DE102006021820B4 - Überfüllschutz für einen Flüssigwasserstofftank - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Fluidliefersystem vorgesehen, das eine Fluidstation umfasst, die betätigbar ist, um ein Fluid an einen Brennstoffspeicherbehälter zu liefern. Das Fluidliefersystem ist in eine erste Betriebsart betätigbar, um ein Fluid in einer flüssigen Phase von der Füllstation an den Speicherbehälter zu liefern, und ist in eine zweite Betriebsart betätigbar, um die Lieferung des Fluides an den Speicherbehälter zu verhindern. Der Speicherbehälter steht in Fluidverbindung mit dem Fluidliefersystem und ist derart betätigbar, um das Fluid in der flüssigen Phase aufzunehmen, wenn das Fluidliefersystem in der ersten Betriebsart ist, und das Fluid in einer gasförmigen Phase an die Füllstation auszutragen. Zumindest ein Sensor steht in Verbindung mit dem Austragsdurchgang und der Fluidlieferung, der dazu dient, um zu bewirken, dass die Fluidlieferung in der zweiten Betriebsart in Ansprechen auf einen detektierten Druckabfall betätigt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem. Sie nennt insbesondere einen Überfüllschutz für einen Flüssigwasserstofftank.
  • Brennstoffzellensysteme umfassen allgemein einen Brennstoffzellenstapel, der elektrische Energie auf Grundlage einer Reaktion zwischen einem Wasserstoffzufuhrgas und einem Oxidationsmittelzufuhrgas (beispielsweise reinem Sauerstoff oder sauerstoffhaltiger Luft) erzeugt. Das wasserstoffbasierte Zufuhrgas und das Oxidationsmittelzufuhrgas werden an den Brennstoffzellenstapel bei geeigneten Betriebsbedingungen (d. h. Temperatur und Druck) zur Reaktion darin geliefert.
  • Bei einem typischen über Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeug erfordert die Speicherung von Flüssigwasserstoff komplexe mehrlagige supervakuumisolierte (abgeschlossene) Tanks aufgrund der niedrigen Speichertemperatur von Flüssigwasserstoff (etwa 20 Grad Kelvin oder –423,67 Fahrenheit). Allgemein enthalten diese isolierten Tanks eine Menge an gasförmigem Wasserstoff, von der ein Teil vor oder während der Befüllung dieser Tanks entfernt werden muss. Typischerweise wird nicht der gesamte gasförmige Wasserstoff beim Füllen entfernt, da einiger gasförmiger Wasserstoff in dem Tank erwünscht ist. Somit sollte ein bestimmter Pegel an flüssigem Wasserstoff in dem Tank nicht überschritten werden. Ein typisches Verfahren zum Überfüllschutz besteht darin, eine Pegelanzeige einrichtung innerhalb des Tanks zu verwenden, um den tatsächlichen Füllstatus zu messen. Wenn der gewünschte Pegel erreicht ist, weist ein Steuersystem ein Ventil an, zu schließen, so dass der Tankfüllprozess endet. Dieses System hängt von einer richtig arbeitenden Pegelanzeigeeinrichtung wie auch einer entsprechenden Software ab.
  • Ferner ist beispielsweise aus der WO 96/02790 A1 ein Tanksystem mit einem händisch betätigbaren Überlaufschutz bekannt. Das Tanksystem weist einen Überlauf auf, wobei im Falle, dass eine Bedienperson feststellt, dass Flüssigkeit aus dem Überlauf austritt, der Zulauf zu dem Tanksystem sowie der Überlauf von Hand geschlossen werden kann.
  • Es ist erwünscht, ein zweites vollautomatisches Überfüllschutzsystem vorzusehen, das unabhängig von einer Pegelanzeigeeinrichtung arbeitet. Demgemäß besteht ein Bedarf nach einem System, das eine Überfüllung des Flüssigwasserstofftanks vollautomatisch verhindern kann, um sicherzustellen, dass eine gewünschte Menge an gasförmigem Wasserstoff in dem Tank verbleibt.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Brennstoffliefersystem gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen die Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die vorliegende Erfindung sieht einen Liefertank oder eine Füllstation vor, der bzw. die dazu dient, ein Fluid an einen Brennstoffspeicherbehälter zu liefern, und ein Fluidliefersystem vor, das in eine erste Position betätigbar ist, um ein Fluid in einer flüssigen Phase von dem Liefertank an den Speicherbehälter zu liefern, und in eine zweite Position betätigbar ist, um die Lieferung des Fluides an den Speichertank zu unterbinden. Der Brennstoffspeicherbehalter steht in Fluidverbindung mit dem Fluidliefersystem und dient dazu, das Fluid in der flüssigen Phase aufzunehmen, wenn das Fluidliefersystem in der ersten Position ist, und das Fluid in einer gasförmigen Phase an den Liefertank auszutragen. Zumindest ein Drucksensor steht in Verbindung mit dem Austragsdurchgang und der Fluidlieferung und bewirkt, dass die Fluidlieferung in Ansprechen auf eine detektierte Druckänderung in die zweite (geschlossene) Position betätigt wird.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend detaillierter beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben, in welcher:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems mit einem Überfüllschutzsystem für einen Flüssigwasserstofftank gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine detaillierte schematische Ansicht des Überfüllschutzsystems von 1 ist und
  • 3 eine detaillierte schematische Ansicht des Überfüllschutzsystems gemäß einer alternativen Ausführungsform ist.
  • Obwohl die folgende beispielhafte Beschreibung die Verwendung eines Überfüllschutzsystems für ein Brennstoffzellensystem in einem Fahrzeug betrifft, sei zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung auf andere Typen von Energieerzeugungsvorrichtungen zur Verwendung bei vielen anderen Ausstattungstypen anwendbar ist. Es sei ferner zu verstehen, dass, während die folgende Beschreibung die Verwendung eines Wasserstoffzufuhrgases für ein Brennstoffzellensystem betrifft, angemerkt sei, dass zahlreiche andere Brennstoffe verwendet werden können, und ferner die vorher gehende Beschreibung keine Einschränkung der angefügten Ansprüche bedeuten soll.
  • In 1 ist ein Brennstoffzellensystem 10 gezeigt. Das Brennstoffzellensystem 10 umfasst einen Brennstoffzellenstapel 12, der mit einer Wasserstoffliefereinheit 14 und einer Sauerstoffliefereinheit 16 gekoppelt ist. Der Brennstoffzellenstapel 12 erzeugt elektrische Energie, um zumindest eine elektrische Last 18 anzutreiben. Die elektrische(n) Last(en) 18 können einen Elektromotor, Lampen, Heizer oder einen anderen Typ von elektrisch betriebenen Komponenten umfassen.
  • Mit fortgesetztem Bezug auf 1 und weiterem Bezug auf 2 liefert die Wasserstoffliefereinheit 14 Wasserstoff oder Reaktand an den Brennstoffzellenstapel 12. Die Wasserstoffliefereinheit 14 umfasst einen Speicherbehälter 20, der mit einer Wasserstoffquelle, wie beispielsweise einer Füllstation 23, über eine Kopplung 22 verbunden sein kann. Die Kopplung 22 steht mit einem ersten Ventil 24 und einem zweiten Ventil 26 in Verbindung. Das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 werden durch eine Energieversorgung bzw. Energieversorgungeinheit 28 und eine Steuereinheit 30 gesteuert.
  • Der Speicherbehälter 20, wie am besten in 2 gezeigt ist, umfasst ein Füllrohr 32, das fluidmäßig mit der Kopplung 22 zur Aufnahme des Wasserstoffs in flüssiger Form gekoppelt ist. Ein Austragssystem 34 ist ebenfalls in Verbindung mit dem Speicherbehälter 20 zur Entfernung von dampfförmigem Wasserstoff vorgesehen. Eine Fluid- bzw. Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 sieht eine erste Anzeige des Pegels von flüssigem Wasserstoff in dem Speicherbehälter 20 vor. Ein Speicherbehälter 20 ist zylindrisch mit einem oberen Bereich 38 und einem Boden 40 gezeigt, wobei jedoch auch jede andere Konstruktion verwendet werden kann. Der Speicherbehälter 20 kann aus einem beliebigen Material hergestellt sein, das flüs siges Wasserstoffzufuhrgas von der Atmosphäre isolieren kann, und kann einen mehrschichtigen supervakuumisolierten Tank umfassen, wie in der Technik bekannt ist. Der Speicherbehälter 20 ist allgemein von dem Typ, der zulässt, dass das flüssige Wasserstoffzufuhrgas für eine längere Zeitdauer bei etwa 20 Kelvin (–423,67 Grad Fahrenheit) verbleiben kann. Der Speicherbehälter 20 kann ferner eine Öffnung 42 zur Aufnahme des Füllrohres 32 und eines Austragungsdurchganges bzw. eine Rohrs 58 Austragssystems 34 hindurch umfassen. Typischerweise verlaufen das Füllrohr 32 und das Rohr 58 durch die Öffnung 42 in ein Vakuumrohr 43. Das Vakuumrohr 43 verläuft allgemein über eine vorbestimmte Distanz in den Speicherbehälter 20, bevor es an einer zweiten Öffnung 45 endet. Die zweite Öffnung 45 ermöglicht, dass das Füllrohr 38 und das Rohr 58 in das Innere des Speicherbehälters 20 gelangen.
  • Das Füllrohr 32 ist fluidmäßig mit dem Speicherbehälter 20 und der Kopplung 22 gekoppelt. Insbesondere ist die Kopplung 22 derart ausgebildet, dass sie mit der Füllstation 23 verbunden werden kann, die zum Speichern des Wasserstoffs in dem Speicherbehälter 20 und zum Abgeben des Wasserstoffs von dem Speicherbehälter 20 betreibbar ist. Es sei angemerkt, dass das Füllrohr 32, wie nachfolgend beschrieben ist, beispielhaft für eines vieler geeigneter Verfahren zum Abgeben von Wasserstoff in den Speicherbehälter 20 ist, und somit die vorhergehende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung, wie beansprucht, zu beschränken. Das Füllrohr 32 umfasst allgemein ein Einlassteil 46, das dazu geeignet ist, fluidmäßig mit der Kopplung 22 zur Aufnahme des flüssigen Wasserstoffs gekoppelt zu werden. Das Einlassteil 46 kann mit der Kopplung 22 über einen geeigneten Mechanismus, beispielsweise einen Schlauch (nicht gezeigt), ein Rohr, eine Düse oder eine andere Vorrichtung gekoppelt werden. Das Füllrohr 32 umfasst auch allgemein einen ersten Abschnitt 48, der fluidmäßig mit dem Einlassteil 46 gekoppelt ist und allgemein parallel zu dem Boden 40 des Speicherbehälters 20 angeordnet ist. Ein zweiter Abschnitt 50 kann fluidmäßig mit dem ersten Abschnitt 48 des Füllrohres 32 über ein gekrümmtes Teil 52 gekoppelt sein. Das gekrümm te Teil 52 ist derart ausgebildet, dass sichergestellt wird, dass der flüssige Wasserstoff unter Druck gesetzt bleibt, um den Austritt des flüssigen Wasserstoffs aus dem Füllrohr 32 zu erleichtern, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
  • Der zweite Abschnitt 50 führt allgemein rechtwinklig von dem Boden des Speicherbehälters 20 weg, so dass der zweite Abschnitt 50 dazu dienen kann, einen dritten Abschnitt 54, der fluidmäßig mit dem zweiten Abschnitt 50 gekoppelt ist, über den Boden 40 des Speicherbehälters 20 erhöhen. Der dritte Abschnitt 54 führt über eine Länge L2 über den oberen Bereich 38 des Speicherbehälters 20, und allgemein ist die Länge L2 in etwa das Äquivalent, jedoch typischerweise kleiner als eine Länge L des Speicherbehälters 20, wobei jedoch jede geeignete Ausgestaltung verwendet werden kann. Der dritte Abschnitt 54 kann zumindest eine Sprühdüse 56 umfassen, kann jedoch eine Vielzahl von Sprühdüsen 56 (vier sind gezeigt) umfassen, die dazu dienen, flüssigen Wasserstoff, der von der Kopplung 22 aufgenommen wird, in den Speicherbehälter 20 abzugeben. Die Sprühdüsen 56 sind entlang dem dritten Abschnitt 54 beabstandet.
  • Das Austragssystem 34 ist fluidmäßig mit dem Speicherbehälter 20 gekoppelt und umfasst ein Rohr 58, das in Verbindung damit einer Druckerfassungs Vorrichtung bzw. einen Druckschalter 60 aufweist. Das Rohr 58 erleichtert die Entfernung des gasförmigen Wasserstoffs von dem Speicherbehälter 20, wobei jedoch auch jedes andere Verfahren verwendet werden könnte, um den gasförmigen Wasserstoff zu entfernen. Das Rohr 58 ist allgemein so geformt, dass es einen Einlass 62 umfasst, der sich in eine Richtung öffnet, die typischerweise rechtwinklig zu dem Boden 40 des Speicherbehälters 20 liegt und zumindest um eine Distanz X über den Boden 40 des Speicherbehälters 20 erhöht ist. Von dem Einlass 62 kann das Rohr 58 einen ersten Abschnitt 64 umfassen, der sich allgemein rechtwinklig zu dem Boden 40 des Spei cherbehälters 20 erstreckt und mit einem diagonalen Abschnitt 66 durch einen Abschnitt 65, der sich parallel zu dem Boden 40 befindet, gekoppelt ist. Der diagonale Abschnitt 66 ist gekrümmt, so dass er in einem zweiten Abschnitt 68 endet, der den Austrittspfad für den gasförmigen Wasserstoff aus dem Speicherbehälter 20 heraus vorsieht.
  • Typischerweise ist der zweite Abschnitt 68 geringfügig weg von dem Boden 40 des Speicherbehälters 20 erhöht, um nicht nur die freie Strömung des gasförmigen Wasserstoffs zu ermöglichen, sondern auch eine Vereinfachung hinsichtlich des Aufbaus vorzusehen, indem ermöglicht wird, dass der zweite Abschnitt 68 in der Nähe des Füllrohres 32 des Speicherbehälters 20 positioniert werden kann. Obwohl sowohl das Rohr 58 als auch das Füllrohr 32 mit variierenden Abschnitten verschiedener Höhen und Merkmale beschrieben sind, könnte das Rohr 58 und das Füllrohr 32 eine beliebige Form oder Konstruktion besitzen, die in der Lage ist, die beabsichtigten Funktionen des Rohres 58 und des Füllrohres 32 auszuführen, insbesondere die Entfernung des gasförmigen Wasserstoffs von dem Speicherbehälter 20 und die Abgabe von flüssigem Wasserstoff in den Speicherbehälter 20.
  • Der zweite Abschnitt 68 des Rohres 58 ist fluidmäßig mit dem Druckschalter 60 und dem zweiten Ventil 26 gekoppelt. Wenn das zweite Ventil 26 in einer OFFEN-Stellung ist, wird der zweite Abschnitt 68 fluidmäßig mit der Kopplung 22 gekoppelt. Somit kann, wenn das zweite Ventil 26 in der OFFEN-Stellung ist, der gasförmige Wasserstoff von dem Speicherbehälter 20 durch die Kopplung und zurück zu der Füllstation 23 strömen, an der der gasförmige Wasserstoff in flüssigen Wasserstoff zum späteren Gebrauch kondensiert werden kann. Wenn das zweite Ventil 26 in einer GESCHLOSSEN-Position ist, wird verhindert, dass gasförmiger Wasser stoff das Austragssystem 34 verlassen kann, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
  • Der Druckschalter 60 ist fluidmäßig mit dem Rohr 58 gekoppelt und steht in Verbindung mit einer elektrischen Schaltung 70. Der Druckschalter 60 ist allgemein ein Deltadruckschalter und ist um den zweiten Abschnitt 68 des Rohres 58 herum angeordnet, um eine Änderung des Drucks des Fluids in dem zweiten Abschnitt 68 des Rohrs 58 zu erfassen. Typischerweise funktioniert der Druckschalter 60 so, dass ein Druckabfall entlang des zweiten Teils 68 des Rohrs 58 erfasst wird. Auf Grundlage des detektierten Druckabfalls in dem zweiten Teil 68 des Rohrs 58 wirkt die elektrische Schaltung 70 in Ansprechen auf den Druckschalter 60, um das Ventil 26 zu schließen. Insbesondere wenn der Druckabfall, der durch den Druckschalter 60 detektiert wird, einen vorgewählten Wert überschreitet, unterbricht der Druckschalter 60 die elektrische Schaltung 70 und verhindert, dass Elektrizität das zweite Ventil 26 erreichen kann. Der vorgewählte Druckwert hängt von den Tankparametern ab, ist jedoch allgemein gleichwertig zu dem Druckabfall, der flüssigem Wasserstoff, der in das Rohr 58 eintritt, zugeordnet ist. Der Druckschalter 60 kann ein beliebiger Typ von Druckerfassungsvorrichtung sein, die in der Lage ist, eine elektrische Schaltung 70 zu unterbrechen. Der Druckschalter 60 erfasst einen Druckabfall, wenn der flüssige Wasserstoff durch das Rohr 58 strömt.
  • Die elektrische Schaltung 70 steht in Verbindung mit dem Druckschalter 60, der Energieversorgung 28 und dem zweiten Ventil 26. Die elektrische Schaltung 70 ist während des Füllvorgangs allgemein in einer GESCHLOSSEN-Position, so dass die von der Energieversorgung 28 gelieferte elektrische Energie durch die elektrische Schaltung 70 an das zweite Ventil 26 fließen kann, was zur Folge hat, dass das zweite Ventil 26 in die OFFEN-Stellung gelangt. Wenn die elektrische Schaltung 70 in einer OFFEN-Stellung ist, wird ein Fluss der elektrischen Energie von der Energieversorgung 28 an das zweite Ventil 26 verhindert, was zur Folge hat, dass das zweite Ventil 26 in die GESCHLOSSEN-Position gelangt. Typischerweise schaltet die elektrische Schaltung 70 zwischen der OFFEN- und GESCHLOSSEN-Position abhängig von der Eingabe von dem Druckschalter 60, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
  • Die Energieversorgung 28 steht allgemein in Verbindung mit dem ersten Ventil 24 und dem zweiten Ventil 26 über die elektrische Schaltung 70. Die Energieversorgung 28 kann gegebenenfalls in Verbindung mit verschiedenen anderen Vorrichtungen in dem Brennstoffzellensystem 10 oder zusätzlichen Komponenten an dem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) stehen. Typischerweise ist die Energieversorgung 28 ein beliebiger Typ von Vorrichtung, der in der Lage ist, eine Quelle elektrischer Energie an das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 über die elektrische Schaltung 70 zu liefern, wie eine Batterie, ein Wechselstromgenerator oder ähnliche Vorrichtungen. Alternativ dazu kann die Energieversorgung 28 von dem Brennstoffzellenstapel 12 (nicht gezeigt) vorgesehen werden.
  • Der Speicherbehälter 20 kann auch die erste Fluidpegelanzeigeeinrichtung 36 umfassen. Die erste Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 steht allgemein in Verbindung mit der Steuereinheit 30. Die erste Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 kann ein beliebiger Typ von Vorrichtung sein, der in dem Speicherbehälter 20 angeordnet sein kann, um ein Signal 74 zu erzeugen (1), das den Pegel des Fluides in dem Speicherbehälter 20 angibt. Insbesondere kann die erste Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 ein Kapazitätssensor sein, wobei jedoch jeder geeignete Mechanismus verwendet werden kann. Obwohl der Speicherbehälter 20 bei dieser Ausführungsform mit der ersten Fluidpegelanzeigeeinrichtung 36 beschrieben ist, sei zu verstehen, dass die erste Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 nicht unbedingt in dem Speicherbehälter 20 enthalten sein muss. Die erste Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 kann ein Signal an die Steuereinheit 30 senden, das den Pegel des Brennstoffs in dem Speicherbehälter 20 angibt.
  • Das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 sind jeweils fluidmäßig mit dem Speicherbehälter 20 gekoppelt. Das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 sind in eine erste Stellung und in eine zweite Stellung betätigbar. In der ersten Stellung sind das erste und zweite Ventil 24, 26 in der GESCHLOSSEN-Stellung, und es kann kein Fluid durch das erste oder das zweite Ventil 24, 26 strömen. In der zweiten Stellung sind das erste und zweite Ventil 24, 26 in der OFFEN-Stellung, wodurch ermöglicht wird, dass das Fluid durch das erste und zweite Ventil 24, 26 strömen kann. Um zu ermöglichen, dass das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 in die zweite oder OFFEN-Stellung betätigt werden, erfordert jedes des ersten und zweiten Ventils 24, 26 zumindest eine Quelle für elektrische Energie. Allgemein ist das erste Ventil 24 betätigbar, um Elektrizität von der Energieversorgung 28 aufzunehmen, während das zweite Ventil 26 betätigbar ist, um elektrische Energie über die elektrische Schaltung 70 aufzunehmen, die mit der Energieversorgung 28 gekoppelt ist, wobei jedoch das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 auch durch einen beliebigen anderen geeigneten Mechanismus betätigbar sind, wie beispielsweise Druck.
  • Die Steuereinheit 30 steht typischerweise in Verbindung mit dem ersten Ventil 24, dem zweiten Ventil 26, der ersten Fluidpegelanzeigeeinrichtung 36 und der Energieversorgung 28. Sobald das Füllrohr 32 mit der Füllstation 23 gekoppelt wird, signalisiert die Steuereinheit 30 der Energieversorgung 28, elektrische Energie an das erste Ventil 24 und die elektrische Schaltung 70 und somit an das zweite Ventil 26 zu liefern, um das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 in die OFFEN-Stellung zu bringen.
  • Wenn das Brennstoffliefersystem eine erste Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 umfasst, dann ist die Steuereinheit 30 betätigbar, um das Signal von der ersten Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 zu empfangen und damit eine Messung des Brennstoffs in dem Speicherbehälter 20 vorzusehen. Auf Grundlage des Signals von der ersten Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 kann die Steuereinheit 30 ein Signal an die Energieversorgung 28 senden, um die elektrische Energie von dem ersten Ventil 24 und der elektrischen Schaltung 70 zu entfernen, was seinerseits dazu dient, elektrische Energie von dem zweiten Ventil 26 zu entfernen. Die Entfernung der elektrischen Energie von dem ersten Ventil 24 und dem zweiten Ventil 26 hat zur Folge, dass das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 in die GESCHLOSSEN-Position gelangen und ein weiteres Füllen des Speicherbehälters 20 und ein weiterer Austrag von flüssigem Wasserstoff durch das Austragssystem 34 verhindert wird.
  • Als ein Sekundärsystem kann der Druckschalter 60 auch dazu dienen, um das Ende eines Füllereignisses sicherzustellen. Wenn der Druckschalter 60 in Kombination mit der ersten Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 verwendet wird, wirkt der Druckschalter 60 als ein Sicherungssystem, um sicherzustellen, dass der Füllprozess endet. Genauer wird, wenn der Speicherbehälter 20 ein Füllereignis begonnen hat und das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 26 in der OFFEN-Stellung sind, der Druckschalter 60 betätigt, um jegliche Druckabfälle in dem Rohr 58 während des Füllereignisses zu lesen. Wenn der Druckschalter 60 einen Druckabfall liest, der den Schwellendruckabfall überschreitet, der angibt, dass flüssiger Wasserstoff in das Rohr 58 eintritt, unterbricht der Druckschalter 60 die elektrische Schaltung 70, was die elektrische Energie von dem zweiten Ventil 26 entfernt. Durch Entfernen der elektrischen Energie von dem zweiten Ventil 26 tritt das zweite Ventil 26 in die erste Stellung oder GESCHLOSSEN-Stellung ein. Sobald das zweite Ventil 26 in die GESCHLOSSEN-Stellung eintritt, kann die Steuereinheit 30 ein Signal empfangen, das angibt, dass das zweite Ventil 26 in die GESCHLOSSEN-Stellung eingetreten ist, und somit kann die Steuereinheit 30 die Energieversorgung 28 lenken, um elektrische Energie von dem ersten Ventil 24 zu entfernen und damit das Füllereignis zu beenden. Somit dient der Druckschalter 60 als ein Sicherungsmechanismus, um das Ende des Füllereignisses sicherzustellen. Alternativ dazu sei zu verstehen, dass die Wasserstoffliefereinheit 14 den Druckschalter 60 als den primären Mechanismus zum Beenden eines Betankungsereignisses umfassen kann, und somit ist die erste Brennstoffpegelanzeigeeinrichtung 36 kein notwendiges Merkmal der Wasserstoffliefereinheit 14.
  • Bei der in 3 gezeigten alternativen Ausführungsform, bei der gleiche Bezugszeichen dazu verwendet wurden, die gleichen oder ähnlichen Teile zu bezeichnen, kann die elektrische Schaltung 70 sowohl das erste Ventil 24 als auch das zweite Ventil 26 mit elektrischer Energie versorgen. Der Druckschalter 60 kann mit der elektrischen Schaltung 70 und dem Rohr 58 des Austragssystems 34 gekoppelt sein. Bei dieser Ausführungsform kann, wenn die Druckänderung die Schwelle für die Änderung des Drucks überschreitet, der Druckschalter 60 dann betätigt werden, um die elektrische Schaltung 70 zu öffnen und elektrische Energie von sowohl dem ersten Ventil 24 als auch dem zweiten Ventil 26 zu entfernen. Somit kann bei dieser alternativen Ausführungsform der Druckschalter 60 betätigt werden, um ein Füllereignis zu beenden, indem elektrische Energie gleichzeitig von dem ersten Ventil 24 und dem zweiten Ventil 26 entfernt wird. An dem Ende eines Füllereignisses kann die Steuereinheit 30 dann das Brennstoffzellensystem 10 zurücksetzen.
  • Demgemäß verbessert die vorliegende Erfindung die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Wasserstoffliefereinheit 14 durch die Verwendung primärer und sekundärer Systeme, um ein Überfüllen zu verhindern, beträchtlich. Die Verwendung des Druckschalters 60 in Kombination mit dem Rohr 58 dient dazu, um sicherzustellen, dass einiger gasförmiger Wasserstoff in dem Speicherbehälter 20 verbleibt, wodurch die Stabilität des Speicherbehälters 20 gesteigert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 96/02790 A1 [0004]

Claims (8)

  1. Brennstoffliefersystem (14) mit Überfüllschutz für ein Brennstoffzellensystem (10), mit: einem ein erstes Ventil (24) umfassenden Liefereinlass (32) über den Brennstoff in flüssiger Phase lieferbar ist; einem Behälter (20), der mit dem Liefereinlass (32) gekoppelt ist, um den Brennstoff in flüssiger Phase aufzunehmen; einem ein zweites Ventil (26) umfassenden Austragsdurchgang (58), der mit dem Behälter (20) gekoppelt ist, wobei der Austragsdurchgang (58) dazu dient, den Brennstoff von dem Behälter (20) zu entfernen; und einer Druckerfassungsvorrichtung (60) in Verbindung mit dem Austragsdurchgang (58), wobei die Druckerfassungsvorrichtung (60) eingerichtet ist, um einen Druckabfall in dem Austragsdurchgang (58) zu erfassen; einer Energieversorgungseinrichtung (28), von der das erste Ventil (24) und das zweite Ventil (26) zumindest mittelbar mit elektrischer Energie versorgbar ist; und einer elektrischen Schaltung (70), die mit der Druckerfassungsvorrichtung (60) gekoppelt und eingerichtet ist, um auf Grundlage eines von dieser erfassten Druckabfalls vorbestimmter Höhe die Energieversorgung des ersten Ventils (24) und auch des zweiten Ventils (24) zu unterbrechen.
  2. System nach Anspruch 1, ferner mit: einer Füllstation (23), die außerhalb des Brennstoffzellensystems (10) angeordnet ist, wobei die Füllstation (23) dazu dient, den Brennstoff zu liefern; einer Kopplung (22), die dazu dient, den Liefereinlass (32) mit der Füllstation (23) zu koppeln; wobei die Kopplung (22) dazu dient, den Austragsdurchgang (58) mit der Füllstation (23) zu koppeln.
  3. System nach Anspruch 2, wobei das erste Ventil (24) in Fluidverbindung mit dem Liefereinlass (32) und dem Behälter (20) steht und nach offen betätigbar ist, um zu ermöglichen, dass der Behälter (20) den Brennstoff in der flüssigen Phase aufnehmen kann; das zweite Ventil (26) in Fluidverbindung mit dem Austragsdurchgang (58) und der Füllstation (23) steht und nach offen betätigbar ist, um zu ermöglichen, dass die Füllstation (23) den Brennstoff in der gasförmigen Phase aufnehmen kann; und ferner mit einer Steuereinheit (30) in Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung (28), welche auf Grundlage eines Signals von der Steuereinheit betätigbar ist, um elektrische Energie an das erste Ventil (24) und das zweite Ventil (26) zu liefern und damit zu bewirken, dass das erste Ventil (24) und das zweite Ventil (26) öffnen.
  4. System nach Anspruch 3, wobei die elektrische Schaltung (70) mit der Energieversorgung (28) und dem zweiten Ventil (26) in Verbindung steht; und wobei die elektrische Schaltung (70) betätigbar ist, um den Fluss von elektrischer Energie von der Energieversorgung (28) an das zweite Ventil (26) bei Empfang eines Signals von der Druckerfassungsvorrichtung (60) zu unterbrechen, um zu bewirken, dass das zweite Ventil (26) schließt.
  5. System nach Anspruch 4, wobei die Druckerfassungsvorrichtung das Signal an die elektrische Schaltung (70) überträgt, wenn der Druckabfall in dem Austragsdurchgang (58) einen Schwellendruck überschreitet, welcher angibt, dass flüssiger Wasserstoff in den Austragsdurchgang (58) eintritt.
  6. System nach Anspruch 1, ferner mit einem Brennstoffzellenstapel (12), der zur Aufnahme des Brennstoffs in der flüssigen Phase betreibbar ist, um elektrische Energie zu erzeugen.
  7. System nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (30) betätigbar ist, um der Energieversorgungseinrichtung (28) zu signalisieren, elektrische Energie von dem ersten Ventil (24) zu entfernen, und zwar bei Empfang eines Signals von dem zweiten Ventil (26), dass die elektrische Energie zu dem zweiten Ventil (26) entfernt worden ist.
  8. System nach Anspruch 3, wobei der Behälter (20) zumindest eine Fluidpegelanzeigeeinrichtung (36) in Verbindung mit der Steuereinheit (30) umfasst, die dazu dient, ein Signal auf Grundlage des Pegels des Brennstoffs in dem Behälter (20) zu erzeugen, um zu bewirken, dass die Steuereinheit (30) der Energieversorgungseinrichtung (28) signalisiert, elektrische Energie von dem ersten Ventil (24) und der elektrischen Schaltung (70) zu entfernen.
DE102006021820A 2005-05-12 2006-05-10 Überfüllschutz für einen Flüssigwasserstofftank Active DE102006021820B4 (de)

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Publications (2)

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US (1) US7600541B2 (de)
DE (1) DE102006021820B4 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8955338B2 (en) * 2006-12-18 2015-02-17 GM Global Technology Operations LLC Liquid tank with combined liquid filling and liquid extraction conduit
US8100284B2 (en) * 2007-02-16 2012-01-24 GM Global Technology Opertions LLC Cryogenic storage tank with thermal shield
DE102012200554A1 (de) * 2012-01-16 2013-07-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Speicherbehälter von kryogenem Druckgas mit einem Einlass
CN103851333A (zh) * 2014-03-19 2014-06-11 江苏长隆石化装备有限公司 Lng装车撬
DE102014210902B4 (de) * 2014-06-06 2023-12-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Drucktank
WO2018208246A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Worthington Aritas Basincli Kaplar Sanayi Anonim Sirketi Piping system for cryogenic product tanks
CN109404726A (zh) * 2018-12-14 2019-03-01 中交第二航务工程勘察设计院有限公司 一种低温液体罐式集装箱泄放收集装置
FR3097614B1 (fr) * 2019-06-21 2021-05-28 Gaztransport Et Technigaz Dispositif de transfert d’un fluide d’une cuve d’alimentation à une cuve réceptrice
CN111963894A (zh) * 2020-06-05 2020-11-20 德琛智能科技(苏州)有限公司 一种差压液位计罐内布管结构及布管方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5477690A (en) * 1993-03-30 1995-12-26 Process Systems International, Inc. Liquid cryogenic storage tank system
WO1996002790A1 (en) * 1994-07-18 1996-02-01 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Cold liquid level control
CA2493502A1 (en) * 2002-09-25 2004-04-22 Taiyo Nippon Sanso Corporation Apparatus and method for filling fuel
EP1463905B1 (de) * 2001-12-21 2006-08-09 YARA International ASA Füllstation zum füllen von fluiden und verfahren dafür

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4805672A (en) * 1985-01-10 1989-02-21 Air Products And Chemicals, Inc. Automatic precision liquid loading control method
US5429159A (en) * 1991-08-02 1995-07-04 Fina Technology, Inc. Vapor recovery system for vehicle loading operation
US5353849A (en) * 1992-05-27 1994-10-11 Cryogenic Fuels Inc. Apparatus for metering and transfer of cryogenic liquids
DE69407763D1 (de) * 1993-03-09 1998-02-12 Technology Trading Bv Automatische, lecksichere betankungsvorrichtung
CA2113845A1 (en) * 1994-01-20 1995-07-21 Edward J. Farkas Control system for filling tanks with saturated liquids
US5450883A (en) * 1994-02-07 1995-09-19 Gilbarco, Inc. System and method for testing for error conditions in a fuel vapor recovery system
US5673736A (en) * 1994-03-15 1997-10-07 Farkas; Edward J. Temperature-compensated automatic stop fill for filling of tanks with liquids under vapor or gas pressure
US5484000A (en) * 1994-04-01 1996-01-16 Hasselmann; Detlev E. M. Vapor recovery and processing system and method
US5878767A (en) * 1996-12-13 1999-03-09 Novus International, Inc. Fluid transfer system
US6305235B1 (en) * 1998-10-09 2001-10-23 Air Liquide America Corporation Variable height sensor tree
US6253802B1 (en) * 1999-05-28 2001-07-03 Borgwarner Inc. Electromechanically controlled refueling valve
JP3915334B2 (ja) * 1999-08-30 2007-05-16 株式会社豊田自動織機 燃料電池用水素供給システム、燃料リサイクル方法、液体運搬用移動体、給油設備及び燃料リサイクルシステム
US6622757B2 (en) * 1999-11-30 2003-09-23 Veeder-Root Company Fueling system vapor recovery and containment performance monitor and method of operation thereof
US6622758B2 (en) * 2001-02-08 2003-09-23 Chart Inc. Interlock for cryogenic liquid off-loading systems
US6631621B2 (en) * 2001-07-03 2003-10-14 Thermo King Corporation Cryogenic temperature control apparatus and method
JP3818579B2 (ja) * 2001-10-11 2006-09-06 本田技研工業株式会社 水素貯蔵装置
US6834508B2 (en) * 2002-08-29 2004-12-28 Nanomix, Inc. Hydrogen storage and supply system
US6854492B2 (en) * 2002-12-03 2005-02-15 Eaton Corporation Electrically controlled refueling vapor vent shutoff
US7491455B2 (en) * 2004-01-20 2009-02-17 General Motors Corporation Method to startup a fuel cell stack without battery derived compressor power
US7617851B2 (en) * 2004-05-28 2009-11-17 Ti Group Automotive Systems, L.L.C. Refueling vapor recovery system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5477690A (en) * 1993-03-30 1995-12-26 Process Systems International, Inc. Liquid cryogenic storage tank system
WO1996002790A1 (en) * 1994-07-18 1996-02-01 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Cold liquid level control
EP1463905B1 (de) * 2001-12-21 2006-08-09 YARA International ASA Füllstation zum füllen von fluiden und verfahren dafür
CA2493502A1 (en) * 2002-09-25 2004-04-22 Taiyo Nippon Sanso Corporation Apparatus and method for filling fuel

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