包括低溫壓力容器的機動車和用于為機動車低溫壓力容器加燃料的方法技術

在此公開的技術涉及一種用于為機動車低溫壓力容器加燃料的方法和一種具有低溫壓力容器的機動車。機動車包括：a)低溫壓力容器100，其具有存儲流體的內部容器110、外部容器120和隔熱裝置V，所述隔熱裝置至少在部分區域上設置在內部容器110和外部容器120之間；和b)控制裝置140，該控制裝置140構造用于當在隔熱裝置V損壞的情況下超過內部容器110中流體的流體密度下限值D

A vehicle comprising a cryogenic pressure vessel and method for fueling a cryogenic pressure vessel of a motor vehicle

Disclosed herein relates to a method for fueling a cryogenic pressure vessel of a motor vehicle and a motor vehicle having a cryogenic pressure vessel. The vehicle includes: a) low temperature pressure vessel 100 having a storage fluid internal container 110, external container 120 and insulation device V, the heat insulation device is disposed on at least part of the region between the inner container and the outer container 120 and 110; b) control device 140, the control device 140 is used when the tectonic fluid density limit damage to the insulation device under the condition of V more than 110 of the fluid in the container internal value D

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】包括低溫壓力容器的機動車和用于為機動車低溫壓力容器加燃料的方法
在此公開的技術涉及一種包括低溫壓力容器的機動車和用于為機動車低溫壓力容器加燃料的方法。
技術介紹
低溫壓力容器由現有技術已知。這種壓力容器包括內部容器和外部容器，該外部容器在形成超隔離(如真空的)(中間)空間的情況下包圍內部容器。低溫壓力容器例如用于機動車，在這些機動車中，在環境條件下氣態的燃料被低溫地并且因此在液態或超臨界聚集態中基本上以明顯高于環境條件的密度地儲存。這種燃料、如氫或壓縮天然氣例如在約30K至360K的溫度下儲存于低溫壓力容器中。壓力容器因此需要極好的隔熱，以便盡可能防止不希望的熱滲透到被低溫儲存的介質中。因此設有高效隔離套(如真空套)。例如EP1546601B1公開了這種壓力容器。此外，DE102012218989A1和DE112010004462T2是現有技術。當壓力容器的隔熱不令人滿意或者隔熱裝置損壞時，儲存的燃料緩慢加熱。在此，壓力容器內的壓力同時慢慢上升。當超過極限壓力時，則燃料必須通過適合的安全裝置逸出，以避免低溫壓力容器破裂。為此，例如使用所謂的放氣管理系統或者說蒸發管理系統(下面稱為BMS)。這種系統允許燃料逸出，排出的燃料例如在催化器中轉化。此外，可附加地使用機械安全閥(SVT)或減壓閥和破裂片，它們可在BMS下游釋放燃料。當壓力容器盡管隔熱裝置有缺陷但仍被以未損壞的壓力容器的最大存儲密度加燃料時，上述安全裝置逐漸激活。如果排出的燃料不能通過BMS轉化，則燃料未經使用地被排放到環境中。于是會產生爆炸性的或至少可燃的混合物。因此，應避免使用隔熱裝置有缺陷的車輛并且應立即更換壓力容器。
技術實現思路
在此公開的技術的任務在于，改善低溫壓力容器或提供一種替代方案。所述任務通過獨立權利要求的技術方案來解決。從屬權利要求構成優選實施方式。在此公開的技術涉及一種機動車。該機動車包括一個或多個低溫壓力容器。低溫壓力容器例如是開頭所描述的低溫壓力容器。這種壓力容器尤其是適于在超臨界范圍中、即優選在約30K至約360K的設計或運行溫度窗中、特別優選在約40K至約330K的溫度窗中存儲燃料、優選為氫。優選地，低溫壓力容器同時在約5巴至約1000巴的壓力范圍內、優選在約5巴至約700巴的壓力范圍內、并且特別優選在約20巴至約350巴的壓力范圍內存儲燃料。低溫壓力容器尤其是適于在這樣的溫度下存儲燃料，該溫度顯著低于機動車的運行溫度(是指車輛運行應當所在的車輛環境溫度范圍)、例如低于機動車運行溫度至少50開爾文、優選至少100開爾文或至少150開爾文(通常約為-40℃至約+85℃)。低溫壓力容器還包括存儲流體的內部容器以及包圍內部容器的外部容器。內部容器盡可能隔熱地保持在外部容器中。隔熱裝置V至少在部分區域上設置在內部容器和外部容器之間。術語“隔熱”在此除了包括理想或完美隔離外也包括仍有少量熱交換發生的熱隔離。熱交換可以是任意形式，如熱傳導、熱輻射、熱對流等。隔熱裝置V例如可構造為真空空間V。此外，可在壓力容器上設置至少一個用于監控隔熱裝置V的傳感器。所述至少一個傳感器可以是壓力傳感器，其監控真空空間V中的壓力。傳感器也可以是溫度傳感器，其監控內部容器的、隔熱裝置V的或外部容器的溫度并且可結合其它參數、如內部容器中的流體密度和/或內部容器壓力來推斷隔熱裝置V。但也可設置其它適合的監控傳感器或者說監控裝置。機動車還包括一個或多個控制裝置。至少一個控制裝置構造用于當在隔熱裝置V損壞的情況下超過內部容器中流體的流體密度下限值DUB時中斷為機動車加燃料。內部容器中的流體密度D是內部容器中的流體質量除以內部容器體積的商。內部容器中流體的流體密度下限值DUB是在為具有損壞的隔熱裝置的壓力容器加燃料時應加以考慮的極限值。流體密度下限值DUB表示內部容器基于損壞的隔熱裝置而允許最大(并且尤其是低溫)加燃料至什么流體密度。可這樣選擇流體密度下限值DUB，使得在加燃料后即使當車輛和/或壓力箱在溫度窗上邊緣的溫度下(例如在環境溫度下)運行(或在停車狀態中)時在內部容器中也不會基于流體熱膨脹產生高于最大運行壓力的容器內部壓力。在一種有利方案中，流體密度下限值DUB隨著隔熱裝置V的損壞而改變。當例如存在隔熱裝置V的較小損壞時，控制裝置在相比于隔熱裝置V存在較大損壞的情況較高的流體密度下限值DUB時中斷為機動車加燃料。流體密度下限值DUB小于流體密度上限值DOB。流體密度上限值DOB是在為具有完好隔熱裝置V的內部容器低溫加燃料時內部容器中流體的極限值。流體密度上限值DOB例如可以是這樣的流體密度，其出現如下情況，即，以處于溫度窗下部范圍中的或低于其(例如約30K至約50K)的流體溫度為內部壓力容器低溫加燃料直至在內部壓力容器中產生內部壓力容器的最大運行壓力。完好的隔熱裝置V具有用于正常運行的原始或者說功能正常的隔熱效果。在此，這樣設計完好的隔熱裝置V，使得逐漸滲透到內部容器中的熱量可使內部容器中的溫度和內部壓力緩慢上升。由于緩慢上升，BMS具有足夠的時間來轉化燃料。由于BMS可完全轉化燃料，因此機械安全閥(SVT)及破裂片在正常運行中不向環境中排放燃料。通過BMS轉化的氫量在此相對少。容器中的內部壓力也不提高超過內部容器的最大運行壓力。由此，這樣設計BMS，使得其可在正常運行中始終能夠轉化足夠的燃料，以避免由于熱滲透產生的壓力升高而超過最大運行壓力。為此，BMS設有一定的安全余量。換言之，BMS可轉化比實際在具有完好隔熱裝置V的正常運行中可能出現的燃料更多的燃料。由此也可補償少量退化。然而，有故障或損壞的隔熱裝置V無法提供其功能正常的隔熱，該隔熱對于低溫壓力容器在燃料不通過安全閥排出的情況下在設計溫度窗中并且在設計壓力范圍中的正常運行是必要的。損壞的隔熱裝置V的隔熱以這樣的程度受損或以這樣的程度退化，使得BMS不能再在正常運行中充分轉化燃料。為了避免通過熱滲透產生超過最大運行壓力的壓力升高，必須通過安全閥排出燃料。例如當退化的隔熱特性小于完好隔熱裝置隔熱特性的約50％、優選小于約75％并且特別優選小于90％時，存在損壞的隔熱裝置V。至少一個控制裝置可與所述至少一個傳感器連接。此外，至少一個控制裝置可構造用于由所述至少一個傳感器或監控裝置的信號確定隔熱裝置V的狀態。術語“控制裝置”在此包括用于控制和/或調節在此公開的組件的裝置，本文僅簡化地使用術語“控制裝置”。機動車可包括加燃料閥，該加燃料閥構造用于例如當超過內部容器中流體的流體密度下限值DUB時中斷向內部容器中的流體輸入。替代或附加地，機動車可包括通信接口，其適于向加燃料裝置傳送加燃料中斷信號和/或加燃料限制信號。例如機動車可直接和/或間距測量內部容器中的流體密度。流體密度可在內部容器體積不變的情況下通過內部容器中壓力/溫度組合測量來確定。當確定超過內部容器中流體的流體密度下限值DUB時，控制裝置可觸發加燃料閥的動作，從而閥關閉并且中斷或者說限制向內部容器中的流體輸入。替代或附加地，控制裝置可向加燃料裝置發送中斷信號，加燃料裝置隨后本身關閉閥。在此公開的技術還包括一種用于為機動車低溫壓力容器加燃料的方法。該方法包括下述步驟：－確定隔熱裝置V的損壞，該隔熱裝置至少在部分區域上設置在低溫壓力容器的內本文檔來自技高網...

【技術保護點】
機動車，包括：－低溫壓力容器(100)，該低溫壓力容器具有存儲流體的內部容器(110)、外部容器(120)和隔熱裝置(V)，所述隔熱裝置至少在部分區域上設置在內部容器(110)和外部容器(120)之間；和－控制裝置(140)，該控制裝置(140)構造用于當在隔熱裝置(V)損壞的情況下超過內部容器(110)中流體的流體密度下限值(D

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.12.19 DE 102014226545.21.機動車，包括：－低溫壓力容器(100)，該低溫壓力容器具有存儲流體的內部容器(110)、外部容器(120)和隔熱裝置(V)，所述隔熱裝置至少在部分區域上設置在內部容器(110)和外部容器(120)之間；和－控制裝置(140)，該控制裝置(140)構造用于當在隔熱裝置(V)損壞的情況下超過內部容器(110)中流體的流體密度下限值(DUB)時中斷為機動車加燃料，其中，流體密度下限值(DUB)小于在為具有完好隔熱裝置(V)的內部容器(110)加燃料時內部容器(110)中流體的流體密度上限值(DOB)。2.根據權利要求1所述的機動車，還包括加燃料閥(180)，該加燃料閥構造用于中斷向內部容器(110)中的流體輸入。3.根據上述權利要求之一所述的機動車，還包括通信接口(160、210)，該通信接口適于向加燃料裝置(200)傳送加燃料中斷信號和/或加燃料限制信號。4.用于為機動車低...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JM·孔貝格爾，
申請(專利權)人：寶馬股份公司，
類型：發明
國別省市：德國,DE