WO2022189095A1 - Verfahren zur zustandsdiagnose einer wasserstoff-betankungseinrichtung und/oder eines mit wasserstoff zu betankenden verkehrsmittels - Google Patents

Verfahren zur zustandsdiagnose einer wasserstoff-betankungseinrichtung und/oder eines mit wasserstoff zu betankenden verkehrsmittels Download PDF

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WO2022189095A1
WO2022189095A1 PCT/EP2022/053510 EP2022053510W WO2022189095A1 WO 2022189095 A1 WO2022189095 A1 WO 2022189095A1 EP 2022053510 W EP2022053510 W EP 2022053510W WO 2022189095 A1 WO2022189095 A1 WO 2022189095A1
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transport
refueling
control unit
hydrogen
parameter
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PCT/EP2022/053510
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Lars Hagen
Stephan Ludwig
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Robert Bosch Gmbh
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    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/002—Automated filling apparatus
    • F17C5/007—Automated filling apparatus for individual gas tanks or containers, e.g. in vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L27/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
    • G01L27/002—Calibrating, i.e. establishing true relation between transducer output value and value to be measured, zeroing, linearising or span error determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the present invention relates to a method for diagnosing the status of a hydrogen refueling device and/or a means of transport to be refueled with hydrogen and a system for refueling a means of transport with hydrogen.
  • IR infrared
  • a table is transmitted once by the vehicle before the refueling process, which contains a target pressure for the refueling process as a function of the ambient temperature and the initial pressure in the hydrogen tank before the refueling process.
  • the refueling facility usually determines a refueling plan based on models and executes it.
  • a transmitted target pressure is adapted to the model-based fueling process and allows safe fueling for this process.
  • Information is sent unidirectionally from the vehicle in question to the gas station and essentially includes a temperature, a tank volume and a pressure level of the tank. If a sensor in the fueling device or in the vehicle shows a fault, this is not immediately apparent. Disclosure of Invention
  • the object of the invention is to achieve an improvement in a refueling process in that defective sensors or the like do not impair the refueling process.
  • a method for diagnosing the status of a hydrogen refueling device and/or a means of transport to be refueled with hydrogen comprising the steps of setting up a communication link between the hydrogen refueling device and the means of transport, transmitting at least one first parameter recorded or determined in the means of transport and second parameter of the same, recorded or determined in the refueling device, at least one physical quantity between the refueling device and the means of transport before and/or during and/or after refueling of the means of transport, determining a deviation between the first parameter and the second parameter, of Comparing the deviation with a predetermined threshold value and emitting and storing a warning signal associated with the relevant physical variable if the deviation exceeds the threshold value.
  • the refueling device has various sensors that record an ambient temperature, a hydrogen pre-cooling temperature, a hydrogen mass (flow), a refueling pressure or the like. These physical parameters could be helpful for controlling the refueling process in the means of transport to be refueled. For example, it is conceivable to compare the ambient temperature of the sensor of the fueling device with an ambient temperature detected by a sensor in the means of transport. If the deviation is greater than the specified threshold value, a faulty sensor in the refueling facility or in the means of transport is the culprit calculate. From this, a warning signal is emitted and filed. As will be explained further below, by considering historical warning signals or the absence of such, a statement can be made as to whether there is a fault in the fueling facility or the means of transport.
  • the method according to the invention supports the plausibility check of sensor data of physical variables or possibly also of physical model variables which can be determined from sensor data.
  • the establishment of a communication connection can include, for example, connecting the means of transport to the hydrogen refueling device via a wireless network or another radio connection. It is conceivable that the hydrogen refueling facility has an infrastructure for this purpose, or is coupled to it, which allows a data connection between the means of transport and the hydrogen refueling facility. Wireless connections, which prevent contact between the hydrogen refueling device and the means of transport, are particularly noteworthy. In addition to wireless connections, infrared connections can also be used. Metallic contacts in particular are to be avoided, as these lead to a risk of explosion if sparks form in the vicinity of hydrogen-carrying equipment.
  • the communication connection is preferably bidirectional, so that data and parameters can be transmitted in both directions during the fueling process.
  • the transmission can be bidirectional.
  • the method can be carried out both in the means of transport and in the refueling facility. It could be preferable to carry out the method in the refueling facility, which is regularly frequented by other means of transport and could therefore also have historical warning signals.
  • the threshold value can be predetermined depending on the physical quantity concerned. For example, a deviation of 1-2° for a measured value of the ambient temperature could be tolerable. A pressure deviation of 60mbar-1000mbar could be considered as a tolerable deviation for a hydrogen pressure.
  • Emitting and storing the warning signal could include displaying an indication on a display, triggering an acoustic or optical signal, transmitting a warning signal to an external monitoring unit or the like. The storage could take place in an internal and/or external memory in order to be able to access it later.
  • the physical parameter is selected from a group of physical parameters, the group having an ambient temperature of the refueling device and the means of transport, a hydrogen mass flow, and a refueling pressure.
  • the sensors used for this purpose could be arranged both in the refueling device and in the means of transport.
  • threshold values to be used for this purpose can be adapted according to the orders of magnitude of the parameters.
  • the method can also include querying previous warning signals linked to the relevant physical variable from a refueling of other means of transport, with a measurement error associated with the relevant physical variable in the refueling device being assumed if further corresponding warning signals can be called up.
  • the method also includes the delivery and storage of an acknowledgment signal associated with the relevant physical variable if the deviation does not exceed the threshold value. If, for example, only a tolerable deviation is determined, this can be viewed as confirmation that the sensor data recorded are plausible. This can be stored as a confirmation signal in order to determine in later comparisons whether earlier comparisons have already led to non-tolerable deviations or whether these were always tolerable.
  • the method could also include querying previous confirmation signals associated with the relevant physical variable from a refueling other means of transport within a predetermined time interval, wherein a measurement error associated with the relevant physical quantity in the means of transport is assumed if at least one confirmation signal can be called up.
  • the time interval could refer to a specific period of time in the past that is examined for confirmation signals (or warning signals) in order to identify a source of error causing the deviation. If, for example, several vehicles have already reported a functioning sensor in the refueling device over the period of time, the error can only be caused by a faulty sensor in the means of transport.
  • the predetermined time interval is selected from a group of time intervals, where the time interval could be one hour, several hours, one day, several days, one week or several weeks.
  • the time interval could also extend over a few minutes depending on the frequency of use.
  • errors can be quickly discovered and rectified.
  • using a fixed time interval is not necessary. Rather, the time interval can also extend over the last, the last two or the last several refueling processes, without an actual time having to be selected.
  • refueling is carried out using a simplified refueling plan or is aborted.
  • a simplified refueling plan conservative mass flows, pressures or pressure gradients can be chosen which result in refueling at a non-maximum speed and possibly with a non-maximum filling, but still allow safe refueling.
  • the invention also relates to a system for filling up a means of transport with hydrogen, having a first connection unit and a first control unit for integration into a means of transport, a filling station with a second connection unit and a second control unit, the first control unit being designed for this purpose , at least one detected or determined in the means of transport first parameters of at least one physical variable via the first connection unit to the refueling device, and/or wherein the second control unit is designed to transmit at least one second parameter of the same physical variable that is detected or determined in the refueling device via the second connection unit to the means of transport, wherein at least one of the first control unit and the second control unit is designed to determine a discrepancy between the first parameter and the second parameter, to compare the discrepancy with a predetermined threshold value and to emit and store a warning signal associated with the relevant physical quantity if the discrepancy exceeds the threshold.
  • the second control unit can be integrated directly into the hydrogen refueling device in order to control a refueling process there. It is also conceivable to connect a plurality of hydrogen refueling devices to a single, central, second control unit which is arranged outside of the hydrogen refueling devices.
  • the first control unit can be integrated into the means of transport. A separate, dedicated first control unit is not absolutely necessary. Rather, it is particularly useful to integrate the function of a first control unit in a higher-level control unit that is integrated in the means of transport.
  • the function of the first and/or the second control unit could be retrofitted as an additional algorithm by means of a software update.
  • the system is preferably able to carry out at least one or all of the method steps explained above.
  • At least one of the first control unit and the second control unit is designed to call up earlier warning signals linked to the relevant physical variable from a refueling of other means of transport at the same refueling facility, with a measurement error in the refueling facility associated with the relevant physical variable being assumed , if further corresponding warning signals can be called up.
  • At least one of the first control unit and the second control unit is designed to use earlier confirmation signals linked to the relevant physical variable, which are generated when the deviation does not exceed the threshold value during refueling other means of transport were deposited at the same refueling facility within a predetermined time interval, with a measurement error associated with the relevant physical quantity being assumed in the means of transport if at least one confirmation signal can be called up.
  • FIG. 1 shows a schematic view of the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a method for diagnosing the status of a hydrogen refueling device and/or a means of transport to be refueled with hydrogen.
  • the method begins with the establishment 2 of a communication connection between the hydrogen refueling device and the means of transport.
  • At least one first parameter recorded or determined in the means of transport and second parameter recorded or determined in the refueling device of the same at least one physical variable can then be transmitted between the refueling device and the means of transport before and/or during and/or after refueling by the means of transport 4.
  • a deviation is determined 6, which is compared with a predetermined threshold value 8. If this deviation is greater than the threshold value, a warning signal associated with the relevant physical variable is emitted 10 and stored 12.
  • the physical parameter consists of a Group of physical parameters selected, the group may include an ambient temperature of the refueling device and the means of transport, a hydrogen mass flow and a refueling pressure or other sizes.
  • the method can also include querying 14 earlier warning signals linked to the relevant physical variable from a refueling of other means of transport. A measurement error in the refueling device associated with the relevant physical variable is assumed 16 if further corresponding warning signals from previous refueling processes can be called up.
  • the method can, for example, include the delivery 18 and storage 20 of an acknowledgment signal linked to the relevant physical variable if the deviation does not exceed the threshold value.
  • the method then also includes querying 22 earlier confirmation signals associated with the relevant physical variable from a refueling of other means of transport within a predetermined time interval, with a measurement error associated with the relevant physical variable in the means of transport being assumed 24 if at least one Confirmation signal from previous refueling operations is available.
  • the refueling is carried out with a simplified refueling plan or aborted 26.
  • FIG. 2 shows a schematic of a system 28 for refueling a means of transport 30.
  • means of transport 30 is, for example, a truck in which hydrogen is used via a fuel cell (not shown) to generate electricity.
  • the means of transport 30 has a first connection unit 32 and a first control unit 34 .
  • a first sensor 36 is arranged in the means of transport 30 and is designed, for example, to detect an ambient temperature. However, as explained above, these can also be other physical variables.
  • the system 28 has a refueling device 36 which can be coupled to the means of transport 30 in order to refuel it.
  • the hydrogen refueling device 36 also has a second control unit 38 which is connected to a second connection unit 40 .
  • a second sensor 42 is provided, which is designed as an example to the to determine the ambient temperature. These can also be other physical quantities.
  • First control unit 34 and/or second control unit 38 is designed to determine a deviation between a first parameter resulting from a measurement by first sensor 36 and a second parameter resulting from a measurement by second sensor 42 .
  • the deviation can be compared with a predetermined threshold value in the first control unit 34 and/or the second control unit 38 in order to emit and store a warning signal associated with the relevant physical variable if the deviation exceeds the threshold value.
  • the quantity in question here is the ambient temperature. If the threshold value is not exceeded, an acknowledgment signal associated with the relevant physical variable can be emitted and stored.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Zustandsdiagnose einer Wasserstoff-Betankungseinrichtung und/oder eines mit Wasserstoff zu betankenden Verkehrsmittels (30) vorgeschlagen, aufweisend die Schritte des Aufbauens einer Kommunikationsverbindung zwischen der Wasserstoff-Betankungseinrichtung (36) und dem Verkehrsmittel, des Übertragens mindestens eines in dem Verkehrsmittel erfassten oder ermittelten ersten Parameters und in der Betankungseinrichtung erfassten oder ermittelten zweiten Parameters derselben mindestens einen physikalischen Größe zwischen der Betankungseinrichtung und dem Verkehrsmittel vor einer und/oder während einer und/oder nach einer Betankung von dem Verkehrsmittel, des Ermittelns einer Abweichung zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert, des Vergleichens der Abweichung mit einem vorgegebenen Schwellenwert und des Abgebens und Abspeicherns eines mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Warnsignals, falls die Abweichung den Schwellenwert überschreitet.

Description

Beschreibung
Titel:
Verfahren zur Zustandsdiagnose einer Wasserstoff-Betankungseinrichtung und/oder eines mit Wasserstoff zu betankenden Verkehrsmittels
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsdiagnose einer Wasserstoff-Betankungseinrichtung und/oder eines mit Wasserstoff zu betankenden Verkehrsmittels und ein System zur Betankung eines Verkehrsmittels mit Wasserstoff.
Stand der Technik
Die Betankung eines Fahrzeugs mit Wasserstoff wird heutzutage über eine Infrarot (IR)-basierte Kommunikation unterstützt. Unter anderem wird dies in SAE J2799 und SAE J2601 standardisiert. Hier wird etwa dargelegt, dass im Falle einer Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einer Betankungseinrichtung vom Fahrzeug vor dem Tankvorgang einmalig eine Tabelle übermittelt wird, die einen Zieldruck für den Betankungsvorgang in Abhängigkeit von Umgebungstemperatur und Ausgangsdruck im Wasserstofftank vor dem Betankungsvorgang enthält. Die Betankungseinrichtung ermittelt hieraus üblicherweise basierend auf Modellen einen Betankungsplan und führt diesen aus. Ein übermittelter Zieldruck ist an das modellbasierte Betankungsverfahren angepasst und erlaubt für dieses Verfahren eine sichere Betankung. Dabei werden Informationen von dem betreffenden Fahrzeug an die Tankstelle uni- direktional versendet und umfassen im Wesentlichen eine Temperatur, ein Tankvolumen und ein Druckniveau des Tanks. Sollte ein Sensor in der Betankungseinrichtung oder in dem Fahrzeug einen Fehler aufweisen, ist dies nicht unmittelbar ersichtlich. Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbesserung eines Betankungsvorgangs zu erreichen, indem defekte Sensoren oder dergleichen nicht zu einer Beeinträchtigung des Betankungsvorgangs führen.
Dies wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar.
Es wird ein Verfahren zur Zustandsdiagnose einer Wasserstoff- Betankungseinrichtung und/oder eines mit Wasserstoff zu betankenden Verkehrsmittels vorgeschlagen, aufweisend die Schritte des Aufbauens einer Kommunikationsverbindung zwischen der Wasserstoff-Betankungseinrichtung und dem Verkehrsmittel, des Übertragens mindestens eines in dem Verkehrsmittel erfassten oder ermittelten ersten Parameters und in der Betankungseinrichtung erfassten oder ermittelten zweiten Parameters derselben mindestens einen physikalischen Größe zwischen der Betankungseinrichtung und dem Verkehrsmittel vor einer und/oder während einer und/oder nach einer Betankung von dem Verkehrsmittel, des Ermittelns einer Abweichung zwischen dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter, des Vergleichens der Abweichung mit einem vorgegebenen Schwellenwert und des Abgebens und Abspeicherns eines mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Warnsignals, falls die Abweichung den Schwellenwert überschreitet.
Im Kontext der Erfindung ist davon auszugehen, dass die Betankungseinrichtung verschiedene Sensoren aufweist, die etwa eine Umgebungstemperatur, eine Wasserstoff-Vorkühltemperatur, einen Wasserstoff- Massen (-ström), einen Betankungsdruck oder ähnliches erfassen. Diese physikalischen Parameter könnten für die Steuerung des Betankungsvorgangs in dem zu betankenden Verkehrsmittel hilfreich sein. So ist etwa denkbar, die Umgebungstemperatur des Sensors der Betankungseinrichtung mit einer durch einen Sensor in dem Verkehrsmittel erfassen Umgebungstemperatur zu vergleichen. Ist die Abweichung größer als der vorgegebene Schwellenwert ist mit einem fehlerhaften Sensor in der Betankungseinrichtung oder dem Verkehrsmittel zu rechnen. Hieraus wird ein Warnsignal abgegeben und abgelegt. Wie weiter nachfolgend erläutert wird, kann durch eine Betrachtung historischer Warnsignale oder dem Fehlen solcher eine Aussage darüber getroffen werden, ob in der Betankungseinrichtung oder dem Verkehrsmittel ein Fehler vorliegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterstützt bei der Plausibilisierung von Sensordaten physikalischer Größen oder gegebenenfalls auch physikalischer Modellgrößen, die aus Sensordaten ermittelbar sind.
Das Aufbauen einer Kommunikationsverbindung kann beispielsweise das Verbinden des Verkehrsmittels mit der Wasserstoff-Betankungseinrichtung über ein drahtloses Netzwerk oder eine andere Funkverbindung umfassen. Es ist vorstellbar, dass die Wasserstoff-Betankungseinrichtung hierzu über eine Infrastruktur verfügt oder mit dieser gekoppelt ist, die eine Datenverbindung zwischen dem Verkehrsmittel und der Wasserstoff-Betankungseinrichtung erlaubt. Besonders hervorzuheben sind drahtlose Verbindungen, mit denen Berührungen zwischen der Wasserstoff-Betankungseinrichtung und dem Verkehrsmittel verhindert werden. Neben Funkverbindungen können auch Infrarotverbindungen eingesetzt werden. Insbesondere metallische Kontakte sind zu vermeiden, da diese in der Nähe wasserstoffführender Einrichtungen bei Funkenbildung zu einer Explosionsgefahr führen. Die Kommunikationsverbindung ist bevorzugt bidirektional, sodass während des Betankungsvorgangs Daten und Parameter in beide Richtungen übertragbar sind.
Das Übertragen kann bidirektional erfolgen. Das Verfahren kann sowohl in dem Verkehrsmittel, als auch in der Betankungseinrichtung durchführbar sein. Es könnte bevorzugt sein, das Verfahren in der Betankungseinrichtung durchzuführen, welches regelmäßig von anderen Verkehrsmitteln frequentiert wird und hierdurch auch historische Warnsignale aufweisen könnte.
Der Schwellenwert kann abhängig von der betreffenden physikalischen Größe vorbestimmt werden. So könnte etwa eine Abweichung von 1-2° für einen Messwert der Umgebungstemperatur tolerabel sein. Eine Druckabweichung von öOmbar-lOOmbar könnte als tolerable Abweichung für einen Wasserstoffdruck betrachtet werden. Das Abgeben und Abspeichern des Warnsignals könnte das Anzeigen eines Hinweises an einer Anzeige, das Auslösen eines akustischen oder optischen Signals, das Übertragen eines Warnsignals an eine externe Überwachungseinheit oder dergleichen umfassen. Das Abspeichern könnte in einem internen und/oder externen Speicher erfolgen, um später darauf zurückgreifen zu können.
Es ist vorteilhaft, wenn der physikalische Parameter aus eine Gruppe von physikalischen Parametern ausgewählt ist, die Gruppe aufweisend eine Umgebungstemperatur der Betankungseinrichtung und des Verkehrsmittels, einen Wasserstoff- Massenstrom, und einen Betankungsdruck. Die hierzu eingesetzten Sensoren könnten sowohl in der Betankungseinrichtung als auch in dem Verkehrsmittel angeordnet sein. Weiterhin können hierfür zu verwendende Schwellenwerte entsprechend der Größenordnungen der Parameter anzupassen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Verfahren ferner das Abfragen früherer mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfter Warnsignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel umfassen, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in der Betankungseinrichtung angenommen wird, falls weitere entsprechende Warnsignale abrufbar sind.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Abgeben und Abspeichern eines mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Bestätigungssignals, falls die Abweichung den Schwellenwert nicht überschreitet. Wird beispielsweise nur eine tolerierbare Abweichung ermittelt, kann dies als Bestätigung angesehen werden, dass die erfassten Sensordaten plausibel sind. Dies kann als ein Bestätigungssignal abgespeichert werden, um in späteren Vergleichen festzustellen, ob frühere Vergleiche bereits zu nicht tolerierbaren Abweichungen geführt haben oder ob diese stets tolerierbar waren.
So könnte das Verfahren ferner das Abfragen früherer mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfter Bestätigungssignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls umfassen, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in dem Verkehrsmittel angenommen wird, falls mindestens ein Bestätigungssignal abrufbar ist. Das Zeitintervall könnte sich auf eine bestimmte Zeitspanne in der Vergangenheit beziehen, die auf Bestätigungssignale (oder Warnungssignale) hin untersucht wird, um eine die Abweichung verursachende Fehlerquelle zu identifizieren. Haben etwa über die Zeitspanne bereits mehrere Fahrzeuge einen funktionierenden Sensor der Betankungseinrichtung gemeldet, kann der Fehler nur einen fehlerhaften Sensor in dem Verkehrsmittel als Ursache haben.
Bevorzugt ist das vorbestimmte Zeitintervall aus einer Gruppe von Zeitintervallen ausgewählt, wobei das Zeitintervall eine Stunde, mehrere Stunden, einen Tag, mehrere Tage, eine Woche oder mehrere Wochen umfassen könnte. Das Zeitintervall könnte sich je nach Frequentierung auch über wenige Minuten erstrecken. Durch eine Begrenzung des Zeitintervalls können Fehler zügig entdeckt und behoben werden. Selbstverständlich ist das Verwenden eines festgelegten Zeitintervalls nicht notwendig. Vielmehr kann sich das Zeitintervall auch über die letzte, die beiden letzten oder die mehreren letzten Betankungsvorgänge erstrecken, ohne dass eine Auswahl einer tatsächlichen Zeit erfolgen muss.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird nach Abgeben und Abspeichern eines Warnsignals die Betankung mit einem vereinfachten Betankungsplan durchgeführt oder abgebrochen. Durch Folgen eines vereinfachten Betankungsplans können konservative Massenströme, Drücke oder Druckgradienten gewählt werden, welche zu einer Betankung mit einer nicht maximalen Geschwindigkeit und möglicherweise mit einer nicht maximalen Befüllung führen, jedoch ein sicheres Betanken dennoch erlauben.
Analog zu den vorhergehenden Ausführungen betrifft die Erfindung ferner ein System zur Betankung eines Verkehrsmittels mit Wasserstoff, aufweisend eine erste Verbindungseinheit und eine erste Steuereinheit zur Integration in ein Verkehrsmittel, eine Betankungseinrichtung mit einer zweiten Verbindungseinheit und einer zweiten Steuereinheit, wobei die erste Steuereinheit dazu ausgebildet ist, mindestens einen in dem Verkehrsmittel erfassten oder ermittelten ersten Parameters mindestens einer physikalischen Größe über die erste Verbindungseinheit an die Betankungseinrichtung zu übertragen, und/oder wobei die zweite Steuereinheit dazu ausgebildet ist, mindestens einen in der Betankungseinrichtung erfassten oder ermittelten zweiten Parameter derselben physikalischen Größe über die zweite Verbindungseinheit an das Verkehrsmittel zu übertragen, wobei mindestens eine der ersten Steuereinheit und der zweiten Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine Abweichung zwischen dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter zu ermitteln, die Abweichung mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen und ein mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Warnsignals abzugeben und abzuspeichern, falls die Abweichung den Schwellenwert überschreitet. Die zweite Steuereinheit kann direkt in die Wasserstoff-Betankungseinrichtung integriert sein, um dort einen Betankungsvorgang zu steuern. Es ist zudem denkbar, mehrere Wasserstoff-Betankungseinrichtungen mit einer außerhalb der Wasserstoff- Betankungseinrichtungen angeordneten, einzigen, zentralen zweiten Steuereinheit zu verbinden. Die erste Steuereinheit kann in das Verkehrsmittel integriert sein. Es ist nicht zwangsläufig eine eigene, dedizierte erste Steuereinheit notwendig. Vielmehr ist es besonders sinnvoll, die Funktion einer ersten Steuereinheit in einer übergeordneten Steuereinheit zu integrieren, die in dem Verkehrsmittel integriert ist. Durch ein Software- Update könnte die Funktion der ersten und/oder der zweiten Steuereinheit als zusätzlicher Algorithmus nachgerüstet werden. Das System ist bevorzugt in der Lage, mindestens einen oder sämtliche vorangehend erläuterten Verfahrensschritte auszuführen.
Es ist vorteilhaft, wenn mindestens eine der ersten Steuereinheit und der zweiten Steuereinheit dazu ausgebildet ist, frühere mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfte Warnsignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel an derselben Betankungseinrichtung abzurufen, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in der Betankungseinrichtung angenommen wird, falls weitere entsprechende Warnsignale abrufbar sind.
Ebenso ist vorteilhaft, wenn mindestens eine der ersten Steuereinheit und der zweiten Steuereinheit dazu ausgebildet ist, frühere mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfte Bestätigungssignale, die bei Nicht- Überschreitung des Schwellenwerts durch die Abweichung bei einer Betankung anderer Verkehrsmittel an derselben Betankungseinrichtung innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls abgelegt wurden, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in dem Verkehrsmittel angenommen wird, falls mindestens ein Bestätigungssignal abrufbar ist.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
Ausführungsbeispiele
Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 2 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems.
Figur 1 zeigt ein Verfahren zur Zustandsdiagnose einer Wasserstoff- Betankungs einrichtung und/oder eines mit Wasserstoff zu betankenden Verkehrsmittels. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beginnt das Verfahren mit dem Aufbauen 2 einer Kommunikationsverbindung zwischen der Wasserstoff- Betankungseinrichtung und dem Verkehrsmittel. Anschließend kann mindestens eines in dem Verkehrsmittel erfassten oder ermittelten ersten Parameters und in der Betankungseinrichtung erfassten oder ermittelten zweiten Parameters derselben mindestens einen physikalischen Größe zwischen der Betankungseinrichtung und dem Verkehrsmittel vor einer und/oder während einer und/oder nach einer Betankung von dem Verkehrsmittel übertragen werden 4. Aus diesen Parametern wird eine Abweichung ermittelt 6, die mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird 8. Ist diese Abweichung größer als der Schwellenwert, wird ein mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpftes Warnsignal abgegeben 10 und abgespeichert 12. Der physikalische Parameter ist dabei aus einer Gruppe von physikalischen Parametern ausgewählt, wobei die Gruppe eine Umgebungstemperatur der Betankungseinrichtung und des Verkehrsmittels, einen Wasserstoff- Massenstrom und einen Betankungsdruck oder andere Größen umfassen kann. Das Verfahren kann beispielhaft ferner das Abfragen 14 früherer mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfter Warnsignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel umfassen. Ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in der Betankungseinrichtung wird angenommen 16, falls weitere entsprechende Warnsignale aus vergangenen Betankungsvorgängen abrufbar sind. Weiterhin kann das Verfahren beispielhaft das Abgeben 18 und Abspeichern 20 eines mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Bestätigungssignals umfassen, falls die Abweichung den Schwellenwert nicht überschreitet. Analog zu dem vorhergehenden weist das Verfahren dann außerdem das Abfragen 22 früherer mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfter Bestätigungssignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls auf, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in dem Verkehrsmittel angenommen wird 24, falls mindestens ein Bestätigungssignal aus vorherigen Betankungsvorgängen abrufbar ist.
Sollte ein Warnsignal abgegeben worden sein, wird die Betankung mit einem vereinfachten Betankungsplan durchgeführt oder abgebrochen 26.
Figur 2 zeigt schematisch ein System 28 zum Betanken eines Verkehrsmittels 30. Das Verkehrsmittel 30 ist in dem gezeigten Fall beispielhaft ein LKW, in dem Wasserstoff über eine Brennstoffzelle (nicht gezeigt) zur Erzeugung von elektrischem Strom genutzt wird. Das Verkehrsmittel 30 weist eine erste Verbindungseinheit 32 und eine erste Steuereinheit 34 auf. Ein erster Sensor 36 ist in dem Verkehrsmittel 30 angeordnet und exemplarisch dazu ausgebildet, eine Umgebungstemperatur zu erfassen. Wie vorangehend erläutert können dies jedoch auch andere physikalische Größen sein.
Das System 28 weist eine Betankungseinrichtung 36 auf, welche mit dem Verkehrsmittel 30 koppelbar ist, um es zu betanken. Die Wasserstoff- Betankungseinrichtung 36 weist weiterhin eine zweite Steuereinheit 38 auf, welche mit einer zweiten Verbindungseinheit 40 verbunden ist. Ein zweiter Sensor 42 ist vorgesehen, der exemplarisch dazu ausgebildet ist, die Umgebungstemperatur zu ermitteln. Auch dies können andere physikalische Größen sein.
Die erste Steuereinheit 34 und/oder die zweite Steuereinheit 38 ist dazu ausgebildet, eine Abweichung zwischen einem ersten, aus einer Messung des ersten Sensors 36 resultierenden Parameters und einem zweiten, aus einer Messung des zweiten Sensors 42 resultierenden Parameters zu ermitteln. Die Abweichung kann in der ersten Steuereinheit 34 und/oder der zweiten Steuereinheit 38 mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen werden, um ein mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpftes Warnsignals abzugeben und abzuspeichern, falls die Abweichung den Schwellenwert überschreitet. Hier ist die betreffende Größe die Umgebungstemperatur. Wird der Schwellenwert nicht überschritten, kann das Abgeben und Abspeichern eines mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Bestätigungssignals erfolgen.
Durch Abfragen früherer mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfter Bestätigungssignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel 30 innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls kann erfasst werden, ob ein Messfehler bereits früher aufgetreten ist. Ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler wird in dem Verkehrsmittel 30 angenommen wird, falls mindestens ein Bestätigungssignal abrufbar ist. Das Abfragen früherer mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfter Warnsignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel 30 lässt erkennen, ob der Messfehler bereits früher aufgetreten ist. Ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler wird in der Betankungseinrichtung 36 angenommen, falls weitere entsprechende Warnsignale abrufbar sind.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Zustandsdiagnose einer Wasserstoff- Betankungseinrichtung (36) und/oder eines mit Wasserstoff zu betankenden Verkehrsmittels (30), aufweisend die Schritte:
Aufbauen (2) einer Kommunikationsverbindung zwischen der Wasserstoff-Betankungseinrichtung (36) und dem Verkehrsmittel (30), Übertragen (4) mindestens eines in dem Verkehrsmittel (30) erfassten oder ermittelten ersten Parameter und in der Betankungseinrichtung (36) erfassten oder ermittelten zweiten Parameter derselben mindestens einen physikalischen Größe zwischen der Betankungseinrichtung (36) und dem Verkehrsmittel (30) vor einer und/oder während einer und/oder nach einer Betankung von dem Verkehrsmittel (30),
Ermitteln (6) einer Abweichung zwischen dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter,
Vergleichen (8) der Abweichung mit einem vorgegebenen Schwellenwert und
Abgeben (10) und Abspeichern (12) eines mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Warnsignals, falls die Abweichung den Schwellenwert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der physikalische Parameter aus eine Gruppe von physikalischen Parametern ausgewählt ist, die Gruppe aufweisend:
Umgebungstemperatur der Betankungseinrichtung (36) und des Verkehrsmittels (30),
Wasserstoff- Massenstrom, und Betankungsdruck.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren ferner das Abfragen (14) früherer mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfter Warnsignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel (30) umfasst, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in der Betankungseinrichtung (36) angenommen wird (16), falls weitere entsprechende Warnsignale abrufbar sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner das Abgeben (18) und Abspeichern (20) eines mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Bestätigungssignals umfasst, falls die Abweichung den Schwellenwert nicht überschreitet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren ferner das Abfragen (22) früherer mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfter Bestätigungssignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel (30) innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls umfasst, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in dem Verkehrsmittel (30) angenommen wird (24), falls mindestens ein Bestätigungssignal abrufbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das vorbestimmte Zeitintervall aus einer Gruppe von Zeitintervallen ausgewählt ist, wobei das Zeitintervall eine Stunde, mehrere Stunden, einen Tag, mehrere Tage, eine Woche oder mehrere Wochen umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Abgeben (10) und Abspeichern (12) des Warnsignals die
Betankung mit einem vereinfachten Betankungsplan durchgeführt oder abgebrochen wird (26).
8. System (28) zur Betankung eines Verkehrsmittels (30) mit Wasserstoff, aufweisend: eine erste Verbindungseinheit (32) und eine erste Steuereinheit (34) zur Integration in ein Verkehrsmittel (30), eine Betankungseinrichtung (36) mit einer zweiten Verbindungseinheit (40) und einer zweiten Steuereinheit (38), wobei die erste Steuereinheit (34) dazu ausgebildet ist, mindestens einen in dem Verkehrsmittel (30) erfassten oder ermittelten ersten Parameter mindestens einer physikalischen Größe über die erste Verbindungseinheit (32) an die Betankungseinrichtung (36) zu übertragen, und/oder wobei die zweite Steuereinheit (38) dazu ausgebildet ist, mindestens einen in der Betankungseinrichtung (36) erfassten oder ermittelten zweiten Parameter derselben physikalischen Größe über die zweite Verbindungseinheit (40) an das Verkehrsmittel (30) zu übertragen, wobei mindestens eine der ersten Steuereinheit (34) und der zweiten Steuereinheit (38) dazu ausgebildet ist, eine Abweichung zwischen dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter zu ermitteln, die Abweichung mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen und ein mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpften Warnsignals abzugeben und abzuspeichern, falls die Abweichung den Schwellenwert überschreitet.
9. System (28) nach Anspruch 8, wobei mindestens eine der ersten Steuereinheit (34) und der zweiten Steuereinheit (38) dazu ausgebildet ist, frühere mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfte Warnsignale von einer Betankung anderer Verkehrsmittel (30) an derselben Betankungseinrichtung (36) abzurufen, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in der Betankungseinrichtung (36) angenommen wird, falls weitere entsprechende Warnsignale abrufbar sind.
10. System (28) nach Anspruch 8 oder 9, wobei mindestens eine der ersten Steuereinheit (34) und der zweiten Steuereinheit (38) dazu ausgebildet ist, frühere mit der betreffenden physikalischen Größe verknüpfte Bestätigungssignale, die bei Nicht-Überschreitung des Schwellenwerts durch die Abweichung bei einer Betankung anderer Verkehrsmittel (30) an derselben Betankungseinrichtung (36) innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls abgelegt wurden, wobei ein mit der betreffenden physikalischen Größe verbundener Messfehler in dem Verkehrsmittel (30) angenommen wird, falls mindestens ein Bestätigungssignal abrufbar ist.
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