压缩气体储存装置、具有压缩气体储存装置的车辆的制作方法

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分特征的压缩气体储存装置。该压缩气体储存装置尤其应适用于移动应用，例如用于在借助燃料电池运行的车辆上储存氢气。因此，本发明还涉及一种具有根据本发明的压缩气体储存装置的车辆。

背景技术：

1、在移动应用中储存氢气，例如用于运行燃料电池车辆，在技术上是要求高的并且构成一个重要的成本因素。原则上，氢气可以低温储存在所谓的低温罐中或在压力下储存在一个或多个压缩气体容器中。对于不能确保连续地取出氢气的应用，在压力下储存，即在压缩气体储存装置中储存是优选的解决方案。

2、在用于氢气的压缩气体储存装置中，压力可以达到700bar。因此，储存装置必须针对这种高压设计。通常，因此选择由金属、尤其是钢或由高强度碳纤维制成的容器或储存器壳体。碳纤维的优点是其还特别地轻，使得由此制成的容器尤其与钢容器相比具有非常低的重量。然而，这种容器的制造更复杂和从而更昂贵，使得优选使用钢容器。

3、为了在车辆上准备足够量的氢气，压缩气体储存装置通常包括多个相同的压缩气体容器。因此，成本优势随着容器的数量而增加。

4、除压缩气体储存装置中的高存储压力外，从外部的热输入会导致压缩气体容器中或压缩气体储存装置中的温度升高和从而压力升高。以相同方式，单个压缩气体容器的负载和从而爆裂危险提高。相应地，对压缩气体储存装置的安全性要求也相应较高。例如压缩气体容器中的压力为700bar的压缩气体储存装置因此设计为用于遵守爆裂压力明显超过1000bar的安全性要求。为了安全起见，还为每个容器设置至少一个对温度和/或压力敏感的过载阀，借助该过载阀可以将压力限制到允许的最大压力。因为，如果达到最大压力，阀就会打开并且以这种方式引起卸载。

5、由de 10 2006 009 537 b3例如提供一种具有泄压装置的燃料-压缩气体容器，其包括泄压阀和压力信号线路。在出现相应的压力信号时，泄压阀应打开，使得气体能够从压缩气体容器中逸出。以这种方式应防止压缩气体容器的爆裂。

技术实现思路

1、从上述现有技术出发，本发明的任务是给出一种用于移动应用的压缩气体储存装置，尤其用于在车辆上储存氢气，该压缩气体储存装置设计为用于高压，并且同时具有高的温度容差。以这种方式应提供满足高安全性要求的压缩气体储存装置。

2、为了解决该任务，提出具有权利要求1特征的压缩气体储存装置和具有权利要求9特征的车辆。本发明的有利扩展方案可以从各从属权利要求得出。

3、所提出的压缩气体储存装置包括至少一个金属的储存器壳体，该储存器壳体限界可填充以压缩气体的储存容积，以及至少一个布置在储存器壳体上的、对温度和/或压力敏感的过载阀。根据本发明，存储器壳体或压缩气体储存装置至少区域地、优选在空出至少一个过载阀的情况下被热保护罩包围。

4、热保护罩的任务是减少从外到内，即到填充以压缩气体的储存容积中的有害热输入。以这种方式可以抵消储存器壳体中的温度升高和从而压力升高。因此，结果是，单个储存器壳体或整个压缩气体储存装置的温度容差提高。

5、所提出的压缩气体储存装置的提高的温度容差使得能够使用金属的储存器壳体，例如由钢制成的储存器壳体。由于金属的高导热性，金属的储存器壳体一般不具有高的温度容差，使得在不采取进一步的安全预防措施的情况下，一般不能够用于必须满足高安全性要求的压缩气体储存装置。然而，金属的储存器壳体的优点是能够实现高的储存压力，因为金属，尤其是钢具有高强度。此外，如开头所述的那样，使用金属的储存器壳体伴随着成本优势。

6、在所提出的压缩气体储存装置中，金属的储存器壳体的优点得到充分体现。通过所设置的热保护罩消除了低温度容差的缺点，使得所提出的具有至少一个金属储存器壳体的压缩气体储存装置还满足对用于移动应用的压缩气体储存装置提出的高安全性要求。

7、优选地，热保护罩是涂层、覆层(verkleidung)和/或罩壳或包括它们。

8、涂层直接施加到储存器壳体的外侧上，因此不需要或仅需要很小的附加的安装空间。涂层的另一优点在于，能够实现在储存器壳体的外侧上的非常好的附着。此外，涂层可以简单地通过喷洒或喷涂施加。

9、在覆层的情况下，该覆层也可以直接布置在储存器壳体的至少一个外侧上，使得覆层直接贴靠在储存容器上。替代地，覆层可以在相对于储存器壳体保持一定距离的情况下布置，例如以便在储存器壳体和覆层之间布置接收该覆层的保持装置。只要压缩气体储存装置包括多个储存器壳体，这些储存器壳体就可以具有一个共同的覆层用于形成热保护罩。即，不是每个单个的储存容器必须配备有自己的热保护罩，使得降低了制造和装配成本。以这种方式可以同时节省安装空间。

10、替代地或补充地，热保护罩可以是罩壳或包括罩壳。罩壳的优点在于，其不一定必须匹配各个储存器壳体的形状，因此可以具有简单的，例如直线的和/或带角的形状。此外，单个罩壳可以以简单的方式构成用于多个储存器壳体的热保护罩。

11、优选地，所提出的压缩气体储存装置的热保护罩至少部分地由非金属材料制成。因为与储存器壳体不同地，热保护罩不必满足对强度的高要求，因为该热保护罩没有暴露在储存容积中的高压下。热保护罩的功能与储存器壳体的功能完全不同，即减少了从外部的热输入。通过储存器壳体和热保护罩之间的功能划分，可以分别选择功能适合的材料。就热保护罩而言，这意味着优选地选择具有低热导率的材料，以便降低热保护罩的导热系数。

12、热导率λ和导热系数a之间存在以下关系：

13、a＝λ/(ρ*c),

14、其中，“ρ”代表密度，“c”代表比热容。因此，导热系数a与设计和材料相关。根据本发明的压缩气体储存装置的热保护罩优选具有a<1mm2/s的导热系数。例如，这可以通过使用热隔绝材料如玻璃棉或石棉用于形成热保护罩来实现。

15、此外提出，压缩气体储存装置的金属储存器壳体基本上是空心柱形的。空心柱形的储存器壳体尤其适用于高储存压力。例如，储存器壳体可以具有瓶子的形状。替代地或补充地提出，储存器壳体具有至少一个圆顶状的端部区段，在该端部区段的区域中布置有过载阀。即过载阀优选布置在端侧。这使得多个储存器壳体能够直接彼此并排地平行布置和从而形成紧密的“包装”，这对于移动应用是有利的。

16、热保护罩优选地布置在储存器壳体的外周区域中并且在至少45°、优选至少90°进一步优选至少120°的角度范围上延伸。例如，热保护罩可以环绕地构造，即在储存器壳体的整个外周或者说360°上延伸。此外，热保护罩的定位取决于压缩气体储存装置应大面式地还是仅局部地被保护免受来从外部的热输入。局部热输入尤其可以由车辆中的单个热源引起。只要不存在其它热源，则可以在局部地限制保护。即压缩气体储存装置部分地被热保护罩保护。因为通过车辆中的单个热源可以达到高温，所以提供至少一个部分的保护。在这种情况下，至少在热输入最高的位置处构造或布置热保护罩。因为必须绝对防止压缩气体储存装置的仅局部的失效。

17、如果热输入的位置远离被热激活的过载阀，仅局部的热输入尤其可能是危险的。因为局部的热输入没有被探测到或探测到得太迟。借助至少部分的热保护罩可以抵消该危险。

18、因为可热激活的过载阀必须能够识别出危险的外部热源，所以提出，热保护罩构造或布置成，使得压缩气体储存装置的至少一个过载阀保持露出，即不被热保护罩覆盖。例如，当过载阀布置在端侧，而热保护罩布置在外周侧，则是这种情况。

19、此外，热保护罩也可以布置在储存器壳体的端面的区域中。只要在该区域中存在过载阀，则可以在这里省去热保护罩。

20、优选地，热保护罩具有与储存器壳体的外轮廓相匹配的内轮廓。因此，热保护罩可以非常节省空间地构造或布置。优选地，热保护罩具有恒定的厚度，使得热保护罩的外轮廓也遵循储存器壳体的外轮廓。

21、此外，热保护罩优选整个面地贴靠在储存器壳体上。由此，例如在火灾情况下确保没有火焰到达储存器壳体和热保护罩之间，并且储存器壳体不被直接点燃。

22、所提出的压缩气体储存装置可以包括多个储存器壳体，其中每个储存器壳体都配备有热保护罩。因此，可以根据需要改变储存器壳体的数量，而不必对热保护罩进行改变。

23、此外提出的车辆的特点在于，其包括根据本发明的压缩气体储存装置，用于储存氢气。因此，不但压缩气体储存装置，而且车辆都满足高安全性要求。此外，压缩气体储存装置的至少一个金属储存器壳体允许高的存储压力。该车辆尤其可以是燃料电池车辆，其借助燃料电池将氢气和氧气转化为电能，以便利用电能来驱动电机。在这种情况下，压缩气体储存装置优选是车辆的燃料电池系统的组成部分。

24、压缩气体储存装置优选以这样的方式布置在车辆中，即压缩气体储存装置的热保护罩至少布置在压缩气体储存装置的外表面的区域中，该外表面面向车辆的热源。即热保护罩有针对性地放置在从外部的热输入最大的位置处。只要车辆中的其它热源不构成危险，热保护罩就可以限制在该区域上。然而，热保护罩也可以设计得更大。此外，还可以设置其它热保护罩。