用于填充机动车的燃料储存设备的方法
【专利说明】用于填充机动车的燃料储存设备的方法
[0001]本发明涉及一种用于为机动车的燃料储存设备填充处于较高压力下的燃料的方法，其中，所述燃料储存设备具有能够通过主填充管进行填充直至达到极限压力的主贮箱并且具有辅助储存器。明确地说，所述燃料仅仅优选为氢，关于现有技术除了 DE 10 2008060 127 Al 之外还可参阅 DE 100 21 681 C2。
[0002]在机动车内氢的储存技术目前正处于广泛发展之中，因为氢被视为用于机动车动力装置的针对由石油所获取燃料以外的未来备选方案。除了低温状态下液态氢的储存之夕卜，对气态氢的压力储存以及-在一定程度上作为前述方式的组合-对深冷氢在超临界状态中的低温压力储存得到进一步开发。对于气态氢的压力储存(实践中是在环境温度下)，目前是将压力值设定在600bar至700bar的数量级内，由加注站或者一般来说由供应站方面提供具有这种压力值的气态氢，而对于最后提及的低温压力储存则设定一个与此相比更低的、数量级为300bar的压力水平。作为现有技术，对此还可以列举文首述及的DE 102008 060 127 Al。
[0003]在文首另外述及的DE 100 21 681 C2中介绍了一种用于储存特别是低温氢的储能系统，该储能系统除了本文所述的主贮箱之外还具有一个本文所述的辅助储存器。须从主贮箱中吹出的氢被储存在该辅助储存器中，之所以必须要从构造为低温贮箱的主贮箱中吹出氢，是为了防止在主贮箱内出现不容许高的升压，该升压是由加温引起的，即由于有微少热量不可避免地从环境进入到贮箱中之故而使得该主贮箱内所含的氢受到加温。
[0004]与纯粹的压力储存相比，低温压力储存具有下述优点:可以在较小压力下储存较大量的氢或者一般来说储存介质(或者说燃料)，这一点特别是在主贮箱的重量方面(以及因此还在配备有该主贮箱的机动车的重量方面)是有利的。与纯粹的低温储存相比，低温压力储存的优点是:由不可避免的热量进入所导致的吹出量明显更小。有益的是，配备有低温压力贮箱作为主贮箱的机动车不仅可以填充超临界状态下的低温氢，而且，如果没有低温氢可供使用的话，还可以向主贮箱内填充气态氢。
[0005]然而在填充主贮箱(该主贮箱比如在至今所开发的低温压力贮箱技术情况下只能被填充到一定的极限压力-现今例如数量级为300bar)时，如果该填充是在一种提供与此相比较高压力水平(例如600bar)下的气态氢(或者一般来说燃料)的加注站等(一般来说:供应站)实施的话，那么必须要注意在主贮箱内不产生超过所述极限压力的压力。这一点原则上可以比较简单地通过如下方式得以保证:在设置于机动车中并通向主贮箱的填充管内-该填充管的与主贮箱相对置的端部与所述提供(在这样高的压力水平下的)气态氢的加注站等相连接并且在该填充管中设置有一个这里所说的贮箱截止阀，一旦在主贮箱内借助压力传感器确认了一个接近于所说的极限压力或者其极限压力的压力，便优选通过电子控制单元受控地将所述贮箱截止阀关闭。
[0006]然而，远在由加注站或者供应站提供的最大压力水平以下就比较迅猛地关闭这样的贮箱截止阀可能会导致在燃料供应系统中或加注站或者供应站的填充系统中的压力冲击，并在那里造成损害。
[0007]本发明的目的是，提出如何能够防止上述情况的应对方案。
[0008]对于如权利要求1前序部分所述的方法，实现此目的的解决方案在于:每当填充管与提供处于超过贮箱极限压力的压力下的燃料的供应站连接时，便在主贮箱内达到极限压力之前及时地关闭一个设置在该填充管中的IC箱截止阀(Tankabsperrventil)，并开启一个位于辅助储存器填充管中的加注辅助阀，该辅助储存器填充管在所述贮箱截止阀的上游从主填充管分支出来并通向设计为用于接收处于比所述贮箱极限压力更高的压力下的燃料的辅助储存器。各从属权利要求的内容为一些有益的发展设计。
[0009]根据本发明，通过电子控制单元，优选借助适当定位的压力传感器在主IC箱填充过程期间对该主贮箱内的升压进行监视，并且，若随着对主贮箱的进一步填充而产生了超过其极限压力的危险，则通过关闭一个适当的阀-在此称为贮箱截止阀-来阻止进一步填充。辅助储存器与关闭所述贮箱截止阀基本上同时地、然而为了安全起见略微提前一点时间地，与所述贮箱截止阀上游的填充管接通，使得现在由加注站/供应站提供的燃料到达辅助储存器中。该辅助储存器设计为能够承受由(目前)气态氢的加注站通常所提供的最大压力水平。远在上文，作为这个最大压力水平的示例性的或者说目前的数值列出了数量级为600bar至700bar的值。在优选具有较小储存容积的辅助储存器中于是较短时地、然而至少以如下所述方式缓慢地形成一个接近于由加注站所提供的(600至700bar的)最大压力的压力:使得加注站的填充系统以通常方式能够对此做出反应。在加注站中或者说由其填充系统电子控制地接着-类似于在给其他机动车的为接收这样高的压力水平下的气态氢而设计的其他压力贮箱进行填充时那样-开始执行对填充过程的缓和关停。
[0010]虽然为了实施本发明的方法必要的是:机动车除了优选为低温压力贮箱(对此参照文首述及的DE 10 2008 060 127 Al)的主贮箱之外还补充配备有一个能够承受在(这里:)氢-加注站所提供的最大压力水平的辅助储存器，但是可以将该辅助储存器保持得相对较小。因为如前所述，仅仅需要一个很小的储存容积，所以这种小的辅助储存器仅仅是在很小程度上提高配备该辅助储存器的机动车的重量。这样的辅助储存器还可以有益地承担其他一些功能，诸如-正如原则上由文首述及的DE 100 21 681 C2已知的那样-暂时储存必要时同样对于低温压力贮箱的情况为了避免在贮箱内出现不容许高的压力上升而需吹出或排出的部分氢(一般来说为燃料)，用于以后由消耗器使用或者燃烧。
[0011]所述辅助储存器的另一有益的附加功能可以在于:即使在主贮箱的填充过程中，也能够实现主要储存于主贮箱内的燃料的消耗器的运行或者说继续运行。出于各种不同原因，可能值得推荐的是:在主贮箱填充过程期间将所谓的供应管道关断，设置在机动车内的消耗器(其在此优选为燃料电池或者内燃机)通过该供应管道由主贮箱供应燃料。现在提出:将辅助储存器如此地在一个设置于通向消耗器的供应管道内的闭锁阀(Sperrventil)(该闭锁阀在主贮箱填充过程中关闭)的下游如此地与所述供应管道连接，例如通过开启相应的阀，使得消耗器即便在闭锁阀关闭的情况下也能够由辅助储存器供应运行