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DE102015007355A1 - Kraftstoffversorgungseinrichtung eines mit Wasserstoff zu betreibenden Fahrzeuges - Google Patents

Kraftstoffversorgungseinrichtung eines mit Wasserstoff zu betreibenden Fahrzeuges Download PDF

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DE102015007355A1 DE102015007355.9A DE102015007355A DE102015007355A1 DE 102015007355 A1 DE102015007355 A1 DE 102015007355A1 DE 102015007355 A DE102015007355 A DE 102015007355A DE 102015007355 A1 DE102015007355 A1 DE 102015007355A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung eines mit Wasserstoff zu betreibenden Fahrzeuges, welches einen Wasserstoffbehälter (3) zur Speicherung von Wasserstoff aufweist, der zur Befüllung mit Wasserstoff mit einem Tankstutzen (5) verbunden ist. Bei einer Kraftstoffversorgungseinrichtung, welche eine optimale Schnellbefüllung mit Wasserstoff erlaubt, ist der Wasserstoffbehälter (3) an einen Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf (9) des Fahrzeuges (1) angeschlossen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung eines mit Wasserstoff zu betreibenden Fahrzeuges, welches einen Wasserstoffbehälter zur Speicherung von Wasserstoff aufweist, der zur Befüllung mit Wasserstoff mit einem Tankstutzen verbunden ist, sowie ein Fahrzeug.
  • Aus der DE 10 2007 052 259 A1 ist eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein mit Wasserstoff zu betreibendes Fahrzeug bekannt, bei welcher Wasserstoff in einem Wasserstoffspeicher, vorzugsweise einem Kryotank, im Fahrzeug gelagert wird. Um den Tank zu befüllen, ist es notwendig, dass der Wasserstoff vor der Befüllung aufgrund der geforderten Schnellbetankung (innerhalb von 3 Minuten) gekühlt werden muss. Andererseits muss bei der Befüllung mit Wasserstoff die gesetzliche Anforderung eingehalten werden, dass bei Erreichen von ca. 80°C die Betankung angehalten werden muss. Dies hat einen negativen Einfluss auf eine schnelle Betankung. Zum Weiteren wird die Abwärme, die bei der Abkühlung des Wasserstoffes freigesetzt wird, vernichtet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffversorgungseinrichtung anzugeben, bei welcher die Nachteile des Standes der Technik unterbunden werden.
  • Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
  • Die Aufgabe ist mit einer Kraftstoffversorgungseinrichtung dadurch gelöst, dass der Wasserstoffbehälter an einen Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf des Fahrzeuges angeschlossen ist. Dies hat den Vorteil, dass die bei der Kühlung des Wasserstoffbehälters bei dessen Betankung freigesetzte Abwärme für die Beheizung des Fahrzeuges genutzt werden kann. Außerdem wird somit eine Wasserstoff-Schnellbefüllung besser umgesetzt, da ein Erreichen einer Temperatur von 80°C unterbunden wird.
  • Vorteilhafterweise ist der Wasserstoffbehälter über einen ersten Wärmetauscher mit dem Heizungs-Kühlmittel-Behälter verbunden. Damit wird die bei der Befüllung des Wasserstoffbehälters und bei der Kühlung freigesetzte Abwärme direkt und unmittelbar dem Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf zugeführt.
  • In einer Ausgestaltung ist der Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf über einen zweiten Wärmetauscher mit einem Innenraum des Fahrzeuges verbunden. Insbesondere im Winter wird dabei die bei der Kühlung des Wasserstoffs frei werdende Abwärme für die Innenraumheizung der Fahrgastzelle des Fahrzeuges genutzt. Darüber hinaus stellt die Ausgestaltung mit einem ersten und zweiten Wärmetauscher eine besonders einfache Umsetzung des Konzeptes dar, da der Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf nur geringfügig angepasst werden muss und somit besonders kostengünstig herstellbar ist.
  • In einer Variante ist der Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf als geschlossener Kreislauf ausgebildet, welcher am ersten Wärmetauscher beginnt und endet. Damit wird gewährleistet, dass die freigesetzte Abwärme von dem ersten Wärmetauscher direkt auf den Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf des Fahrzeuges weitergegeben wird und dort entsprechend der Ausbildung des Heizungs-Kühlmittel-Kreislaufes an die gewünschten Bereiche des Fahrzeuges zu deren Erwärmung weitergegeben wird. Das abgekühlte Medium des Heizungs-Kühlmittel-Kreislaufes wird zur erneuten Erwärmung wieder dem ersten Wärmetauscher zugeführt.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend eine Kraftstoffversorgungseinrichtung zum Betreiben des Fahrzeuges mit Wasserstoff. Bei einem Fahrzeug, bei welchem eine schnelle Befüllung mit Wasserstoff möglich ist, ist die Kraftstoffversorgungseinrichtung nach mindestens einem in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Merkmal ausgebildet.
  • Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen eines Fahrgastinnenraumes eines mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeuges, bei welchem bei der Befüllung eines Wasserstoffbehälters des Fahrzeuges der Wasserstoff gekühlt wird. Bei einem Verfahren, bei welchem eine besonders wirksame Wasserstoff-Schnellbefüllung umgesetzt werden kann, wird eine bei der Kühlung des Wasserstoffs freigesetzte Abwärme zur Beheizung des Fahrzeuges verwendet.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeuges.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeuges dargestellt, welches im vorliegenden Fall ein Nutzfahrzeug 1 darstellt. Dieses Nutzfahrzeug 1 umfasst einen Wasserstoffbehälter 3, welcher mit einem Tankstutzen 5 zur Befüllung des Wasserstoffbehälters 3 mit Wasserstoff verbunden ist. Der Wasserstoffbehälter 3 steht im Wärmekontakt mit einem ersten Wärmetauscher 7, an welchen sich ein geschlossener Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf 9 des Nutzfahrzeuges 1 anschließt. Dies bedeutet, dass der Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf 9 an dem ersten Wärmetauscher 7 beginnt und auch wieder an diesem endet. Innerhalb des Heizungs-Kühlmittel-Kreislaufes 9 ist ein zweiter Wärmetauscher 11 angeordnet, welcher die Wärme des Heizungs-Kühlmittel-Kreislaufes 9 einem Innenraum 13 des Fahrzeuges 1, beispielsweise einem Fahrgastraum oder direkt einem Fahrerplatz, zuführt.
  • Bei einer Befüllung des Wasserstoffbehälters 3 mit Wasserstoff über den Tankstutzen 5 strömt Wasserstoff in den Wasserstoffbehälter 3 ein. Dieser einströmende Wasserstoff wird gekühlt und die dabei freigesetzte Abwärme wird über den ersten Wärmetauscher 7 dem Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf 9 zugeführt. Dadurch wird die Temperatur des Mediums innerhalb des Heizungs-Kühlmittel-Kreislaufes 9 erhöht. Im Bereich des zweiten Wärmetauschers 11, welcher eine Wärmeverbindung zum Innenraum des Nutzfahrzeuges 1 darstellt, wird die von dem Medium des Heizungs-Kühlmittel-Kreislaufes 9 mitgeführte Wärme an den Innenraum 13 des Nutzfahrzeuges 1 abgegeben, wodurch das Medium innerhalb des Heizungs-Kühlmittel-Kreislaufes 9 hinter dem zweiten Wärmetauscher 11 wieder abgekühlt wird. Dieses Medium wird wiederum dem ersten Wärmetauscher 7 zugeführt, wo es Wärme aufnimmt, die von dem Wasserstoffbehälter 3, welcher als Wärmequelle dient, bei der Befüllung und Kühlung des Wasserstoffs abgegeben wird.
  • Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung kann die Wasserstoff-Schnellbefüllung des Wasserstoffbehälters besser umgesetzt werden und Abwärme für die Innenraumheizung des Fahrzeuges 1 verwendet werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
  • 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 102007052259 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Kraftstoffversorgungseinrichtung eines mit Wasserstoff zu betreibenden Fahrzeuges, welches einen Wasserstoffbehälter (3) zur Speicherung von Wasserstoff aufweist, der zur Befüllung mit Wasserstoff mit einem Tankstutzen (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffbehälter (3) an einen Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf (9) des Fahrzeuges (1) angeschlossen ist.
  2. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffbehälter (3) über einen ersten Wärmetauscher (7) mit dem Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf (9) verbunden ist.
  3. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf (9) über einen zweiten Wärmetauscher (11) mit einem Fahrgastinnenraum (13) des Fahrzeuges (1) verbunden ist.
  4. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungs-Kühlmittel-Kreislauf (9) als geschlossener Kreislauf ausgebildet ist, welcher am ersten Wärmetauscher (7) beginnt und endet.
  5. Fahrzeug, umfassend eine Kraftstoffversorgungseinrichtung zum Betreiben des Fahrzeuges mit Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffversorgungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.
  6. Verfahren zum Beheizen eines Fahrgastinnenraumes eines mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeuges, bei welchem bei der Befüllung eines Wasserstoffbehälters (3) des Fahrzeuges (1) der Wasserstoff gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei der Kühlung des Wasserstoffs freigesetzte Abwärme zur Beheizung des Fahrzeuges (1) verwendet wird.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102007052259A1 (de) 2007-11-02 2009-05-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein mit Wasserstoff zu betreibendes Kraftfahrzeug

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