  • the invention also relates to a system for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device.
  • the system in question comprises a motor vehicle, a fuel tank for supplying the motor vehicle with fuel and a trigger unit described above.
  • the system in question is characterized in that the electrical contacting point of the triggering unit is arranged inside the motor vehicle.
  • the system according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device thus has the same advantages as have already been described in detail with regard to the triggering unit according to the invention.
  • the electrical contact-making point can advantageously be arranged in an easily accessible position in a motor vehicle.
  • the invention can advantageously also provide that the electrical contacting point is arranged in the cockpit area of the motor vehicle, in particular in the center console of the motor vehicle or in the bonnet or in the trunk of the motor vehicle is. Likewise, the electrical contacting point can also be arranged in the glove compartment, in the fuse box or in the vehicle roof or the like.
  • the fuel tank is in the form of a hydrogen tank or a natural gas tank.
  • the fuel tank can also be designed to hold other fuels, such as gasoline, kerosene or LPG or the like.
  • thermally controlled pressure relief device As part of a flexibly fillable system for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device, it can also be provided that more than one fuel tank is provided, preferably at least three separate fuel tanks are provided, with each fuel tank in particular having its own thermally controlled pressure relief device.
  • a version of a system with several separate fuel tanks, each with separate thermally controlled ones Pressure relief devices in particular ensure the most secure and reliable triggering possible for each fuel tank provided within the system.
  • only one thermally controlled pressure relief device can alternatively be provided for several fuel tanks, which is then preferably arranged centrally between the plurality of fuel tanks so that, if necessary, all tanks can be emptied via the centrally arranged thermally controlled pressure relief device.
  • the pressure relief devices in particular the resistance heating elements of the pressure relief devices, can advantageously be connected to one another in series or in parallel.
  • the invention also relates to a method for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device, in particular using a trigger unit described above or a system described above.
  • the method in question comprises the steps of applying an external voltage to an electrical contacting point arranged within a motor vehicle by means of an external voltage source, guiding an electrical heating current from the electrical contacting point to one or more thermally controlled pressure relief devices via at least one electrical conductor, at least triggering a thermally controlled pressure relief device as a result of the routing of the heating current and a controlled routing of fuel from the fuel tank via at least one thermally controlled one
  • a check is carried out to determine whether the electrical conductor and / or the resistance heating element is damaged when a trip unit described above is used.
  • a particularly simple test can be carried out by measuring the resistance of the electrical conductor.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device according to a first exemplary embodiment in a top view
  • Fig. 2 is a schematic representation of an inventive
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system 1 according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled
  • Pressure relief device 4 according to a first embodiment in a plan view.
  • the system 1 according to the invention according to FIG. 1 comprises a motor vehicle 6 in the form of a fuel cell vehicle with a fuel tank 10 for supplying the motor vehicle 6 with fuel formed in the form of hydrogen and a trigger unit 2 for the targeted triggering of a thermal controlled pressure relief device 4.
  • the trigger unit 2 comprises an electrical contact point 8 for applying an electrical voltage, a thermally controlled pressure relief device 4 for pressure relief of the pressure-loaded fuel tank 10 and an electrical conductor 12 arranged between the electrical contact point 8 and the thermally controlled pressure relief device 4 for guiding a Heating current between the electrical contacting point 8 and the thermally controlled pressure relief device 4.
  • the thermally controlled pressure relief device 4 here according to the invention (as can only be seen explicitly in FIG. 2) a bursting element 14 and a resistance heating element 12 ', the resistance heating element 12' in the form of a PTC -Heating element is formed.
  • the electrical contacting point 8 is arranged in the cockpit area of the motor vehicle 6, in particular in the center console of the motor vehicle 6, and is therefore generally easily accessible even after an accident in the motor vehicle 6.
  • the contacting point 8 can also be arranged in the engine hood or in the trunk of the motor vehicle 6 or also in the glove compartment, in the fuse box or in the vehicle roof lining or the like.
  • the fuel tank 10 in question is in the present case in the form of a hydrogen tank which supplies the anode 18 of the fuel cell 17 with hydrogen via the hydrogen supply line 20 '.
  • the cathode 16 of the fuel cell 17 arranged next to the anode 18 is supplied with oxygen-containing air via the air supply line 20 by means of the supply unit 22.
  • the electrical energy obtained in the fuel cell 17 is supplied to the electrical control unit 24 and supplied from this via the electrical line 26 to the drive unit 28 of the motor vehicle 6.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a pressure relief device 4 according to the invention according to a first embodiment.
  • the thermally controlled pressure relief device 4 here has a bursting element 14 in the form of a glass tube, which is connected on one side to the fuel tank 10 and on the other side to the supply line 20 'for hydrogen to the anode.
  • the resistance heating element 12 'formed in the form of a PTC heating element is wound around the bursting element 14; 12 can pass on the resulting heat to the bursting element 14 until it bursts. After bursting of the bursting element 14, the hydrogen arranged within the fuel tank can escape into the open via the recesses 19.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device 4, in particular using a triggering unit 2 or a system 1.
  • the method according to the invention here comprises the steps of applying 30 an external voltage to an electrical contacting point 8 arranged inside a motor vehicle 6 by means of an external voltage source, guiding 32 an electrical heating current from the electrical contacting point 8 to one or more thermally controlled pressure relief devices 4 via at least one electrical conductor 12, a triggering 34 of at least one thermally controlled pressure relief device 4 as a result of the routing 32 of the heating current and a controlled routing 36 of fuel from the fuel tank 10 via at least one thermally controlled pressure relief device 4.
  • a check is carried out to determine whether the electrical conductor 12 and / or, when using a trip unit 2, the resistance heating element 12 'is still completely intact or damaged.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

The invention relates to a triggering unit (2) for the targeted triggering of a thermally controlled pressure-release device (4) for use in a motor vehicle (6), comprising an electrical contacting point (8) for applying an electrical voltage, a thermally controlled pressure-release device (4) for releasing the pressure in a pressurised fuel tank (10), an electrical conductor (12) arranged between the electrical contacting point (8) and the thermally controlled pressure-release device (4) for guiding a heating current between the electrical contacting point (8) and the thermally controlled pressure-release device (4), wherein the thermally controlled pressure-release device (4) has a bursting element (14) and a resistance heating element (12'), wherein the resistance heating element (12') is in the form of a PTC heating element.

Description

Beschreibung description
Auslöseeinheit zur gezielten Auslösung von thermisch gesteuertenTrigger unit for targeted triggering of thermally controlled
Druckentlastungsvorrichtungen Pressure relief devices
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Auslöseeinheit, einem System sowie einem Verfahren zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug. The present invention is based on a trigger unit, a system and a method for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device for use in a motor vehicle.
Stand der Technik State of the art
Druckbehaftete Tanksysteme für Kraftfahrzeuge müssen je Drucktank ein Druckentlastungsventil enthalten, das bei einer definierten Temperatur auslöst und den betreffenden Tank entleert. Dies ist insbesondere im Brandfall wichtig, damit das betreffende Tankgefäß bei Erweichen der Außenhülle nicht Bersten kann - sondern der Druck definiert abgebaut wird. Heute bekannte Kraftstofftanks können hierbei entweder durch sog. TPRD's („Temperature Pressure Release Devices“), die bei einer definierten Temperatur selbstständig auslösen oder durch gezielte elektrische Ansteuerung von im Tanksystem enthaltenen Ventilen, druckentlastet werden. Pressurized tank systems for motor vehicles must contain a pressure relief valve for each pressure tank, which is triggered at a defined temperature and empties the tank in question. This is particularly important in the event of a fire so that the tank container in question cannot burst when the outer shell softens - instead the pressure is reduced in a defined manner. Fuel tanks known today can be relieved of pressure either by so-called TPRDs (“Temperature Pressure Release Devices”), which trigger automatically at a defined temperature, or by targeted electrical control of valves contained in the tank system.
Ist ein Kraftfahrzeug mit einem druckbehafteten Kraftstofftank allerdings beschädigt oder außer Funktion, sodass voranstehend beschriebene elektrisch steuerbare Ventile nicht mehr angesteuert werden können, bspw. nach einem Unfall oder dergleichen, besteht keine Möglichkeit mehr die Kraftstofftanks gezielt zu entleeren. Die Entleerung solcher druckbehafteten Tanks stellt für Rettungskräfte und Servicepersonal dann eine große Gefahrenquelle dar. However, if a motor vehicle with a pressurized fuel tank is damaged or inoperative, so that the electrically controllable valves described above can no longer be activated, for example after an accident or the like, there is no longer any possibility of specifically emptying the fuel tanks. The emptying of such pressurized tanks then represents a major source of danger for rescue workers and service personnel.
Zwar sind aus dem Stand der Technik auch Ansätze bekannt, innerhalb von Kraftstofftanks angeordnete Druckentlastungsventile über an der Außenseite von Kraftfahrzeugen angeordnete Kontaktstellen anzusteuern und auszulösen, jedoch weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme hierbei das Problem auf, dass eine gezielte Auslösung der Systeme bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen nicht gleichermaßen zuverlässig erfolgt. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes ist häufig eine sichere und zuverlässige Auslösung nur schwer erreichbar. Zudem sind die Kontaktstellen bei den voranstehend beschriebenen Systemen in der Regel lediglich außen am Fahrzeug angeordnet und unterliegen somit entweder großem Verschleiß oder müssen konstruktiv aufwendig und kostenintensiv vor einem entsprechenden Verschleiß geschützt werden. Approaches are also known from the prior art to control and trigger pressure relief valves arranged inside fuel tanks via contact points arranged on the outside of motor vehicles, however, the systems known from the prior art have the problem that a targeted triggering of the systems does not take place equally reliably under different ambient conditions. Safe and reliable triggering is often difficult to achieve, particularly at low temperatures below freezing point. In addition, the contact points in the systems described above are usually only arranged on the outside of the vehicle and are therefore either subject to great wear or must be protected from corresponding wear in a structurally complex and cost-intensive manner.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Gegenstand der Erfindung ist gemäß einem ersten Aspekt eine Auslöseeinheit zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug sowie gemäß einem zweiten Aspekt ein System zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung und gemäß einem dritten Aspekt ein Verfahren zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Auslöseeinheit beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. According to a first aspect, the invention relates to a trigger unit for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device for use in a motor vehicle and, according to a second aspect, a system for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device and, according to a third aspect, a method for the targeted triggering of a thermally controlled one Pressure relief device for use in a motor vehicle. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the release unit according to the invention naturally also apply in connection with the system according to the invention and the method according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other.
Die erfindungsgemäße Auslöseeinheit zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug dient insbesondere der Gewährleistung einer sicheren Abführung eines innerhalb eines Kraftstofftanks angeordneten Kraftstoffs, im Falle, dass ein Kraftfahrzeug derartig beschädigt ist, dass innerhalb des Kraftstofftanks angeordnete Druckentlastungsvorrichtungen nicht mehr ansteuerbar sind. Hierbei ist die betreffende Auslöseeinheit konstruktiv einfach und kostengünstig und dennoch langlebig und stabil ausgeführt, sodass eine zuverlässige gezielte Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung auch nach Jahren der Benutzung möglich ist. The trigger unit according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device for use in a motor vehicle serves in particular to ensure a safe discharge of a fuel arranged within a fuel tank in the event that a motor vehicle is damaged in such a way that pressure relief devices arranged inside the fuel tank can no longer be controlled . Here, the trip unit in question is structurally simple and inexpensive, and yet Durable and stable, so that a reliable, targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device is possible even after years of use.
Die erfindungsgemäße Auslöseeinheit zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung kann insbesondere in Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen zum Einsatz kommen. Ebenfalls denkbar ist zudem der Einsatz in anderen Fortbewegungsmitteln, wie Gabelstaplern, Kränen, Schiffen oder Flugobjekten. Ebenso ist auch ein Einsatz in stationären Systemen denkbar. Die erfindungsgemäße Auslöseeinheit umfasst hierbei eine elektrische Kontaktierungsstelle zum Anlegen einer elektrischen Spannung, eine thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung zur Druckentlastung eines druckbelasteten Kraftstofftanks sowie ein zwischen der elektrischen Kontaktierungsstelle und der thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung angeordneter elektrischer Leiter zum Führen eines Heizstroms zwischen der elektrischen Kontaktierungsstelle und der thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung, wobei die thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung ein Berstelement und ein Widerstandsheizelement aufweist. Hierbei zeichnet sich die erfindungsgemäße Auslöseeinheit dadurch aus, dass das Widerstandsheizelement in Form eines PTC-Heizelementes gebildet ist. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Ausbildung des Widerstandsheizelementes in Form eines PTC-Heizelementes ist es insbesondere möglich, auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise eine sichere und zuverlässige Auslösung bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, insbesondere auch bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes zu gewährleisten. Ein PTC-Heizelement ist hierzu insbesondere aufgrund seines extrem hohen positiven Temperaturkoeffizienten geeignet, der eine hohe Leitfähigkeit auch bei niedrigen Temperaturen gewährleistet. The triggering unit according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device can be used in particular in passenger cars or trucks. Use in other means of transport, such as forklifts, cranes, ships or flying objects, is also conceivable. Use in stationary systems is also conceivable. The trip unit according to the invention comprises an electrical contact point for applying an electrical voltage, a thermally controlled pressure relief device for pressure relief of a pressurized fuel tank and an electrical conductor arranged between the electrical contact point and the thermally controlled pressure relief device for carrying a heating current between the electrical contact point and the thermally controlled pressure relief device wherein the thermally controlled pressure relief device comprises a rupture element and a resistive heating element. The trigger unit according to the invention is characterized in that the resistance heating element is designed in the form of a PTC heating element. The inventive design of the resistance heating element in the form of a PTC heating element makes it possible, in a structurally simple and inexpensive manner, to ensure safe and reliable triggering under different ambient conditions, in particular also at temperatures below freezing point. A PTC heating element is particularly suitable for this because of its extremely high positive temperature coefficient, which ensures high conductivity even at low temperatures.
Unter einer gezielten Auslösung wird im Rahmen der Erfindung eine bewusst gesteuerte Auslösung verstanden. Unter einer elektrischen Kontaktierungsstelle wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein elektrisch leitfähiger Kontakt, insbesondere ein metallischer Kontakt verstanden. Der Kontakt kann hierbei vielfältig ausgebildet sein, bspw. als Teil eines Steckkontaktes, insbesondere in Form eines Pins oder einem Bauteil mit einer Ausnehmung zur Einführung eines Pins. Unter einer leicht zugänglichen Position wird im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Position verstanden, die in einer Notfallsituation schnell und ohne Mühe aufgefunden werden kann. In the context of the invention, targeted triggering is understood to be a consciously controlled triggering. In the context of the invention, an electrical contacting point is preferably understood to mean an electrically conductive contact, in particular a metallic contact. The contact can be designed in many ways, for example as part of a plug contact, in particular in the form of a pin or a component with a recess for introducing a Pins. In the context of the invention, an easily accessible position is understood to mean, in particular, a position which can be found quickly and easily in an emergency situation.
Im Hinblick auf eine einfache und kostengünstige Ausführung kann gegenständlich insbesondere vorgesehen sein, dass das Berstelement in Form eines Berströhrchens oder einer Berstscheibe gebildet ist, wobei das Berstelement vorzugsweise aus Glas oder aus Kunststoff ausgebildet ist. Der Begriff „Berstelement“ kann im Rahmen der Erfindung insbesondere breiter verstanden werden, sodass unter dem Begriff auch verwandte Bauteile, wie Schmelzsicherungen oder dergleichen verstanden werden können. With a view to a simple and inexpensive design, it can be specifically provided that the bursting element is in the form of a bursting tube or a bursting disk, the bursting element preferably being made of glass or plastic. The term “bursting element” can in particular be understood more broadly within the scope of the invention, so that the term can also be understood to mean related components, such as fuses or the like.
Im Hinblick auf eine konstruktiv einfache, kostengünstige und gleichzeitig zuverlässig auslösende thermische Druckentlastungsvorrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter über eine Verbindung zu dem Widerstandsheizelement mit der thermisch gesteuertenWith regard to a structurally simple, inexpensive and at the same time reliably triggering thermal pressure relief device, it can also be provided that the electrical conductor is connected to the resistance heating element with the thermally controlled
Druckentlastungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Verbindung vorzugsweise in Form einer lösbaren Verbindung, insbesondere in Form einer kraft- oder formschlüssigen Verbindung ausgeführt ist. Alternativ zu einer lösbaren kraft- oder formschlüssigen Verbindung kann zudem auch eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Pressure relief device is connected, wherein the connection is preferably designed in the form of a releasable connection, in particular in the form of a non-positive or positive connection. As an alternative to a releasable non-positive or positive connection, a non-releasable material connection can also be provided.
Im Hinblick auf eine möglichst sichere und zuverlässige Auslösung der erfindungsgemäßen Auslöseeinheit auch bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes kann gegenständlich vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass das Widerstandsheizelement unmittelbar mit dem Berstelement verbunden ist, vorzugsweise zumindest teilweise um das Berstelement herum angeordnet ist. Hinsichtlich der Vergrößerung einer Kontaktfläche zwischen dem Berstelement und dem Widerstandsheizelement kann hierbei insbesondere vorgesehen sein, dass das Widerstandsheizelement in Form eines Drahtes gebildet ist und vorzugsweise um das, beispielsweise in Form eines Berströhrchens gebildete, Berstelement gewickelt ist. With regard to the most secure and reliable triggering of the triggering unit according to the invention even at temperatures below freezing point, it can advantageously be provided that the resistance heating element is directly connected to the bursting element, preferably at least partially arranged around the bursting element. With regard to the enlargement of a contact area between the bursting element and the resistance heating element, it can be provided in particular that the resistance heating element is formed in the form of a wire and is preferably wound around the bursting element, for example in the form of a bursting tube.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein System zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung. Hierbei umfasst das gegenständliche System ein Kraftfahrzeug, einen Kraftstofftank zur Versorgung des Kraftfahrzeugs mit Kraftstoff sowie eine voranstehend beschriebene Auslöseeinheit. Das gegenständliche System zeichnet sich hierbei dadurch aus, dass die elektrische Kontaktierungsstelle der Auslöseeinheit innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Damit bringt das erfindungsgemäße System zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Auslöseeinheit beschrieben worden sind. Im Hinblick auf eine schnelle und sichere Auslösung kann die elektrische Kontaktierungsstelle hierbei vorteilhafterweise an einer leicht zugänglichen Position eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. The invention also relates to a system for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device. Here The system in question comprises a motor vehicle, a fuel tank for supplying the motor vehicle with fuel and a trigger unit described above. The system in question is characterized in that the electrical contacting point of the triggering unit is arranged inside the motor vehicle. The system according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device thus has the same advantages as have already been described in detail with regard to the triggering unit according to the invention. With a view to rapid and reliable triggering, the electrical contact-making point can advantageously be arranged in an easily accessible position in a motor vehicle.
Im Hinblick auf eine einfache, insbesondere eine schnelle und mühelose Auffindung der elektrischen Kontaktierungsstelle auch in Notfallsituationen kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass die elektrische Kontaktierungsstelle im Cockpitbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in der Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs oder in der Motorhaube oder im Kofferraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Ebenso kann die elektrische Kontaktierungsstelle auch im Handschuhfach, im Sicherungskasten oder im Fahrzeughimmel oder dergleichen angeordnet sein. With regard to a simple, in particular quick and effortless finding of the electrical contacting point even in emergency situations, the invention can advantageously also provide that the electrical contacting point is arranged in the cockpit area of the motor vehicle, in particular in the center console of the motor vehicle or in the bonnet or in the trunk of the motor vehicle is. Likewise, the electrical contacting point can also be arranged in the glove compartment, in the fuse box or in the vehicle roof or the like.
Im Rahmen eines sinnvollen Einsatzes einer erfindungsgemäßen Auslöseeinheit bzw. eines erfindungsgemäßen Systems kann gegenständlich insbesondere vorgesehen sein, dass der Kraftstofftank in Form eines Wasserstofftanks oder eines Erdgastanks gebildet ist. Ebenso kann der Kraftstofftank auch zur Aufnahme anderer Kraftstoffe, wie Benzin, Kerosin oder LPG oder dergleichen ausgebildet sein. In the context of a sensible use of a triggering unit according to the invention or a system according to the invention, it can objectively be provided in particular that the fuel tank is in the form of a hydrogen tank or a natural gas tank. Likewise, the fuel tank can also be designed to hold other fuels, such as gasoline, kerosene or LPG or the like.
Im Rahmen eines flexibel befüllbaren Systems zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung kann gegenständlich ferner vorgesehen sein, dass mehr als ein Kraftstofftank vorgesehen ist, vorzugsweise zumindest drei separate Kraftstofftanks vorgesehen sind, wobei insbesondere jeder Kraftstofftank eine eigene thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung aufweist. Eine Ausführung eines Systems mit mehreren separaten Kraftstofftanks und jeweils separaten thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtungen gewährleistet hierbei insbesondere eine möglichst sichere und zuverlässige Auslösung für jeden innerhalb des Systems vorgesehenen Kraftstofftank. Im Rahmen einer kostengünstigen Ausführung kann alternativ auch nur eine thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung für mehrere Kraftstofftanks vorgesehen sein, die dann vorzugsweise zentral zwischen der Mehrzahl an Kraftstofftanks angeordnet ist, sodass bei Bedarf alle Tanks über die zentral angeordnete thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung entleert werden können. Auch bei einer Anordnung mehrerer separater Kraftstofftanks ist jedoch vorzugsweise nur eine elektrische Kontaktstelle vorgesehen. Im Rahmen einer Anordnung einer Mehrzahl thermisch gesteuerter Druckentlastungsvorrichtungen können die Druckentlastungsvorrichtungen, insbesondere die Widerstandsheizelemente der Druckentlastungsvorrichtungen vorteilhafterweise seriell oder parallel miteinander verschaltet sein. As part of a flexibly fillable system for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device, it can also be provided that more than one fuel tank is provided, preferably at least three separate fuel tanks are provided, with each fuel tank in particular having its own thermally controlled pressure relief device. A version of a system with several separate fuel tanks, each with separate thermally controlled ones Pressure relief devices in particular ensure the most secure and reliable triggering possible for each fuel tank provided within the system. As part of a cost-effective design, only one thermally controlled pressure relief device can alternatively be provided for several fuel tanks, which is then preferably arranged centrally between the plurality of fuel tanks so that, if necessary, all tanks can be emptied via the centrally arranged thermally controlled pressure relief device. Even with an arrangement of several separate fuel tanks, however, only one electrical contact point is preferably provided. In the context of an arrangement of a plurality of thermally controlled pressure relief devices, the pressure relief devices, in particular the resistance heating elements of the pressure relief devices, can advantageously be connected to one another in series or in parallel.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung, insbesondere unter Verwendung einer voranstehend beschriebenen Auslöseeinheit bzw. einem voranstehend beschriebenen System. Hierbei umfasst das gegenständliche Verfahren die Schritte eines Anlegens einer externen Spannung an eine innerhalb eines Kraftfahrzeugs angeordnete elektrische Kontaktierungsstelle mittels einer externen Spannungsquelle, eines Führens eines elektrischen Heizstroms von der elektrischen Kontaktierungsstelle zu einer oder mehreren thermische gesteuerten Druckentlastungsvorrichtungen über zumindest einen elektrischen Leiter, eines Auslösens zumindest einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung infolge der Führung des Heizstroms sowie eines kontrollierten Führens von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank über zumindest eine thermisch gesteuerteThe invention also relates to a method for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device, in particular using a trigger unit described above or a system described above. Here, the method in question comprises the steps of applying an external voltage to an electrical contacting point arranged within a motor vehicle by means of an external voltage source, guiding an electrical heating current from the electrical contacting point to one or more thermally controlled pressure relief devices via at least one electrical conductor, at least triggering a thermally controlled pressure relief device as a result of the routing of the heating current and a controlled routing of fuel from the fuel tank via at least one thermally controlled one
Druckentlastungsvorrichtung. Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf die gegenständliche Auslöseeinheit und das erfindungsgemäße System beschrieben worden sind. Pressure relief device. The method according to the invention thus brings the same advantages as have already been described in detail with regard to the trigger unit and the system according to the invention.
Um die Zuverlässigkeit und Sicherheit des gegenständlichen Verfahrens zu erhöhen, kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise ebenfalls vorgesehen sein, dass vor, während oder nach einer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geprüft wird, ob der elektrische Leiter und/oder bei einer Verwendung einer voranstehend beschriebenen Auslöseeinheit das Widerstandsheizelement beschädigt ist. Eine besonders einfache Prüfung kann hierbei über die Messung des Widerstandes des elektrischen Leiters erfolgen. In order to increase the reliability and security of the method in question, it can advantageously also be provided according to the invention that before, during or after the method according to the invention is carried out, a check is carried out to determine whether the electrical conductor and / or the resistance heating element is damaged when a trip unit described above is used. A particularly simple test can be carried out by measuring the resistance of the electrical conductor.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht, 1 shows a schematic representation of a system according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device according to a first exemplary embodiment in a top view,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßenFig. 2 is a schematic representation of an inventive
Druckentlastungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Pressure relief device according to a first embodiment,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung. 3 shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten1 shows a schematic representation of a system 1 according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled
Druckentlastungsvorrichtung 4 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht. Pressure relief device 4 according to a first embodiment in a plan view.
Das erfindungsgemäße System 1 gemäß Fig. 1 umfasst hierbei ein in Form eines Brennstoffzellenfahrzeugs ausgebildetes Kraftfahrzeug 6 mit einem Kraftstofftank 10 zur Versorgung des Kraftfahrzeugs 6 mit in Form von Wasserstoff gebildetem Kraftstoff sowie eine Auslöseeinheit 2 zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung 4. Die Auslöseeinheit 2 umfasst hierbei eine elektrische Kontaktierungsstelle 8 zum Anlegen einer elektrischen Spannung, eine thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung 4 zur Druckentlastung des druckbelasteten Kraftstofftanks 10 sowie einen zwischen der elektrischen Kontaktierungsstelle 8 und der thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung 4 angeordneten elektrischen Leiter 12 zum Führen eines Heizstroms zwischen der elektrischen Kontaktierungsstelle 8 und der thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung 4. Die thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung 4 weist hierbei erfindungsgemäß (wie explizit erst in Fig. 2 erkennbar) ein Berstelement 14 und ein Widerstandsheizelement 12‘ auf, wobei das Widerstandsheizelement 12‘ in Form eines PTC-Heizelementes gebildet ist. The system 1 according to the invention according to FIG. 1 comprises a motor vehicle 6 in the form of a fuel cell vehicle with a fuel tank 10 for supplying the motor vehicle 6 with fuel formed in the form of hydrogen and a trigger unit 2 for the targeted triggering of a thermal controlled pressure relief device 4. The trigger unit 2 comprises an electrical contact point 8 for applying an electrical voltage, a thermally controlled pressure relief device 4 for pressure relief of the pressure-loaded fuel tank 10 and an electrical conductor 12 arranged between the electrical contact point 8 and the thermally controlled pressure relief device 4 for guiding a Heating current between the electrical contacting point 8 and the thermally controlled pressure relief device 4. The thermally controlled pressure relief device 4 here according to the invention (as can only be seen explicitly in FIG. 2) a bursting element 14 and a resistance heating element 12 ', the resistance heating element 12' in the form of a PTC -Heating element is formed.
Die elektrische Kontaktierungsstelle 8 ist vorliegend im Cockpitbereich des Kraftfahrzeugs 6, insbesondere in der Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs 6 angeordnet und somit auch nach einem Unfall des Kraftfahrzeugs 6 in der Regel leicht zugänglich. Ebenso kann die Kontaktierungsstelle 8 in der Motorhaube oder im Kofferraum des Kraftfahrzeugs 6 oder auch im Handschuhfach, im Sicherungskasten oder im Fahrzeughimmel oder dergleichen angeordnet sein. In the present case, the electrical contacting point 8 is arranged in the cockpit area of the motor vehicle 6, in particular in the center console of the motor vehicle 6, and is therefore generally easily accessible even after an accident in the motor vehicle 6. The contacting point 8 can also be arranged in the engine hood or in the trunk of the motor vehicle 6 or also in the glove compartment, in the fuse box or in the vehicle roof lining or the like.
Der gegenständliche Kraftstofftank 10 ist vorliegend in Form eines Wasserstofftanks gebildet, der die Anode 18 der Brennstoffzelle 17 über die Wasserstoffzuführleitung 20‘ mit Wasserstoff versorgt. Die neben der Anode 18 angeordnete Kathode 16 der Brennstoffzelle 17 wird über die Luftzuführleitung 20 mittels der Zuführeinheit 22 mit sauerstoffhaltiger Luft versorgt. Die in der Brennstoffzelle 17 gewonnene elektrische Energie wird der elektrischen Steuereinheit 24 zugeführt und von dieser über die elektrische Leitung 26 der Antriebseinheit 28 des Kraftfahrzeugs 6 zugeführt. The fuel tank 10 in question is in the present case in the form of a hydrogen tank which supplies the anode 18 of the fuel cell 17 with hydrogen via the hydrogen supply line 20 '. The cathode 16 of the fuel cell 17 arranged next to the anode 18 is supplied with oxygen-containing air via the air supply line 20 by means of the supply unit 22. The electrical energy obtained in the fuel cell 17 is supplied to the electrical control unit 24 and supplied from this via the electrical line 26 to the drive unit 28 of the motor vehicle 6.
Neben einer Anordnung lediglich eines Kraftstofftanks 10 können ebenso mehr als ein Kraftstofftank 10, bspw. drei separate Kraftstofftanks 10 innerhalb des Kraftfahrzeugs 6 angeordnet sein, die vorzugsweise jeder eine eigene thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung 4 aufweisen. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckentlastungsvorrichtung 4 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In addition to an arrangement of only one fuel tank 10, more than one fuel tank 10, for example three separate fuel tanks 10, can also be arranged within the motor vehicle 6, each of which preferably has its own thermally controlled pressure relief device 4. Fig. 2 shows a schematic representation of a pressure relief device 4 according to the invention according to a first embodiment.
Die thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung 4 weist hierbei vorliegend ein in Form eines Glasröhrchens gebildetes Berstelement 14 auf, das an der einen Seite mit dem Kraftstofftank 10 und an der anderen Seite mit der Zuführleitung 20‘ für Wasserstoff zur Anode verbunden ist. Um das Berstelement 14 ist zudem das in Form eines PTC-Heizelementes gebildete Widerstandsheizelement 12‘ gewickelt, das vorliegend unmittelbar mit dem elektrischen Leiter 12 verbunden ist, sodass im Falle eines Anlegens einer elektrischen Spannung an die Kontaktierungsstelle 8, die über den Stromfluss durch den Leiter 12 entstehende Wärme an das Berstelement 14 weitergeben kann, bis dieses birst. Nach einem Bersten des Berstelementes 14 kann der innerhalb des Kraftstofftanks angeordnete Wasserstoff über die Ausnehmungen 19 ins Freie entweichen. The thermally controlled pressure relief device 4 here has a bursting element 14 in the form of a glass tube, which is connected on one side to the fuel tank 10 and on the other side to the supply line 20 'for hydrogen to the anode. In addition, the resistance heating element 12 'formed in the form of a PTC heating element is wound around the bursting element 14; 12 can pass on the resulting heat to the bursting element 14 until it bursts. After bursting of the bursting element 14, the hydrogen arranged within the fuel tank can escape into the open via the recesses 19.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung 4, insbesondere unter Verwendung einer Auslöseeinheit 2 bzw. einem System 1. 3 shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device 4, in particular using a triggering unit 2 or a system 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist hierbei die Schritte eines Anlegens 30 einer externen Spannung an eine innerhalb eines Kraftfahrzeugs 6 angeordnete elektrische Kontaktierungsstelle 8 mittels einer externen Spannungsquelle, eines Führens 32 eines elektrischen Heizstroms von der elektrischen Kontaktierungsstelle 8 zu einer oder mehreren thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtungen 4 über zumindest einen elektrischen Leiter 12, eines Auslösens 34 zumindest einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung 4 infolge der Führung 32 des Heizstroms sowie eines kontrollierten Führens 36 von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 10 über zumindest eine thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung 4 auf. The method according to the invention here comprises the steps of applying 30 an external voltage to an electrical contacting point 8 arranged inside a motor vehicle 6 by means of an external voltage source, guiding 32 an electrical heating current from the electrical contacting point 8 to one or more thermally controlled pressure relief devices 4 via at least one electrical conductor 12, a triggering 34 of at least one thermally controlled pressure relief device 4 as a result of the routing 32 of the heating current and a controlled routing 36 of fuel from the fuel tank 10 via at least one thermally controlled pressure relief device 4.
Im Hinblick auf die Gewährleistung einer hohen Zuverlässigkeit sowie einer großen Sicherheit kann hierbei ferner vorgesehen sein, dass vor, während oder nach einer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geprüft wird ob der elektrische Leiter 12 und/oder bei einer Verwendung einer Auslöseeinheit 2 das Widerstandsheizelement 12‘ noch vollständig intakt oder beschädigt ist. With a view to ensuring a high level of reliability and a high level of security, it can also be provided that before, during or after the method according to the invention is carried out, a check is carried out to determine whether the electrical conductor 12 and / or, when using a trip unit 2, the resistance heating element 12 'is still completely intact or damaged.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Auslöseeinheit (2) zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung (4) für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug (6), umfassend: 1. Trigger unit (2) for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device (4) for use in a motor vehicle (6), comprising:
- eine elektrische Kontaktierungsstelle (8) zum Anlegen einer elektrischen Spannung, - an electrical contact point (8) for applying an electrical voltage,
- eine thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung (4) zur Druckentlastung eines druckbelasteten Kraftstofftanks (10), - a thermally controlled pressure relief device (4) for pressure relief of a pressurized fuel tank (10),
- ein zwischen der elektrischen Kontaktierungsstelle (8) und der thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung (4) angeordneter elektrischer Leiter (12) zum Führen eines Heizstroms zwischen der elektrischen Kontaktierungsstelle (8) und der thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung (4), - An electrical conductor (12) arranged between the electrical contacting point (8) and the thermally controlled pressure relief device (4) for carrying a heating current between the electrical contacting point (8) and the thermally controlled pressure relief device (4),
- wobei die thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung (4) ein Berstelement (14) und ein Widerstandsheizelement (12‘) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsheizelement (12‘) in Form eines PTC-Heizelementes gebildet ist. - The thermally controlled pressure relief device (4) having a bursting element (14) and a resistance heating element (12), characterized in that the resistance heating element (12 ‘) is in the form of a PTC heating element.
2. Auslöseeinheit (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berstelement (14) in Form eines Berströhrchens oder einer Berstscheibe gebildet ist, wobei das Berstelement (14) vorzugsweise aus Glas oder aus Kunststoff ausgebildet ist. 2. Trip unit (2) according to claim 1, characterized in that the bursting element (14) is in the form of a bursting tube or a bursting disc, the bursting element (14) preferably being made of glass or plastic.
3. Auslöseeinheit (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (12) über eine Verbindung zu dem Widerstandsheizelement (12‘) mit der thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung (4) verbunden ist, wobei die Verbindung vorzugsweise in Form einer lösbaren Verbindung ausgeführt ist. 3. Trip unit (2) according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical conductor (12) via a connection to the resistance heating element (12 ') is connected to the thermally controlled pressure relief device (4), the connection preferably in the form of a detachable connection is performed.
4. Auslöseeinheit (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsheizelement (12‘) unmittelbar mit dem Berstelement (14) verbunden ist, vorzugsweise zumindest teilweise um das Berstelement (14) herum angeordnet ist. 4. Trip unit (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the resistance heating element (12 ‘) is connected directly to the bursting element (14), preferably at least partially arranged around the bursting element (14).
5. System (1) zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung (4), umfassend: 5. System (1) for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device (4), comprising:
- ein Kraftfahrzeug (6), - a motor vehicle (6),
- ein Kraftstofftank (10) zur Versorgung des Kraftfahrzeugs (6) mit Kraftstoff, - A fuel tank (10) for supplying the motor vehicle (6) with fuel,
- eine Auslöseeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierungsstelle (8) der Auslöseeinheit (2) innerhalb des Kraftfahrzeugs (6) angeordnet ist. - A trigger unit (2) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical contacting point (8) of the trigger unit (2) is arranged inside the motor vehicle (6).
6. System (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierungsstelle (8) im Cockpitbereich des Kraftfahrzeugs (6), insbesondere in der Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs (6) oder in der Motorhaube oder im Kofferraum des Kraftfahrzeugs (6) angeordnet ist. 6. System (1) according to claim 5, characterized in that the electrical contacting point (8) is arranged in the cockpit area of the motor vehicle (6), in particular in the center console of the motor vehicle (6) or in the bonnet or in the trunk of the motor vehicle (6) is.
7. System (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstofftank (10) in Form eines Wasserstofftanks oder eines Erdgastanks gebildet ist. 7. System (1) according to one of claims 5 or 6, characterized in that the fuel tank (10) is in the form of a hydrogen tank or a natural gas tank.
8. System (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Kraftstofftank (10) vorgesehen ist, vorzugsweise zumindest drei separate Kraftstofftanks (10) vorgesehen sind, wobei insbesondere jeder Kraftstofftank (10) eine eigene thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung (4) aufweist. 8. System (1) according to one of claims 5 to 7, characterized in that more than one fuel tank (10) is provided, preferably at least three separate fuel tanks (10) are provided, in particular each fuel tank (10) its own thermally controlled Has pressure relief device (4).
9. Verfahren zur gezielten Auslösung einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung (4), insbesondere unter Verwendung einer Auslöseeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug (6), umfassend die Schritte: 9. A method for the targeted triggering of a thermally controlled pressure relief device (4), in particular using a trigger unit according to one of claims 1 to 4, for use in a motor vehicle (6), comprising the steps:
- Anlegen (30) einer externen Spannung an eine innerhalb eines Kraftfahrzeugs (6) angeordnete elektrische Kontaktierungsstelle (8) mittels einer externen Spannungsquelle, - applying (30) an external voltage to an electrical contacting point (8) arranged inside a motor vehicle (6) by means of an external voltage source,
- Führen (32) eines elektrischen Heizstroms von der elektrischen Kontaktierungsstelle (8) zu einer oder mehreren thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtungen (4) über zumindest einen elektrischen Leiter (12), - Conducting (32) an electrical heating current from the electrical contacting point (8) to one or more thermally controlled pressure relief devices (4) via at least one electrical conductor (12),
- Auslösen (34) zumindest einer thermisch gesteuerten Druckentlastungsvorrichtung (4) in Folge der Führung (32) des Heizstroms, - Triggering (34) at least one thermally controlled pressure relief device (4) as a result of the guidance (32) of the heating current,
- Kontrolliertes Abführen (36) von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (10) über zumindest eine thermisch gesteuerte Druckentlastungsvorrichtung (4). - Controlled discharge (36) of fuel from the fuel tank (10) via at least one thermally controlled pressure relief device (4).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während oder nach einer Durchführung des Verfahrens geprüft wird, ob der elektrische Leiter (12) und/oder bei einer Verwendung einer10. The method according to claim 9, characterized in that it is checked before, during or after the implementation of the method whether the electrical conductor (12) and / or when using a
Auslöseeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4 das Widerstandsheizelement (12‘) beschädigt ist. Trip unit according to one of Claims 1 to 4, the resistance heating element (12 ‘) is damaged.
PCT/EP2020/087935 2020-01-29 2020-12-28 Triggering unit for the targeted triggering of thermally controlled pressure-release devices WO2021151609A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020201063.3A DE102020201063A1 (en) 2020-01-29 2020-01-29 Trigger unit for targeted triggering of thermally controlled pressure relief devices
DE102020201063.3 2020-01-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021151609A1 true WO2021151609A1 (en) 2021-08-05

Family

ID=74175865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/087935 WO2021151609A1 (en) 2020-01-29 2020-12-28 Triggering unit for the targeted triggering of thermally controlled pressure-release devices

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020201063A1 (en)
WO (1) WO2021151609A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19911530A1 (en) * 1999-03-16 2000-09-28 Vti Ventil Technik Gmbh Safety device for ensuring adequate pressure relief in pressurized gas container, has thermal triggering unit with closing body which has guide shaft which can be displaced from stand-by position to release position
DE102013002777A1 (en) * 2013-02-16 2014-08-21 Daimler Ag Device for storing gas under high pressure, particularly for storing hydrogen in vehicle using hydrogen as fuel, has trip unit with pyrocharge for indirect triggering of safety blow-off unit
DE102017200467A1 (en) * 2017-01-12 2018-07-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressure relief device for pressure tanks of a motor vehicle
EP3375997A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-19 Veritas Ag Liquid tank with a heating body
DE102017205645A1 (en) * 2017-04-03 2018-10-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Safety system for a pressure vessel of a motor vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19911530A1 (en) * 1999-03-16 2000-09-28 Vti Ventil Technik Gmbh Safety device for ensuring adequate pressure relief in pressurized gas container, has thermal triggering unit with closing body which has guide shaft which can be displaced from stand-by position to release position
DE102013002777A1 (en) * 2013-02-16 2014-08-21 Daimler Ag Device for storing gas under high pressure, particularly for storing hydrogen in vehicle using hydrogen as fuel, has trip unit with pyrocharge for indirect triggering of safety blow-off unit
DE102017200467A1 (en) * 2017-01-12 2018-07-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressure relief device for pressure tanks of a motor vehicle
EP3375997A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-19 Veritas Ag Liquid tank with a heating body
DE102017205645A1 (en) * 2017-04-03 2018-10-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Safety system for a pressure vessel of a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020201063A1 (en) 2021-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016200368A1 (en) A battery system and method for canceling or preventing a fire of a battery module in a battery system
EP3811431A1 (en) Vehicle with a high-voltage accumulator
DE102014204263B4 (en) Battery cooling system
DE102016222668A1 (en) Pressure tank arrangement for a vehicle
DE102020207261A1 (en) Thermal pressure relief device (TPRD), gas pressure accumulator and gas pressure accumulator system with TPRD and method for thermal overpressure protection
DE102016217028A1 (en) Safety system for a pressure vessel of a vehicle
DE102014101641B4 (en) Passive temperature monitoring devices for a compressed fuel gas tank, and system and method for detecting a change in temperature
DE102012020324A1 (en) Battery i.e. lithium-ion-battery, for industrial truck, has sensor connected with management system in electrically conducting manner, where system controls valve when temperature within housing exceeds predetermined temperature value
DE102013002777B4 (en) Device for storing gas under high pressure
DE102018203164A1 (en) Safety system and method for performing an emergency discharge function on a battery
EP3489062B1 (en) Tank system for a low-platform railway truck
DE102014003587A1 (en) Gas tank, motor vehicle
DE102012001861A1 (en) High voltage battery for vehicle, has fuse in which irreversible change from initial state to another state is realized, irrespective of electrical current flow, when temperature of battery cells exceeds threshold level
WO2021151609A1 (en) Triggering unit for the targeted triggering of thermally controlled pressure-release devices
DE102018215830A1 (en) Disconnect device for a surge arrester and surge arrester with the disconnect device
DE102018212533A1 (en) Supply device with a fuel cell device and method for reducing the voltage in a fuel cell device
DE102013210292A1 (en) Safety valve to protect a galvanic cell against damaging overpressure as well as cell housing cover and galvanic cell with safety valve
DE102012214364A1 (en) Control device and method for controlling the functioning of a memory of electrical energy of a battery and discharging device, battery system and motor vehicle
DE102013203108A1 (en) Device for protecting blow-off opening in housing of battery cell used in e.g. electric car, has irreversible deformable rupture disc whose facing side is arranged with form-stable supporting bar at interior of housing of battery cell
DE102017209322A1 (en) Fuel cell system with a predetermined fraction between the hydrogen supply valve and the hydrogen shut-off valve
EP3489061B1 (en) Tank system for a low-platform railway truck
EP4013991A1 (en) System for releasing pressure in a pressure vessel
DE102007003503A1 (en) Safety device for fuel cells
DE102013014957A1 (en) Device for storing gas under high pressure
DE102017221626A1 (en) Operating a test system for accumulator cells

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20839114

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20839114

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1