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Title:
VEHICLE HAVING A FUEL CELL SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/044964
Kind Code:
A1
Abstract:
A vehicle (18) is equipped with a fuel cell system (1) for providing electric driving power. The driving power is provided to an electric drive motor (19). The fuel cell system (1) has a fuel cell (2), to which air and hydrogen from at least one hydrogen pressure accumulator (7.1, 7.2, 7.3) can be supplied. The fuel cell (2) is arranged in a front end (21) together with system electronics (24) and a cooling heat exchanger (22). In addition, further system components (25) for supplying air and hydrogen and for conditioning said reactants are arranged in the front end (21). In addition, a hydrogen pressure accumulator (7.1) is located in a center tunnel connected to the front end (21). Finally, the drive motor (19) is arranged in the area of a driven rear axle (20).

Inventors:
FANDEL STEFAN (DE)
GUERTLER DIETER (DE)
HEUMOS MARTIN (DE)
KRAUSE RALF (DE)
MANGOLD PATRICK (DE)
REIFF STEFAN (DE)
REINHARDT JUERGEN (DE)
STREICHERT DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/004704
Publication Date:
April 21, 2011
Filing Date:
July 31, 2010
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER AG (DE)
FANDEL STEFAN (DE)
GUERTLER DIETER (DE)
HEUMOS MARTIN (DE)
KRAUSE RALF (DE)
MANGOLD PATRICK (DE)
REIFF STEFAN (DE)
REINHARDT JUERGEN (DE)
STREICHERT DIRK (DE)
International Classes:
B60K1/00; B60K1/04; B60K11/04; B60K15/07
Foreign References:
DE102008051786A12009-04-23
US20090133948A12009-05-28
EP1547845A12005-06-29
US20030164255A12003-09-04
EP1266783A22002-12-18
DE102006056222A12008-06-05
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Claims:
Patentansprüche

1. Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem zum Bereitstellen der elektrischen Antriebsleistung für einen elektrischen Fahrmotor, wobei das

Brennstoffzellensystem eine Brennstoffzelle aufweist, welcher Luft und aus einem Wasserstoffdruckspeicher Wasserstoff zuführbar ist, wobei die Brennstoffzelle in einem Vorderbau zusammen mit einer Systemelektronik und wenigstens einem Kühlwärmetauscher angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

weitere Systemkomponenten (25) zur Luft- und Wasserstoffversorgung sowie zur Konditionierung dieser Edukte in dem Vorderbau (21) angeordnet sind, dass wenigstens ein Wasserstoffdruckspeicher (7.1) in einem sich an den Vorderbau (21) anschließenden Mitteltunnel angeordnet ist, und dass der elektrische

Fahrmotor (19) im Bereich einer angetriebenen Hinterachse (20) angeordnet ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine elektrische Energiespeichereinrichtung (23) im Bereich der Hinterachse (20) angeordnet ist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die elektrische Energiespeichereinrichtung (23) im Bereich in Fahrtrichtung vor der Hinterachse (20) angeordnet ist.

4. Fahrzeug nach Anspruch 1 , 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Brennstoffzelle (2), die Systemelektronik (24), der Kühlwärmetauscher (22) und die Systemkomponenten (25) im Vorderbau (21) unter einer Haube von der Front aus in der Reihenfolge Kühlwärmetauscher (22), Systemelektronik (24),

Brennstoffzelle (2), Systemkomponenten (25) angeordnet sind.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

neben dem Wasserstoffdruckspeicher (7.1) im Bereich des Mitteltunnels wenigstens ein weiterer Wasserstoffdruckspeicher (7.2, 7.3) vorhanden ist.

6. Fahrzeug nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens ein Wasserstoffdruckspeicher (7.2) im Bereich der Hinterachse (20) angeordnet ist.

7. Fahrzeug nach den Ansprüchen 3 und 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens ein Wasserstoffdruckspeicher (7.2) im Bereich der Hinterachse (20) vor der elektrischen Energiespeichereinrichtung (23) angeordnet ist.

8. Fahrzeug nach einem der Ansprühe 5, 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens ein Wasserstoffdruckspeicher (7.2) unterhalb einer hinteren Sitzreihe angeordnet ist.

9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens ein Wasserstoffdruckspeicher (7.3) unterhalb eines Stauraums im Heck (26) angeordnet ist.

10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

gekennzeichnet durch

seine Ausbildung als Personenkraftwagen.

Description:
Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem nach der im

Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Fahrzeuge mit Brennstoffzellensystemen sind mittlerweile von vielen Fahrzeugherstellern zumindest im Status von Prototypen und Versuchsfahrzeugen allgemein bekannt. Die Anordnung des Brennstoffzellensystems erfolgt dabei entweder in speziellen Räumen, welche typischerweise für eigens konstruierte Brennstoffzellenfahrzeuge geplant sind. Ein möglicher Aufbau für eine solche Konstruktion kann beispielsweise die Anordnung eines Brennstoffzellensystems in einem Zwischenboden sein, welcher sich im unteren Bereich des Fahrzeugs befindet. Dieser Aufbau wird im Allgemeinen als Unterflurbauweise bezeichnet. Er ist beispielsweise in der Veröffentlichung US 2003/0164255 A1

beispielhaft beschrieben. Auch aus Veröffentlichungen zu dem, auf einem Serienfahrzeug basierenden, als F-Cell bekannten Fahrzeug der Anmelderin ist eine solche

Unterflurbauweise zur Integration eines Brennstoffzellensystems in ein Fahrzeug beschrieben.

Dieser Unterfluraufbau ist dabei typischerweise mit dem Nachteil behaftet, dass das Fahrzeug vergleichsweise hoch ausgebildet werden muss, um neben dem sich über die komplette Grundfläche des Fahrzeugs erstreckenden Brennstoffzellensystem noch ausreichend Platz in der gewohnten Art und Weise für Passagiere, Gepäck und dergleichen zu haben. Dies stellt bei der Konzeption und beim Design von Fahrzeugen häufig einen Nachteil dar, sodass Brennstoffzellenfahrzeuge typischerweise nur bei vergleichsweise hoch bauenden Fahrzeugen, beispielsweise sogenannten SUV's (Sports Utility Vehicles), eingesetzt werden können. Einen anderen Weg beschreitet das in der EP 1 266 783 A2 beschriebene Fahrzeug. Auch dieses Fahrzeug ist immer noch vergleichsweise hoch und hat im Unterflurbereich des Fahrzeugs diverse Komponenten, welche hier insbesondere als Kühler ausgebildet sind. Die verbleibenden Komponenten in Form der Brennstoffzelle selbst, ihrer Elektronik und des elektrischen Fahrmotors werden dabei in dem Bereich untergebracht, welcher im Vorderbau des Fahrzeugs angeordnet ist und welcher bei typischen herkömmlichen Fahrzeugen sehr häufig als Raum für den Verbrennungsmotor genutzt wird. Auch hier ist zum Unterbringen der aufeinander angeordneten und über entsprechende Rahmen gegenüber dem Fahrzeug entkoppelten Bauteile vergleichsweise viel Bauraum

notwendig. In der Darstellung der Figur 2 dieser genannten Schrift ist daher zu erkennen, dass auch dieses Fahrzeug ein vergleichsweise hoch bauendes Fahrzeug ist.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem zu seinem Antrieb zu schaffen, welches nicht notwendigerweise entsprechend hoch konstruiert werden muss, und welches hinsichtlich des

Fahrverhaltens, und des Schwerpunkts an ein herkömmliches Fahrzeug angelehnt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Fahrzeug mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrzeugs ergeben sich dabei aus den abhängigen Unteransprüchen.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sieht es nun vor, dass neben der Brennstoffzelle und ihrer Elektronik sowie einem Kühlwärmetauscher außerdem weitere Systemkomponenten der Brennstoffzelle, also das eigentliche Brennstoffzellensystem, mit im Vorderbau des Fahrzeugs angeordnet werden. Um hier Platz, insbesondere in der Höhe des Fahrzeugs zu sparen, wird der elektrische Antriebsmotor dagegen in den Bereich der Hinterachse verlegt, welche er dann mittelbar über eine Getriebeeinheit oder unmittelbar in Form von zwei Radnaben-Motoren antreibt. Außerdem wird zumindest ein Wasserstoffdruckspeicher unmittelbar an den Vorderbau des Fahrzeugs anschließend im Bereich eines Mitteltunnels, welcher bei herkömmlichen Fahrzeugen dieser Bauart zur Aufnahme des Getriebes dient, angeordnet. Dieser Aufbau erlaubt es somit ein sehr flaches Fahrzeug zu konstruieren, welches mit flacher Fahrzeugarchitektur und dem typischen Aufbau und Fahrverhalten eines Fahrzeugs mit Heckantrieb realisiert werden kann. Ein solches Fahrzeug mit Heckantrieb, wie es typischerweise bei Limousinen der Mittelklasse, der gehobenen Mittelklasse und der Oberklasse üblich ist, kann durch den erfindungsgemäßen Aufbau mit dem Brennstoffzellensystem so realisiert und designt werden, wie dies bei herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren bekannt und üblich ist. Dies ermöglicht es außerdem das Brennstoffzellensystem in bestehende Fahrzeugkonzepte zu integrieren, um so, ohne das Fahrzeug komplett neu konstruieren zu müssen, beispielsweise neben einem Verbrennungsantrieb auch einen Antrieb mit einem Brennstoffzellensystem in dem ansonsten unveränderten Fahrzeug anzubieten.

In einer besonders günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist es dabei vorgesehen, dass eine elektrische Energiespeichereinrichtung im Bereich der Hinterachse angeordnet ist. Im Bereich der Hinterachse, welche in diesem Fall die angetriebene Achse des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist, wird außerdem also eine elektrische Energiespeichereinrichtung angeordnet. Da diese vergleichsweise schwer ist, kann sie insbesondere in einem Bereich vor der Hinterachse platziert werden. Damit wird der Schwerpunkt des Fahrzeugs positiv beeinflusst und das Fahrverhalten des Fahrzeugs mit Heckantrieb bei entsprechend niedriger Bauweise bleibt erhalten. Der Raum ist bei herkömmlichen Fahrzeugen an dieser Stelle ohnehin vorhanden, da hier ansonsten mechanische Übertragungseinheiten für die Leistung vom Vorderbau des Fahrzeugs an die Hinterachse angeordnet sind, welche jetzt lediglich durch Kabelstränge gebildet werden.

In einer sehr günstigen und vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen

Fahrzeugs ist es dabei vorgesehen, dass neben dem Wasserstoffdruckspeicher im Bereich des Mitteltunnels wenigstens ein weiterer Wasserstoffdruckspeicher vorhanden ist. Gemäß einer sehr günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung hiervon kann dieser Wasserstoffdruckspeicher ebenfalls im Bereich der Hinterachse angeordnet sein. Der Wasserstoffdruckspeicher nutzt dabei ohnehin vorhandenen Bauraum, ohne den

Stauraum im Fahrzeug einzuschränken. Er kann beispielsweise unterhalb einer hinteren Sitzreihe, also bei Limousinen typischerweise der zweiten Sitzreihe von vorne, angeordnet werden.

Auch eine Anordnung unterhalb eines Stauraums im Heck, also beispielsweise in einem Zwischenboden unterhalb des Kofferraums, an der Stelle, an der bei herkömmlichen Fahrzeugen häufig der Brennstofftank angeordnet ist, kann für die Anordnung eines weiteren oder des weiteren Wasserstoffdruckspeichers vorteilhaft genutzt werden. Bei allen hier dargestellten vorteilhaften Ausgestaltungen dieses Fahrzeugs mit flacher Fahrzeugarchitektur ist der Vorderbau des Fahrzeugs mit den darin befindlichen

Komponenten des Brennstoffzellensystems mit dem Hinterbau des Fahrzeugs und den darin befindlichen Komponenten des Brennstoffzellen- beziehungsweise Antriebssystems lediglich durch elektrische Leitungen und gegebenenfalls Wasserstoffleitungen, falls mehrere Wasserstoffdruckspeicher eingesetzt werden, verbunden. Auf aufwändige mechanische Leistungsübertragungen über eine Kardanwelle oder dergleichen kann hier systembedingt verzichtet werden, sodass ausreichend Bauraum zur Verfügung steht, um die beiden getrennt voneinander angeordneten Teile des Brennstoffzellenbeziehungsweise Antriebssystems in der notwendigen Art über Leitungen miteinander zu verbinden.

Insbesondere kann auf aufwändige Einbauten im Unterbodenbereich des Fahrzeugs verzichtet werden. Diese würden den Aufbau des Fahrzeugs nicht nur unnötig erhöhen, sondern wären auch für Wartungsarbeiten deutlich schwieriger zugänglich als die, die im Bereich der Hinterachse, unterhalb eines Heckstauraums und in dem Bereich des Vorderbaus, welcher bisher als Motorraum genutzt wurde, unter einer offenbaren Haube angeordnet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ergeben sich dabei aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand des

Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine prinzipmäßige Darstellung eines beispielhaften Brennstoffzellensystems; und Fig. 2 eine prinzipmäßige Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Fahrzeug.

In der Darstellung der Figur 1 ist ein Brennstoffzellensystem 1 zu erkennen. Der Kern des Brennstoffzellensystems 1 ist eine Brennstoffzelle 2, welche einen Kathodenraum 3 aufweist, welcher durch protonenleitende Membranen 4 von einem Anodenraum 5 getrennt ist. Die Brennstoffzelle 2 soll dabei in bevorzugter Ausführungsform als PEM- Brennstoffzellenstapel ausgebildet sein. Der Brennstoffzelle 2 beziehungsweise dem Kathodenraum 3 der Brennstoffzelle 2 wird über eine Luftfördereinrichtung 6 Luft zugeführt. In der Brennstoffzelle 2 wird der Sauerstoff in dieser Luft dann zusammen mit Wasserstoff aus einem Wasserstoffdruckspeicher 7 in elektrische Leistung und

Produktwasser umgesetzt. Dies erfolgt durch die Membranen 4 hindurch. Der

Wasserstoff aus dem Wasserstoffdruckspeicher 7 wird dazu über eine Ventileinrichtung 8 dem Anodenraum 5 der Brennstoffzelle 2 dosiert zugeführt. Um die Brennstoffzelle 2 in allen Bereichen immer mit einer ausreichenden Menge an Wasserstoff versorgen zu können, wird typischerweise mehr Wasserstoff in den Anodenraum 5 eingeleitet, als in diesem umgesetzt werden kann. Der verbleibende Restwasserstoff gelangt dann über eine Rezirkulationsleitung 9 und eine Rezirkulationsfördereinrichtung 10 zurück in den Bereich des Eingangs des Anodenraums 5. Von hier strömt er zusammen mit frischem Wasserstoff aus dem Wasserstoffdruckspeicher 7 erneut in den Bereich des

Anodenraums 5. Dieser sogenannte Anodenkreislauf ist dabei aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt.

Nun ist es so, dass die zu der Brennstoffzelle 2 geförderte Luft nach der

Luftfördereinrichtung 6 entsprechend heiß und trocken ist. Sie durchströmt daher zuerst einen Ladeluftkühler 13, welcher beispielsweise als Gas-Gas-Wärmetauscher ausgebildet sein kann und die heiße Zuluft durch die kühle Abluft aus dem Kathodenraum 3 entsprechend kühlt. Außerdem durchströmt die Zuluft einen Befeuchter 14, welcher beispielsweise mit für Wasserdampf durchlässigen Membranen ausgebildet sein kann. In dem Befeuchter 14 wird die nunmehr abgekühlte jedoch immer noch trockene Zuluft dann durch die für Wasserdampf durchlässigen Membranen hindurch von der feuchten Abluft aus dem Kathodenraum 3 befeuchtet. Damit gelangt eine vergleichsweise kühle und feuchte Luft in den Kathodenraum 3. Der in dieser Luft enthaltene Sauerstoff wird - zumindest teilweise - umgesetzt und durch die Feuchte in der Luft werden die

Membranen 4 entsprechend feucht gehalten, sodass diese nicht austrocknen können. Dies ist für die Performance der Membranen 4 und deren Unversehrtheit

beziehungsweise Dichtheit wichtig.

Nach dem Durchströmen des Ladeluftkühlers 13 gelangt die Abluft aus dem

Kathodenraum 3 dann in eine Turbine 15, in welcher sie entspannt wird, um ein Teil der Druckenergie, welche beim Verdichten der Zuluft in der Luftfördereinrichtung 6

aufgewendet wurde, wieder zurückzugewinnen. Die Turbine 15 ist dabei über eine Welle 16 mit der Luftfördereinrichtung 6 verbunden. Im Bereich der Welle 16 ist außerdem eine elektrische Maschine 17 angeordnet. Über diese Maschine 17 kann bei Bedarf die Luftfördereinrichtung 6 entsprechend angetrieben werden. An der Turbine 15 anfallende Leistung wird über die Welle 16 ebenfalls zum Antrieb der Luftfördereinrichtung 6 genutzt. Soll die Luftfördereinrichtung 6 keine oder nur eine minimale Menge an Leistung benötigen, insbesondere weniger als im Bereich der Turbine 15 anfällt, dann kann die elektrische Maschine 17 auch als Generator betrieben werden, um so durch die Turbine 15 gewonnene Leistung in elektrische Leistung umzusetzen. Diese elektrische Leistung kann dann wiederum zum Antrieb weiterer Komponenten genutzt werden und/oder in einer elektrischen Energiespeichereinrichtung eingespeichert werden, um bei Bedarf wieder für die elektrische Maschine 17 im motorischen Betrieb oder andere elektrische Verbraucher im Bereich des Brennstoffzellensystems 1 genutzt zu werden.

Dieser bis hierher beschriebene Aufbau ist so aus dem Stand der Technik bekannt. Er ist dabei rein beispielhaft zu verstehen, da auch andere Arten und Aufbauten von

Brennstoffzellensystemen 1 mit einer Brennstoffzelle 2, wenigstens einem

Wasserstoffdruckspeicher 7 und den zum Betrieb des Brennstoffzellensystems 1 unbedingt notwendigen Systemkomponenten, denkbar wären.

Das Brennstoffzellensystem 1 , wie es in Figur 1 beschrieben ist, soll nun dazu dienen, ein in Figur 2 erkennbares Fahrzeug 18 anzutreiben. Es liefert die in der Brennstoffzelle 2 erzeugte elektrische Leistung dazu an einen Fahrmotor 19, welcher bei dem Fahrzeug 18 im Bereich einer Hinterachse 20 angeordnet ist. Der elektrische Fahrmotor 19 kann dabei als einzelner Fahrmotor ausgebildet sein, welcher im Bereich der Hinterachse 20 typischerweise zwischen den beiden Rädern der Hinterachse 20 angeordnet ist und diese mittelbar über Getriebeelemente treibt. Ebenso wäre es denkbar, den elektrischen Fahrmotor 19 in Form von zwei einzelnen Motoren auszubilden, welche als sogenannte Radnaben-Motoren ausgebildet sind und dann in den Rädern der Hinterachse 20 angeordnet wären.

In der Darstellung der Figur 2 ist außerdem zu erkennen, dass das Fahrzeug 18 insgesamt eine sehr flache Architektur aufweist. Es kann sich insbesondere um eine Limousine handeln. Im Vorderbau 21 dieser Limousine 18, also in dem Bereich, in dem bei herkömmlichen über einen Verbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeugen 18 der Verbrennungsmotor unter einer Haube beziehungsweise Motorhaube angeordnet ist, ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel nun ein Kühlwärmetauscher 22 platziert, welcher zur Kühlung von Komponenten des Brennstoffzellensystems 1 ebenso wie zur Kühlung der Brennstoffzelle 2 selbst und/oder des elektrischen Antriebsmotors 19 mit eingesetzt werden kann. Der Kühlwärmetauscher 22 kann dabei mehrteilig oder mehrstufig ausgebildet sein und kann außerdem Kühlaufgaben für eine elektrische Energiespeichereinrichtung 23 oder eine hier nicht dargestellte Klimaanlage des

Fahrzeugs 18 mit übernehmen. Ausgehend von der Front des Fahrzeugs 18 folgen im Vorderbau 21 auf den Kühlwärmetauscher 22 eine Systemelektronik 24 für das

Brennstoffzellensystem 1 sowie die Brennstoffzelle 2 selbst. Im auf die Brennstoffzelle 2 folgenden Teil sind dann die Systemkomponenten 25 des Brennstoffzellensystems 1 zusammengefasst. Diese können gemäß der oben dargelegten Beschreibung insbesondere Komponenten zur Wasserstoff- und Luftversorgung, also die

Ventileinrichtung 8, die Rezirkulationsfördereinrichtung 10, die Turbine 15, die Maschine 17 sowie die Luftfördereinrichtung 6, den Ladeluftkühler 13 und den Befeuchter 14 mit umfassen. Zur Ansteuerung sowohl der Brennstoffzelle 2 als auch dieser

Systemkomponenten 25 dient dabei die Systemelektronik 24, welche daneben außerdem die elektrische Energieverteilung in dem Fahrzeug 18 als Ganzes steuert. Die

Brennstoffzelle 2, die Systemkomponenten 25 und gegebenenfalls die Systemelektronik 24 können dabei zu einer festen Baueinheit verbunden sein, welche entkoppelt in dem Fahrzeug 18 aufgehängt ist.

In einem Bereich teilweise unterhalb der Systemkomponenten 25 und von der Front des Fahrzeugs 18 aus gesehen hinter der Brennstoffzelle 2 liegt ein erster

Wasserstoffdruckspeicher 7.1 des Fahrzeugs 18. Dieser ist typischerweise in der Mitte des Fahrzeugs 18 angeordnet, und zwar in einem Bereich zwischen den beiden vorderen Sitzen des Fahrzeugs. Er kann außerdem teilweise in den Vorderbau des Fahrzeugs 18 ragen. Dieser typischerweise als Mitteltunnel bezeichnete Bereich wird bei

herkömmlichen Fahrzeugen mit Heckantrieb im Allgemeinen dazu verwendet, das Getriebe anzuordnen und von diesem ausgehend über eine mechanische

Leistungsübertragung, typischerweise eine Kardanwelle, die Leistung auf die

angetriebenen Räder der Hinterachse 20 zu übertragen. Dieser Bereich kann bei dem Fahrzeug 18 nun genutzt werden, um den ersten Wasserstoffdruckspeicher 7.1 unterzubringen. Dieser ist sehr nahe bei den Systemkomponenten 25 angeordnet, sodass eine Leitungsführung zumindest für diesen Teil des Wasserstoffdruckspeichers 7.1 zu den Systemkomponenten 25 vergleichsweise einfach ausgeführt werden kann.

Der Wasserstoffdruckspeicher 7.1 im Mitteltunnel kann dabei entweder in an sich bekannter Art und Weise als im Wesentlichen zylindrischer Wasserstoffdruckspeicher aufgebaut sein. Er kann gemäß einer sehr günstigen und vorteilhaften Weiterbildung jedoch auch als kegelförmiger Wasserstoffdruckspeicher aufgebaut sein, wie es aus der Anmeldung DE 10 2006 056 222 A1 der Anmelderin bekannt ist. Der

Wasserstoffdruckspeicher 7.1 ragt dabei in den Bereich des Fahrzeugs 18, in dem die Passagiere sitzen, nämlich typischerweise in den Bereich der ersten Sitzreihe, welche hier jedoch nicht eingezeichnet ist. Dadurch, dass er im Mitteltunnel angeordnet ist, stört er das Platzangebot im Bereich dieser Sitzreihe jedoch gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen nicht, sodass kein zusätzlicher Bauraumbedarf durch den

Wasserstoffdruckspeicher 7.1 entsteht. Dieser vordere Bereich des

Brennstoffzellensystems 1 beziehungsweise des Antriebssystems für das Fahrzeug 18 ist dabei über Wasserstoffleitungen und elektrische Leitungen - welche hier nicht dargestellt sind - mit einem hinteren Bereich verbunden. Wie bereits erwähnt, befindet sich in diesem hinteren Bereich, also im Bereich er Hinterachse 20, der elektrische Fahrmotor 19. Unmittelbar vor dem elektrischen Fahrmotor ist eine Hochleistungsbatterie als elektrische Energiespeichereinrichtung 23 angeordnet. Diese kann beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder in Form von Hochleistungskondensatoren ausgebildet sein. Auch eine Kombination dieser beiden Bauelemente zu einer integrierten

Hochvoltspeichereinrichtung ist denkbar. Die elektrische Energiespeichereinrichtung 23 hat dabei die Aufgabe in Situationen, in denen die elektrische Leistung des

Brennstoffzellensystems 1 nicht ausreicht, zusätzliche Leistung für den elektrischen Fahrmotor 19 bereitzustellen. Außerdem hat sie die Aufgabe, in Situationen, in denen die elektrische Leistung der Brennstoffzelle 1 größer ist als für den elektrischen Fahrmotor 19 benötigt, diese überschüssige elektrische Leistung zwischenzuspeichern. Die wichtigste Aufgabe der elektrischen Energiespeichereinrichtung 23 liegt jedoch darin, beim

Abbremsen des Fahrzeugs 18 anfallende elektrische Leistung zu speichern. Diese fällt an, da über den elektrischen Fahrmotor 19 in solchen Situationen im generatorischen Betrieb gebremst werden kann. Um das erforderliche Schleppmoment beim Abbremsen des Fahrzeugs 18 bereitzustellen, wird dem in dieser Situation als Generator betriebenen elektrischen Fahrmotor 19 ein hierfür geeigneter Strom entnommen. Die dadurch erzeugte elektrische Energie kann in der elektrischen Energiespeichereinrichtung 23 zwischengespeichert werden. Die so beim Abbremsen des Fahrzeugs 18 rekuperierte Energie kann zum Wiederanfahren und gegebenenfalls auch zum Betrieb von

Nebenverbrauchern in dem Fahrzeug 18 eingesetzt werden. Im Bereich der Hinterachse 20 sind außerdem zwei weitere Wasserstoffdruckspeicher 7.2 und 7.3 zu erkennen. Der Wasserstoffdruckspeicher 7.3 ist ebenso wie die elektrische Energiespeichereinrichtung 23 dabei vor dem Bereich der Hinterachse 20 angeordnet und kommt so unter einer hinteren beziehungsweise zweiten Sitzreihe in dem Fahrzeug 18 zu liegen. Dieser Raum, welcher typischerweise für Bauteile wie beispielsweise einen Kraftstofftank in herkömmlichen Fahrzeugen eingesetzt wird, kann so sinnvoll genutzt werden. Die Lage vor der Hinterachse 20 ist dabei hinsichtlich des Schwerpunkts besonders günstig, da so der Schwerpunkt weiter in Richtung der Fahrzeugmitte verschoben wird. Außerdem ist der Wasserstoffdruckspeicher 7.3 zu erkennen, welcher in einem Bereich unterhalb eines Staurums im Heck 26 des Fahrzeugs 18 angeordnet ist. Auch dieser Raum unterhalb des Stauraums beziehungsweise Kofferraums ist typischerweise durch Speichertanks für den Kraftstoff, also beispielsweise Benzin oder Diesel, in herkömmlichen Fahrzeugen genutzt. Dieser Bauraum kann nun beim Einsatz des Fahrzeugs 18 mit einem Brennstoffzellensystem 1 ebenfalls zu Positionierung von weiteren Wasserstoffdruckspeichern 7.3 genutzt werden.

Insgesamt ist aus der Darstellung der Figur 2 zu erkennen, dass bei einer sehr flachen Architektur des Fahrzeugs 18, welche ohne Veränderungen im Design von Limousinen realisiert werden kann, ein Brennstoffzellensystem 1 funktionsgeeignet positioniert und eingebaut werden kann. Der typischerweise für Fahrgäste und Gepäck zur Verfügung stehende Raum oberhalb der gestrichelten Linien bleibt hiervon unberührt. Dies ermöglicht es herkömmliche Fahrzeug 18 zu Brennstoffzellenfahrzeugen umzurüsten, um so beispielsweise ohne Design, tragende Teile und Aufbau des Fahrzeugs 18 zu ändern, neben herkömmlichen Fahrzeugen mit verbrennungsmotorischen Antrieben Fahrzeuge 18 mit Brennstoffzellenantrieben bereitstellen zu können.




 
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