Die Erfindung betrifft ein Druckbehältersystem für ein Fahrzeug, mit ein oder mehreren Druckbehältern zur Aufnahme eines Brennstoffs.

Ein Straßenkraftfahrzeug kann eine Brennstoffzelle aufweisen, die auf Basis eines Brennstoffs wie z.B. Wasserstoff elektrische Energie für den Betrieb,

insbesondere für den Antrieb, des Fahrzeugs generiert. Der Brennstoff kann in einem oder mehreren Druckbehältern bzw. Drucktanks des Fahrzeugs gespeichert werden. Der Brennstoff kann über ein Ventil aus einem Druckbehälter zu der Brennstoffzelle des Fahrzeugs geführt werden. Ein Druckbehälter kann am Unterboden bzw. in der Bodengruppe eines Fahrzeugs angeordnet sein.

Es kann zu Situationen kommen, z.B. infolge eines Unfalls, in denen die ein oder mehreren Druckbehälter eines Fahrzeugs in einen gesicherten Zustand überführt werden sollen. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Druckbehältersystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, das es ermöglicht, die ein oder mehreren Druckbehälter des Druckbehältersystems zuverlässig und effizient in einen sicheren Zustand zu überführen.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem

unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können. Gemäß einem Aspekt wird ein Druckbehältersystem für ein Fahrzeug

(insbesondere für ein Straßenkraftfahrzeug) beschrieben. Das

Druckbehältersystem umfasst einen Druckbehälter zur Aufnahme eines

Brennstoffs (insbesondere zur Aufnahme von Wasserstoff). Außerdem umfasst das Druckbehältersystem eine Brennstoffleitung, die eingerichtet ist, Brennstoff aus dem Druckbehälter zu einem Brennstoff- Verbraucher (insbesondere zu einer Brennstoffzelle bzw. zu einem Brennstoffzellenstapel) zu führen. Das

Druckbehältersystem kann mehrere Druckbehälter umfassen, die jeweils eingerichtet sind, Brennstoff für den Brennstoff- Verbraucher zu speichern. Der Brennstoff kann in einem Druckbehälter einen Druck gegenüber dem

Atmosphärendruck von 350 bar, 700 bar oder mehr aufweisen.

Das Druckbehältersystem umfasst weiter zumindest eine Sperreinheit

(insbesondere ein Ventil), die eingerichtet ist, in einem Ruhezustand den Austritt von Brennstoff aus dem Druckbehälter in die Brennstoffleitung zu unterbinden. Typischerweise umfasst das Druckbehältersystem für jeden Druckbehälter des Druckbehältersystems zumindest eine Sperreinheit.

Außerdem umfasst das Druckbehältersystem zumindest eine Ansteuereinheit für die Sperreinheit, die eingerichtet ist, unter Einwirken von elektrischer Energie die Sperreinheit aus dem Ruhezustand in einen Aktivzustand zu überführen, wobei in dem Aktivzustand Brennstoff aus dem Druckbehälter in die Brennstoffleitung austreten kann. Die Sperreinheit kann somit in einem nicht-bestromten Zustand geschlossen sein. Des Weiteren kann die Sperreinheit durch einen elektrischen Strom geöffnet werden. Beispielsweise kann mit einem elektrischen Strom ein Elektromagnet in der Ansteuereinheit veranlasst werden, ein Magnetfeld zu erzeugen, um die Sperreinheit zu öffnen. Durch die Verwendung einer Sperreinheit, die im Ruhezustand (d.h. wenn keine elektrische Energie bereitgestellt wird) geschlossen ist und die nur durch aktives Bereitstellen eines elektrischen Stroms geöffnet werden kann, kann ein zuverlässiges Verschließen der ein oder mehreren Druckbehälter des Druckbehältersystems gewährleistet werden.

Das Druckbehältersystem umfasst typischerweise eine elektrisch leitende Verbindung zu einem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs, über die elektrische Energie zur Ansteuerung der Sperreinheit bereitgestellt werden kann. Die Ansteuereinheit einer Sperreinheit kann über die elektrisch leitende Verbindung direkt oder über interne Schnittstelleneinheiten (z.B. über eine Fahrzeug-interne Steckverbindung) mit dem Bordnetz des Fahrzeugs und/oder mit einer Fahrzeuginternen Steuereinheit gekoppelt sein. So kann die Sperreinheit eines

Druckbehälters zuverlässig im Rahmen des Betriebs eines Fahrzeugs (z.B. für den Antrieb des Fahrzeugs) angesteuert (d.h. bei Bedarf geöffnet) werden.

Außerdem umfasst das Druckbehältersystem eine Zugangs-Schnittstelleneinheit, über die elektrische Energie (insbesondere ein elektrischer Strom) zur

Ansteuerung der Sperreinheit von einer externen Energieversorgung bereitgestellt werden kann, wenn keine elektrische Energie aus dem Bordnetz des Fahrzeugs zur Verfügung steht. Über die Zugangs-Schnittstelleneinheit kann somit unabhängig von dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs elektrische Energie bereitgestellt werden, um die Sperreinheit eines Druckbehälters zu öffnen. So kann der Druckbehälter unabhängig von dem Fahrzeug-Bordnetz geöffnet werden, um Brennstoff in die Brennstoffleitung und weiter aus dem

Druckbehältersystem zu führen. Es kann somit eine zuverlässige und effiziente Entlastung des Druckbehältersystems erfolgen (z.B. durch Rettungskräfte nach einem Unfall des Fahrzeugs). Insbesondere können die ein oder mehreren Druckbehälter des Druckbehältersystems in zuverlässiger und effizienter Weise in einen sicheren Zustand überführt werden. Die Zugangs-Schnittstelleneinheit kann ausgebildet sein, eine Steckverbindung mit einer externen Schnittstelleneinheit zu bilden, um elektrische Energie von der externen Energieversorgung bereitzustellen. Die externe Schnittstelleneinheit kann Teil einer Entlastungseinheit sein, wobei die Entlastungseinheit die externe Energieversorgung umfasst, die über die externe Schnittstelleneinheit an die Zugang-Schnittstelleneinheit und damit an die Ansteuereinheit der Sperreinheit gekoppelt werden kann. Beispielsweise kann die Zugangs-Schnittstelleneinheit als Buchse ausgebildet sein, in die eine als Stecker ausgebildete externe

Schnittstelleneinheit eingesteckt werde kann. Über die Steckverbindung kann dann in zuverlässiger und effizienter Weise elektrische Energie für das Öffnen der Sperreinheit eines Druckbehälters bereitgestellt werden.

Die Zugangs-Schnittstelleneinheit kann an einer Stelle des Druckbehältersystems und/oder des Fahrzeugs angeordnet sein, die in komfortabler Weise für einen Nutzer zugänglich ist. Beispielsweise kann die Zugangs-Schnittstelleneinheit an der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet sein, in dem das Druckbehältersystem verbaut ist. So wird eine komfortable Zuführung von elektrischer Energie zu der Ansteuereinheit der Sperreinheit eines Druckbehälters ermöglicht. Die Zugangs-Schnittstelleneinheit kann eine Kodierung umfassen bzw. aufweisen. Die Kodierung kann spezifisch für Druckbehältersysteme sein. Insbesondere kann die Zugangs-Schnittstelleneinheit speziell für Druckbehältersysteme standardisiert sein. Die Kodierung kann z.B. durch ein oder mehrere Nuten und/oder Zapfen bewirkt werden. Durch die Verwendung einer besonders kodierten Zugangs- Schnittstelleneinheit, die nur mit einer entsprechend kodierten externen

Schnittstelleneinheit eine Verbindung bilden kann, kann gewährleistet werden, dass die Sperreinheit eines Druckbehälters nicht in unzulässiger Weise von einer externen Einheit mit Energie versorgt und damit geöffnet werden kann. Die elektrisch leitende Verbindung kann eine Abzweigung und/oder Weiche umfassen, die ausgebildet ist, die Ansteuereinheit elektrisch leitend sowohl an das Bordnetz des Fahrzeugs (z.B. über eine interne Schnittstelleneinheit) als auch an die Zugangs-Schnittstelleneinheit anzuschließen. So kann in zuverlässiger Weise bei Bedarf (z.B. infolge eines Unfalls oder bei der Wartung) eine Fahrzeugexterne Energieversorgung ermöglicht werden.

Das Druckbehältersystem kann ein Schaltelement umfassen, das eingerichtet ist, die Zugangs-Schnittstelleneinheit elektrisch leitend mit der Ansteuereinheit zu verbinden oder von der Ansteuereinheit zu trennen. Insbesondere kann durch das Schaltelement eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Zugangs- Schnittstelleneinheit und der Ansteuereinheit geschlossen oder unterbrochen werden. Das Schaltelement kann z.B. ein Relais und/oder ein

Halbleiterschaltelement (z.B. ein MOSFET oder ein IGBT) umfassen.

Das Schaltelement kann ausgebildet sein, die Zugangs-Schnittstelleneinheit in einem Standard-Betriebszustand von der Ansteuereinheit zu trennen. Im

Normalbetrieb des Druckbehältersystems und/oder des Fahrzeugs kann somit das Zugangs-Schnittstellenelement von der Ansteuereinheit der Sperreinheit entkoppelt sein. So kann eine unzulässige Bestromung der Ansteuereinheit von einer externen Energieversorgung zuverlässig vermieden werden.

Andererseits kann das Schaltelement ausgebildet sein, die Zugangs- Schnittstelleneinheit in Reaktion auf ein Triggersignal, insbesondere in Reaktion auf ein Unfallsignal, elektrisch leitend mit der Ansteuereinheit zu verbinden. Das Triggersignal kann z.B. von einer Steuereinheit des Fahrzeugs gesendet werden, in dem das Druckbehältersystem verbaut ist. Durch Schließen des Schaltelements kann gewährleistet werden, dass im Bedarfsfall eine externe Energieversorgung zum Öffnen der Sperreinheit eines Druckbehälters erfolgen kann.

Das Druckbehältersystem kann ein Entlastungsventil umfassen, das ausgebildet ist, Brennstoff aus der Brennstoffleitung in eine Umgebung des

Druckbehältersystems, insbesondere in eine Umgebung des Fahrzeugs, zu führen. Das Entlastungsventil kann ein Ventil umfassen, das in einem Ruhezustand geschlossen ist, so dass kein Brennstoff aus der Brennstoffleitung in die

Umgebung gelangen kann. Andererseits kann das Entlastungsventil geöffnet werden, um Brennstoff in die Umgebung zu lassen.

Außerdem kann das Druckbehältersystem ein Kupplungselement umfassen, an das ein externer Entlastungskanal zur Ableitung von Brennstoff aus der

Brennstoffleitung angeschlossen werden kann. Der Entlastungskanal kann z.B. ein Rohr oder einen Schlauch umfassen, durch den Brennstoff geführt werden kann. Der Entlastungskanal kann dazu verwendet werden, den Brennstoff erst in einer bestimmten Entfernung von dem Druckbehältersystem bzw. von dem Fahrzeug in der Atmosphäre freizusetzen. Der Entlastungskanal kann z.B. über ein

komplementäres Kupplungselement an dem Kupplungselement des

Druckbehältersystems befestigt werden, so dass eine gasleitende Verbindung zwischen der Brennstoffleitung und dem Entlastungskanal entsteht, die gasdicht (insbesondere in Bezug auf den Brennstoff) ist.

Das Entlastungsventil ist typischerweise zwischen der Brennstoffleitung und dem Kupplungselement angeordnet. Außerdem kann das Kupplungselement ausgebildet sein, das Entlastungsventil zu öffnen, wenn ein externer

Entlastungskanal an das Kupplungselement angeschlossen wurde. Beispielsweise kann durch das Anschließen des komplementären Kupplungselements des Entlastungskanals an das Kupplungselement des Druckbehältersystems das Öffnen des Entlastungsventils verursacht werden. Das Öffnen des

Entlastungsventils kann durch eine mechanische oder elektrische Verbindung zwischen dem Kupplungselement und dem Entlastungsventil bewirkt werden.

Das Druckbehältersystem kann einen Druckwandler umfassen, der eingerichtet ist, den Druck von Brennstoff in der Brennstoffleitung zwischen dem

Druckbehälter und dem Brennstoff- Verbraucher zu reduzieren (z.B. von mehr als 300 bar auf weniger als 20 bar). Das Entlastungsventil und das Kupplungselement können an einem Abschnitt der Brennstoffleitung zwischen dem Druckwandler und dem Brennstoff- Verbraucher angeordnet sein (d.h. in einem Niederruck- Bereich des Druckbehältersystems). So kann ein effizientes Abführen des Brennstoffs ermöglicht werden.

Alternativ können das Entlastungsventil und das Kupplungselement an einem Abschnitt der Brennstoffleitung zwischen dem Druckbehälter und dem

Druckwandler angeordnet sein (d.h. in einem Niederruck-Bereich des

Druckbehältersystems). So kann ein schnelles Abführen des Brennstoffs ermöglicht werden.

Ggf. kann das Druckbehältersystem jeweils ein Kupplungselement in dem

Hochdruck-Bereich und in dem Niederdruck-Bereich aufweisen, um je nach Bedarf ein effizientes bzw. schnelles Abführen von Brennstoff zu ermöglichen.

Das Kupplungselement (zum Abführen von Brennstoff) und die Zugangs- Schnittstelleneinheit (zur Ansteuerung der Sperreinheit eines Druckbehälters) können in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet sein.

Beispielsweise kann an einem Fahrzeug eine für einen Nutzer einfach zugängliche Entlastungs schnittsteile bereitgestellt werden, an der sowohl das

Kupplungselement als auch die Zugangs-Schnittstelleneinheit angeordnet sind. So wird eine komfortable Enttankung eines Druckbehälters eines

Druckbehältersystems ermöglicht. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug, insbesondere ein

Straßenkraftfahrzeug, z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Bus, beschrieben, der das in diesem Dokument beschriebene Druckbehältersystem umfasst. Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Entlastungseinheit für ein

Druckbehältersystem beschrieben. Das Druckbehältersystem kann wie in diesem Dokument beschrieben ausgebildet sein. Die Entlastungseinheit umfasst eine (externe) Schnittstelleneinheit (d.h. extern in Bezug auf das

Druckbehältersystem), die ausgebildet ist, mit der Zugangs-Schnittstelleneinheit des Druckbehältersystems verbunden zu werden. Insbesondere kann die (externe) Schnittstelleneinheit der Entlastungseinheit mit der Zugangs-Schnittstelleneinheit des Druckbehältersystems eine elektrisch leitende Streckverbindung bilden.

Außerdem umfasst das Druckbehältersystem eine (externe) Energieversorgung (z.B. eine 12V oder 48V Energieversorgung), die eingerichtet ist, über die externe Schnittstelleneinheit elektrische Energie für die Ansteuereinheit des

Druckbehältersystems bereitzustellen, um die Sperreinheit des Druckbehälters des Druckbehältersystems aus dem Ruhezustand in den Aktivzustand zu überführen.

Außerdem kann die Entlastungseinheit eine Steuereinheit umfassen, die eingerichtet ist, ein Steuersignal zu generieren und an der externen

Schnittstelleneinheit bereitzustellen, um die Ansteuereinheit zu veranlassen, die Sperreinheit in den Aktivzustand zu überführen. Dabei kann die Steuereinheit eingerichtet sein, einen Strom für die Ansteuereinheit zu modulieren,

insbesondere mittels Pulsweitenmodulation, um das Steuersignal zu generieren. Durch das Modulieren des Stroms zum Öffnen der Sperreinheit kann auch eine Überlastung der Ansteuereinheit (z.B. eine Überlastung eines Elektromagneten) vermieden werden.

Durch die Bereitstellung einer Entlastungseinheit, die extern zu dem

Druckbehältersystem ist bzw. extern zu einem Fahrzeug ist, in dem das

Druckbehältersystem verbaut ist, kann eine effiziente und zuverlässige

Enttankung eines Druckbehälters des Druckbehältersystems erreicht werden.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

Figuren 1 und 2 ein beispielhaftes Druckbehältersystem für ein Fahrzeug; und Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Überführen eines Druckbehälters in einen sicheren Zustand.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit einem Druckbehältersystem (insbesondere einem compressed hydrogen storage System (=CHS-System)) für ein Kraftfahrzeug. Das Druckbehältersystem dient zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Kraftstoff bzw.

Brennstoff. Das Druckbehältersystem kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem („Compressed Natural Gas" = CNG) oder verflüssigtem (LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Ein solches Druckbehältersystem umfasst mindestens einen Druckbehälter bzw. Drucktank. Der Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter (= CcH2) oder ein Hochdruckgasbehälter (= CGH2) sein.

Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, im Wesentlichen bei

Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen

Betriebsdruck (auch nominal working pressure oder NWP genannt) von ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bzw. Kraftstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur des

Kraftfahrzeuges liegen. Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes Druckbehältersystem 100 mit einem Drucktank bzw. Druckbehälter 110, der dazu verwendet werden kann, Brennstoff

(insbesondere Wasserstoff) für einen Brennstoff- Verbraucher (z.B. eine

Brennstoffzelle) 101 eines Fahrzeugs bereitzustellen. Der Druckbehälter 110 ist über eine Brennstoffleitung 112, 117 mit dem Brennstoff- Verbraucher 101 verbunden.

Der Druckbehälter 110 kann an den Stirnseiten Endstücke 111 aufweisen, die bei der Herstellung des Druckbehälters 110 zum Halten des Druckbehälters 110 verwendet werden können. Des Weiteren kann an einem Endstück 111 eine Öffnung bereitgestellt werden, durch die Brennstoff aus dem Druckbehälter 110 geführt werden kann (z.B. über ein Ventil 115 zu der Leitung 112). An einer Öffnung des Druckbehälters 110 kann auch eine Druckentlastungsvorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet werden, die bei Vorliegen einer bestimmten

Auslösebedingung (z.B. bei Vorliegen einer bestimmten Temperatur) auslösen kann, um Brennstoff aus dem Druckbehälter 110 in die Umgebung des

Druckbehälters 110 abzulassen, und um so den Druck in dem Druckbehälter 110 zu reduzieren.

Die ein oder mehreren Ventile 115 (allgemein als Sperreinheiten bezeichnet) eines Druckbehälters 110 sind typischerweise in einem Ruhezustand verschlossen, so dass über die ein oder mehreren Ventile 115 kein Brennstoff aus dem

Druckbehälter 110 austreten kann. Ein Ventil 115 eines Druckbehälters 110 kann über ein oder mehrere elektrische Leitungen 105 mit einem Steuergerät 102 verbunden sein, wobei das Steuergerät 102 eingerichtet ist, das Ventil 115 mit einer Strom- und/oder Spannungsquelle zu koppeln (z.B. mit einem 12V Bordnetz eines Fahrzeugs), um das Ventil 115 aus dem geschlossenen Ruhezustand in einen geöffneten Aktivzustand zu überführen. Das Ventil 115 kann dabei in dem geöffneten Aktivzustand verbleiben, solange das Ventil 115 mit der Strom- und/oder Spannungsquelle gekoppelt ist. Andererseits kann das Ventil 115 automatisch in den Ruhezustand zurückkehren, sobald das Ventil 115 von der Strom- und/oder Spannungsquelle entkoppelt wird. Das Steuergerät 102 kann über eine (interne) Steckverbindung 103, 104, mit Schnittstelleneinheiten 103, 104 (z.B. mit einem Stecker und einer Buchse), mit dem Ventil 115 gekoppelt sein.

Der Drucktank 110 kann über einen Betankungszugang 114 (z.B. über einen Tanknippel) mit Brennstoff betankt werden. Insbesondere kann über den

Betankungszugang 114 Brennstoff aus einer Tanksäule über die Brennstoffleitung 112 in den Drucktank 110 gefördert werden. Dabei befindet sich zwischen dem Betankungszugang 114 und der Brennstoffleitung 112 typischerweise ein

Rückschlagventil 201 (siehe Fig. 2), das einen Rückfluss von Brennstoff von dem Drucktank 110 zu dem Betankungszugang 114 unterbindet.

Eine Brennstoffzelle 101 wird typischerweise mit einem relativ niedrigen Druck (z.B. im Bereich von 10-20 bar) betrieben, wobei der Niederdruck für die

Brennstoffzelle 101 meist substantiell unter dem Hochdruck (z.B. im Bereich von 700 bar) in der Brennstoffleitung 112 und im Drucktank 110 liegt. Zwischen dem Drucktank 110 und der Brennstoffzelle 101 kann daher ein Druckwandler 116 (insbesondere ein Druckregler) angeordnet sein, der eingerichtet ist, Brennstoff aus der Hochdruck-Brennstoffleitung 112 (der einen relativ hohen Druck aufweist) in eine Niederdruck-Brennstoffleitung 117 (mit einem relativ niedrigen Druck) zu überführen. Der Brennstoff wird dann über die Niederdruck- Brennstoffleitung 117 zu der Brennstoffzelle 101 geführt. Fig. 2 zeigt ein Druckbehältersystem 100 für ein Fahrzeug mit mehreren

Druckbehältern 110. Des Weiteren zeigt Fig. 2 AnSteuereinheiten 215 für die Druckbehälter- Ventile 115 der einzelnen Druckbehälter 110. Die

AnSteuereinheiten 215 können z.B. jeweils einen Elektromagneten umfassen, durch den bei Bestromung ein Magnetfeld zum Öffnen eines Ventils 115 erzeugt werden kann. Ein Druckbehälter 110 eines Druckbehältersystems 100 eines Fahrzeugs ist somit typischerweise über ein oder mehrere Ventile 115 (insbesondere über ein oder mehrere Übertemperatur- Ventile bzw. Over-Temperatur- Valves (OTVs)) an einen Druckwandler 116 angeschlossen. Um Brennstoff aus einem Druckbehälter 110 zu entnehmen, müssen die ein oder mehreren Tankventile 115 über das Bordnetz des Fahrzeugs bestromt und damit geöffnet werden. Ein Tankventil 115 kann ohne Bordnetzversorgung (z.B. nach einem Unfall bzw. nach einem technischen Defekt) typicherweise nicht entleert werden, da das elektrisch betätigte

Tankabsperrventil 115 nicht angesteuert werden kann. Somit ist in einer solchen Situation eine Entleerung oder Druckentlastung des Druckbehälters 110 nicht möglich.

Die ein oder mehreren Ventile 115 eines Druckbehälters 110 können über die elektrisch leitende Signalleitung 105 mit einer Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 elektrisch leitend gekoppelt sein. Die Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 kann an einer Stelle in einem Fahrzeug angeordnet sein, die für einen Nutzer (z.B. für eine Hilfsperson nach einem Unfall) leicht zugänglich ist. Die Zugangs- Schnittstelleneinheit 122 kann entsprechend der internen Schnittstelleneinheit 104 zum Steuergerät 102 aufgebaut sein.

Die Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 kann es einem Nutzer ermöglichen, eine Fahrzeug-externe Energieversorgung 134 über eine Fahrzeug-externe

Schnittstelleneinheit 132 mit der Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 und somit mit der Ansteuereinheit 201 eines Ventils 115 zu koppeln. Die Fahrzeug-externe externe Energieversorgung 134 kann ausgebildet sein (z.B. in Kombination mit einer externen Steuereinheit 202), die Ansteuereinheit 201 eines Ventils 115 anzusteuern, um das Ventil 115 zu veranlassen von dem geschlossenen

Ruhezustand in den geöffneten Aktivzustand zu wechseln (z.B. analog zu dem Ventil-Steuergerät 102). Somit kann auch bei Unterbrechung der

Energieversorgung aus einem Bordnetz eines Fahrzeugs in zuverlässiger Weise ein Druckabbau in einem Druckbehälter 110 bewirkt werden. Es wird somit eine Vorrichtung zum autarken Aktivieren der Enttankung eines Druckbehälters 110 (insbesondere eines CGH2 und/oder CCH2 Druckbehälters) in einem Fahrzeug beschrieben. Zu diesem Zweck können die ein oder mehreren Steuerleitungen 105 zwischen dem Ventil-Steuergerät 102 des Fahrzeugs zu den ein oder mehreren Sperreinheiten (insbesondere Ventilen) 115 des Druckbehälters 110 an ein oder mehrere sicher zugängliche Orte des Fahrzeugs (z.B. neben einer Hochvolt-Rettungstrennstelle im Innenraum des Fahrzeugs) geführt werden. Es kann dann ein externer Zugang zu den ein oder mehreren Steuerleitungen 105 über eine trennbare Steckverbindung oder über eine Weiche mit Zugangstecker (d.h. über eine Zugangs-Schnittstelleneinheit 122) bereitgestellt werden.

Die Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 kann eine bestimmte Kodierung aufweisen (z.B. entsprechend einer Fahrzeug-internen Schnittstelleneinheit 104 zu dem Ventil-Steuergerät 102). Die Kodierung kann z.B. durch ein oder mehrere (nichtleitende) Nuten und/oder Zapfen bewirkt werden. Durch die Kodierung kann eine korrekte Verbindung zwischen der Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 und einer Fahrzeug-externen Schnittstelleneinheit 132 gewährleistet werden. Des Weiteren kann die Verwendung von unzulässigen Fahrzeug-externen

Schnittstelleneinheiten 132 vermieden werden.

Es kann eine Fahrzeug-externe, autarke Vorrichtung 132, 134 (in diesem

Dokument auch als Entlastungseinheit bezeichnet) bereitgestellt werden, durch die eine Spannungsversorgung entsprechend der Bordnetzspannung (z.B. 12V Batterie) zur externen Bestromung der elektrisch betätigten ein oder mehreren Sperreinheiten 115 bereitgestellt werden. Die Fahrzeug-externe Vorrichtung 132, 134 umfasst eine Fahrzeug-externe Schnittstelleneinheit 132 (z.B. einen, ggf. kodierten, Verbindungsstecker), die ausgebildet ist, mit der Zugangs- Schnittstelleneinheit 122 eine Steckverbindung zu bilden. Außerdem umfasst die Fahrzeug-externe Vorrichtung 132, 134 eine Energieversorgung 134 und eine Steuereinheit bzw. Modulationseinheit 202, die entsprechend dem fahrzeugseitigen Steuergerät 102 ein Steuerungssignal (z.B. ein PWM-Signal) zur Aktivierung der ein oder mehreren elektrischen Sperreinheiten 115 erzeugen.

Die ein oder mehreren Ventile 115 eines Druckbehälters 110 können somit extern bestromt werden. Dazu kann über eine Zugangs-Schnittstelleneinheit (z.B. eine Steckerbuchse) 122 eine externe Strom- und/oder Spannungsquelle angelegt werden. Die Beschaltung der ein oder mehreren Ventile 115 kann in diesem Strompfad zwischen der Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 und den ein oder mehreren Ventilen 115 durch ein oder mehrere Sicherheits- bzw. Schaltelemente, wie z.B. einen Schließer, der durch ein Crashsignal getriggert wird, gegen Missbrauch geschützt werden.

Durch das Öffnen der ein oder mehreren Sperreinheiten 115 der ein oder mehreren Druckbehälter 110 kann Brennstoff aus den ein oder mehreren

Druckbehältern 110 in die Brennstoffleitung 112, 117 gelangen. Das

Druckbehältersystem 100 kann ein Entlastungsventil 231 aufweisen, durch das Brennstoff aus der Brennstoffleitung 112 in eine Umgebung des

Druckbehältersystems 100, insbesondere in eine Umgebung des Fahrzeugs, abgeführt werden kann. Insbesondere kann ein Fahrzeug-externer

Entlastungs schlauch 133 mittels einer Kupplung 131, 121 mit dem

Entlastungsventil 231 verbunden werden. Durch Ankupplung des

Entlastungs schlauchs 133 kann das Entlastungsventil 231 geöffnet werden, so dass Brennstoff aus dem Druckbehältersystem 100 abgeführt werden kann. Das Kupplungselement 121 des Druckbehältersystems 100 (z.B. Anschluss eines Entlastungskanals 133) kann an einer Stelle eines Fahrzeugs angeordnet sein, die für einen Nutzer, z.B. für Rettungskräfte, leicht zugänglich ist. Beispielsweise kann eine Entlastungsschnittstelle 230 an einem Fahrzeug bereitgestellt werden, an der sowohl das Kupplungselement 121 als auch die Zugangs- Schnittstelleneinheit 122 angeordnet sind. Ggf. können das Kupplungselement 121 und/oder die Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 in unmittelbare

Nachbarschaft zu dem Betankungszugang angeordnet sein.

Das Entlastungsventil 231 und/oder das Kupplungselement 121 können bevorzugt mit der Niederdruck-Brennstoffleitung 117 gekoppelt sein (wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt). So kann in kontrollierter Weise Brennstoff abgeführt werden. Alternativ können das Entlastungsventil 231 und/oder das Kupplungselement 121 mit der Hochdruck-Brennstoffleitung 112 gekoppelt sein, was eine beschleunigte Abführung von Brennstoff ermöglicht.

An einer zentralen Schnellkupplung 121, 131 kann somit ein Entlastungsrohr oder -schlauch 133 (allgemein ein Entlastungskanal) angeschlossen werden, um Brennstoff aus dem Druckbehältersystem 100 abzuleiten. Die Auslösung des Entlastungs ventils 231 kann durch die Kupplung 121, 131 erfolgen, die das Entlastungsventil 231 mechanisch durch das Aufstecken öffnet oder die über einen hydraulischen bzw. elektrischen Betätigungsmechanismus zum Öffnen des Entlastungsventils 231 verfügt.

Es wird somit eine zentrale Entlastungs Vorrichtung beschrieben, die z.B. eine Notentleerung eines Druckbehältersystems 100 durch Rettungskräfte ermöglicht. Durch die Bereitstellung einer Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 kann nach Bedarf, ohne auf die Stromversorgung und die Bussysteme eines Fahrzeugs angewiesen zu sein, eine schnelle, einfache und standardisierbare bzw.

standardisierte Notentlastung eines Druckbehälters 110 eingeleitet werden. So kann ein Druckbehälter 110 (z.B. nach einem Umfall) zuverlässig und effizient in einen sicheren Zustand überführt werden. Vorteilhaft kann eine Standardisierung der Steckvorrichtung und des Steuersignals zur Ansteuerung einer Sperreinheit 115 eines Druckbehälters 110 erfolgen, um eine universelle Fahrzeug-externe Entlastungseinheit 132, 134 für Rettungskräfte und Werkstätten zur

Druckentlastung eines Druckbehälters 110 zu ermöglichen. Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur

Entlastung eines Druckbehältersystems 100. Das Verfahren 300 umfasst das Koppeln 301 der Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 des Druckbehältersystems 100 mit einer externen Energieversorgung 134. So können die ein oder mehreren Sperreinheiten 115 der ein oder mehreren Druckbehälter 110 des

Druckbehältersystems 100 mit elektrischer Energie versorgt werden (auch bei Unterbrechung der Energieversorgung aus dem elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs), um die ein oder mehreren Sperreinheiten 115 zu öffnen und um dadurch Brennstoff aus den ein oder mehreren Druckbehältern 110 in die

Brennstoffleitung 112, 117 des Druckbehältersystems 100 abzulassen.

Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Öffnen 302 eines Entlastungsventils 231 der Brennstoffleitung 112, 117, um Brennstoff aus der Brennstoffleitung 112, 117 in eine Umgebung des Druckbehältersystems 100 abzuführen. Das

Entlastungsventil 231 kann z.B. dadurch geöffnet werden, dass ein

Entlastungskanal 133 (z.B. ein Schlauch) über ein Kupplungselement 121 an das Druckbehältersystem 100, insbesondere an die Brennstoffleitung 112, 117, angeschlossen wird. Es wird somit eine Vorrichtung bzw. ein System zum autarken Aktivieren der Enttankung eines Gas-Druckbehälters 110 (z.B. CGH2 + CCH2) in einem

Fahrzeug beschrieben (z.B. wenn das Bordnetz des Fahrzeugs ohne Funktion ist). Dabei werden die ein oder mehreren elektrischen Leitungen 105 zu einer

Sperreinheit 115 des Druckbehälters 110 zu einer sicher zugänglichen

Anschlussstelle verlegt (d.h. zu einer Zugangs-Schnittstelleneinheit 122). Die Anschlussstelle kann z.B. neben einer HV (Hochvolt)-Rettungstrennstelle im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sein.

Mit einer externen autarken Entlastungseinheit kann eine Spannungsversorgung entsprechend der Bordnetzspannung (z.B. 12V Batterie) zur externen Bestromung der elektrisch betätigten Sperreinheit 115 des Druckbehälters 110 erfolgen. Dabei kann die externe Energieversorgung 134 über einen Verbindungsstecker 132 mit der Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 gekoppelt werden, wobei der

Verbindungs Stecker 132 entsprechend der Zugangs-Schnittstelleneinheit 122 kodiert ist. Mittels einer Steuer- bzw. Modulationseinheit 202 kann ein

Steuerungs signal zur Aktivierung der Sperreinheit 115 entsprechend dem fahrzeugseitigen Steuergerät 102 generiert werden (z.B. durch PWM- Modulation). Der Brennstoff kann dann über einen Serviceport/Enttankungsport 121 des Fahrzeugs aus dem Druckbehältersystem 100 geführt werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Bezugszeichenliste

100 Dmckbehältersystem

101 Brennstoff- Verbraucher

102 Steuergerät

103, 104 Schnittstelleneinheit

105 Steuerleitung

110 Druckbehälter

111 Endstück

112, 117 Brennstoffleitung

114 Betankungszugang

115 Sperreinheit (Ventil)

116 Druckwandler

121, 131 Kupplungselement

122 Zugangs-Schnittstelleneinheit

132 System-externe Schnittstelleneinheit

133 Entlastungskanal

134 System-externe Energieversorgung

201 Rückschlagventil

202 System-externe Steuereinheit

215 Ansteuereinheit

230 En tlastungs Schnittstelle

231 Entlastungsventil

300 Verfahren zur Entlastung eines Druckbehältersystems 301, 302 Verfahrensschritte