WO2024032981A1 - Method for filling a fuel gas tank with fuel gas, fuel gas tank and fuel gas tank system - Google Patents

Method for filling a fuel gas tank with fuel gas, fuel gas tank and fuel gas tank system Download PDF

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WO2024032981A1
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gas tank
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sensor
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Martin Katz
Jochen Wessner
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Robert Bosch Gmbh
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Abstract

The invention relates to a method for filling a storage volume (2) of a fuel gas tank (1) with fuel gas, in which the fuel gas is introduced into the storage volume (2) via a refuelling path (3) with integrated tank valve (4), and at least one state variable, preferably the temperature and/or the pressure, of the fuel gas is determined using at least one sensor (5, 6, 7), comprising the steps: - measuring a state variable at different measurement points in the fuel gas tank (1) and forming a weighted average and/or a difference value from the measured values of the one state variable and/or - measuring different state variables at a measurement point in the fuel gas tank (1) and forming a state value from the measured values of the different state variables. The invention also relates to a fuel gas tank (1) and a fuel gas tank system with at least one fuel gas tank (1) according to the invention.

Description

Beschreibung Description
Titel: Title:
Verfahren zum Befüllen eines Brenngastanks mit Brenngas, Brenngastank sowie Brenngastanksystem Method for filling a fuel gas tank with fuel gas, fuel gas tank and fuel gas tank system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Brenngastanks mit Brenngas. Bei dem Brenngas kann es sich beispielsweise um Wasserstoff oder Erdgas handeln. Derartige Brenngase werden beispielsweise von Brennstoffzellenfahrzeugen oder Fahrzeugen mit Gasmotor benötigt. The invention relates to a method for filling a fuel gas tank with fuel gas. The fuel gas can be, for example, hydrogen or natural gas. Such fuel gases are required, for example, by fuel cell vehicles or vehicles with gas engines.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Brenngastank für ein Brenngastanksystem sowie ein Brenngastanksystem mit mindestens einem erfindungsgemäßen Brenngastank. In addition, the invention relates to a fuel gas tank for a fuel gas tank system and a fuel gas tank system with at least one fuel gas tank according to the invention.
Stand der Technik State of the art
In Fahrzeugen, die mit einem Brenngas, wie beispielsweise Wasserstoff, betrieben werden, wird das Brenngas üblicherweise unter Druck in einem Brenngastank bevorratet. Bei Wasserstoff kann der Druck bis zu 70 MPa betragen. Die Temperatur im Brenngastank kann dabei bis auf 85°C ansteigen. Die Temperaturgrenze wird dabei in der Regel durch das Material des Brenngastanks vorgegebenen, wobei als Material häufig kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff („CFK“) verwendet wird. Bei Verwendung eines CFK-Materials werden oberhalb von 85°C die zur Fixierung der Kohlenstofffasern notwendigen Kunststoffe, insbesondere Kunstharze, zu weich, so dass die erforderliche Festigkeit des Brenngastanks nicht mehr gewährleistet ist. In vehicles that are operated with a fuel gas, such as hydrogen, the fuel gas is usually stored under pressure in a fuel gas tank. For hydrogen, the pressure can be up to 70 MPa. The temperature in the fuel gas tank can rise up to 85°C. The temperature limit is usually determined by the material of the fuel gas tank, with carbon fiber reinforced plastic (“CFRP”) often being used as the material. When using a CFRP material above 85°C, the plastics required to fix the carbon fibers, in particular synthetic resins, become too soft, so that the required strength of the fuel gas tank is no longer guaranteed.
Da beispielsweise Wasserstoff im relevanten Temperaturbereich einen negativen Joule-Thomson Effekt aufweist, erwärmt er sich beim Betanken eines Brenngas- bzw. Wasserstofftanks. Um Schäden am Brenngastank zu vermeiden, wird daher Wasserstoff vor dem Tankvorgang auf etwa - 40°C abgekühlt. Ferner kann eine nach oben abgeknickte Tanklanze zum Befüllen des Brenngastanks verwendet werden, welche die Vermischung von frischem Wasserstoff mit dem Tankinhalt fördert und dadurch die Aufheizung verringert. Als weitere Maßnahme kann die Tanktemperatur gemessen bzw. überwacht werden, so dass bei Überschreiten der Temperaturgrenze der Tankvorgang abgebrochen werden kann. Damit die Temperaturgrenze sicher eingehalten wird, muss der Abbruch frühzeitig erfolgen. Hohe Messtoleranzen wirken sich daher negativ aus. Da üblicherweise die Ermittlung der im Brenngastank gespeicherten Masse ebenfalls basierend auf der Tanktemperatur durchgeführt wird, können hohe Messtoleranzen ferner zu einem fehlerhaft berechneten Tankstand bzw. einer fehlerhaft berechneten Restreichweite führen. Since hydrogen, for example, has a negative Joule-Thomson effect in the relevant temperature range, it heats up when a fuel gas or hydrogen tank is refueled. In order to avoid damage to the fuel gas tank, Hydrogen cooled to around -40°C before refueling. Furthermore, a tank lance that is bent upwards can be used to fill the fuel gas tank, which promotes the mixing of fresh hydrogen with the tank contents and thereby reduces heating. As a further measure, the tank temperature can be measured or monitored so that the refueling process can be aborted if the temperature limit is exceeded. To ensure that the temperature limit is safely adhered to, the demolition must take place early. High measurement tolerances therefore have a negative effect. Since the determination of the mass stored in the fuel gas tank is usually also carried out based on the tank temperature, high measurement tolerances can also lead to an incorrectly calculated tank level or an incorrectly calculated remaining range.
Für beide Zwecke ist es daher wünschenswert, eine möglichst genaue Information über die Temperatur in einem Brenngastank zu erhalten. Allerdings ist für die Einhaltung der Temperaturgrenze die lokal auftretende maximale Temperatur entscheidend, während für die Berechnung der gespeicherten Masse die mittlere Temperatur besser geeignet ist. Diese beiden Wünsche zu vereinbaren, gestaltet sich schwierig. Dies gilt im Besonderen, da üblicherweise Thermoelemente, Thermistoren oder Temperaturwiderstände zur Temperaturmessung eingesetzt werden, welche die Temperatur lediglich in ihrer unmittelbaren Umgebung erfassen können. Aufgrund der begrenzten Zugänglichkeit des Tankinnenraums ist zudem die Auswahl der Sensorposition stark eingeschränkt. For both purposes, it is therefore desirable to obtain the most accurate information possible about the temperature in a fuel gas tank. However, the locally occurring maximum temperature is crucial for maintaining the temperature limit, while the average temperature is more suitable for calculating the stored mass. Reconciling these two wishes is difficult. This is particularly true since thermocouples, thermistors or temperature resistors are usually used to measure temperatures, which can only record the temperature in their immediate surroundings. Due to the limited accessibility of the tank interior, the choice of sensor position is also severely limited.
Aus der US 2010/ 0032934 A1 geht beispielhaft ein Brenngastank mit einer Tankleitung und einem Tankventil zum Befüllen des Brenngastanks mit Brenngas sowie einem an der Tankleitung angeordneten Sensor zum Erfassen einer Zustandsgröße des Brenngases hervor. Der Sensor ist in der Weise positioniert, dass er beim Befüllen des Brenngastanks mit Brenngas außerhalb des sich bildenden Druckstrahls liegt. Auf diese Weise soll die Messgenauigkeit des Sensors erhöht werden. US 2010/0032934 A1 shows, for example, a fuel gas tank with a tank line and a tank valve for filling the fuel gas tank with fuel gas and a sensor arranged on the tank line for detecting a state variable of the fuel gas. The sensor is positioned in such a way that it lies outside the pressure jet that forms when the fuel gas tank is filled with fuel gas. In this way, the measuring accuracy of the sensor should be increased.
Die vorliegende Erfindung ist mit der Aufgabe befasst, die Messgenauigkeit bei der Erfassung mindestens einer Zustandsgröße des Brenngases beim Befüllen des Brenngastanks mit Brenngas weiter zu erhöhen. Zur Lösung der Aufgabe werden das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie der Brenngastank mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Des Weiteren wird ein Brenngastanksystem mit mindestens einem erfindungsgemäßen Brenngastank angegeben. The present invention is concerned with the task of further increasing the measurement accuracy when detecting at least one state variable of the fuel gas when filling the fuel gas tank with fuel gas. To solve the problem, the method with the features of claim 1 and the fuel gas tank with the features of claim 6 are proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the respective subclaims. Furthermore, a fuel gas tank system with at least one fuel gas tank according to the invention is specified.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Befüllen eines Speichervolumens eines Brenngastanks mit Brenngas wird das Brenngas über einen Betankungspfad mit integriertem Tankventil in das Speichervolumen eingeleitet und mit Hilfe mindestens eines Sensors wird mindestens eine Zustandsgröße, vorzugsweise die Temperatur und/oder der Druck, des Brenngases ermittelt. Das Verfahren umfasst die Schritte: In the proposed method for filling a storage volume of a fuel gas tank with fuel gas, the fuel gas is introduced into the storage volume via a refueling path with an integrated tank valve and at least one state variable, preferably the temperature and/or the pressure, of the fuel gas is determined with the aid of at least one sensor. The procedure includes the steps:
Messen einer Zustandsgröße an unterschiedlichen Messstellen im Brenngastank und Bilden eines gewichteten Mittelwerts und/oder eines Differenzwerts aus den Messwerten der einen Zustandsgröße und/oder Measuring a state variable at different measuring points in the fuel gas tank and forming a weighted average value and/or a difference value from the measured values of the one state variable and/or
Messen unterschiedlicher Zustandsgrößen an einer Messstelle im Brenngastank und Bilden eines Zustandswerts aus den Messwerten der unterschiedlichen Zustandsgrößen. Measuring different state variables at a measuring point in the fuel gas tank and forming a state value from the measured values of the different state variables.
Zur Messung einer Zustandsgröße an unterschiedlichen Messstellen werden mehrere Sensoren benötigt. Aus den Messwerten der mehreren Sensoren wird dann ein gewichteter Mittelwert und/oder ein Differenzwert gebildet, der gegenüber den einzelnen Messwerten eine höhere Aussagekraft besitzt. Über einen gewichteten Mittelwert kann die mittlere Temperatur im Speichervolumen besser abgebildet werden. Beispielsweise kann eine Gewichtung 20/80, 30/70, 40/60 oder 50/50 vorgenommen werden. Der Differenzwert wiederum lässt große Temperaturunterschiede erkennen, die beispielsweise darauf zurückzuführen sind, dass deutlich kühleres Brenngas in das Speichervolumen eingeleitet wird. Welche Erkenntnisse der Differenzwert bringt, hängt insbesondere von der Position der Sensoren ab. Die Messung unterschiedlicher Zustandsgrößen kann ebenfalls mit Hilfe mehrerer Sensoren oder mit Hilfe eines Kombisensors vorgenommen werden. Aus den unterschiedlichen Messwerten wird dann ein Zustandswert gebildet. Da der Zustandswert auf mehreren gemessenen Zustandsgrößen beruht, besitzt dieser ebenfalls eine höhere Aussagekraft als die einzelnen Messwerte. To measure a state variable at different measuring points, several sensors are required. A weighted average and/or a difference value is then formed from the measured values of the several sensors, which has greater significance than the individual measured values. The average temperature in the storage volume can be better represented using a weighted average. For example, a weighting of 20/80, 30/70, 40/60 or 50/50 can be made. The difference value in turn reveals large temperature differences, which can be attributed, for example, to the fact that significantly cooler fuel gas is introduced into the storage volume. What insights the difference value provides depends in particular on the position of the sensors. The measurement of different state variables can also be carried out with the help of several sensors or with the help of a combination sensor. A status value is then formed from the different measured values. Since the status value is based on several measured status variables, it is also more informative than the individual measured values.
Mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens kann somit eine höhere Genauigkeit bei der Ermittlung der mindestens einen Zustandsgröße erzielt werden. With the help of the proposed method, greater accuracy can be achieved in determining the at least one state variable.
Bevorzugt wird der aus den Messwerten des mindestens einen Sensors gebildete gewichtete Mittelwert, Differenzwert und/oder Zustandswert mit vorab ermittelten Kenndaten verglichen. Diese können zum Beispiel in Form einer Kennlinie und/oder eines Kennfelds in einem Datenspeicher abgelegt sein. Bei Detektion einer Abweichung kann dann mindestens eine Maßnahme zur Kompensation und/oder Adaption einer Einflussgröße eingeleitet werden. The weighted average value, difference value and/or status value formed from the measured values of the at least one sensor is preferably compared with previously determined characteristic data. These can, for example, be stored in a data memory in the form of a characteristic curve and/or a characteristic map. When a deviation is detected, at least one measure can then be initiated to compensate and/or adapt an influencing variable.
Die mindestens eine Zustandsgröße, vorzugsweise die Temperatur des Brenngases, wird bevorzugt im Speichervolumen sowie im Betankungspfad gemessen. Die beim Befüllen des Brenngastanks mit Brenngas auftretenden Unterschiede zwischen der Temperatur im Speichervolumen und der im Betankungspfad können auf diese Weise erfasst und bei der Ermittlung der mittleren Temperatur berücksichtigt werden. Ferner können lokal auftretende Temperaturmaxima besser erfasst werden, welche die mittlere Temperatur beeinflussen. The at least one state variable, preferably the temperature of the fuel gas, is preferably measured in the storage volume and in the refueling path. The differences that occur when filling the fuel gas tank with fuel gas between the temperature in the storage volume and that in the refueling path can be recorded in this way and taken into account when determining the average temperature. Furthermore, locally occurring temperature maxima, which influence the average temperature, can be better recorded.
Zur Erfassung unterschiedlicher Zustandsgrößen können ebenfalls mehrere Sensoren verwendet werden. Alternativ kann ein Kombisensor, beispielsweise ein Temperaturund Drucksensor, verwendet werden. Der Kombisensor senkt die Teilezahl und die Kosten. Ferner benötigt er weniger Bauraum als mehrere Sensoren. Several sensors can also be used to record different state variables. Alternatively, a combination sensor, for example a temperature and pressure sensor, can be used. The combination sensor reduces the number of parts and costs. Furthermore, it requires less installation space than several sensors.
Zur Verarbeitung der Messwerte des mindestens einen Sensors wird vorzugsweise eine elektronische Kontrolleinheit verwendet. Mit Hilfe der elektronischen Kontrolleinheit kann die Verarbeitung der Messwerte automatisiert werden. In der elektronischen Kontrolleinheit können zudem die vorab ermittelten Kenndaten, beispielsweise in Form einer Kennlinie und/oder eines Kennfelds, hinterlegt sein. Weiterhin vorzugsweise ist die elektronische Kontrolleinheit auf dem mindestens einen Sensor angeordnet. Sofern mehrere Sensoren zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt werden, sind diese bevorzugt in der Weise untereinander verbunden, dass die elektronische Kontrolleinheit zur Verarbeitung der Messwerte aller Sensoren auf einem Sensor angeordnet werden kann. An electronic control unit is preferably used to process the measured values of the at least one sensor. With the help of the electronic control unit, the processing of the measured values can be automated. The previously determined characteristic data, for example in the form of a characteristic curve and/or a characteristic map, can also be stored in the electronic control unit. Furthermore, the electronic control unit is preferably arranged on the at least one sensor. If several sensors are used to carry out the method, they are preferably connected to one another in such a way that the electronic control unit can be arranged on one sensor for processing the measured values of all sensors.
Des Weiteren wird ein Brenngastank für ein Brenngastanksystem vorgeschlagen. Der Brenngastank weist ein Speichervolumen auf, das über einen Betankungspfad mit integriertem Tankventil mit Brenngas befüllbar ist. Ferner weist der Brenngastank auf: mindestens einen Sensor, insbesondere einen Kombisensor, zur Ermittlung unterschiedlicher Zustandsgrößen des Brenngases im Brenngastank und/oder mehrere Sensoren zur Ermittlung einer Zustandsgröße des Brenngases an unterschiedlichen Messstellen im Brenngastank. Furthermore, a fuel gas tank for a fuel gas tank system is proposed. The fuel gas tank has a storage volume that can be filled with fuel gas via a refueling path with an integrated tank valve. Furthermore, the fuel gas tank has: at least one sensor, in particular a combination sensor, for determining different state variables of the fuel gas in the fuel gas tank and/or several sensors for determining a state variable of the fuel gas at different measuring points in the fuel gas tank.
Der Brenngastank weist alle Komponenten auf, die zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens erforderlich sind. Das heißt, dass der vorgeschlagene Brenngastank nach dem vorgeschlagenen Verfahren mit Brenngas befüllbar ist. Mit Hilfe des Brenngastanks können demnach die gleichen Vorteile wie mit Hilfe des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt werden. Insbesondere kann die mindestens eine Zustandsgröße, beispielsweise die Temperatur des Brenngases, mit höherer Genauigkeit ermittelt werden. The fuel gas tank has all the components required to carry out the previously described method. This means that the proposed fuel gas tank can be filled with fuel gas using the proposed method. With the help of the fuel gas tank, the same advantages can be achieved as with the help of the previously described method according to the invention. In particular, the at least one state variable, for example the temperature of the fuel gas, can be determined with greater accuracy.
Der Kombisensor ersetzt mehrere Sensoren, so dass durch die Verwendung eines Kombisensors die Teilezahl reduziert wird. Ferner können Kosten eingespart werden. Mit Hilfe des Kombisensors können unterschiedliche Zustandsgrößen, beispielsweise die Temperatur und der Druck, im Brenngastank gemessen werden. Der Kombisensor ist daher bevorzugt ein Temperatur- und Drucksensor. The combination sensor replaces several sensors, so using a combination sensor reduces the number of parts. Furthermore, costs can be saved. With the help of the combination sensor, different state variables, such as temperature and pressure, can be measured in the fuel gas tank. The combination sensor is therefore preferably a temperature and pressure sensor.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Sensor in und/oder an einem im Speichervolumen aufgenommenen Rohr angeordnet, das den Betankungspfad zumindest abschnittsweise begrenzt. Das Rohr kann beispielsweise eine Tanklanze sein. Mit Hilfe des mindestens einen Sensors kann somit eine Zustandsgröße des Brenngases im Speichervolumen und/oder im Betankungspfad erfasst werden. According to a preferred embodiment of the invention, at least one sensor is arranged in and/or on a pipe accommodated in the storage volume, which limits the refueling path at least in sections. The pipe can be a tank lance, for example. With the help of the at least one sensor, one can State variable of the fuel gas in the storage volume and / or in the refueling path can be recorded.
Vorteilhafterweise bilden der Betankungspfad, das Tankventil und der mindestens eine Sensor eine Tankeinheit aus, die in eine, vorzugsweise mittig angeordnete, stirnseitige Öffnung einer das Speichervolumen umschließenden Wandung eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, ist. Als Tankeinheit können alle Komponenten vormontiert und als vormontierte Baueinheit in den Brenngastank eingesetzt werden, so dass die Montage vereinfacht wird. Zugleich kann Bauraum eingespart werden. Die Tankeinheit kann darüber hinaus weitere Komponenten aufnehmen, beispielsweise ein weiteres Ventil und/oder einen weiteren Sensor. Ferner kann die Tankeinheit ein Rohr oder eine Tanklanze zur abschnittsweisen Begrenzung des Betankungspfads ausbilden oder mit einem solchen Rohr bzw. einer solchen Tanklanze verbunden sein. Advantageously, the refueling path, the tank valve and the at least one sensor form a tank unit which is inserted, in particular screwed, into a preferably centrally arranged, front-side opening of a wall enclosing the storage volume. As a tank unit, all components can be pre-assembled and inserted into the fuel gas tank as a pre-assembled unit, so that assembly is simplified. At the same time, installation space can be saved. The tank unit can also accommodate further components, for example another valve and/or another sensor. Furthermore, the tank unit can form a pipe or a tank lance for sectionally delimiting the refueling path or can be connected to such a pipe or such a tank lance.
Darüber hinaus wird ein Brenngastanksystem vorgeschlagen, das mindestens einen erfindungsgemäßen Brenngastank umfasst. Beispielsweise können mehrere gleichartige Brenngastanks in paralleler Anordnung über einen gemeinsamen Rahmen verbunden sein. Der Rahmen erleichtert den Einbau des Brenngastanksystems in ein Fahrzeug, beispielsweise in ein Brennstoffzellenfahrzeug. In addition, a fuel gas tank system is proposed which includes at least one fuel gas tank according to the invention. For example, several similar fuel gas tanks can be connected in a parallel arrangement via a common frame. The frame facilitates the installation of the fuel gas tank system in a vehicle, for example in a fuel cell vehicle.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen: Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen ersten erfindungsgemäßen Brenngastank im Bereich einer Tankeinheit und 1 shows a schematic longitudinal section through a first fuel gas tank according to the invention in the area of a tank unit and
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen zweiten erfindungsgemäßen Brenngastank im Bereich einer Tankeinheit. Fig. 2 shows a schematic longitudinal section through a second fuel gas tank according to the invention in the area of a tank unit.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
Der in der Figur 1 dargestellte Brenngastank 1 weist eine ein Speichervolumen 2 umschließende Wandung 10 mit einer stirnseitigen Öffnung 11 auf, in die eine Tankeinheit 9 eingesetzt ist. Über die Tankeinheit 9 führt ein Betankungspfad 3 mit integriertem Tankventil 4 zur Befüllung des Brenngastanks 1 mit frischem Brenngas. Da sich Brenngas, wie beispielsweise Wasserstoff, beim Befüllen sehr stark erwärmt, wird mit Hilfe mindestens eines Sensors 5, 6, 7 die Temperatur des Brenngases im Speichervolumen 2 überwacht. The fuel gas tank 1 shown in Figure 1 has a wall 10 enclosing a storage volume 2 with a front opening 11 into which a tank unit 9 is inserted. A refueling path 3 leads via the tank unit 9 Integrated tank valve 4 for filling the fuel gas tank 1 with fresh fuel gas. Since fuel gas, such as hydrogen, heats up very much when it is filled, the temperature of the fuel gas in the storage volume 2 is monitored with the help of at least one sensor 5, 6, 7.
In der Figur 1 sind zwei Sensoren 5, 6 zum Messen der Temperatur vorgesehen. Ein erster Sensor 5 ist außenseitig an einem Rohr 8 angeordnet, durch das der Betankungspfad 3 führt. Ein zweiter Sensor 6 ist innenseitig am Rohr 8 angeordnet, so dass er im Betankungspfad 3 zu liegen kommt. Um den Bauraumbedarf zu senken, sind die beiden Sensoren 5, 6 Rücken an Rücken angeordnet. Diese Anordnung erleichtert zudem den Anschluss der beiden Sensoren 5, 6 über Anschlussdrähte 12. Die unterschiedliche Orientierung der beiden Sensoren 5, 6 ermöglicht das Messen der Temperatur des Brenngases an unterschiedlichen Messstellen, und zwar im Speichervolumen 2 sowie im Betankungspfad 3. Da beim Befüllen des Brenngastanks 1 mit frischem Brenngas deutlich kühleres Brenngas über den Betankungspfad 3 in das Speichervolumen 2 gelangt, kann mit Hilfe der beiden Sensoren 5, 6 der Temperaturunterschied erfasst werden. Durch Bilden eines gewichteten Mittelwerts der Messwerte beider Sensoren 5, 6 kann die mittlere Temperatur im Speichervolumen 2 genauer abgebildet werden. Beispielsweise kann eine Gewichtung 20/80, 30/70, 40/60 oder 50/50 vorgenommen werden. In Figure 1, two sensors 5, 6 are provided for measuring the temperature. A first sensor 5 is arranged on the outside of a pipe 8 through which the refueling path 3 leads. A second sensor 6 is arranged on the inside of the pipe 8 so that it comes to rest in the refueling path 3. In order to reduce the installation space requirement, the two sensors 5, 6 are arranged back to back. This arrangement also makes it easier to connect the two sensors 5, 6 via connecting wires 12. The different orientation of the two sensors 5, 6 enables the temperature of the fuel gas to be measured at different measuring points, namely in the storage volume 2 and in the refueling path 3. Since when filling the Fuel gas tanks 1 with fresh fuel gas, significantly cooler fuel gas enters the storage volume 2 via the refueling path 3, the temperature difference can be detected with the help of the two sensors 5, 6. By forming a weighted average of the measured values of both sensors 5, 6, the average temperature in the storage volume 2 can be mapped more precisely. For example, a weighting of 20/80, 30/70, 40/60 or 50/50 can be made.
Der in der Figur 2 dargestellte Brenngastank 1 unterscheidet sich von dem der Figur 1 dadurch, dass die beiden außen- und innenseitig am Rohr 8 angeordneten Sensoren 5 und 6 nicht nur eine Zustandsgröße, sondern unterschiedliche Zustandsgrößen messen, beispielsweise die Temperatur und den Druck des Brenngases im Brenngastank 1 . The fuel gas tank 1 shown in Figure 2 differs from that of Figure 1 in that the two sensors 5 and 6 arranged on the outside and inside of the pipe 8 measure not just one state variable, but different state variables, for example the temperature and pressure of the fuel gas in the fuel gas tank 1.
Wie beispielhaft in der Figur 2 dargestellt, können die unterschiedlichen Zustandsgrößen auch mit Hilfe eines einzigen Sensors 7 erfasst werden, wobei dieser Sensor 7 dann als Kombisensor, beispielsweise als Temperatur- und Drucksensor, ausgeführt ist. Der Kombisensor 7 ersetzt dann die beiden Sensoren 5, 6. Der Einfachheit halber sind alle Sensoren 5, 6, 7 in der Figur 2 dargestellt. As shown by way of example in FIG. 2, the different state variables can also be detected with the aid of a single sensor 7, this sensor 7 then being designed as a combination sensor, for example as a temperature and pressure sensor. The combination sensor 7 then replaces the two sensors 5, 6. For the sake of simplicity, all sensors 5, 6, 7 are shown in Figure 2.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Befüllen eines Speichervolumens (2) eines Brenngastanks (1) mit Brenngas, bei dem das Brenngas über einen Betankungspfad (3) mit integriertem Tankventil (4) in das Speichervolumen (2) eingeleitet wird und mit Hilfe mindestens eines Sensors (5, 6, 7) mindestens eine Zustandsgröße, vorzugsweise die Temperatur und/oder der Druck, des Brenngases ermittelt wird, umfassend die Schritte1. Method for filling a storage volume (2) of a fuel gas tank (1) with fuel gas, in which the fuel gas is introduced into the storage volume (2) via a refueling path (3) with an integrated tank valve (4) and with the aid of at least one sensor (5 , 6, 7) at least one state variable, preferably the temperature and / or the pressure, of the fuel gas is determined, comprising the steps
Messen einer Zustandsgröße an unterschiedlichen Messstellen im Brenngastank (1) und Bilden eines gewichteten Mittelwerts und/oder eines Differenzwerts aus den Messwerten der einen Zustandsgröße und/oder Measuring a state variable at different measuring points in the fuel gas tank (1) and forming a weighted average value and/or a difference value from the measured values of the one state variable and/or
Messen unterschiedlicher Zustandsgrößen an einer Messstelle im Brenngastank (1) und Bilden eines Zustandswerts aus den Messwerten der unterschiedlichen Zustandsgrößen. Measuring different state variables at a measuring point in the fuel gas tank (1) and forming a state value from the measured values of the different state variables.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gewichtete Mittelwert, der Differenzwert und/oder der Zustandswert mit vorab ermittelten Kenndaten verglichen wird und bei Detektion einer Abweichung mindestens eine Maßnahme zur Kompensation und/oder zur Adaption einer Einflussgröße eingeleitet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the weighted average, the difference value and / or the state value is compared with previously determined characteristic data and when a deviation is detected, at least one measure for compensation and / or for adapting an influencing variable is initiated.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zustandsgröße, vorzugsweise die Temperatur des Brenngases, im Speichervolumen (2) und im Betankungspfad (3) gemessen wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one state variable, preferably the temperature of the fuel gas, is measured in the storage volume (2) and in the refueling path (3).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung unterschiedlicher Zustandsgrößen mehrere Sensoren (5, 6) oder ein Kombisensor (7), beispielsweise ein Temperaturund Drucksensor, verwendet werden bzw. wird. 4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that several sensors (5, 6) or a combination sensor (7), for example a temperature and pressure sensor, are used to detect different state variables.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verarbeitung der Messwerte des mindestens einen Sensors (5, 6, 7) eine elektronische Kontrolleinheit verwendet wird, die vorzugsweise auf dem mindestens einen Sensor (5, 6, 7) angeordnet ist. 5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an electronic control unit is used to process the measured values of the at least one sensor (5, 6, 7), which is preferably arranged on the at least one sensor (5, 6, 7). .
6. Brenngastank (1) für ein Brenngastanksystem, aufweisend ein Speichervolumen (2), das über einen Betankungspfad (3) mit integriertem Tankventil (4) mit Brenngas befüllbar ist, ferner aufweisend mindestens einen Sensor (7), insbesondere Kombisensor, zur Ermittlung unterschiedlicher Zustandsgrößen des Brenngases im Brenngastank (1) und/oder mehrere Sensoren (5, 6) zur Ermittlung einer Zustandsgröße des Brenngases an unterschiedlichen Messstellen im Brenngastank (1). 6. Fuel gas tank (1) for a fuel gas tank system, having a storage volume (2) which can be filled with fuel gas via a refueling path (3) with an integrated tank valve (4), further comprising at least one sensor (7), in particular a combination sensor, for determining different State variables of the fuel gas in the fuel gas tank (1) and/or several sensors (5, 6) for determining a state variable of the fuel gas at different measuring points in the fuel gas tank (1).
7. Brenngastank (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kombisensor (7) ein Temperatur- und Drucksensor ist. 7. Fuel gas tank (1) according to claim 6, characterized in that the combination sensor (7) is a temperature and pressure sensor.
8. Brenngastank (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (5, 6, 7) in und/oder an einem im Speichervolumen (2) aufgenommenen Rohr (8) angeordnet ist, das den Betankungspfad (3) zumindest abschnittsweise begrenzt. 8. Fuel gas tank (1) according to claim 6 or 7, characterized in that at least one sensor (5, 6, 7) is arranged in and / or on a pipe (8) accommodated in the storage volume (2), which defines the refueling path (3 ) limited at least in sections.
9. Brenngastank (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betankungspfad (3), das Tankventil (4) und der mindestens eine Sensor (5, 6, 7) eine Tankeinheit (9) ausbilden, die in eine, vorzugsweise mittig angeordnete, stirnseitige Öffnung (11) einer das Speichervolumen (2) umschließenden Wandung (10) eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, ist. 9. Fuel gas tank (1) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the refueling path (3), the tank valve (4) and the at least one sensor (5, 6, 7) form a tank unit (9), which in a preferably centrally arranged, front-side opening (11) of a wall (10) surrounding the storage volume (2) is inserted, in particular screwed in.
10. Brenngastanksystem, umfassend mindestens einen Brenngastank (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9. 10. Fuel gas tank system, comprising at least one fuel gas tank (1) according to one of claims 6 to 9.
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