WO2024061430A2 - Vehicle, and method for filling a fuel storage unit of such a vehicle - Google Patents

Vehicle, and method for filling a fuel storage unit of such a vehicle Download PDF

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WO2024061430A2
WO2024061430A2 PCT/DE2023/200193 DE2023200193W WO2024061430A2 WO 2024061430 A2 WO2024061430 A2 WO 2024061430A2 DE 2023200193 W DE2023200193 W DE 2023200193W WO 2024061430 A2 WO2024061430 A2 WO 2024061430A2
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longitudinal axis
container
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Florian Fix
Markus Reinisch
René-Christopher WOLLMANN
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Quantron Ag
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles and mobile work machines, for transporting people and/or goods, in particular a commercial vehicle, and a method for filling a fuel storage of such a vehicle.
  • Such a vehicle has a ladder frame as a supporting chassis.
  • the ladder frame has at least two frame longitudinal members, which are spaced apart from one another transversely to the vehicle's longitudinal axis, so that a free space remains between the frame longitudinal members along the vehicle's longitudinal axis.
  • the ladder frame also has a frame cross member that connects the frame longitudinal members to one another.
  • the vehicle has a drive unit with at least one axle, usually with a differential, which is connected to the ladder frame.
  • the drive unit has an electric motor to drive the axle.
  • the vehicle has a fuel cell as an energy source for the electric motor and a fuel storage device to hold fuel for the fuel cell.
  • Fuel cell technology in the transportation industry produces electrical energy to power vehicles or vehicles. This conversion of chemical energy into electrical energy has an efficiency of around 40-50%.
  • Fuel cells can, for example, be operated with hydrogen, low molecular weight alcohols (methanol, ethanol) or ammonia. For example, when water is formed by combining hydrogen with oxygen molecules, electrical energy is released.
  • a vehicle with a fuel cell is designed to carry a fuel storage device in which the fuel is stored. Due to the limited space on the ladder frame of such a vehicle, vehicles with fuel cells are often limited in their range compared to vehicles with internal combustion engines, since the fuel containers, which are usually arranged on the side of the ladder frame, cannot hold a comparable amount of fuel.
  • EP 0 851 816 A1 discloses a combined tank. Pressure tanks are in a housing tank so that there is storage volume for combustion fuel around the pressure tanks.
  • DE 101 02 636 A1 discloses a fuel tank for holding a fuel for operating a vehicle drive, the fuel tank being arranged in the area in front of a front axle or behind a rear axle and with means for carrying out a guided deviation movement being provided, so that in the event of an impact a movement of the Fuel tanks can be carried out in the direction of the front axle or rear axle.
  • US 2022/105,791 A1 discloses a sandwich construction with batteries and hydrogen tanks arranged above them.
  • WO 2017/188882 A1 discloses a liquid gas tank system.
  • JP 2017-081392 A and JP 2017-100515 A disclose fastening structures for a tank unit.
  • the CN 111619373 A discloses a chassis arrangement for a truck.
  • the invention is based on the object of providing an alternative or an improvement to the prior art.
  • the problem solved is a vehicle, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles and mobile work machines, for the transport of people and / or goods, in particular a commercial vehicle in the form of a truck, especially a truck cab-over design, wherein the vehicle has a ladder frame as a supporting chassis, and wherein the ladder frame has two frame longitudinal beams, which run at least in sections along, in particular parallel to, a vehicle longitudinal axis and are spaced apart from one another transversely to the vehicle longitudinal axis, so that a free space remains between the frame longitudinal beams along the vehicle longitudinal axis, and has a plurality of frame cross beams which connect the frame longitudinal beams to one another and which run transversely to the longitudinal axis of the vehicle, the vehicle having a drive unit with at least one axle, in particular with a differential, the axle being connected to the lead frame, the drive unit having an electric motor for driving the axle, the vehicle having a fuel cell as an energy source for the electric motor and the vehicle
  • a vehicle claimed here has, in accordance with the vehicle of the generic type, a ladder frame as a supporting chassis.
  • lead frames In the case of such lead frames, the term lead frame is sometimes used; these terms should be understood as synonyms in the context of this application.
  • the ladder frame has at least two frame longitudinal members, which are spaced apart from one another transversely to the vehicle's longitudinal axis, so that a free space remains between the frame longitudinal members along the vehicle's longitudinal axis.
  • These frame longitudinal beams are also referred to as longitudinal spars or longitudinal struts.
  • the ladder frame serves to stabilize the vehicle.
  • the ladder frame also has a large number of frame cross members which connect the frame longitudinal members to one another.
  • frame cross members are also known as cross members or cross struts.
  • a “multiplicity” is understood to be at least two, but more likely at least three, preferably four.
  • a ladder frame is provided to hold additional vehicle components.
  • vehicle components can be parts of a body and/or other add-on parts.
  • vehicle components can also be at least parts of a payload.
  • the vehicle has a drive unit with at least one axle, preferably with a differential, which is connected to the ladder frame.
  • the drive unit has an electric motor to drive the axle.
  • electric motors can also be provided to drive an axle.
  • several electric motors can be provided for one axis each.
  • the vehicle has a fuel cell as an energy source for the electric motor and a fuel storage device to hold fuel for the fuel cell.
  • the fuel cell converts chemical reaction energy from the continuously supplied fuel and an oxidizing agent into electrical energy.
  • the vehicle has a fuel storage with a large number of fuel containers for holding fuel for the fuel cell. Furthermore, it is proposed that at least one of the fuel containers is arranged below one of the frame longitudinal members parallel to the longitudinal axis of the vehicle. In the present case, parallel is to be understood as meaning that the orientation of the main axis of extension of the fuel containers does not deviate by more than 20°, preferably less than 12° or 10°, from the main axis of extension of the frame side members.
  • the proposed fuel container which is arranged under the frame side member, does not reduce the ground clearance of the vehicle.
  • ground clearance is understood to be the distance to the ground between the lowest point of the body and a road.
  • the proposed fuel storage with multiple fuel containers allows more fuel to be transported on the vehicle, thereby increasing the range of the vehicle. This is particularly important for vehicles that usually have a range of more than 500 kilometers or that require increased fuel, for example to operate peripheral devices. Because the space below the frame longitudinal member is also used for fuel containers, more fuel can be stored on the vehicle without having to use usable space in other areas of the vehicle.
  • the several fuel containers are preferably combined to form a large fuel storage facility. However, they can also be present as separate fuel storage facilities.
  • the task solved is a vehicle, in particular a vehicle as described above, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles and mobile work machines, for the transport of people and / or goods, in particular a commercial vehicle in the form of a Truck, especially a truck of the cab-over type, wherein the vehicle (100) has a ladder frame (10) as a supporting chassis, and wherein the ladder frame (10) has two frame longitudinal members (12, 14), which at least in sections run along, in particular parallel to, a vehicle longitudinal axis (2) and are spaced apart from one another transversely to the vehicle longitudinal axis (2), so that a free space (4) remains between the frame longitudinal members (12, 14) along the vehicle longitudinal axis (2), and over a variety of frame cross members (16, 18), which connect the frame longitudinal members (12, 14) to one another and which run transversely to the vehicle's longitudinal axis (2), the vehicle (100) having a drive unit with at least one axle (22), in particular with a differential (
  • the fuel containers can be positioned in pairs below the two frame longitudinal members along, especially parallel to, the vehicle's longitudinal axis.
  • parallel is to be understood as meaning that the orientation of the main axis of extension of the fuel containers does not deviate by more than 25°, especially not more than 12° or 10°, from the main axis of extension of the frame side members.
  • Two fuel containers are each located below a frame longitudinal member - preferably parallel - to one another and/or preferably in the same position relative to the vehicle's longitudinal axis. With such a design, it is particularly preferred that the space between the longitudinal frame members remains free.
  • the fuel containers are preferably arranged in such a way that the space outside the frame side members next to the fuel containers remains free so that other components of the vehicle can be positioned there. Such other components can be, for example, additional fuel containers.
  • the vehicle has at least one external fuel container for holding fuel for the fuel cell.
  • the at least one outer fuel container is arranged laterally on the side of one of the frame longitudinal members facing away from the free space.
  • This at least one outer fuel container is preferably arranged parallel to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the vehicle preferably has a fuel storage system, which has at least one external fuel container.
  • This outer fuel container is preferably positioned at the location where a comparable generic vehicle usually has a fuel tank. Such a fuel tank is usually arranged next to one of the frame longitudinal members parallel to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the proposed outer fuel container is arranged parallel to the fuel container described above.
  • the fuel containers are fluidly connected to one another indirectly via a pressure line.
  • the fuel container and a second fuel container and/or one or more outer fuel containers are fluidly connected to one another by means of a controllable valve.
  • At least one of the fuel containers has a thermal insulating layer.
  • a thermal insulating layer is to be understood as meaning a layer which has a thermal conductivity of not more than 0.05 kj/m 2 *h°' 5 *K at 24° C according to DIN EN ISO 10456:2010-05.
  • At least one of the fuel containers has an inner container made of plastic, which is surrounded by carbon fibers.
  • This configuration is particularly advantageous for fuels that are stored under pressure within the fuel storage.
  • One of the possible fuels in this context is, for example - and particularly preferably - hydrogen.
  • the fuel storage is intended for compressed gas storage.
  • Storage in such a fuel storage facility can be achieved, for example, by compressing the fuel with compressors.
  • the fuel storage facility can also be designed for liquid gas storage. Storage can then be achieved, for example, in liquefied form by cooling and compression.
  • the fuel storage is designed as a high-pressure storage.
  • Such a fuel storage is in particular intended for storing the fuel between 6 and 1200 bar, preferably between 10 and 900 bar, particularly preferably between 15 and 800 bar.
  • the fuel is hydrogen.
  • hydrogen should also be considered a fuel if it contains hydrogen as its main component.
  • the pressures can vary greatly, depending on the form in which it is available at the gas station. For example, the following numerical values should be mentioned:
  • Liquid hydrogen (LH2) temperature down to -253 °C at approx. 16.5 bar
  • At least one of the fuel containers is cylindrical; in particular, a cylindrical design of the fuel container is advantageous for holding gaseous hydrogen.
  • the fuel container it is also possible for the fuel container to be non-cylindrical, for example cubic.
  • the above-mentioned internal structure could, for example, connect opposing side parts of the fuel container to one another in such a way that they cannot move away from one another at high pressure, so that the shape of the fuel container can be maintained even at high pressure.
  • the vehicle has a battery for storing electrical energy for the electric motor.
  • both electrical energy from the battery and electrical energy from the fuel cell can be provided for the electric motor.
  • the fuel cell can only be used to charge the battery. With this design, the electrical energy for the electric motor would come exclusively from the battery.
  • the fuel container which is positioned below the frame side members, preferably has a length of 40 cm to 4,000 cm. A length of 100 cm to 250 cm is particularly preferred.
  • the fuel container which is positioned below the frame side members, preferably has an outer diameter of 15 cm to 40 cm.
  • the fuel container which is positioned below the frame side members, preferably has a volume of 9,000 cc to 6,000,000 cc.
  • the fuel storage is preferably intended for storing 2 kg to 40 kg or up to 50 kg, up to 60 kg, up to 70 kg of hydrogen.
  • the fuel storage is preferably designed as a high-pressure fuel storage.
  • the high-pressure fuel storage device is intended to be a fuel storage device which, under normal conditions, holds hydrogen at more than 500 bar, in particular up to approximately 700 bar nominally.
  • the normal conditions are an average temperature of 18 ° C to 26 ° C; at higher temperatures, pressures can be maintained up to preferably between 800 and 900 bar, for example up to 875 bar.
  • two outer fuel stores and two inner fuel stores are provided, with the two inner fuel stores being the same size and the two outer fuel stores being the same size, with an outer fuel store having a diameter of 1.5 times to 3 times in relation to the diameter of the inner fuel store having.
  • the stated task solves a method for filling a fuel storage of a vehicle of the type described above.
  • a first fuel container is filled with fuel, and then a second fuel container is filled with fuel.
  • Such a design is particularly advantageous if the vehicle is to be filled at a gas station that is not suitable for fuel containers whose volume is above a certain limit. In such a case, errors could occur when refueling the vehicle. If only one of the fuel containers is filled initially, this can avoid any errors during the filling process. During the filling of the first fuel container or after it has been filled, this first fuel container can then be fluidly connected again to the remaining fuel containers, so that the fuel can be balanced between the then connected fuel containers. It is then possible to fill the first fuel container again. If the first fuel container is completely filled and then fluidly connected to the remaining fuel containers, these steps can be repeated as often as desired. As soon as all existing fuel containers have been filled with fuel to the desired extent, the process can be ended. The first fuel container can be separated from the other fuel containers during filling.
  • the first fuel container is separated from the other fuel containers before being filled with fuel.
  • the first fuel container is being filled, it is connected to the other fuel containers via a valve.
  • FIG. 1 shows a perspective view from diagonally behind of a vehicle which is designed as a cab-over truck in the form of a semi-trailer;
  • FIG. 2 shows the fuel storage from FIG. 1 in detail with a configuration with four fuel containers in a front view
  • Fig. 3 shows the fuel storage from Figures 1 and 2 in a view from below the vehicle.
  • the exemplary embodiment shows a vehicle which is designed as a vehicle 100, in this example it is designed as a tractor unit.
  • vehicle 100 in this example it is designed as a tractor unit.
  • the tractor unit is shown without a semi-trailer.
  • the fuel storage 200 is only partially visible in Figure 1 because it is covered by side panels and other trim parts.
  • the vehicle has a chassis with a ladder frame 10, which is also known as a ladder frame.
  • the chassis is designed as a load-bearing chassis.
  • the chassis In addition to accommodating vehicle components such as a body and payload, the chassis also accommodates other add-on parts.
  • the chassis is designed in such a way that, in addition to the functions already mentioned, it also serves to stabilize the vehicle.
  • the ladder frame 10 has two longitudinal frame members 12, 14, also called longitudinal bars, which run at least in sections parallel to a vehicle longitudinal axis 2. Particularly in the front area of the vehicle, it can be advantageous that the side members do not run parallel to one another, but rather converge at an angle. Such a design allows, for example, easy positioning in the area of steerable wheels.
  • the frame longitudinal members 12, 14 are spaced apart from one another transversely to the vehicle's longitudinal axis 2, so that a free space 4 remains between the frame longitudinal members 12, 14 along the vehicle's longitudinal axis 2.
  • the ladder frame 10 has a large number of frame cross members, which are also called cross struts, which connect the frame longitudinal members 12, 14 to one another. These frame cross members run transversely to the vehicle's longitudinal axis 2.
  • the vehicle has a drive unit with a driven rear axle 22 which has a differential 24 and which is connected to the ladder frame 10.
  • the drive unit is not shown in the figures.
  • the drive unit has an electric motor for driving the axle 22 and a fuel cell, which serves as an energy source for the electric motor.
  • the vehicle also has a fuel storage unit 200 which is intended for storing a fuel.
  • the fuel is hydrogen which is intended for the fuel cell.
  • the vehicle has a fuel storage 200 with a large number of fuel containers 202, 204, 206, 208 for holding the fuel.
  • the fuel storage 200 is designed as a high-pressure storage device, which is intended to hold hydrogen at a nominal pressure of up to 700 bar. At higher temperatures, pressures of up to almost 900 bar are possible, specifically up to 875 bar.
  • the individual fuel containers 202, 204, 206, 208 are cylindrical so that they can withstand the pressure of the hydrogen.
  • the vehicle has two fuel containers 202, 204 which are positioned in pairs below the two frame longitudinal members 12, 14 parallel to the vehicle's longitudinal axis 2.
  • the vehicle has two external fuel containers 206, 208, which are arranged laterally on the side of the frame longitudinal members 12, 14 facing away from the free space 4.
  • the outer fuel containers 206, 208 are arranged parallel to the longitudinal axis 2 of the vehicle.
  • the fuel containers 202, 204, 206, 208 are connected indirectly via pressure lines 203, 205,
  • the pressure lines 203, 205, 207, 209 indirectly connect all fuel containers 202, 204, 206, 208 to one another.
  • Controllable valves 210 are provided on the pressure lines 203, 205, 207, 209, with which the fuel containers 202, 204, 206, 208 can either be fluidly separated from one another or fluidly connected.
  • the fuel containers 202, 204, 206, 208 have a thermal insulation layer, which is not shown here in more detail.
  • the fuel containers 202, 204, 206, 208 also have inner containers made of a plastic which is surrounded by carbon fibers.
  • the fuel containers 202, 204 are connected to the lead frame 10 of the vehicle via tension straps 30 and a mounting part 32.
  • the fuel containers 202, 204 are positioned at the level of the outer fuel containers 206, 208 with respect to the vehicle's longitudinal axis 2.

Abstract

The invention relates to a vehicle (100) for transporting persons and/or goods, in particular a lorry, wherein: the vehicle (100) has a ladder-type frame (10) acting as a supporting chassis; the ladder-type frame (10) has at least two longitudinal frame supports (12, 14) at least portions of which extend parallel to a vehicle longitudinal axis (2) and are spaced apart from one another transversely to the vehicle longitudinal axis (2) so that a free space (4) remains between the longitudinal frame supports (12, 14) along the vehicle longitudinal axis (2); the ladder-type frame (10) has a plurality of transverse frame supports (16, 18) which interconnect the longitudinal frame supports (12, 14) and which extend transversely to the vehicle longitudinal axis (2); the vehicle (10) has a drive unit comprising at least one axle (22) having a differential (24), said drive unit being connected to the ladder-type frame (10); the drive unit has an electric motor for driving the axle (22); the vehicle (100) has a fuel cell acting as an energy source for the electric motor; the vehicle (100) has a fuel storage unit (200) for storing a fuel for the fuel cell; and the fuel storage unit (200) has a plurality of fuel containers (202, 204, 206, 208) for storing the fuel for the fuel cell, and at least one of the fuel containers (202, 204) is located below one of the longitudinal frame supports (12, 14) parallel to the vehicle longitudinal axis (2).

Description

FAHRZEUG UND VERFAHREN ZUM BEFÜLLEN EINES BRENNSTOFFSPEICHERS EINES SOLCHEN FAHRZEUGS VEHICLE AND METHOD FOR FILLING A FUEL STORAGE OF SUCH A VEHICLE
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen zugehörig ist, zum Transport von Personen und/oder Gütern, insbesondere ein Nutzfahrzeug, und ein Verfahren zum Befüllen eines Brennstoffspeichers eines solchen Fahrzeuges. The invention relates to a vehicle, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles and mobile work machines, for transporting people and/or goods, in particular a commercial vehicle, and a method for filling a fuel storage of such a vehicle.
Ein solches Fahrzeug verfügt einen Leiterrahmen als tragendes Chassis. Der Leiterrahmen verfügt über mindestens zwei Rahmenlängsträger, welche quer zur Fahrzeuglängsachse voneinander beabstandet sind, so dass zwischen den Rahmenlängsträgern entlang der Fahrzeuglängsachse ein Freiraum verbleibt. Der Leiterrahmen verfügt weiterhin über eine Rahmenquerträger, welche die Rahmenlängsträger untereinander verbinden. Das Fahrzeug verfügt über eine Antriebseinheit mit mindestens einer Achse, in der Regel mit einem Differenzial, welche mit dem Leiterrahmen verbunden ist. Die Antriebseinheit verfügt über einen Elektromotor zum Antreiben der Achse. Das Fahrzeug verfügt über eine Brennstoffzelle als Energiequelle für den Elektromotor und über einen Brennstoffspeicher zum Vorhalten eines Brennstoffes für die Brennstoffzelle. Such a vehicle has a ladder frame as a supporting chassis. The ladder frame has at least two frame longitudinal members, which are spaced apart from one another transversely to the vehicle's longitudinal axis, so that a free space remains between the frame longitudinal members along the vehicle's longitudinal axis. The ladder frame also has a frame cross member that connects the frame longitudinal members to one another. The vehicle has a drive unit with at least one axle, usually with a differential, which is connected to the ladder frame. The drive unit has an electric motor to drive the axle. The vehicle has a fuel cell as an energy source for the electric motor and a fuel storage device to hold fuel for the fuel cell.
Die Brennstoffzellentechnologie in der Verkehrsindustrie erzeugt elektrische Energie für den Antrieb von Fahrzeugen oder Fahrzeugen. Diese Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie hat einen Wirkungsgrad von etwa 40-50 %. Brennstoffzellen können beispielsweise mit Wasserstoff, niedermolekularen Alkoholen (Methanol, Ethanol) oder Ammoniak betrieben werden. Beispielsweise bei der Bildung von Wasser durch die Verbindung von Wasserstoff mit Sauerstoffmolekülen wird elektrische Energie frei. Ein Fahrzeug mit Brennstoffzelle ist dazu eingerichtet, einen Brennstoffspeicher mitzuführen, in welchem der Brennstoff vorgehalten wird. Aufgrund des geringen Platzes am Leiterrahmen eines solchen Fahrzeuges sind Fahrzeuge mit Brennstoffzellen in Ihrer Reichweite gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennermotoren oftmals eingeschränkt, da die üblicherweise seitlich am Leiterrahmen angeordnete Brennstoffbehälter nicht vergleichbar viel Brennstoff aufnehmen können. Die EP 0 851 816 A1 offenbart einen kombinierten Tank. Drucktanks sind in einem Gehäusetank, sodass um die Drucktanks herum Speichervolumen für Verbrennungsstoff vorhanden ist. Fuel cell technology in the transportation industry produces electrical energy to power vehicles or vehicles. This conversion of chemical energy into electrical energy has an efficiency of around 40-50%. Fuel cells can, for example, be operated with hydrogen, low molecular weight alcohols (methanol, ethanol) or ammonia. For example, when water is formed by combining hydrogen with oxygen molecules, electrical energy is released. A vehicle with a fuel cell is designed to carry a fuel storage device in which the fuel is stored. Due to the limited space on the ladder frame of such a vehicle, vehicles with fuel cells are often limited in their range compared to vehicles with internal combustion engines, since the fuel containers, which are usually arranged on the side of the ladder frame, cannot hold a comparable amount of fuel. EP 0 851 816 A1 discloses a combined tank. Pressure tanks are in a housing tank so that there is storage volume for combustion fuel around the pressure tanks.
Die DE 101 02 636 A1 offenbart einen Brennstofftank zur Aufnahme eines Brennmittels zum Betreiben eines Fahrzeugantriebs, wobei der Brennstofftank im Bereich vor einer Vorderachse bzw. hinter einer Hinterachse angeordnet ist und wobei Mittel zur Ausführung einer geführten Abweichbewegung vorgesehen sind, sodass im Aufprallfall eine Bewegung des Brennstofftanks in Richtung der Vorderachse bzw. Hinterachse ausführbar ist. DE 101 02 636 A1 discloses a fuel tank for holding a fuel for operating a vehicle drive, the fuel tank being arranged in the area in front of a front axle or behind a rear axle and with means for carrying out a guided deviation movement being provided, so that in the event of an impact a movement of the Fuel tanks can be carried out in the direction of the front axle or rear axle.
Die US 2022/105,791 A1 offenbart eine Sandwichkonstruktion mit Batterien und darüber angeordneten Wasserstofftanks. US 2022/105,791 A1 discloses a sandwich construction with batteries and hydrogen tanks arranged above them.
Die WO 2017/188882 A1 offenbart ein Flüssiggastanksystem. WO 2017/188882 A1 discloses a liquid gas tank system.
Die JP 2017-081392 A und die JP 2017-100515 A offenbaren Befestigungskonstruktionen für eine Tankeinheit. JP 2017-081392 A and JP 2017-100515 A disclose fastening structures for a tank unit.
Die CN 111619373 A offenbart ein Chassis-Arrangement für einen Lastkraftwagen. The CN 111619373 A discloses a chassis arrangement for a truck.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Alternative oder eine Verbesserung zur Seite zu stellen. The invention is based on the object of providing an alternative or an improvement to the prior art.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen zugehörig ist, zum Transport von Personen und/oder Gütern, insbesondere Nutzfahrzeug in Gestalt eines Lastkraftwagens, vor allem eines Lastkraftwagens der cab-over-Bauart, wobei das Fahrzeug über einen Leiterrahmen als tragendes Chassis verfügt, und wobei der Leiterrahmen über zwei Rahmenlängsträger verfügt, welche zumindest abschnittsweise längs zu, insbesondere parallel zu, einer Fahrzeuglängsachse verlaufen und quer zur Fahrzeuglängsachse voneinander beabstandet sind, sodass zwischen den Rahmenlängsträgern entlang der Fahrzeuglängsachse ein Freiraum verbleibt, und über eine Vielzahl von Rahmenquerträgem verfügt, welche die Rahmenlängsträger untereinander verbinden und welche quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufen, wobei das Fahrzeug über eine Antriebseinheit mit mindestens einer Achse, insbesondere mit einem Differenzial, verfügt, wobei die Achse mit dem Leiterrahmen verbunden ist, wobei die Antriebseinheit über einen Elektromotor zum Antreiben der Achse verfügt, wobei das Fahrzeug über eine Brennstoffzelle als Energiequelle für den Elektromotor verfügt und das Fahrzeug über einen Brennstoffspeicher zum Vorhalten von Brennstoff für die Brennstoffzelle verfügt, wobei der Brennstoffspeicher über eine Vielzahl von Brennstoffbehältern zum Vorhalten des Brennstoffs für die Brennstoffzelle verfügt, und ein Brennstoffbehälter unterhalb eines Rahmenlängsträgers angeordnet, ist, bevorzugt längs zur, besonders bevorzugt parallel zur, Fahrzeuglängsachse. According to a first aspect of the present invention, the problem solved is a vehicle, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles and mobile work machines, for the transport of people and / or goods, in particular a commercial vehicle in the form of a truck, especially a truck cab-over design, wherein the vehicle has a ladder frame as a supporting chassis, and wherein the ladder frame has two frame longitudinal beams, which run at least in sections along, in particular parallel to, a vehicle longitudinal axis and are spaced apart from one another transversely to the vehicle longitudinal axis, so that a free space remains between the frame longitudinal beams along the vehicle longitudinal axis, and has a plurality of frame cross beams which connect the frame longitudinal beams to one another and which run transversely to the longitudinal axis of the vehicle, the vehicle having a drive unit with at least one axle, in particular with a differential, the axle being connected to the lead frame, the drive unit having an electric motor for driving the axle, the vehicle having a fuel cell as an energy source for the electric motor and the vehicle has a fuel storage for holding fuel for the fuel cell, the fuel storage having a plurality of fuel containers for holding the fuel for the fuel cell, and a fuel container is arranged below a frame side member, preferably along, particularly preferably parallel to, the longitudinal axis of the vehicle.
Begrifflich sei folgendes erläutert: The following is explained conceptually:
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie „ein...“, „zwei...“ usw. im Regelfall als mindestens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt, dass etwa dort nur „genau ein...“, „genau zwei...“ usw. gemeint sein soll. Weiterhin sind alle Zahlenangaben sowie Angaben zu Verfahrensparametern und/oder Vomchtungsparametern im technischen Sinne zu verstehen, d.h. als mit den üblichen Toleranzen versehen zu verstehen. Auch aus der expliziten Angabe der Einschränkung „wenigstens“ oder „mindestens“ o.ä. darf nicht geschlossen werden, dass bei der einfachen Verwendung von „ein“, also ohne die Angabe von „wenigstens“ o.ä., ein „genau ein“ gemeint ist. It should be expressly pointed out that in the context of the present patent application, indefinite articles and indefinite numbers such as "one...", "two..." etc. should generally be understood as at least information, i.e. as "at least one ...", "at least two..." etc., unless the context or the specific text of a particular passage shows that there is only "exactly one...", "exactly two..." etc. should be meant. Furthermore, all numerical information as well as information on process parameters and/or consideration parameters are included to be understood in a technical sense, that is, to be understood as provided with the usual tolerances. Even from the explicit specification of the restriction “at least” or “at least” or similar, it should not be concluded that the simple use of “a”, i.e. without specifying “at least” or similar, means “exactly one”. " is meant.
Ein hier beanspruchtes Fahrzeug verfügt übereinstimmend mit dem gattungsgemäßen Fahrzeug über einen Leiterrahmen als tragendes Chassis. Bei derartigen Leiterrahmen wird teilweise auch von Leiterrahmen gesprochen, diese Begriffe sollen im Kontext dieser Anmeldung als Synonyme verstanden werden. A vehicle claimed here has, in accordance with the vehicle of the generic type, a ladder frame as a supporting chassis. In the case of such lead frames, the term lead frame is sometimes used; these terms should be understood as synonyms in the context of this application.
Der Leiterrahmen verfügt über mindestens zwei Rahmenlängsträger, welche quer zur Fahrzeuglängsachse voneinander beabstandet sind, so dass zwischen den Rahmenlängsträgern entlang der Fahrzeuglängsachse ein Freiraum verbleibt. Diese Rahmenlängsträger werden auch als Längsholme oder Längsstreben bezeichnet. Der Leiterrahmen dient der Stabilisierung des Fahrzeugs. The ladder frame has at least two frame longitudinal members, which are spaced apart from one another transversely to the vehicle's longitudinal axis, so that a free space remains between the frame longitudinal members along the vehicle's longitudinal axis. These frame longitudinal beams are also referred to as longitudinal spars or longitudinal struts. The ladder frame serves to stabilize the vehicle.
Der Leiterrahmen verfügt weiterhin über eine Vielzahl Rahmenquerträger, welche die Rahmenlängsträger untereinander verbinden. Diese Rahmenquerträger werden auch als Querholme oder Querstreben bezeichnet. The ladder frame also has a large number of frame cross members which connect the frame longitudinal members to one another. These frame cross members are also known as cross members or cross struts.
Als eine „Vielzahl“: seinen bezogen auf die Rahmenquerträger mindestens zwei verstanden, eher aber mindestens drei. In der Praxis sind beispielsweise fünf bis acht Rahmenquerträger durchaus denkbar. As a “variety”: in relation to the frame cross members, it is understood to be at least two, but more likely at least three. In practice, for example, five to eight frame cross members are quite conceivable.
In Bezug auf die Brennstoffbehälter sei als eine „Vielzahl“ mindestens zwei verstanden, eher aber mindestens drei, bevorzugt vier. With regard to the fuel containers, a “multiplicity” is understood to be at least two, but more likely at least three, preferably four.
Ein Leiterrahmen ist zur Aufnahme von weiteren Fahrzeugkomponenten vorgesehen. Solche Fahrzeugkomponenten können Teile einer Karosserie und/oder andere Anbauteile sein. Bei den Fahrzeugkomponenten kann es sich auch zumindest um Teile einer Nutzlast handeln. Das Fahrzeug verfügt über eine Antriebseinheit mit mindestens einer Achse, bevorzugt mit einem Differenzial, welche mit dem Leiterrahmen verbunden ist. Die Antriebseinheit verfügt über einen Elektromotor zum Antreiben der Achse. Es können auch mehrere Elektromotoren zum Antreiben einer Achse vorgesehen sein. Alternativ hierzu können mehrere Elektromotoren für jeweils eine Achse vorgesehen sein. A ladder frame is provided to hold additional vehicle components. Such vehicle components can be parts of a body and/or other add-on parts. The vehicle components can also be at least parts of a payload. The vehicle has a drive unit with at least one axle, preferably with a differential, which is connected to the ladder frame. The drive unit has an electric motor to drive the axle. Several electric motors can also be provided to drive an axle. Alternatively, several electric motors can be provided for one axis each.
Das Fahrzeug verfügt über eine Brennstoffzelle als Energiequelle für den Elektromotor und über einen Brennstoffspeicher zum Vorhalten eines Brennstoffes für die Brennstoffzelle. Die Brennstoffzelle wandelt eine chemische Reaktionsenergie des kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie um. The vehicle has a fuel cell as an energy source for the electric motor and a fuel storage device to hold fuel for the fuel cell. The fuel cell converts chemical reaction energy from the continuously supplied fuel and an oxidizing agent into electrical energy.
Es wird vorgeschlagen, dass der das Fahrzeug über einen Brennstoffspeicher mit einer Vielzahl von Brennstoffbehältern zum Vorhalten eines Brennstoffes für die Brennstoffzelle verfügt. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass mindestens einer der Brennstoffbehälter unterhalb eines der Rahmenlängsträger im parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet ist. Als parallel soll vorliegend verstanden werden, das die Orientierung der Haupterstreckungsachse der Brennstoffbehälter nicht mehr als 20°, bevorzugt weniger als 12° oder 10°, von der Haupterstreckungsachse der Rahmenlängsträger abweicht. It is proposed that the vehicle has a fuel storage with a large number of fuel containers for holding fuel for the fuel cell. Furthermore, it is proposed that at least one of the fuel containers is arranged below one of the frame longitudinal members parallel to the longitudinal axis of the vehicle. In the present case, parallel is to be understood as meaning that the orientation of the main axis of extension of the fuel containers does not deviate by more than 20°, preferably less than 12° or 10°, from the main axis of extension of the frame side members.
Bevorzugt verringert der vorgeschlagene Brennstoffbehälter, welcher unter dem Rahmenlängsträger angeordnet ist nicht die Bodenfreiheit des Fahrzeuges. Als Bodenfreiheit wird vorliegend der Abstand zum Boden zwischen dem tiefsten Punkt der Karosserie und einer Fahrbahn verstanden. Durch den vorgeschlagenen Brennstoffspeicher mit mehreren Brennstoffbehältern kann mehr Brennstoff am Fahrzeug transportiert werden, wodurch die Reichweite des Fahrzeuges erhöht wird. Dies ist besonders wichtig für Fahrzeuge, welche in der Regel eine Reichweite von mehr als 500 Kilometern haben beziehungsweise welche einen erhöhten Brennstoffbedarf aufweisen, um beispielsweise Peripheriegeräte zu betreiben. Dadurch, dass der Raum unterhalb des Rahmenlängsträgers zusätzlich für Brennstoffbehälter genutzt wird, kann, ohne dass ein Nutzraum in anderen Bereichen des Fahrzeuges verwendet werden muss, mehr Brennstoff am Fahrzeug vorgehalten werden. Die mehreren Brennstoffbehälter Sind bevorzugt zu einem großen Brennstoffspeicher zusammengeschlossen Sie können jedoch auch als separate Brennstoffspeicher vorliegen. Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug wie vorstehend beschrieben, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen zugehörig ist, zum Transport von Personen und/oder Gütern, insbesondere Nutzfahrzeug in Gestalt eines Lastkraftwagens, vor allem eines Lastkraftwagens der cab-over-Bauart, wobei das Fahrzeug (100) über einen Leiterrahmen (10) als tragendes Chassis verfügt, und wobei der Leiterrahmen (10) über zwei Rahmenlängsträger (12, 14) verfügt, welche zumindest abschnittsweise längs zu, insbesondere parallel zu, einer Fahrzeuglängsachse (2) verlaufen und quer zur Fahrzeuglängsachse (2) voneinander beabstandet sind, sodass zwischen den Rahmenlängsträgern (12, 14) entlang der Fahrzeuglängsachse (2) ein Freiraum (4) verbleibt, und über eine Vielzahl von Rahmenquerträgern (16, 18) verfügt, welche die Rahmenlängsträger (12, 14) untereinander verbinden und welche quer zur Fahrzeuglängsachse (2) verlaufen, wobei das Fahrzeug (100) über eine Antriebseinheit mit mindestens einer Achse (22), insbesondere mit einem Differenzial (24), verfügt, wobei die Achse mit dem Leiterrahmen (10) verbunden ist, wobei die Antriebseinheit über einen Elektromotor zum Antreiben der Achse (22) verfügt, wobei das Fahrzeug (100) über eine Brennstoffzelle als Energiequelle für den Elektromotor verfügt und das Fahrzeug (100) über einen Brennstoffspeicher (200) zum Vorhalten von Brennstoff für die Brennstoffzelle verfügt, wobei der Brennstoffspeicher (200) über eine Vielzahl von Brennstoffbehältern (202, 204, 206, 208) zum Vorhalten des Brennstoffs für die Brennstoffzelle verfügt, und ein erster Brennstoffbehälter eine erste Achshöhe aufweist sowie ein zweiter Brennstoffbehälter eine zweite Achshöhe aufweist, wobei der erste Brennstoffbehälter eine größere Abmessung als der zweite Brennstoffbehälter aufweist, wobei der erste Brennstoffbehälter eine höhere Achshöhe als der zweite Brennstoffbehälter hat, und wobei der erste und der zweite Brennstoffbehälter benachbart angeordnet sind, wobei der zweite Brennstoffbehälter mit seiner niedrigeren Achshöhe zwischen der höheren Achshöhe und einer Unterkante des ersten Brennstoffbehälters angeordnet ist, insbesondere auf halber Höhe und/oder mit gleich niedrig liegender Unterkante. Preferably, the proposed fuel container, which is arranged under the frame side member, does not reduce the ground clearance of the vehicle. In this case, ground clearance is understood to be the distance to the ground between the lowest point of the body and a road. The proposed fuel storage with multiple fuel containers allows more fuel to be transported on the vehicle, thereby increasing the range of the vehicle. This is particularly important for vehicles that usually have a range of more than 500 kilometers or that require increased fuel, for example to operate peripheral devices. Because the space below the frame longitudinal member is also used for fuel containers, more fuel can be stored on the vehicle without having to use usable space in other areas of the vehicle. The several fuel containers are preferably combined to form a large fuel storage facility. However, they can also be present as separate fuel storage facilities. According to a second aspect of the present invention, the task solved is a vehicle, in particular a vehicle as described above, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles and mobile work machines, for the transport of people and / or goods, in particular a commercial vehicle in the form of a Truck, especially a truck of the cab-over type, wherein the vehicle (100) has a ladder frame (10) as a supporting chassis, and wherein the ladder frame (10) has two frame longitudinal members (12, 14), which at least in sections run along, in particular parallel to, a vehicle longitudinal axis (2) and are spaced apart from one another transversely to the vehicle longitudinal axis (2), so that a free space (4) remains between the frame longitudinal members (12, 14) along the vehicle longitudinal axis (2), and over a variety of frame cross members (16, 18), which connect the frame longitudinal members (12, 14) to one another and which run transversely to the vehicle's longitudinal axis (2), the vehicle (100) having a drive unit with at least one axle (22), in particular with a differential (24), wherein the axle is connected to the lead frame (10), the drive unit having an electric motor for driving the axle (22), the vehicle (100) having a fuel cell as an energy source for the electric motor and that Vehicle (100) has a fuel storage (200) for storing fuel for the fuel cell, wherein the fuel storage (200) has a plurality of fuel containers (202, 204, 206, 208) for holding the fuel for the fuel cell, and a first fuel container has a first axial height and a second fuel container has a second axial height, the first fuel container has a larger dimension than the second fuel container, wherein the first fuel container has a higher axle height than the second fuel container, and wherein the first and second fuel containers are arranged adjacently, the second fuel container with its lower axle height between the higher axle height and a lower edge of the first fuel container is arranged, in particular at half height and / or with the lower edge at the same low level.
In einer Ausgestaltung können die Brennstoffbehälter paarweise unterhalb der beiden Rahmenlängsträger längs zur, vor allem parallel zur, Fahrzeuglängsachse positioniert sein. In one embodiment, the fuel containers can be positioned in pairs below the two frame longitudinal members along, especially parallel to, the vehicle's longitudinal axis.
Als parallel soll vorliegend verstanden werden, das die Orientierung der Haupterstreckungsachse der Brennstoffbehälter nicht mehr als 25°, vor allem nicht mehr als 12° oder 10°, von der Haupterstreckungsachse der Rahmenlängsträger abweicht. Dabei liegen zwei Brennstoffbehälter jeweils unterhalb eines Rahmenlängsträgers - bevorzugt parallel - zueinander und/oder bevorzugt auf gleicher Position bezogen auf die Fahrzeuglängsachse zueinander vor. Besonders bevorzugt bleibt bei einer solchen Gestaltung der Raum zwischen den Rahmenlängsträgern frei. Bevorzugt sind die Brennstoffbehälter derart angeordnet, dass der Raum außerhalb der Rahmenlängsträger neben den Brennstoffbehältern freibleibt, so dass dort andere Bauteile des Fahrzeuges positioniert werden können. Derartige andere Bauteile können beispielsweise weitere Brennstoffbehälter sein. In the present case, parallel is to be understood as meaning that the orientation of the main axis of extension of the fuel containers does not deviate by more than 25°, especially not more than 12° or 10°, from the main axis of extension of the frame side members. Two fuel containers are each located below a frame longitudinal member - preferably parallel - to one another and/or preferably in the same position relative to the vehicle's longitudinal axis. With such a design, it is particularly preferred that the space between the longitudinal frame members remains free. The fuel containers are preferably arranged in such a way that the space outside the frame side members next to the fuel containers remains free so that other components of the vehicle can be positioned there. Such other components can be, for example, additional fuel containers.
In einer Ausgestaltung verfügt das Fahrzeug über mindestens einen außenliegenden Brennstoffbehälter zum Vorhalten des Brennstoffes für die Brennstoffzelle. In one embodiment, the vehicle has at least one external fuel container for holding fuel for the fuel cell.
Der mindestens eine äußere Brennstoffbehälter ist seitlich an der dem Freiraum abgewandten Seite eines der Rahmenlängsträger angeordnet. Dieser mindestens eine äußere Brennstoffbehälter ist bevorzugt parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet. Bevorzugt verfügt das Fahrzeug also über einen Brennstoffspeicher, welcher über mindestens einen äußeren Brennstoffbehälter verfügt. Dieser äußere Brennstoffbehälter ist vorzugsweise an der Stelle positioniert, an welcher üblicherweise ein vergleichbares gattungsgemäßes Fahrzeug einen Kraftstofftank aufweist. Ein derartiger Kraftstofftank ist meistens neben einem der Rahmenlängsträger parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet. Besonders bevorzugt ist der vorgeschlagene äußere Brennstoffbehälter parallel zu dem oben beschriebene Brennstoffbehälter angeordnet. The at least one outer fuel container is arranged laterally on the side of one of the frame longitudinal members facing away from the free space. This at least one outer fuel container is preferably arranged parallel to the longitudinal axis of the vehicle. The vehicle preferably has a fuel storage system, which has at least one external fuel container. This outer fuel container is preferably positioned at the location where a comparable generic vehicle usually has a fuel tank. Such a fuel tank is usually arranged next to one of the frame longitudinal members parallel to the longitudinal axis of the vehicle. Particularly preferably, the proposed outer fuel container is arranged parallel to the fuel container described above.
Es wird vorgeschlagen, dass die Brennstoffbehälter mittelbar über eine Druckleitung miteinander fluidverbunden sind. It is proposed that the fuel containers are fluidly connected to one another indirectly via a pressure line.
Hierdurch wird es vor allem ermöglicht, dass gasförmiger Wasserstoff als Brennstoff verwendet werden kann. This makes it possible, above all, for gaseous hydrogen to be used as fuel.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Brennstoffbehälter und ein zweiter Brennstoffbehälter und/oder ein oder mehrere äußere Brennstoffbehälter mittels eines steuerbaren Ventils miteinander fluidverbunden sind. In a preferred embodiment it is provided that the fuel container and a second fuel container and/or one or more outer fuel containers are fluidly connected to one another by means of a controllable valve.
Hierdurch wird es ermöglicht, dass die Brennstoffbehälter beim Befüllen oder beim Entleeren zeitlich versetzt zueinander aktiviert werden können. This makes it possible for the fuel containers to be activated at different times when filling or emptying.
In einer Ausgestaltung verfügt mindestens einer der Brennstoffbehälter über eine thermische Isolierschicht. In one embodiment, at least one of the fuel containers has a thermal insulating layer.
Unter einer thermischen Isolierschicht sei eine Schicht zu verstehen, welche eine Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 0,05 kj/m2*h°’5*K bei 24° C nach DIN EN ISO 10456:2010-05 aufweist. A thermal insulating layer is to be understood as meaning a layer which has a thermal conductivity of not more than 0.05 kj/m 2 *h°' 5 *K at 24° C according to DIN EN ISO 10456:2010-05.
Eine derartige Gestaltung ist beispielsweise für einen Wasserstoff gefüllten Brennstoffspeicher vorteilhaft. Eine derartige Gestaltung kann jedoch auch bei anderen Brennstoffen von Vorteil sein. Eine derartige Gestaltung ist insbesondere deshalb von Vorteil, da Fahrzeuge oft in sehr verschiedenen Temperaturbereichen betrieben werden, die Isolierschicht kann den Brennstoff vor Schwankungen von Temperaturen schützen. In einer Ausgestaltung verfügt mindestens einer der Brennstoffbehälter über einen Innenbehälter aus Kunststoff, welcher von Fasern aus Kohlenstoff umgeben ist. Such a design is advantageous, for example, for a hydrogen-filled fuel storage device. However, such a design can also be advantageous for other fuels. Such a design is particularly advantageous because vehicles are often operated in very different temperature ranges; the insulating layer can protect the fuel from temperature fluctuations. In one embodiment, at least one of the fuel containers has an inner container made of plastic, which is surrounded by carbon fibers.
Diese Ausgestaltung ist besonders von Vorteil für Brennstoffe, welche unter Druck innerhalb des Brennstoff Speichers vorgehalten werden. Einer der möglichen Brennstoffe ist in diesem Zusammenhang beispielsweise - und besonders bevorzugt - Wasserstoff. This configuration is particularly advantageous for fuels that are stored under pressure within the fuel storage. One of the possible fuels in this context is, for example - and particularly preferably - hydrogen.
In einer Ausgestaltung ist der Brennstoffspeicher zu einer Druckgasspeicherung vorgesehen. In one embodiment, the fuel storage is intended for compressed gas storage.
Die Speicherung in einem derartigen Brennstoffspeicher kann beispielsweise durch Verdichten des Brennstoffes mit Kompressoren geschehen. Der Brennstoffspeicher kann auch für eine Flüssiggasspeicherung vorgesehen sein. Die Speicherung kann dann beispielsweise in verflüssigter Form durch Kühlung und Verdichten geschehen. Storage in such a fuel storage facility can be achieved, for example, by compressing the fuel with compressors. The fuel storage facility can also be designed for liquid gas storage. Storage can then be achieved, for example, in liquefied form by cooling and compression.
In einer Ausgestaltung ist der Brennstoffspeicher als Hochdruckspeicher ausgebildet. In one embodiment, the fuel storage is designed as a high-pressure storage.
Ein solcher Brennstoffspeicher ist insbesondere zum Speichern des Brennstoffes zwischen 6 und 1200 Bar vorgesehen, vorzugsweise zwischen 10 und 900 Bar, insbesondere bevorzugt zwischen 15 und 800 Bar. Such a fuel storage is in particular intended for storing the fuel between 6 and 1200 bar, preferably between 10 and 900 bar, particularly preferably between 15 and 800 bar.
In einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem Brennstoff um Wasserstoff. Es soll vorliegend auch Wasserstoff als Brennstoff angesehen werden, wenn dieser als zu Hauptbestandteil Wasserstoff enthält. Am Beispiel von Wasserstoff können die Drücke stark variieren, je nachdem in welcher Form dieser an der Tankstelle vorgehalten wird. Hierbei sind beispielsweise folgende Zahlenwerte zu nennen: In one embodiment, the fuel is hydrogen. In the present case, hydrogen should also be considered a fuel if it contains hydrogen as its main component. Using hydrogen as an example, the pressures can vary greatly, depending on the form in which it is available at the gas station. For example, the following numerical values should be mentioned:
Flüssiger Wasserstoff (LH2) Temperatur bis -253 °C bei ca. 16,5 bar Liquid hydrogen (LH2) temperature down to -253 °C at approx. 16.5 bar
Gasförmiger Wasserstoff (GH2) Temperatur 20 °C bei ca. 250 / 350 bar Gaseous hydrogen (GH2) temperature 20 °C at approx. 250 / 350 bar
Gasförmiger Wasserstoff (GH2) Temperatur -40 °C bei ca. 700 bar Gaseous hydrogen (GH2) temperature -40 °C at approx. 700 bar
In einer Ausgestaltung ist mindestens einer der Brennstoffbehälter zylindrisch ausgebildet, insbesondere zur Aufnahme von gasförmigem Wasserstoff ist eine zylindrische Ausbildung der Brennstoffbehälter vorteilhaft. Abhängig von einer vorhandenen Innenkonstruktion der jeweiligen Brennstoffbehälter ist es jedoch auch möglich, den Brennstoffbehälter nicht zylindrisch auszubilden, beispielsweise kubisch. Bei einer solchen Ausgestaltung könnte die oben genannte Innenkonstruktion beispielsweise sich gegenüberstehende Seitenteile des Brennstoffbehälters derart miteinander untereinander verbinden, dass sich diese bei hohem Druck nicht voneinander entfernen können, so dass die Form des Brennstoffbehälters auch bei hohem Druck beibehalten werden kann. In one embodiment, at least one of the fuel containers is cylindrical; in particular, a cylindrical design of the fuel container is advantageous for holding gaseous hydrogen. However, depending on an existing internal construction of the respective fuel container, it is also possible for the fuel container to be non-cylindrical, for example cubic. In such a configuration, the above-mentioned internal structure could, for example, connect opposing side parts of the fuel container to one another in such a way that they cannot move away from one another at high pressure, so that the shape of the fuel container can be maintained even at high pressure.
In einer Ausgestaltung verfügt das Fahrzeug über eine Batterie zum Speichern von elektrischer Energie für den Elektromotor. In one embodiment, the vehicle has a battery for storing electrical energy for the electric motor.
Es ist bevorzugt, dass sowohl elektrische Energie aus der Batterie als auch elektrische Energie aus der Brennstoffzelle für den Elektromotor bereitgestellt werden können. Alternativ hierzu kann die Brennstoffzelle lediglich dazu genutzt werden, die Batterie zu laden. Bei dieser Gestaltung würde die elektrische Energie für den Elektromotor ausschließlich aus der Batterie kommen. It is preferred that both electrical energy from the battery and electrical energy from the fuel cell can be provided for the electric motor. Alternatively, the fuel cell can only be used to charge the battery. With this design, the electrical energy for the electric motor would come exclusively from the battery.
Insbesondere der Brennstoffbehälter, welcher unterhalb der Rahmenlängsträger positioniert ist, weist bevorzugt eine Länge 40 cm bis 4.000 cm auf. Besonders bevorzugt ist eine Länge von 100 cm bis 250 cm. In particular, the fuel container, which is positioned below the frame side members, preferably has a length of 40 cm to 4,000 cm. A length of 100 cm to 250 cm is particularly preferred.
Insbesondere der Brennstoffbehälter, welcher unterhalb der Rahmenlängsträger positioniert sind, weist bevorzugt einen äußeren Durchmesser von 15 cm bis 40 cm auf. In particular, the fuel container, which is positioned below the frame side members, preferably has an outer diameter of 15 cm to 40 cm.
Insbesondere der Brennstoffbehälter, welcher unterhalb der Rahmenlängsträger positioniert sind, weist bevorzugt ein Volumen von 9.000 ccm bis 6.000.000 ccm auf. In particular, the fuel container, which is positioned below the frame side members, preferably has a volume of 9,000 cc to 6,000,000 cc.
Der Brennstoffspeicher ist bevorzugt für die Speicherung von 2 kg bis 40 kg oder bis 50 kg, bis 60 kg, bis 70 kg Wasserstoff vorgesehen. The fuel storage is preferably intended for storing 2 kg to 40 kg or up to 50 kg, up to 60 kg, up to 70 kg of hydrogen.
In einer von den Erfindern getesteten Konfiguration sind etwa 54 kg Wasserstoffspeicher vorgesehen, mithin bevorzugt zwischen 50 und 60 kg, und diese vollständig am Leiterrahmen, ohne Vertikaltanks am Fahrerhaus. Bevorzugt ist bei der oben genannten Menge Wasserstoff der Brennstoffspeicher als Hochdruck-Brennstoffspeicher ausgebildet. Als Hochdruck-Brennstoffspeicher soll vorliegend ein Brennstoffspeicher vorgesehen der unter Normalbedingungen Wasserstoff bei mehr als 500 Bar vorhält, insbesondere bis zu etwa 700 bar nominal. Als Normalbedingungen gilt vorliegend eine mittlere Temperatur von 18 °C bis 26 °C, bei höheren Temperaturen können Drücke bis bevorzugt zwischen 800 und 900 bar gehalten werden, zum Beispiel bis zu 875 bar. In a configuration tested by the inventors, around 54 kg of hydrogen storage is provided, preferably between 50 and 60 kg, and this is completely on the ladder frame, without vertical tanks on the driver's cab. With the amount of hydrogen mentioned above, the fuel storage is preferably designed as a high-pressure fuel storage. In the present case, the high-pressure fuel storage device is intended to be a fuel storage device which, under normal conditions, holds hydrogen at more than 500 bar, in particular up to approximately 700 bar nominally. In the present case, the normal conditions are an average temperature of 18 ° C to 26 ° C; at higher temperatures, pressures can be maintained up to preferably between 800 and 900 bar, for example up to 875 bar.
Es wird vorgeschlagen, dass zwei äußere Brennstoffspeicher und zwei innere Brennstoffspeicher vorgesehen sind, wobei die beiden inneren Brennstoffspeicher gleich groß und die beiden äußeren Brennstoffspeicher gleich groß sind, wobei ein äußerer Brennstoffspeicher einen Durchmesser von 1 ,5fach bis 3fach in Relation zum Durchmesser des inneren Brennstoffspeichers aufweist. It is proposed that two outer fuel stores and two inner fuel stores are provided, with the two inner fuel stores being the same size and the two outer fuel stores being the same size, with an outer fuel store having a diameter of 1.5 times to 3 times in relation to the diameter of the inner fuel store having.
Nach einem dritten Aspekt löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Befüllen eines Brennstoffspeichers von einem Fahrzeug der oben beschriebenen Art. According to a third aspect, the stated task solves a method for filling a fuel storage of a vehicle of the type described above.
Hierbei wird ein erster Brennstoffbehälter wird mit Brennstoff befüllt, und anschließend wird ein zweiter Brennstoffbehälter mit Brennstoff befüllt. Here, a first fuel container is filled with fuel, and then a second fuel container is filled with fuel.
Eine derartige Gestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn das Fahrzeug an einer Tankstelle befüllt werden soll, welche nicht für Brennstoffbehälter geeignet ist, deren Volumen über einer bestimmten Grenze liegen. In einem solchen Fall könnte es zu Fehlem beim Betanken des Fahrzeugs kommen. Wenn also zunächst nur einer der Brennstoffbehälter gefüllt wird, kann dies etwaige Fehler beim Füllvorgang vermeiden. Während des Befüllen des ersten Brennstoffbehälters oder nach dessen Befüllung kann dann dieser erste Brennstoffbehälter wieder mit den übrigen Brennstoffbehältern fluidverbunden werden, so dass ein Ausgleich des Brennstoffes zwischen den dann verbundenen Brennstoffbehältern stattfinden kann. Anschließend ist es möglich erneut den ersten Brennstoffbehälter zu füllen. Im Falle eines vollständigen Füllens des ersten Brennstoff Behälters und einem anschließenden fluidverbinden zu den übrigen Brennstoffbehältern, können diese Schritte beliebig oft wiederholt werden. Sobald alle vorhandenen Brennstoffbehälter zum gewünschten Maß mit Brennstoff befüllt sind, kann das Verfahren beendet werden. Der erste Brennstoffbehälter kann während des Befüllens von den anderen Brennstoffbehältern getrennt werden können. Such a design is particularly advantageous if the vehicle is to be filled at a gas station that is not suitable for fuel containers whose volume is above a certain limit. In such a case, errors could occur when refueling the vehicle. If only one of the fuel containers is filled initially, this can avoid any errors during the filling process. During the filling of the first fuel container or after it has been filled, this first fuel container can then be fluidly connected again to the remaining fuel containers, so that the fuel can be balanced between the then connected fuel containers. It is then possible to fill the first fuel container again. If the first fuel container is completely filled and then fluidly connected to the remaining fuel containers, these steps can be repeated as often as desired. As soon as all existing fuel containers have been filled with fuel to the desired extent, the process can be ended. The first fuel container can be separated from the other fuel containers during filling.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der erste Brennstoffbehälter vor dem Befüllen mit Brennstoff von den anderen Brennstoffbehältern getrennt wird. It is particularly advantageous if the first fuel container is separated from the other fuel containers before being filled with fuel.
Es kann vorgesehen sein, dass während des Befüllens des ersten Brennstoffbehälters dieser über ein Ventil mit den anderen Brennstoffbehältern verbunden wird. It can be provided that while the first fuel container is being filled, it is connected to the other fuel containers via a valve.
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figur erläutert sind. Further advantages and aspects of the invention emerge from the claims and from the following description of preferred embodiments of the invention, which are explained below with reference to the figure.
In der Zeichnung zeigen Show in the drawing
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht von schräg hinten ein Fahrzeug, welches als cab- over-Lastfahrzeug in Form eines Sattelschleppers ausgebildet ist; 1 shows a perspective view from diagonally behind of a vehicle which is designed as a cab-over truck in the form of a semi-trailer;
Fig. 2 den Brennstoffspeicher aus Figur 1 im Detail mit einer Konfiguration mit vier Brennstoffbehältern in einer Frontansicht; 2 shows the fuel storage from FIG. 1 in detail with a configuration with four fuel containers in a front view;
Fig. 3 den Brennstoffspeicher aus den Figuren 1 und 2 in einer Ansicht von unterhalb des Fahrzeugs. Fig. 3 shows the fuel storage from Figures 1 and 2 in a view from below the vehicle.
Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Fahrzeug, welches als Fahrzeug 100 ausgebildet ist, in diesem Beispiel ist es als eine Sattelzugmaschine ausgebildet. In den Figuren 1 bis 3 ist die Sattelzugmaschine ohne Sattelauflieger dargestellt. Der Brennstoffspeicher 200 ist in Figur 1 nur teilweise sichtbar, da dieser von Seitenteilen und anderen Verkleidungsteilen verdeckt ist. The exemplary embodiment shows a vehicle which is designed as a vehicle 100, in this example it is designed as a tractor unit. In Figures 1 to 3, the tractor unit is shown without a semi-trailer. The fuel storage 200 is only partially visible in Figure 1 because it is covered by side panels and other trim parts.
Das Fahrzeug verfügt über ein Chassis mit einem Leiterrahmen 10, welcher auch als Leiterrahmen bekannt ist. Das Chassis als tragendes Chassis ausgebildet. The vehicle has a chassis with a ladder frame 10, which is also known as a ladder frame. The chassis is designed as a load-bearing chassis.
Das Chassis dient neben der Aufnahme von Fahrzeugkomponenten wie beispielsweise einer Karosserie und Nutzlast der Aufnahme von weiteren Anbauteilen. Das Chassis ist derart ausgebildet, dass es neben den bereits genannten Funktionen auch der Stabilisierung des Fahrzeugs dient. In diesem Ausführungsbeispiel verfügt der Leiterrahmen 10 über zwei Rahmenlängsträger 12, 14, auch Längsholme genannt, welche zumindest abschnittsweise parallel zu einer Fahrzeuglängsachse 2 verlaufen. Insbesondere im vorderen Bereich des Fahrzeugs kann es von Vorteil sein, dass die Längsträger nicht parallel zueinander verlaufen, sondern in einem Winkel aufeinander zulaufen. Eine derartige Gestaltung ermöglicht beispielsweise im Bereich von lenkbaren Rädern eine einfache Positionierung dieser. In addition to accommodating vehicle components such as a body and payload, the chassis also accommodates other add-on parts. The chassis is designed in such a way that, in addition to the functions already mentioned, it also serves to stabilize the vehicle. In this exemplary embodiment, the ladder frame 10 has two longitudinal frame members 12, 14, also called longitudinal bars, which run at least in sections parallel to a vehicle longitudinal axis 2. Particularly in the front area of the vehicle, it can be advantageous that the side members do not run parallel to one another, but rather converge at an angle. Such a design allows, for example, easy positioning in the area of steerable wheels.
Die Rahmenlängsträger 12, 14 sind quer zur Fahrzeuglängsachse 2 voneinander beabstandet, so dass zwischen den Rahmenlängsträgern 12, 14 entlang der Fahrzeuglängsachse 2 einen Freiraum 4 verbleibt. The frame longitudinal members 12, 14 are spaced apart from one another transversely to the vehicle's longitudinal axis 2, so that a free space 4 remains between the frame longitudinal members 12, 14 along the vehicle's longitudinal axis 2.
Der Leiterrahmen 10 verfügt über eine Vielzahl von Rahmenquerträgem, welche auch Querstreben genannt werden, welche die Rahmenlängsträger 12, 14 untereinander verbinden. Diese Rahmenquerträger verlaufen quer zur Fahrzeuglängsachse 2. The ladder frame 10 has a large number of frame cross members, which are also called cross struts, which connect the frame longitudinal members 12, 14 to one another. These frame cross members run transversely to the vehicle's longitudinal axis 2.
Das Fahrzeug verfügt über eine Antriebseinheit mit einer angetriebenen hinteren Achse 22 welche über ein Differenzial 24 verfügt und welche mit dem Leiterrahmen 10 verbunden ist. Die Antriebseinheit ist in den Figuren nicht weiter dargestellt. The vehicle has a drive unit with a driven rear axle 22 which has a differential 24 and which is connected to the ladder frame 10. The drive unit is not shown in the figures.
Die Antriebseinheit verfügt über einen Elektromotor zum Antreiben der Achse 22 und über eine Brennstoffzelle, welche als Energiequelle für den Elektromotor vorgesehen ist. The drive unit has an electric motor for driving the axle 22 and a fuel cell, which serves as an energy source for the electric motor.
Das Fahrzeug verfügt außerdem über einen Brennstoffspeicher 200 welcher zum Vorhalten eines Brennstoffes vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Brennstoff Wasserstoff welcher für die Brennstoffzelle vorgesehen ist. The vehicle also has a fuel storage unit 200 which is intended for storing a fuel. In this embodiment, the fuel is hydrogen which is intended for the fuel cell.
Das Fahrzeug verfügt über einen Brennstoffspeicher 200 mit einer Vielzahl von Brennstoffbehältern 202, 204, 206, 208 zum Vorhalten des Brennstoffes. Der Brennstoffspeicher 200 ist als Hochdruckspeicher ausgebildet, welcher zur Aufnahme von Wasserstoff mit bis zu 700 bar nominaler Druck vorgesehen ist. Bei höheren Temperaturen sind Drücke bis knapp 900 bar möglich, konkret jedenfalls bis 875 bar. The vehicle has a fuel storage 200 with a large number of fuel containers 202, 204, 206, 208 for holding the fuel. The fuel storage 200 is designed as a high-pressure storage device, which is intended to hold hydrogen at a nominal pressure of up to 700 bar. At higher temperatures, pressures of up to almost 900 bar are possible, specifically up to 875 bar.
Die einzelnen Brennstoffbehälter 202, 204, 206, 208 sind zylindrisch ausgebildet, damit sie dem Druck des Wasserstoffs standhalten. In diesem Ausführungsbeispiel verfügt das Fahrzeug über zwei Brennstoffbehälter 202, 204 welche paarweise unterhalb der beiden Rahmenlängsträger 12, 14 parallel zur Fahrzeuglängsachse 2 positioniert sind. The individual fuel containers 202, 204, 206, 208 are cylindrical so that they can withstand the pressure of the hydrogen. In this exemplary embodiment, the vehicle has two fuel containers 202, 204 which are positioned in pairs below the two frame longitudinal members 12, 14 parallel to the vehicle's longitudinal axis 2.
Weiterhin verfügt das Fahrzeug über zwei außenliegende Brennstoffbehälter 206, 208, welche seitlich nach an der dem Freiraum 4 abgewandten Seite der Rahmenlängsträger 12, 14 angeordnet sind. Die äußeren Brennstoffbehälter 206, 208 sind parallel zur Fahrzeuglängsachse 2 angeordnet. Die äußeren BrennstoffbehälterFurthermore, the vehicle has two external fuel containers 206, 208, which are arranged laterally on the side of the frame longitudinal members 12, 14 facing away from the free space 4. The outer fuel containers 206, 208 are arranged parallel to the longitudinal axis 2 of the vehicle. The external fuel containers
206, 208 sind grösser als die beiden inneren Brennstoffbehälter 202, 204. 206, 208 are larger than the two inner fuel containers 202, 204.
Die Brennstoffbehälter 202, 204, 206, 208 sind mittelbar über Druckleitungen 203, 205,The fuel containers 202, 204, 206, 208 are connected indirectly via pressure lines 203, 205,
207, 209 miteinander fluidverbunden. Die Druckleitungen 203, 205, 207, 209 verbinden insgesamt alle Brennstoffbehälter 202, 204, 206, 208 mittelbar untereinander. Es sind steuerbare Ventile 210 an den Druckleitungen 203,205, 207, 209 vorgesehen, mit welchen die Brennstoffbehälter 202, 204, 206, 208 wahlweise voneinander fluidgetrennt oder fluidverbunden werden können. 207, 209 fluidly connected to one another. The pressure lines 203, 205, 207, 209 indirectly connect all fuel containers 202, 204, 206, 208 to one another. Controllable valves 210 are provided on the pressure lines 203, 205, 207, 209, with which the fuel containers 202, 204, 206, 208 can either be fluidly separated from one another or fluidly connected.
Die Brennstoffbehälter 202, 204, 206, 208 verfügen in diesem Ausführungsbeispiel über eine thermische Isolierschicht, welche hier nicht weiter dargestellt ist. Die Brennstoffbehälter 202, 204, 206, 208 verfügen außerdem über Innenbehälter aus einem Kunststoff welcher von Fasern aus Kohlenstoff umgeben ist. In this embodiment, the fuel containers 202, 204, 206, 208 have a thermal insulation layer, which is not shown here in more detail. The fuel containers 202, 204, 206, 208 also have inner containers made of a plastic which is surrounded by carbon fibers.
Die Brennstoffbehälter 202, 204 sind über Spannbänder 30, über ein Montageteil 32 mit dem Leiterrahmen 10 des Fahrzeugs verbunden. Die Brennstoffbehälter 202, 204 sind bezogen auf die Fahrzeuglängsachse 2 auf Höhe der äußeren Brennstoffbehälter 206, 208 positioniert. Bezugszeichenliste The fuel containers 202, 204 are connected to the lead frame 10 of the vehicle via tension straps 30 and a mounting part 32. The fuel containers 202, 204 are positioned at the level of the outer fuel containers 206, 208 with respect to the vehicle's longitudinal axis 2. Reference symbol list
100 Fahrzeug 100 vehicle
2 Fahrzeuglängsachse2 vehicle longitudinal axis
4 Freiraum 4 open space
10 Leiterrahmen 10 ladder frames
12 Rahmenlängsträger12 frame side members
14 Rahmenlängsträger14 frame side members
16 Rahmenquerträgem16 frame cross members
18 Rahmenquerträgem18 frame cross members
22 Achse 22 axis
24 Differenzial 24 differential
30 Spannband 30 tension band
32 Montageteil 32 assembly part
200 Brennstoffspeicher200 fuel storage
202 Brennstoffbehälter202 fuel containers
204 Brennstoffbehälter204 fuel containers
206 Brennstoffbehälter206 fuel containers
208 Brennstoffbehälter208 fuel containers
203 Druckleitung 203 pressure line
205 Druckleitung 205 pressure line
207 Druckleitung 207 pressure line
209 Druckleitung 209 Pressure line
210 steuerbares Ventils 210 controllable valve

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Fahrzeug (100), wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen zugehörig ist, zum Transport von Personen und/oder Gütern, insbesondere Nutzfahrzeug in Gestalt eines Lastkraftwagens, vor allem eines Lastkraftwagens der cab-over-Bauart, wobei das Fahrzeug (100) über einen Leiterrahmen (10) als tragendes Chassis verfügt, und wobei der Leiterrahmen (10) 1. Vehicle (100), the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles and mobile work machines, for the transport of people and / or goods, in particular a commercial vehicle in the form of a truck, especially a truck of the cab-over type, where the vehicle (100) has a ladder frame (10) as a supporting chassis, and wherein the ladder frame (10)
- über zwei Rahmenlängsträger (12, 14) verfügt, welche zumindest abschnittsweise längs zu, insbesondere parallel zu, einer Fahrzeuglängsachse (2) verlaufen und quer zur Fahrzeuglängsachse (2) voneinander beabstandet sind, sodass zwischen den Rahmenlängsträgern (12, 14) entlang der Fahrzeuglängsachse (2) ein Freiraum (4) verbleibt, und - has two frame longitudinal beams (12, 14), which run at least in sections along, in particular parallel to, a vehicle longitudinal axis (2) and are spaced apart from one another transversely to the vehicle longitudinal axis (2), so that between the frame longitudinal beams (12, 14) along the vehicle longitudinal axis (2) a free space (4) remains, and
- über eine Vielzahl von Rahmenquerträgern (16, 18) verfügt, welche die Rahmenlängsträger (12, 14) untereinander verbinden und welche quer zur Fahrzeuglängsachse (2) verlaufen, wobei das Fahrzeug (100) über eine Antriebseinheit mit mindestens einer Achse (22), insbesondere mit einem Differenzial (24), verfügt, wobei die Achse mit dem Leiterrahmen (10) verbunden ist, wobei die Antriebseinheit über einen Elektromotor zum Antreiben der Achse (22) verfügt, wobei das Fahrzeug (100) über eine Brennstoffzelle als Energiequelle für den Elektromotor verfügt und das Fahrzeug (100) über einen Brennstoffspeicher (200) zum Vorhalten von Brennstoff für die Brennstoffzelle verfügt, wobei der Brennstoffspeicher (200) über eine Vielzahl von Brennstoffbehältern (202, 204, 206, 208) zum Vorhalten des Brennstoffs für die Brennstoffzelle verfügt, und ein Brennstoffbehälter (202, 204) unterhalb eines Rahmenlängsträgers (12, 14) angeordnet, ist, bevorzugt längs zur, besonders bevorzugt parallel zur, Fahrzeuglängsachse (2). Fahrzeug (100), insbesondere Fahrzeug nach Anspruch 1 , wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen zugehörig ist, zum Transport von Personen und/oder Gütern, insbesondere Nutzfahrzeug in Gestalt eines Lastkraftwagens, vor allem eines Lastkraftwagens der cab-over-Bauart, wobei das Fahrzeug (100) über einen Leiterrahmen (10) als tragendes Chassis verfügt, und wobei der Leiterrahmen (10) - has a plurality of frame cross members (16, 18) which connect the frame longitudinal members (12, 14) to one another and which run transversely to the vehicle's longitudinal axis (2), the vehicle (100) having a drive unit with at least one axle (22), in particular with a differential (24), the axle being connected to the lead frame (10), the drive unit having an electric motor for driving the axle (22), the vehicle (100) having a fuel cell as an energy source for the has an electric motor and the vehicle (100) has a fuel storage (200) for storing fuel for the fuel cell, wherein the fuel storage (200) has a plurality of fuel containers (202, 204, 206, 208) for holding the fuel for the fuel cell, and a fuel container (202, 204) is arranged below a frame longitudinal member (12, 14), preferably along, particularly preferably parallel to, the vehicle's longitudinal axis (2). Vehicle (100), in particular vehicle according to claim 1, wherein the vehicle belongs to the group of commercial vehicles, special vehicles and mobile work machines, for the transport of people and / or goods, in particular commercial vehicle in the form of a truck, especially a cab-over truck -Design, wherein the vehicle (100) has a ladder frame (10) as a supporting chassis, and wherein the ladder frame (10)
- über zwei Rahmenlängsträger (12, 14) verfügt, welche zumindest abschnittsweise längs zu, insbesondere parallel zu, einer Fahrzeuglängsachse (2) verlaufen und quer zur Fahrzeuglängsachse (2) voneinander beabstandet sind, sodass zwischen den Rahmenlängsträgern (12, 14) entlang der Fahrzeuglängsachse (2) ein Freiraum (4) verbleibt, und- has two frame longitudinal beams (12, 14), which run at least in sections along, in particular parallel to, a vehicle longitudinal axis (2) and are spaced apart from one another transversely to the vehicle longitudinal axis (2), so that between the frame longitudinal beams (12, 14) along the vehicle longitudinal axis (2) a free space (4) remains, and
- über eine Vielzahl von Rahmenquerträgern (16, 18) verfügt, welche die Rahmenlängsträger (12, 14) untereinander verbinden und welche quer zur Fahrzeuglängsachse (2) verlaufen, wobei das Fahrzeug (100) über eine Antriebseinheit mit mindestens einer Achse (22), insbesondere mit einem Differenzial (24), verfügt, wobei die Achse mit dem Leiterrahmen (10) verbunden ist, wobei die Antriebseinheit über einen Elektromotor zum Antreiben der Achse (22) verfügt, wobei das Fahrzeug (100) über eine Brennstoffzelle als Energiequelle für den Elektromotor verfügt und das Fahrzeug (100) über einen Brennstoffspeicher (200) zum Vorhalten von Brennstoff für die Brennstoffzelle verfügt, wobei der Brennstoffspeicher (200) über eine Vielzahl von Brennstoffbehältern (202, 204, 206, 208) zum Vorhalten des Brennstoffs für die Brennstoffzelle verfügt, und ein erster Brennstoffbehälter eine erste Achshöhe aufweist sowie ein zweiter Brennstoffbehälter eine zweite Achshöhe aufweist, wobei der erste Brennstoffbehälter eine größere Abmessung als der zweite Brennstoffbehälter aufweist, wobei der erste Brennstoffbehälter eine höhere Achshöhe als der zweite Brennstoffbehälter hat, und wobei der erste und der zweite Brennstoffbehälter benachbart angeordnet sind, wobei der zweite Brennstoffbehälter mit seiner niedrigeren Achshöhe zwischen der höheren Achshöhe und einer Unterkante des ersten Brennstoffbehälters angeordnet ist, insbesondere auf halber Höhe und/oder mit gleich niedrig liegender Unterkante. Fahrzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwei innenliegende- has a large number of frame cross members (16, 18), which connect the frame longitudinal members (12, 14) to one another and which run transversely to the vehicle's longitudinal axis (2), wherein the vehicle (100) has a drive unit with at least one axle (22), in particular with a differential (24), the axle being connected to the lead frame (10), the drive unit having an electric motor for driving the axle ( 22), wherein the vehicle (100) has a fuel cell as an energy source for the electric motor and the vehicle (100) has a fuel storage (200) for holding fuel for the fuel cell, the fuel storage (200) having a variety of Fuel containers (202, 204, 206, 208) for holding the fuel for the fuel cell, and a first fuel container has a first axial height and a second fuel container has a second axial height, the first fuel container having a larger dimension than the second fuel container, wherein the first fuel container has a higher axial height than the second fuel container, and wherein the first and the second fuel containers are arranged adjacently, the second fuel container with its lower axial height being arranged between the higher axial height and a lower edge of the first fuel container, in particular halfway up and /or with the lower edge at the same level. Vehicle (100) according to claim 1 or 2, wherein two internal
Brennstoffbehälter (202, 204) paarweise unterhalb der beidenFuel containers (202, 204) in pairs below the two
Rahmenlängsträger (12, 14) längs zur, vor allem parallel zur,Frame longitudinal beams (12, 14) along, especially parallel to,
Fahrzeuglängsachse (2) angeordnet sind. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug (100) über einen außenliegenden Brennstoffbehälter (206, 208) und einen innenliegenden Brennstoffbehälter (202, 204) verfügt, und ein äußerer Brennstoffbehälter (206, 208) seitlich an einer dem Freiraum (4) abgewandten Seite eines der Rahmenlängsträger (12, 14) angeordnet ist, und ein innenliegender Brennstoffbehälter (206, 208) parallel zurVehicle longitudinal axis (2) are arranged. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein the vehicle (100) has an external fuel container (206, 208) and an internal fuel container (202, 204), and an outer fuel container (206, 208) is arranged laterally on a side of one of the frame longitudinal members (12, 14) facing away from the free space (4), and an internal fuel container (206, 208) parallel to the
Fahrzeuglängsachse (2) angeordnet ist. Vehicle longitudinal axis (2) is arranged.
5. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) mittelbar über eine Druckleitung (203, 205, 207, 209) miteinander fluidverbunden sind. 5. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein the fuel containers (202, 204, 206, 208) are fluidly connected to one another indirectly via a pressure line (203, 205, 207, 209).
6. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Brennstoffbehälter (202) und ein zweiter Brennstoffbehälter (204) und/oder ein oder mehrere äußere Brennstoffbehälter (206, 208) mittels eines steuerbaren Ventils miteinander fluidverbunden sind. 6. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein the fuel container (202) and a second fuel container (204) and / or one or more outer fuel containers (206, 208) are fluidly connected to one another by means of a controllable valve.
7. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei einer der Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) über eine thermische Isolierschicht verfügt. 7. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein one of the fuel containers (202, 204, 206, 208) has a thermal insulating layer.
8. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei einer der Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) über einen Innenbehälter aus Kunststoff verfügt, welcher von einem Faserstoff, vor allem Kohlenstoff aufweisend, umgeben ist. 8. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein one of the fuel containers (202, 204, 206, 208) has an inner container made of plastic, which is surrounded by a fibrous material, especially carbon.
9. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche wobei der9. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein the
Brennstoffspeicher (200) ein Druckgasspeicher oder Flüssiggasspeicher ist. Fuel storage (200) is a compressed gas storage or liquid gas storage.
10. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der10. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein the
Brennstoffspeicher (200) als Hochdruckspeicher ausgebildet ist, vorzugsweise der Brennstoffspeicher (200) zum Speichern des Brennstoffes bei mehr als 500 Bar Innendruck in den Brennstoffbehältern (202, 204, 206, 208) vorgesehen ist. Fuel storage (200) is designed as a high-pressure storage, preferably the fuel storage (200) is provided for storing the fuel at an internal pressure of more than 500 bar in the fuel containers (202, 204, 206, 208).
11. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) zylindrisch ausgebildet ist. 12. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug über eine Batterie zum Speichern von elektrischer Energie für den Elektromotor verfügt. 11. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein a fuel container (202, 204, 206, 208) is cylindrical. 12. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, wherein the vehicle has a battery for storing electrical energy for the electric motor.
13. Fahrzeug (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit mindestens einem ausgewählt aus den folgenden weiteren Merkmalen, bevorzugt zweien, dreien oder allen vieren: a. ein Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) weist eine Länge von 40 bis 4.000 cm auf. b. ein Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) weist einen Durchmesser von 15 bis 40 cm auf. c. ein Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) weist ein Volumen von 9.000 bis 6.000.000 ccm auf. d. der Brennstoffspeicher (200) ist für die Speicherung von 2 bis 40 kg Wasserstoff bei 700 Bar Druck vorgesehen. 13. Vehicle (100) according to one of the preceding claims, with at least one selected from the following further features, preferably two, three or all four: a. a fuel container (202, 204, 206, 208) has a length of 40 to 4,000 cm. b. a fuel container (202, 204, 206, 208) has a diameter of 15 to 40 cm. c. a fuel container (202, 204, 206, 208) has a volume of 9,000 to 6,000,000 cc. d. The fuel storage (200) is intended for storing 2 to 40 kg of hydrogen at 700 bar pressure.
14. Verfahren zum Befüllen eines Brennstoffspeichers eines Fahrzeugs nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: ein erster Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) wird mit Brennstoff befüllt, und anschließend wird ein zweiter Brennstoffbehälter (202, 204, 206, 208) mit Brennstoff befüllt. 14. Method for filling a fuel storage of a vehicle according to one of the preceding claims, with the following steps: a first fuel container (202, 204, 206, 208) is filled with fuel, and then a second fuel container (202, 204, 206, 208) filled with fuel.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei vor dem Befüllen des ersten Brennstoffbehälters (202, 204, 206, 208) dieser über ein Ventil von anderen Brennstoffbehältern (202, 204, 206, 208) getrennt wird. 15. The method according to claim 14, wherein before filling the first fuel container (202, 204, 206, 208), it is separated from other fuel containers (202, 204, 206, 208) via a valve.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei während des Befüllens des ersten Brennstoffbehälters (202, 204, 206, 208) dieser über ein Ventil mit den anderen Brennstoffbehältern (202, 204, 206, 208) verbunden wird. 16. The method according to claim 14 or 15, wherein while the first fuel container (202, 204, 206, 208) is being filled, it is connected to the other fuel containers (202, 204, 206, 208) via a valve.
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