用于填充機(jī)動(dòng)車的燃料儲(chǔ)存設(shè)備的方法
【專利說明】用于填充機(jī)動(dòng)車的燃料儲(chǔ)存設(shè)備的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為機(jī)動(dòng)車的燃料儲(chǔ)存設(shè)備填充處于較高壓力下的燃料的方法，其中，所述燃料儲(chǔ)存設(shè)備具有能夠通過主填充管進(jìn)行填充直至達(dá)到極限壓力的主貯箱并且具有輔助儲(chǔ)存器。明確地說，所述燃料僅僅優(yōu)選為氫，關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)除了 DE 10 2008060 127 Al 之外還可參閱 DE 100 21 681 C2。
[0002]在機(jī)動(dòng)車內(nèi)氫的儲(chǔ)存技術(shù)目前正處于廣泛發(fā)展之中，因?yàn)闅浔灰暈橛糜跈C(jī)動(dòng)車動(dòng)力裝置的針對(duì)由石油所獲取燃料以外的未來備選方案。除了低溫狀態(tài)下液態(tài)氫的儲(chǔ)存之夕卜，對(duì)氣態(tài)氫的壓力儲(chǔ)存以及-在一定程度上作為前述方式的組合-對(duì)深冷氫在超臨界狀態(tài)中的低溫壓力儲(chǔ)存得到進(jìn)一步開發(fā)。對(duì)于氣態(tài)氫的壓力儲(chǔ)存(實(shí)踐中是在環(huán)境溫度下)，目前是將壓力值設(shè)定在600bar至700bar的數(shù)量級(jí)內(nèi)，由加注站或者一般來說由供應(yīng)站方面提供具有這種壓力值的氣態(tài)氫，而對(duì)于最后提及的低溫壓力儲(chǔ)存則設(shè)定一個(gè)與此相比更低的、數(shù)量級(jí)為300bar的壓力水平。作為現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)此還可以列舉文首述及的DE 102008 060 127 Al。
[0003]在文首另外述及的DE 100 21 681 C2中介紹了一種用于儲(chǔ)存特別是低溫氫的儲(chǔ)能系統(tǒng)，該儲(chǔ)能系統(tǒng)除了本文所述的主貯箱之外還具有一個(gè)本文所述的輔助儲(chǔ)存器。須從主貯箱中吹出的氫被儲(chǔ)存在該輔助儲(chǔ)存器中，之所以必須要從構(gòu)造為低溫貯箱的主貯箱中吹出氫，是為了防止在主貯箱內(nèi)出現(xiàn)不容許高的升壓，該升壓是由加溫引起的，即由于有微少熱量不可避免地從環(huán)境進(jìn)入到貯箱中之故而使得該主貯箱內(nèi)所含的氫受到加溫。
[0004]與純粹的壓力儲(chǔ)存相比，低溫壓力儲(chǔ)存具有下述優(yōu)點(diǎn):可以在較小壓力下儲(chǔ)存較大量的氫或者一般來說儲(chǔ)存介質(zhì)(或者說燃料)，這一點(diǎn)特別是在主貯箱的重量方面(以及因此還在配備有該主貯箱的機(jī)動(dòng)車的重量方面)是有利的。與純粹的低溫儲(chǔ)存相比，低溫壓力儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn)是:由不可避免的熱量進(jìn)入所導(dǎo)致的吹出量明顯更小。有益的是，配備有低溫壓力貯箱作為主貯箱的機(jī)動(dòng)車不僅可以填充超臨界狀態(tài)下的低溫氫，而且，如果沒有低溫氫可供使用的話，還可以向主貯箱內(nèi)填充氣態(tài)氫。
[0005]然而在填充主貯箱(該主貯箱比如在至今所開發(fā)的低溫壓力貯箱技術(shù)情況下只能被填充到一定的極限壓力-現(xiàn)今例如數(shù)量級(jí)為300bar)時(shí)，如果該填充是在一種提供與此相比較高壓力水平(例如600bar)下的氣態(tài)氫(或者一般來說燃料)的加注站等(一般來說:供應(yīng)站)實(shí)施的話，那么必須要注意在主貯箱內(nèi)不產(chǎn)生超過所述極限壓力的壓力。這一點(diǎn)原則上可以比較簡單地通過如下方式得以保證:在設(shè)置于機(jī)動(dòng)車中并通向主貯箱的填充管內(nèi)-該填充管的與主貯箱相對(duì)置的端部與所述提供(在這樣高的壓力水平下的)氣態(tài)氫的加注站等相連接并且在該填充管中設(shè)置有一個(gè)這里所說的貯箱截止閥，一旦在主貯箱內(nèi)借助壓力傳感器確認(rèn)了一個(gè)接近于所說的極限壓力或者其極限壓力的壓力，便優(yōu)選通過電子控制單元受控地將所述貯箱截止閥關(guān)閉。
[0006]然而，遠(yuǎn)在由加注站或者供應(yīng)站提供的最大壓力水平以下就比較迅猛地關(guān)閉這樣的貯箱截止閥可能會(huì)導(dǎo)致在燃料供應(yīng)系統(tǒng)中或加注站或者供應(yīng)站的填充系統(tǒng)中的壓力沖擊，并在那里造成損害。
[0007]本發(fā)明的目的是，提出如何能夠防止上述情況的應(yīng)對(duì)方案。
[0008]對(duì)于如權(quán)利要求1前序部分所述的方法，實(shí)現(xiàn)此目的的解決方案在于:每當(dāng)填充管與提供處于超過貯箱極限壓力的壓力下的燃料的供應(yīng)站連接時(shí)，便在主貯箱內(nèi)達(dá)到極限壓力之前及時(shí)地關(guān)閉一個(gè)設(shè)置在該填充管中的IC箱截止閥(Tankabsperrventil)，并開啟一個(gè)位于輔助儲(chǔ)存器填充管中的加注輔助閥，該輔助儲(chǔ)存器填充管在所述貯箱截止閥的上游從主填充管分支出來并通向設(shè)計(jì)為用于接收處于比所述貯箱極限壓力更高的壓力下的燃料的輔助儲(chǔ)存器。各從屬權(quán)利要求的內(nèi)容為一些有益的發(fā)展設(shè)計(jì)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，通過電子控制單元，優(yōu)選借助適當(dāng)定位的壓力傳感器在主IC箱填充過程期間對(duì)該主貯箱內(nèi)的升壓進(jìn)行監(jiān)視，并且，若隨著對(duì)主貯箱的進(jìn)一步填充而產(chǎn)生了超過其極限壓力的危險(xiǎn)，則通過關(guān)閉一個(gè)適當(dāng)?shù)拈y-在此稱為貯箱截止閥-來阻止進(jìn)一步填充。輔助儲(chǔ)存器與關(guān)閉所述貯箱截止閥基本上同時(shí)地、然而為了安全起見略微提前一點(diǎn)時(shí)間地，與所述貯箱截止閥上游的填充管接通，使得現(xiàn)在由加注站/供應(yīng)站提供的燃料到達(dá)輔助儲(chǔ)存器中。該輔助儲(chǔ)存器設(shè)計(jì)為能夠承受由(目前)氣態(tài)氫的加注站通常所提供的最大壓力水平。遠(yuǎn)在上文，作為這個(gè)最大壓力水平的示例性的或者說目前的數(shù)值列出了數(shù)量級(jí)為600bar至700bar的值。在優(yōu)選具有較小儲(chǔ)存容積的輔助儲(chǔ)存器中于是較短時(shí)地、然而至少以如下所述方式緩慢地形成一個(gè)接近于由加注站所提供的(600至700bar的)最大壓力的壓力:使得加注站的填充系統(tǒng)以通常方式能夠?qū)Υ俗龀龇磻?yīng)。在加注站中或者說由其填充系統(tǒng)電子控制地接著-類似于在給其他機(jī)動(dòng)車的為接收這樣高的壓力水平下的氣態(tài)氫而設(shè)計(jì)的其他壓力貯箱進(jìn)行填充時(shí)那樣-開始執(zhí)行對(duì)填充過程的緩和關(guān)停。
[0010]雖然為了實(shí)施本發(fā)明的方法必要的是:機(jī)動(dòng)車除了優(yōu)選為低溫壓力貯箱(對(duì)此參照文首述及的DE 10 2008 060 127 Al)的主貯箱之外還補(bǔ)充配備有一個(gè)能夠承受在(這里:)氫-加注站所提供的最大壓力水平的輔助儲(chǔ)存器，但是可以將該輔助儲(chǔ)存器保持得相對(duì)較小。因?yàn)槿缜八?，僅僅需要一個(gè)很小的儲(chǔ)存容積，所以這種小的輔助儲(chǔ)存器僅僅是在很小程度上提高配備該輔助儲(chǔ)存器的機(jī)動(dòng)車的重量。這樣的輔助儲(chǔ)存器還可以有益地承擔(dān)其他一些功能，諸如-正如原則上由文首述及的DE 100 21 681 C2已知的那樣-暫時(shí)儲(chǔ)存必要時(shí)同樣對(duì)于低溫壓力貯箱的情況為了避免在貯箱內(nèi)出現(xiàn)不容許高的壓力上升而需吹出或排出的部分氫(一般來說為燃料)，用于以后由消耗器使用或者燃燒。
[0011]所述輔助儲(chǔ)存器的另一有益的附加功能可以在于:即使在主貯箱的填充過程中，也能夠?qū)崿F(xiàn)主要儲(chǔ)存于主貯箱內(nèi)的燃料的消耗器的運(yùn)行或者說繼續(xù)運(yùn)行。出于各種不同原因，可能值得推薦的是:在主貯箱填充過程期間將所謂的供應(yīng)管道關(guān)斷，設(shè)置在機(jī)動(dòng)車內(nèi)的消耗器(其在此優(yōu)選為燃料電池或者內(nèi)燃機(jī))通過該供應(yīng)管道由主貯箱供應(yīng)燃料?，F(xiàn)在提出:將輔助儲(chǔ)存器如此地在一個(gè)設(shè)置于通向消耗器的供應(yīng)管道內(nèi)的閉鎖閥(Sperrventil)(該閉鎖閥在主貯箱填充過程中關(guān)閉)的下游如此地與所述供應(yīng)管道連接，例如通過開啟相應(yīng)的閥，使得消耗器即便在閉鎖閥關(guān)閉的情況下也能夠由輔助儲(chǔ)存器供應(yīng)運(yùn)行