DE102019134643A1

DE102019134643A1 - Druckbehältersystem und Energieversorgungsanordnung

Info

Publication number: DE102019134643A1
Application number: DE102019134643.6A
Authority: DE
Inventors: Klaus SZOUCSEK; Klaas Kunze
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-06-17
Also published as: US20230026657A1; WO2021122107A1; CN114829829B; CN114829829A

Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß ein Druckbehältersystem 10 mit einem Druckbehälter 20 zur Speicherung von gasförmigem Brennstoff, einer Brennstoffleitung 30 sowie einem Gesamtdrucksensor 40 zur Messung eines Gesamtdrucks des Brennstoffs an einer Position innerhalb der Brennstoffleitung 30. Dadurch können diverse Funktionen wie beispielsweise die Steuerung einer Leistungsreduzierung genauer ausgeführt werden als bei Verwendung lediglich des statischen Drucks. Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner eine Energieversorgungsanordnung 5 mit einem solchen Druckbehältersystem 10 und einem Energiewandler 7 wie beispielsweise einer Brennstoffzelle.

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Druckbehältersystem sowie eine Energieversorgungsanordnung mit einem solchen Druckbehältersystem.
Ein Druckbehältersystem weist beispielsweise einen Druckbehälter zur Speicherung von gasförmigem Brennstoff auf. Des Weiteren weist es typischerweise eine Brennstoffleitung auf, welche an dem Druckbehälter angeschlossen ist. Die Brennstoffleitung kann beispielsweise mit einem Verbraucher bzw. einem Energiewandler verbunden sein.
In bestimmten Situationen ist es erforderlich, den Druck in der Brennstoffleitung zu messen. Hierfür werden bislang typischerweise statische Drucksensoren verwendet, welche sich jedoch für einige Einsatzzwecke als nicht optimal erwiesen haben.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, ein Druckbehältersystem mit einer verbesserten Druckmessung vorzusehen. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgaben werden gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Druckbehältersystem. Das Druckbehältersystem weist mindestens einen Druckbehälter zur Speicherung von gasförmigem Brennstoff auf. Das Druckbehältersystem weist mindestens eine Brennstoffleitung auf, welche an dem Druckbehälter angeschlossen ist. Das Druckbehältersystem weist mindestens einen Gesamtdrucksensor zur Messung eines Gesamtdrucks des Brennstoffs an einer Position innerhalb der Brennstoffleitung auf.
Das Druckbehältersystem kann auch mehrere Druckbehälter zur Speicherung von gasförmigem Brennstoff aufweisen. Für den Fall, dass mehrere Druckbehälter vorhanden sind, kann die Brennstoffleitung an jedem der Druckbehälter angeschlossen sein.
Ein Gesamtdrucksensor ist ein Sensor, welcher nicht nur den statischen Druck, sondern eine Kombination aus statischem Druck und dynamischem Druck misst. Der dynamische Druck wird umso größer, je größer eine Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung ist. Es hat sich gezeigt, dass bei einigen Anwendungen die reine Messung des statischen Drucks dazu führt, dass bei Verwendung des entsprechend gemessenen Werts diverse Funktionen schlechter ausgeführt werden können, da der gemessene Wert des statischen Drucks letztlich zu niedrig ist im Vergleich zum Gesamtdruck, welcher eigentlich für die entsprechende Funktion verwendet werden sollte. Dieser Effekt wird umso größer, je höher die Flussgeschwindigkeit in der Brennstoffleitung ist, da der Anteil des dynamischen Drucks entsprechend größer ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei einem nahezu leeren Druckbehälter die Leistung eines angeschlossenen Verbrauchers, beispielsweise eines Brennstoffzellensystems oder eines anderen Energiewandlers, bzw. ein Entnahmemassenstrom reduziert wird, weil die Gasdichte sehr niedrig ist und dadurch ein Druckregler-Ausgangsdruck zu niedrig zu werden droht. Ein solcher Druckregler kann beispielsweise zwischen der Brennstoffleitung und einem angeschlossenen Energiewandler angeschlossen sein. Die Leistungsreduzierung kann beispielsweise so umgesetzt werden, dass wenn der Messwert eines Drucksensors kleiner ist als beispielsweise 40 bar, ein Tank-Steuergerät von einem Brennstoffzellensteuergerät anfordert, dass es die Leistung reduziert. Das Brennstoffzellensteuergerät reduziert dann die Leistung der Brennstoffzelle und senkt damit den Entnahmestrom im Tanksystem.
Beispielsweise kann es sich bei dem Brennstoff um Wasserstoff handeln, welcher in Brennstoffzellen verwendet werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung eines konventionellen statischen Drucksensors der an einem bestimmten Ort damit gemessene statische Druck in Abhängigkeit vom Massenstrom schwankt. Bei größeren Massenströmen wird ein kleinerer statischer Druck gemessen. Diese Messwertschwankungen führen zu dem Problem, dass die Leistungsreduzierung bei einem großen Massenstrom früher als notwendig einsetzt. Bei einem niedrigen Massenstrom wird die Leistungsreduzierung etwas später als bei großem Massenstrom aktiviert, aber immer noch früher als notwendig.
Die eben beschriebenen Probleme können durch die hier offenbarte Technologie verhindert werden, da der Gesamtdruck und nicht nur der statische Druck gemessen wird.
Der Gesamtdrucksensor kann insbesondere ein Drucksensor für Staudruck sein. Dieser kann eine Bohrung haben, welche so ausgerichtet ist, dass sie entgegen der Gasströmungsrichtung orientiert ist. Ein solcher Gesamtdrucksensor misst den Gesamtdruck, also die Summe aus statischem und dynamischem Druck. Der Gesamtdruck ist unabhängig vom Massenstrom. Dadurch wird die Leistungsreduzierung nicht mehr vorzeitig aktiviert.
Der Druckbehälter kann beispielsweise zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigem Brennstoff dienen. Der Druckbehälter kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem (auch „Compressed Natural Gas“ oder CNG genannt) oder verflüssigtem (auch „Liquid Natural Gas“ oder LNG genannt) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Der Druckbehälter ist bevorzugt mit mindestens einem Energiewandler fluidverbunden, insbesondere durch die bereits erwähnte Brennstoffleitung, wobei der Energiewandler typischerweise eingerichtet ist, die chemische Energie des Brennstoffs in andere Energieformen umzuwandeln.
Ein Druckbehälter kann beispielsweise ein Composite Overwrapped Pressure Vessel sein. Der Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter oder ein Hochdruckgasbehälter sein. Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch „Nominal Working Pressure“ oder NWP genannt) von ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeugs liegen.
Gemäß einer Ausführung ist eine Brennstoffleitung eine Entnahmeleitung, und der Gesamtdrucksensor misst bevorzugt den Gesamtdruck bei Fluss des Brennstoffs vom Druckbehälter weg. Dadurch kann beispielsweise ein Entnahmemassenstrom überwacht und eine entsprechende Funktionalität, beispielsweise eine Leistungsreduzierung eines Verbrauchers wie eben beschrieben, gesteuert werden. Die Entnahmeleitung kann insbesondere mit einem Verbraucher bzw. einem Energiewandler wie beispielsweise einer Brennstoffzelle oder einem gasbetriebenen Verbrennungsmotor verbunden sein.
Gemäß einer Ausführung ist eine Brennstoffleitung eine Betankungsleitung, und der Gesamtdrucksensor misst bevorzugt den Gesamtdruck bei Fluss des Brennstoffs zum Druckbehälter hin. Dadurch kann ein Betankungsvorgang überwacht werden. Dies kann beispielsweise zu einer Füllstandsermittlung genutzt werden, welche durch die Ermittlung des Gesamtdrucks verbessert wird. Der Betankungsmassenstrom kann beispielsweise zehnmal so groß sein wie der Entnahmemassenstrom. Dadurch ist der Anteil des dynamischen Drucks am Gesamtdruck größer und die Vorteile kommen bei einer Betankung besonders vorteilhaft zur Geltung.
Der Füllstand eines Druckbehälters ist ein Maß für die Menge an Brennstoff, die im Druckbehälter gespeichert ist. Der Füllstand bzw. Beladungszustand kann ein Absolutwert sein, zum Beispiel der Brennstoffspeicherdruck bzw. die Brennstoffspeicherdichte des im Druckbehälter gespeicherten Brennstoffs. Der Füllstand kann aber auch ein Prozentwert sein, der sich aus der im Druckbehälter tatsächlich gespeicherten Menge und maximalen und minimalen Speichermengen ergibt. Ein solcher Prozentwert kann beispielsweise als Füllgrad (englisch „State of Charge“ oder SOC) bezeichnet werden. Der Füllgrad kann zum Beispiel ein Prozentwert vom maximalen Brennstoffspeicherdruck bzw. -dichte oder von der Differenz zwischen maximalem und minimalen Brennstoffspeicherdruck bzw. -dichte sein. Der maximale Brennstoffspeicherdruck ist in der Regel erreicht, wenn der Druckbehälter unter Normbedingungen den nominalen Betriebsdruck (auch „Nominal Working Pressure“ oder NWP genannt; zum Beispiel 700 bar) bei nominaler Betriebstemperatur (zum Beispiel 15 °C) erreicht hat. Der minimale Brennstoffspeicherdruck kann ein festgelegter Mindestdruck (in der Regel behälterspezifisch) oder der Atmosphärendruck sein. Gleichsam ergeben sich die maximale Brennstoffspeicherdichte bzw. die minimale Brennstoffspeicherdichte bei diesen Normbedingungen. Bei einem 70 MPA-Druckbehältersystem beträgt die maximale Speicherdichte in einem Wasserstoffdruckbehälter bei 15 °C beispielsweise ca. 40,22 g/l. Der Füllzustand kann direkt oder indirekt bestimmbar sein.
Es sei erwähnt, dass die Anordnung eines Gesamtdrucksensors in einer Entnahmeleitung und in einer Betankungsleitung auch kombiniert werden können. Dabei können also beispielsweise zwei solcher Gesamtdrucksensoren verwendet werden.
Bevorzugt weist das Druckbehältersystem eine elektronische Steuerungsvorrichtung zur Berechnung eines Füllstands des Druckbehälters basierend auf dem Gesamtdruck in der Betankungsleitung auf. Dadurch kann ein Füllstand in besonders vorteilhafter Weise berechnet werden, da der hierfür besser geeignete Gesamtdruck und nicht nur der statische Druck verwendet wird.
Es kann vorgesehen sein, dass der Gesamtdrucksensor den Gesamtdruck in beiden Flussrichtungen messen kann. Hierzu kann er beispielsweise drehbar ausgeführt sein, so dass eine Eingangsöffnung in beide Flussrichtungen gehalten werden kann. Somit kann der Gesamtdruck beispielsweise sowohl während eines Betankungsvorgangs wie auch während eines Entnahmevorgangs gemessen werden.
Gemäß einer Ausführung weist das Druckbehältersystem ferner einen statischen Drucksensor zur Messung eines statischen Drucks des Brennstoffs an einer Position innerhalb der Brennstoffleitung auf. Dadurch kann zusätzlich zum Gesamtdruck auch der statische Druck gemessen werden. Dadurch können zusätzliche Funktionalitäten erzielt werden. Insbesondere kann durch Subtraktion des statischen Drucks vom Gesamtdruck der dynamische Druck errechnet werden.
Gesamtdrucksensor und statischer Drucksensor können insbesondere unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sein. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass sie einen Abstand von höchstens 10 cm haben. Dann kann beispielsweise davon gesprochen werden, dass sie an der gleichen Stelle messen und eine etwaige Veränderung des Drucks über den Abstand kann vernachlässigt werden.
Eine Kombination aus Gesamtdrucksensor und statischem Drucksensor kann grundsätzlich an jeder Stelle verwendet werden, beispielsweise also wie weiter oben beschrieben in einer Betankungsleitung und in einer Entnahmeleitung.
Gemäß einer Ausführung weist das Druckbehältersystem eine elektronische Steuerungsvorrichtung zur Berechnung eines dynamischen Drucks als Differenz aus dem Gesamtdruck und dem statischen Druck und/oder zur Berechnung einer Strömungsgeschwindigkeit aus dem Gesamtdruck und dem statischen Druck und/oder aus dem dynamischen Druck auf. Mittels einer solchen Vorgehensweise kann die Strömungsgeschwindigkeit besonders genau berechnet werden, da sowohl der Gesamtdruck wie auch der dynamische Druck bekannt sind. Über die Strömungsgeschwindigkeit können beispielsweise andere Funktionen gesteuert werden. Die Steuerungsvorrichtung ist zweckmäßig für eine derartige Funktion oder auch andere, beispielsweise nachfolgend beschriebene Funktionen konfiguriert.
Gemäß einer Ausführung weist das Druckbehältersystem eine elektronische Steuerungsvorrichtung zur Auslösung einer Leistungsreduzierung eines an dem Druckbehältersystem angeschlossenen Energiewandlers basierend auf dem Gesamtdruck auf. Wie bereits erwähnt kann durch die Verwendung des Gesamtdrucks anstatt des statischen Drucks die Leistungsreduzierung wesentlich besser gesteuert werden, insbesondere kann eine vorzeitige Auslösung vermieden werden.
Es sei erwähnt, dass die beschriebenen Funktionalitäten beispielsweise auch in einer einzigen Steuerungsvorrichtung implementiert sein können. Insbesondere kann die Steuerungsvorrichtung dazu konfiguriert sein, die jeweilige Funktionalität auszuführen.
Eine Leistungsreduzierung kann beispielsweise aktiviert werden, wenn ein Druck im Druckbehälter nahe an einer vorgegebenen Untergrenze ist. Ebenso kann beispielsweise eine Leistungsreduzierung ausgelöst werden, wenn der Druck vor einem Druckregler kleiner als 35 bar ist. In einem solchen Fall kann beispielsweise ein Druckverlust im Druckregler steigen aufgrund einer geringen Gasdichte, und ein Druckregler-Ausgangsdruck kann zu klein werden.
Bevorzugt kann eine Temperaturkompensation implementiert sein, beispielsweise in einer bereits erwähnten Steuerungsvorrichtung. Wenn die Temperatur beispielsweise zwischen -15 °C und +45 °C schwankt und sie bei beispielsweise 15 °C angenommen wird, weil sie nicht gemessen wird, dann kann eine Wasserstoff-Dichte um beispielsweise +/- 10 % falsch ermittelt werden. Dieser Effekt kann durch eine Temperaturkompensation, d.h. durch ein Messen und Berücksichtigen der Temperatur, vermieden werden. Beispielsweise kann ein Temperatursensor vor einem Druckregler eingebaut werden, wobei der Temperatursensor über eine in die Strömung ragende Leitung die Gastemperatur des Entnahmemassenstroms misst. Diese kann man verwenden, beispielsweise um eine Gasdichte zu berechnen, welche temperaturabhängig ist.
Der Gesamtdrucksensor kann insbesondere an einer Stelle eingebaut werden, an welcher das Strömungsprofil über den Querschnitt möglichst gleichmäßig ist. Dies kann bevorzugt dadurch erreicht werden dass sich eine gerade Rohrstrecke von beispielsweise mindestens 20 cm vor dem Gesamtdrucksensor befindet.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner eine Energieversorgungsanordnung mit einem Druckbehältersystem wie hierin beschrieben sowie mit einem Energiewandler, welcher zweckmäßig als Brennstoffzelle ausgeführt sein kann, wobei der Energiewandler an die Brennstoffleitung angeschlossen ist. Der Energiewandler bzw. die Brennstoffzelle kann insbesondere dazu ausgebildet sein, von dem Druckbehälter über die Brennstoffleitung gelieferten Brennstoff in elektrische oder mechanische Energie umzusetzen. Bei einer Brennstoffzelle kann insbesondere der oben genannte Vorteil einer besseren Steuerung der Leistungsreduzierung genutzt werden. Allgemeiner kann ein Energiewandler verwendet werden, welcher eingerichtet ist, die chemische Energie des Brennstoffs in andere Energieformen umzuwandeln, beispielsweise in elektrische Energie und/oder in Bewegungsenergie. Der Energiewandler kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine oder ein Brennstoffzellensystem/Brennstoffzellenstapel mit mindestens einer Brennstoffzelle sein.
Eine Massenstromdichte bzw. ein Massenstrom kann beispielsweise durch folgende Formeln berechnet werden: $p_dyn = ρ / 2 * v^{\land} 2$
$v = \sqrt{} ((2 \cdot p_dyn) / ρ)$
$\dot{m} = ρ \cdot v \cdot A$
Dabei sind:

p_dyn:: dynamischer Druck
v:: Strömungsgeschwindigkeit
p:: Gasdichte
A:: Strömungsquerschnittsfläche
m:: Massenstrom

Die Ermittlung eines Wasserstoffmassenstroms hat beispielsweise den Vorteil, dass sie für die Verbesserung der Füllstandsberechnung mittels Kalman-Filter verwendet werden kann.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:

1: eine Energieversorgungsanordnung, und
2: einen Gesamtdrucksensor.

1 zeigt eine Energieversorgungsanordnung 5 gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer rein schematischen Darstellung. Die Energieversorgungsanordnung 5 weist ein Druckbehältersystem 10 sowie einen daran angeschlossenen Energiewandler in Form einer Brennstoffzelle 7 auf. Es sei erwähnt, dass anstelle der Brennstoffzelle 7 beispielsweise auch ein anderer Energiewandler wie beispielsweise ein gasbetriebener Verbrennungskraftmotor angeschlossen sein kann. Jedenfalls wird der angeschlossene Energiewandler von dem Druckbehältersystem 10 wie nachfolgend beschrieben mit einem gasförmigen Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff, versorgt.
Das Druckbehältersystem 10 weist einen Druckbehälter 20 auf. Darin wird gasförmiger Brennstoff gespeichert. Das Druckbehältersystem 10 weist eine Brennstoffleitung 30 auf, welche wie gezeigt vom Druckbehälter 20 zur Brennstoffzelle 7 führt. Des Weiteren weist das Druckbehältersystem 10 einen Gesamtdrucksensor 40 sowie einen statischen Drucksensor 50 auf. Der Gesamtdrucksensor 40 ist dazu ausgebildet, einen Gesamtdruck in der Brennstoffleitung 30 zu messen, d.h. eine Kombination aus statischem Druck und dynamischem Druck, wobei letzterer von der Flussgeschwindigkeit abhängig ist. Der statische Drucksensor 50 misst dagegen lediglich den statischen Druck, also den Gesamtdruck abzüglich des dynamischen Drucks.
Das Druckbehältersystem 10 weist ferner eine elektronische Steuerungsvorrichtung 60 auf, welche wie gezeigt mit den beiden Drucksensoren 40, 50 verbunden ist.
Während eines Entnahmebetriebs, d.h. während die Brennstoffzelle 7 aus dem Druckbehälter 20 versorgt wird, misst der Gesamtdrucksensor 40 den Gesamtdruck und der statische Drucksensor 50 misst den statischen Druck. Beide Werte werden an die elektronische Steuerungsvorrichtung 60 gesendet. Diese kann aus einer Differenz zwischen den beiden Drücken den Massenstrom berechnen und dadurch die Entnahme in vorteilhafter Weise steuern. Auch ein Rückschluss auf einen Füllstand ist auf diese Weise möglich. Sollte der Gesamtdruck unter einen vorgegebenen Wert sinken, welcher beispielsweise bei 40 bar liegen kann, so wird die elektronische Steuerungsvorrichtung 60 eine Leistungsreduzierung der Brennstoffzelle 7 anfordern, so dass die Entnahme zurückgeht. Da der Gesamtdruck verwendet wird und nicht nur der statische Druck kann die Leistungsreduzierung hier später einsetzen als wenn, wie bei Ausführungen im Stand der Technik üblich, nur der statische Druck verwendet wird.
2 zeigt den Gesamtdrucksensor 40 detaillierter. Dabei ist auch sein Anschluss an die bereits erwähnte Brennstoffleitung 30 gezeigt. In der Brennstoffleitung 30 strömt das Gas wie durch die Pfeile angezeigt in einem typischen Entnahmebetrieb. Der Gesamtdrucksensor 40 weist einen Block 41 auf, welcher mit der Brennstoffleitung 30 verbunden ist und welcher weitere Komponenten des Gesamtdrucksensors 40 trägt. Der Gesamtdrucksensor 40 weist ein Rohr 42 auf, welches in die Brennstoffleitung 30 hineinsteht. In der Brennstoffleitung 30 weist das Rohr 42 eine Öffnung 43 auf, welche entgegen der Strömungsrichtung weist und somit dafür sorgt, dass strömendes Gas unter Druck in das Rohr 42 eindringt.
Außenliegend weist der Gesamtdrucksensor 40 eine Überwurfmutter 45 sowie einen Stützring 46 auf, welche weitere Komponenten am Block 41 halten und für Stabilität sorgen.
Gegenüberliegend zur Brennstoffleitung 30 ist an dem Rohr 42 eine Membran 47 ausgebildet, welche sich druckabhängig verformt. Unmittelbar angrenzend daran ist eine Auswerteschaltung 48 angeordnet, welche die Verformung aufnimmt und über daran integrierte, nach rechts weisende Pins 44 ein davon abhängiges Signal ausgibt. Somit zeigt das Signal die Verformung der Membran 47 und somit letztlich den Gesamtdruck an. Aufgrund der bereits erwähnten Ausbildung des Rohrs 42 und der Öffnung 43 wird hier nicht nur der statische Druck, sondern der Gesamtdruck gemessen. Würde die Öffnung 43 nicht gerichtet sein, sondern lediglich seitlich an die Brennstoffleitung 30 angrenzen, würde lediglich der statische Druck gemessen werden.
Die Auswerteschaltung 48 wird von einem Steckergehäuse 49 getragen, in welchem auch die bereits erwähnten Pins 44 befestigt sind. Dieses ist mit dem Rest des Gesamtdrucksensors 40 verklipst.
Aus Gründen der Leserlichkeit wurde vereinfachend der Ausdruck „mindestens ein(e)“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal der hier offenbarten Technologie in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. der/ein Druckbehälter, der/ein Sensor, etc.) so soll gleichzeitig auch deren Mehrzahl mit offenbart sein (z.B. der mindestens eine Druckbehälter, der mindestens eine Sensor, etc.).
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

5:: Energieversorgungsanordnung
7:: Brennstoffzelle
10:: Druckbehältersystem
20:: Druckbehälter
30:: Brennstoffleitung
40:: Gesamtdrucksensor
41:: Block
42:: Rohr
43:: Öffnung
44:: Pins
45:: Überwurfmutter
46:: Stützring
47:: Membran
48:: Auswerteschaltung
49:: Steckergehäuse
50:: statischer Drucksensor
60:: elektronische Steuerungsvorrichtung

Claims

Druckbehältersystem (10), umfassend - mindestens einen Druckbehälter (20) zur Speicherung von gasförmigem Brennstoff, - mindestens eine Brennstoffleitung (30), welche an dem Druckbehälter (20) angeschlossen ist, - mindestens einen Gesamtdrucksensor (40) zur Messung eines Gesamtdrucks des Brennstoffs an einer Position innerhalb der Brennstoffleitung (30).
Druckbehältersystem (10) nach Anspruch 1, - wobei eine Brennstoffleitung (30) eine Entnahmeleitung ist, und - wobei der Gesamtdrucksensor (40) den Gesamtdruck bei Fluss des Brennstoffs vom Druckbehälter (20) weg misst.
Druckbehältersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, - wobei eine Brennstoffleitung (30) eine Betankungsleitung ist, und - wobei der Gesamtdrucksensor (40) den Gesamtdruck bei Fluss des Brennstoffs zum Druckbehälter (20) hin misst.
Druckbehältersystem (10) nach Anspruch 3, - welches eine elektronische Steuerungsvorrichtung (60) zur Berechnung eines Füllstands des Druckbehälters (10) basierend auf dem Gesamtdruck in der Betankungsleitung aufweist.
Druckbehältersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Gesamtdrucksensor (40) den Gesamtdruck in beiden Flussrichtungen messen kann.
Druckbehältersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - welche einen statischen Drucksensor (50) zur Messung eines statischen Drucks des Brennstoffs an einer Position innerhalb der Brennstoffleitung (30) aufweist.
Druckbehältersystem (10) nach Anspruch 6, - wobei der Gesamtdrucksensor (40) und der statische Drucksensor (50) unmittelbar benachbart zueinander sind.
Druckbehältersystem (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, - welches eine elektronische Steuerungsvorrichtung (60) zur Berechnung eines dynamischen Drucks als Differenz aus dem Gesamtdruck und dem statischen Druck, und/oder zur Berechnung einer Strömungsgeschwindigkeit aus dem Gesamtdruck und dem statischen Druck und/oder aus dem dynamischen Druck, aufweist.
Druckbehältersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - welche eine elektronische Steuerungsvorrichtung (60) zur Auslösung einer Leistungsreduzierung eines an dem Druckbehältersystem (10) angeschlossenen Energiewandlers (7) basierend auf dem Gesamtdruck aufweist.
Energieversorgungsanordnung, umfassend - ein Druckbehältersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - einen Energiewandler (7), welcher an die Brennstoffleitung (30) angeschlossen ist.