DE102022200794A1 - Einfülleinrichtung zum Betanken eines Fahrzeuges an einer Zapfsäule sowie Zapfpistole und Einfüllstutzen mit einer solchen Einrichtung - Google Patents

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Abstract

Einfülleinrichtung (10) zum Betanken eines Fahrzeuges an einer Zapfsäule, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:- eine Fotodiode (11) für eine Infrarotkommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Zapfsäule und- einen Transponder (12) für eine Nahfeldkommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Zapfsäule.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einfülleinrichtung zum Betanken eines Fahrzeuges an einer Zapfsäule. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Zapfpistole sowie einen Einfüllstutzen mit einer solchen Einrichtung.
  • Stand der Technik
  • DE102016011924A1 betrifft ein Fahrzeug mit einer Speichereinrichtung zur Speicherung von Wasserstoff bei einem Nenndruck von mehr als 60 MPa, mit einem Befüllanschluss, welcher einen Tankstutzen und eine Infrarot-Datenschnittstelle gemäß SAE J2600 aufweist, wobei die Datenschnittstelle des Befüllanschlusses unidirektional zum Senden von Daten und ein Entleeranschluss im Hochdruckbereich der Speichereinrichtung ausgebildet ist, welcher einen Anschlussstutzen und eine Datenschnittstelle zum unidirektionalen Empfang von Daten aufweist.
  • US2013139897A1 stellt ein System und ein Verfahren zum sicheren Befüllen von Wasserstoff unter Verwendung von Echtzeit-Wasserstoff-Zustandsdaten bereit. Das System umfasst eine Messeinheit, eine fahrzeugseitige Steuereinheit, eine tankstellenseitige Steuereinheit und eine drahtlose Kommunikationseinheit. Die Messeinheit ist auf einem Wasserstofftank des Fahrzeugs angeordnet und misst die Gaseigenschaften und erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal. Die fahrzeugseitige Steuereinheit wandelt das Ausgangssignal in ein drahtloses Ausgangssignal um. Die tankstellenseitige Steuereinheit stoppt das Wasserstoffnachfüllen durch eine Wasserstoff-Füllvorrichtung, wenn das drahtlose Ausgangssignal einen unsicheren Zustand anzeigt. Die drahtlose Kommunikationseinheit ist vorgesehen, um eine drahtlose Datenkommunikation zwischen der fahrzeugseitigen Steuereinheit und der tankstellenseitigen Steuereinheit durchzuführen.
  • US2020276909A1 , US10800281B2 und US2020346554A1 beschreiben weitere Kommunikationssysteme und Verfahren zur Wasserstoffbetankung und Aufladung von Elektrofahrzeugen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt eine Einfülleinrichtung zum Betanken eines Fahrzeuges insbesondere mit Wasserstoff an einer Zapfsäule, eine Zapfpistole sowie einen Einfüllstutzen mit einer solchen Einrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
  • Der erfindungsgemäße Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass die Betankung von Wasserstofffahrzeugen nach dem Stand der Technik typischerweise über eine Infrarot-Schnittstelle gemäß SAE J2600 erfolgt, welche Daten unidirektional vom Fahrzeug zur Tankstelle überträgt. Ein hierzu geeignetes Verfahren ist in der Norm SAE J2799 standardisiert. Weiterhin ist in SAE J2601 beschrieben, wie der Betankungsvorgang mit Wasserstoff (H2) ablaufen - etwa mit welchem Druckgradienten und bis zu welchem Maximaldruck - und welche Daten zwischen dem H2-Fahrzeug und der H2-Tankstelle ausgetauscht werden sollen. Hierzu werden anhand vorgegebener Tabellen zum Beispiel in Abhängigkeit vom Nenndruck der Tanks, der Umgebungstemperatur und der initialen Tanktemperatur geeignete Betankungsparameter gewählt, gemäß denen die Tankstelle die Betankung zeitabhängig steuert.
  • Das nachfolgend beschriebene Verfahren trägt hierbei dem Umstand Rechnung, dass die Infrarotkommunikation aufgrund von Sonneneinstrahlung, physikalischer Beschädigung oder Vereisung (durch den auf bis zu -40 °C stark vorgekühlten Wasserstoff) gestört werden kann. Außerdem sind die genannten SAE-Normen hinsichtlich der vorgesehenen Betankungsdauer zwar für den Personenkraftwagen-Bereich angemessen, bedingen aber bei typischen Nutzfahrzeugen aufgrund deren deutlich größerer Tankkapazität sehr lange Betankungszeiten.
  • Ein Vorzug der erfindungsgemäßen Lösung liegt vor diesem Hintergrund in ihrer Eignung, einen robusten, schnellen und energieeffizienten Betankungsvorgang zu ermöglichen.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Grundgedankens möglich. So mag etwa ein Mechanismus zur Erkennung der vorhandenen Kommunikationstechnologie an einem Fahrzeug vorgesehen sein.
  • Figurenliste
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    • 1 zeigt ein Beispiel für eine Einfülleinrichtung mit integrierter Infrarot- (IR-) und Nahfeldkommunikation (near-field communication, NFC).
    • 2 illustriert die Betankung eines Fahrzeuges mittels der besagten Einfülleinrichtung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Herkömmliche H2-Tankstellen sind für eine Infrarotkommunikation gemäß SAE J2799 eingerichtet. Aus diesem Grund besteht ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung darin, den etablierten Standard SAE J2799 auf der Grundlage von IR-Kommunikation mit NFC zu kombinieren, sodass Fahrzeuge mit der Zapfsäule einer Tankstelle wahlweise mittels IR oder NFC kommunizieren können. Hierzu ist eine in 1 abgebildete Einfülleinrichtung (10), die sowohl seitens des Empfängers als auch des Senders eingesetzt werden kann, dazu eingerichtet, beide Technologien zu vereinen.
  • Um Daten zwischen dem zu betankenden H2-Fahrzeug und der Tankstelle auszutauschen, ist die Einfülleinrichtung (10) hierzu neben einer Fotodiode (11) zur Kommunikation nach dem IrDA-Standard mit einem Transponder (tag, 12) zur Nahfeldkommunikation ausgestattet, die aufgrund ihrer geringen Reichweite von etwa 4-10 cm eine eineindeutige Zuordnung zwischen Fahrzeug und Tankstelle ermöglicht. Wie 2 veranschaulicht, kann ein entsprechender Sender bzw. Empfänger problemlos in einer Zapfpistole (23) einer Zapfsäule (22) sowie einem Einfüllstutzen (receptacle, 21) eines Fahrzeuges (20) integriert werden.
  • Seitens der Tankstelle kann eine erfindungsgemäße Einrichtung ferner erkennen, ob ein zu betankendes Fahrzeug (20) über IR- oder NFC-Technologie verfügt, um Daten fallweise unter Nutzung der jeweils verfügbaren Technologie auszutauschen. Eine derartige Erkennung könnte zum Beispiel optisch oder durch Versuch und Irrtum (trial and error) erfolgen.
  • In umgekehrter Weise könnte ein Fahrzeug (20) sowohl zur IR- als auch zur NFC-Kommunikation befähigt werden, um sowohl an konventionellen Tankstellen, die ausschließlich gemäß SAE J2600, J2601 und J2799 ausgerüstet sind, als auch an künftigen, nicht SAE-konformen „NFC-Tankstellen“ betankt zu werden. Vorteilhafterweise versetzt diese Befähigung das Fahrzeug (20) zudem in die Lage, bei Ausfall einer der beiden Technologien den jeweils anderen, intakten Übertragungskanal zu nutzen.
  • Eine solche Erkennung kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
  • 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
    • DE 102016011924 A1 [0002]
    • US 2013139897 A1 [0003]
    • US 2020276909 A1 [0004]
    • US 10800281 B2 [0004]
    • US 2020346554 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Einfülleinrichtung (10) zum Betanken eines Fahrzeuges (20) an einer Zapfsäule (22), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - eine Fotodiode (11) für eine Infrarotkommunikation zwischen dem Fahrzeug (20) und der Zapfsäule (22) und - einen Transponder (12) für eine Nahfeldkommunikation zwischen dem Fahrzeug (20) und der Zapfsäule (22).
  2. Einfülleinrichtung (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Fotodiode (11) entspricht einem IrDA-Standard.
  3. Einfülleinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Einfülleinrichtung (10) ist dazu eingerichtet, das Fahrzeug (20) mit Wasserstoff zu betanken und - die Einfülleinrichtung (10) ist dazu eingerichtet, das Betanken wahlweise mittels der Infrarotkommunikation oder der Nahfeldkommunikation zu steuern.
  4. Einfülleinrichtung (10) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Einfülleinrichtung (10) entspricht SAE J2600 und - die Einfülleinrichtung (10) ist derart eingerichtet, dass das Betanken gemäß SAE J2601 erfolgt.
  5. Einfülleinrichtung (10) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Einfülleinrichtung (10) ist derart eingerichtet, dass die Infrarotkommunikation gemäß SAE J2799 erfolgt.
  6. Zapfpistole (23) mit einer Einfülleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Zapfpistole (23) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Zapfpistole (23) ist dazu eingerichtet zu erkennen, ob das Fahrzeug (20) die Infrarotkommunikation oder die Nahfeldkommunikation beherrscht, und - die Zapfpistole (23) ist dazu eingerichtet, Daten fallweise mittels der Infrarotkommunikation oder der Nahfeldkommunikation zu übertragen.
  8. Zapfpistole (23) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: - das Erkennen erfolgt optisch oder - das Erkennen erfolgt heuristisch.
  9. Einfüllstutzen (21) mit einer Einfülleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  10. Einfüllstutzen (21) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - der Einfüllstutzen (21) ist dazu eingerichtet, die Infrarotkommunikation herzustellen, wenn die Nahfeldkommunikation ausfällt, und der Einfüllstutzen (21) ist dazu eingerichtet, die Nahfeldkommunikation herzustellen, wenn die Infrarotkommunikation ausfällt.
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