用于填充機動車的燃料儲存設備的方法
【專利說明】用于填充機動車的燃料儲存設備的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為機動車的燃料儲存設備填充處于較高壓力下的燃料的方法，其中，所述燃料儲存設備具有能夠通過主填充管進行填充直至達到極限壓力的主貯箱并且具有輔助儲存器。明確地說，所述燃料僅僅優(yōu)選為氫，關于現(xiàn)有技術除了 DE 10 2008060 127 Al 之外還可參閱 DE 100 21 681 C2。
[0002]在機動車內氫的儲存技術目前正處于廣泛發(fā)展之中，因為氫被視為用于機動車動力裝置的針對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)氫的儲存之夕卜，對氣態(tài)氫的壓力儲存以及-在一定程度上作為前述方式的組合-對深冷氫在超臨界狀態(tài)中的低溫壓力儲存得到進一步開發(fā)。對于氣態(tài)氫的壓力儲存(實踐中是在環(huán)境溫度下)，目前是將壓力值設定在600bar至700bar的數(shù)量級內，由加注站或者一般來說由供應站方面提供具有這種壓力值的氣態(tài)氫，而對于最后提及的低溫壓力儲存則設定一個與此相比更低的、數(shù)量級為300bar的壓力水平。作為現(xiàn)有技術，對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存特別是低溫氫的儲能系統(tǒng)，該儲能系統(tǒng)除了本文所述的主貯箱之外還具有一個本文所述的輔助儲存器。須從主貯箱中吹出的氫被儲存在該輔助儲存器中，之所以必須要從構造為低溫貯箱的主貯箱中吹出氫，是為了防止在主貯箱內出現(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)境進入到貯箱中之故而使得該主貯箱內所含的氫受到加溫。
[0004]與純粹的壓力儲存相比，低溫壓力儲存具有下述優(yōu)點:可以在較小壓力下儲存較大量的氫或者一般來說儲存介質(或者說燃料)，這一點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動車的重量方面)是有利的。與純粹的低溫儲存相比，低溫壓力儲存的優(yōu)點是:由不可避免的熱量進入所導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動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)量級為300bar)時，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:供應站)實施的話，那么必須要注意在主貯箱內不產生超過所述極限壓力的壓力。這一點原則上可以比較簡單地通過如下方式得以保證:在設置于機動車中并通向主貯箱的填充管內-該填充管的與主貯箱相對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置有一個這里所說的貯箱截止閥，一旦在主貯箱內借助壓力傳感器確認了一個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閉。
[0006]然而，遠在由加注站或者供應站提供的最大壓力水平以下就比較迅猛地關閉這樣的貯箱截止閥可能會導致在燃料供應系統(tǒng)中或加注站或者供應站的填充系統(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對方案。
[0008]對于如權利要求1前序部分所述的方法，實現(xiàn)此目的的解決方案在于:每當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站連接時，便在主貯箱內達到極限壓力之前及時地關閉一個設置在該填充管中的IC箱截止閥(Tankabsperrventil)，并開啟一個位于輔助儲存器填充管中的加注輔助閥，該輔助儲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計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存器。各從屬權利要求的內容為一些有益的發(fā)展設計。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，通過電子控制單元，優(yōu)選借助適當定位的壓力傳感器在主IC箱填充過程期間對該主貯箱內的升壓進行監(jiān)視，并且，若隨著對主貯箱的進一步填充而產生了超過其極限壓力的危險，則通過關閉一個適當?shù)拈y-在此稱為貯箱截止閥-來阻止進一步填充。輔助儲存器與關閉所述貯箱截止閥基本上同時地、然而為了安全起見略微提前一點時間地，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/供應站提供的燃料到達輔助儲存器中。該輔助儲存器設計為能夠承受由(目前)氣態(tài)氫的加注站通常所提供的最大壓力水平。遠在上文，作為這個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)量級為600bar至700bar的值。在優(yōu)選具有較小儲存容積的輔助儲存器中于是較短時地、然而至少以如下所述方式緩慢地形成一個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)以通常方式能夠對此做出反應。在加注站中或者說由其填充系統(tǒng)電子控制地接著-類似于在給其他機動車的為接收這樣高的壓力水平下的氣態(tài)氫而設計的其他壓力貯箱進行填充時那樣-開始執(zhí)行對填充過程的緩和關停。
[0010]雖然為了實施本發(fā)明的方法必要的是:機動車除了優(yōu)選為低溫壓力貯箱(對此參照文首述及的DE 10 2008 060 127 Al)的主貯箱之外還補充配備有一個能夠承受在(這里:)氫-加注站所提供的最大壓力水平的輔助儲存器，但是可以將該輔助儲存器保持得相對較小。因為如前所述，僅僅需要一個很小的儲存容積，所以這種小的輔助儲存器僅僅是在很小程度上提高配備該輔助儲存器的機動車的重量。這樣的輔助儲存器還可以有益地承擔其他一些功能，諸如-正如原則上由文首述及的DE 100 21 681 C2已知的那樣-暫時儲存必要時同樣對于低溫壓力貯箱的情況為了避免在貯箱內出現(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，也能夠實現(xiàn)主要儲存于主貯箱內的燃料的消耗器的運行或者說繼續(xù)運行。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管道關斷，設置在機動車內的消耗器(其在此優(yōu)選為燃料電池或者內燃機)通過該供應管道由主貯箱供應燃料。現(xiàn)在提出:將輔助儲存器如此地在一個設置于通向消耗器的供應管道內的閉鎖閥(Sperrventil)(該閉鎖閥在主貯箱填充過程中關閉)的下游如此地與所述供應管道連接，例如通過開啟相應的閥，使得消耗器即便在閉鎖閥關閉的情況下也能夠由輔助儲存器供應運行