压力容器和机动车制造技术

根据本发明专利技术，在此公开的技术涉及压力容器，优选低温的压力容器，该压力容器具有内部容器100、外部容器200和至少部分抽真空的空间V。在此公开的技术还涉及具有这种压力容器的机动车。机动车。机动车。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力容器和机动车

技术介绍

[0001]文件DE102015204623A1公开了一种具有用于利用悬挂件以安置内部容器的低温的压力容器，其中，布置在彼此中的纤维增强管形成内部容器和外部容器之间的散热距离。这种设计需要比较大的安装空间。从文件EP2217845B1已知具有用于加热燃料的热交换器的低温的压力容器。该技术的缺点是压力容器尤其是由于热交换器等原因而相对较重、较大、复杂和昂贵，并且只有在燃料被提取的情况下才能引入热。从文件DE102015213563A1已知阻挡层以防止从塑料材料层逸出的组分进入真空中。需要使阻挡层设计得更加牢固。已知为压力容器配备机械过压安全阀，过压安全阀在达到极限压力的情况下触发。

技术实现思路

[0002]在此公开的技术的优选任务是减小或消除先前已知的解决方案的至少一个缺点或提出一种替代的解决方案。尤其是在此公开的技术的优选任务是改进低温的压力容器，尤其是在成本、安装空间要求、重量、牢固性和/或运行特性方面改进低温的压力容器。其他优选目的可能来自在此公开的技术的有益效果。该任务通过权利要求1的主题来解决。从属权利要求构成优选的扩展方案。
[0003]在此公开的技术涉及用于机动车(例如乘用车、摩托车、商用车)的压力容器。压力容器用于储存在环境条件下为气态的燃料。压力容器例如可以用在用压缩(压缩天然气)或液化(LNG)天然气或氢气运行的机动车中。这种压力容器通常为能量转换器(例如燃料电池系统、内燃机)提供燃料。压力容器可以是燃料电池系统的阳极子系统的一部分。阳极子系统包括燃料电池系统的所有引导燃料的部件。
[0004]低温的压力容器可以储存液态或超临界聚集状态的燃料。超临界聚集状态是物质的如下热力学状态，该热力学状态具有比临界点更高的温度和压力。临界点表示如下热力学状态，在该热力学状态下，物质的气体和液体的密度重合，即物质以单相存在。在p
‑
T图中，蒸气压力曲线的一端部由三相点标明，而临界点则呈现另一端部。对于氢气，临界点为33.18K和13.0bar。低温的压力容器特别适用于在明显低于机动车的运行温度(意味着车辆环境的如下温度范围，车辆应在该温度范围中将运行)的温度下储存燃料，例如比机动车的工作温度(通常约
‑
40℃至约+85℃)低至少50开尔文，优选至少100开尔文或至少150开尔文。例如，燃料可以是氢气，其在大约34K到360K的温度下储存在低温的压力容器中。
[0005]压力容器、尤其是低温的压力容器的内部容器可以设计用于大约350bar
ü
(＝与大气压相比的过压)或以上的标称运行压力(也称为标称工作压力或NWP)，优选为约500bar
ü
或以上，更优选约700bar
ü
或以上。燃料储存在内部容器中。外部容器至少部分地包围内部容器并且将压力容器向外封闭。优选地，低温的压力容器包括绝对压力在10
‑9mbar至10
‑1mbar、更优选10
‑7mbar至10
‑3mbar且特别优选约10
‑5mbar的至少部分抽真空的空间。该至少部分抽真空的空间至少局部布置在内部容器和外部容器之间。在(刚好)高于临界点的温度下存储比在临界点以下的温度下存储具有以下优点，即，存储介质单相地存在。例如，在液态和气态之间不存在分界面。
[0006]内部容器可以包括内衬。内衬形成中空体，在该中空体中储存燃料。例如，内衬可以由铝或钢或其合金制成。内部容器可以包括至少一个纤维增强层。纤维增强层可以优选地至少局部地完全包围内衬。纤维增强层通常也称为层压板或护套或增强层。通常使用纤维增强塑料、例如碳纤维增强塑料和/或玻璃纤维增强塑料作为纤维增强层。纤维增强层适宜地包括埋入塑料基体中的增强纤维。纤维增强层通常包括连续纤维，优选通过缠绕和/或编织将其引入纤维增强层中。
[0007]根据在此公开的技术可以规定，压力容器具有连接端部段，该连接端部段与内衬和/或纤维增强层连接。这种连接端部段也称为凸台。优选地，所述连接端部段由金属材料制成。连接端部段特别优选地材料锁合地与内衬连接，例如通过至少一个焊缝与内衬连接。在一个实施例中，内衬和连接器端部段由相同的材料制成。特别优选地，连接端部段平行于压力容器的纵向轴线布置并且特别优选同轴于压力容器的纵向轴线布置。连接端部段有规律地伸入内部容器的内部容积中。连接端部段优选构造成罐形的，其中，伸入内部容器中的周壁和端壁形成罐形状。在安装位置中，连接端部段的处于内部的端侧相对于内部容器的端部沿压力容器纵向轴线的方向向内后退地布置。
[0008]内部容器可以优选地通过至少一个连接元件机械地耦联到外部容器上。内部容器优选地在两端部处分别通过连接元件耦联到外部容器上。连接元件适宜地至少部分地由纤维复合材料制成。此外，连接元件优选地包括至少一个纤维增强管。连接元件(尤其是纤维增强管)适宜地构造为散热距离，以便在安装状态下，在外部容器上引入连接元件中的热量的至少70％或至少80％或至少95％或至少99％不通过连接元件被传递到内部容器上。关于管的悬挂和管的固定能以如在公开号为DE102015204623A1的德国专利申请中公开的方式设计。公开号为DE102015204623A1的德国专利申请的全部内容通过引用并入本文。在一个特别优选的实施例中，连接元件设计为可插入连接端部段中的连接元件。在此，连接元件的至少一个外周面优选地可以例如通过轻微的压配合贴靠在连接端部段的内周面上。这种设计尤其是在装配和真空密封性等方面是有利的。此外，可以减小内部容器和外部容器之间的真空空间。尤其是，连接元件的外周面和连接端部段的内周面可以构造为在压力容器纵向轴线的方向上相对于彼此可移动以补偿长度变化。因此可以特别容易地通过在中间层设置可能的滑动元件来实现浮动支承件。
[0009]特别优选地，在设置填充和提取管路的一端部处设置固定支承件，并且在相对置的端部处设置浮动支承件。
[0010]在内部容器中可以设置至少一个电的加热元件以用于加热燃料。为此可以使用任何合适的加热元件，例如电阻加热元件。这种加热器比较简单和便宜。加热元件优选地构造为加热棒。加热器适宜地设置为在其加热表面上产生大约80℃至350℃或100℃至200℃的温度。在安装位置中，加热元件可以平行于并且特别优选同轴于内部容器的压力容器纵向轴线延伸。加热元件可以在压力容器的压力容器纵向轴线上或基本上在压力容器纵向轴线上延伸。因此，加热元件有利地布置在压力容器中心。加热元件有利地构造为具有自由端部的加热棒。这在加热元件的装配和燃料的更均匀加热方面是特别有利的。加热元件可以至少局部地被金属套筒包围。加热元件尤其可以设置在内部容器的如下端部处，该端部与设置有用于填充和/或提取的管路的另一端部相对置。这种设计在制造方面是有利的。还可以设想，加热元件设置如下端部处，在该端部处设置有用于填充和/或提取的管路。有利地，在
此可以在加热元件上设置混合元件，该混合元件混合在加注期间流入的燃料。替代地或附加地，伸入内部容积中的加注管路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于在机动车中储存燃料的低温的压力容器，所述压力容器具有内部容器(100)和外部容器(200)，其中，在内部容器(100)和外部容器(200)之间至少局部地布置有抽真空的空间(V)。2.根据权利要求1所述的压力容器，其中，所述内部容器(100)具有塑料材料层；其中，在塑料材料层和抽真空的空间(V)之间至少局部地布置有阻挡层(150)；其中，阻挡层(150)构造和布置成，使得所述阻挡层至少减少从塑料材料层逸出的组分到抽真空的空间(V)中的转移；并且在阻挡层(150)和塑料材料层之间至少局部地构造有间隙(S)。3.根据权利要求2所述的压力容器，其中，所述阻挡层(150)包括长度补偿装置(152)，所述长度补偿装置被设置为——尤其是通过可逆的弹性变形——补偿所述内部容器(100)的长度变化。4.根据权利要求3所述的压力容器，其中，所述长度补偿装置(152)包括至少一个波纹管元件。5.根据权利要求3或4所述的压力容器，其中，所述长度补偿装置(152)直接相邻于所述内部容器(100)的构造为浮动支承件的端部布置。6.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，所述阻挡层(150)由金属材料制成。7.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，所述塑料材料层是包围内衬(110)的纤维增强层(120)；并且阻挡层(150)基本上气密地将纤维增强层(120)与抽真空的空间(V)隔开。8.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，所述内部容器(100)具有连接端部段(140)，其中，内衬(110)和/或纤维增强层(120)与连接端部段(140)连接。9.根据权利要求8所述的压力容器，其中，所述连接端部段(140)以材料锁合且基本上气密的方式与所述阻挡层(150)连接。10.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，所述阻挡层(150)包括从所述连接端部段(140)出发径向向外延伸的环形板(154)。11.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，所述长度补偿装置(152)设置在所述环形板(154)的外边缘上，并且所述环形板(154)和/或所述长度补偿装置(152)沿轴向方向相对于连接端部段(140)的处于外部的边界(146)后退地布置。12.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，在所述阻挡层(150)和所述塑料材料层之间构造有基本上气密的空间(GR)；并且所述压力容器构造成，使得在基本上气密的空间(GR)中的气体成分能够被从外部评估。13.根据权利要求12所述的压力容器，其中，所述基本上气密的空间(GR)包括至少一个检查接头，并且所述检查接头从所述外部容器(200)引出。14.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，在所述阻挡层(150)的外部布置有至少一个辐射绝缘体。15.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，在所述内部容器(100)中设置有至少一个电的加热元件(130)以用于加热所述燃料。16.根据权利要求15所述的压力容器，其中，所述加热元件(130)在安装位置中平行于所述内部容器(100)的纵向轴线(A
‑
A)延伸并且优选地沿所述纵向轴线(A
‑
A)延伸。
17.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，所述加热元件(130)从所述连接端部段(140)的处于内部的端侧(142)突出。18.根据权利要求17所述的压力容器，其中，所述处于内部的端侧(142)与所述纤维增强层(120)间隔开，使得由所述加热元件(130)产生的热量不能将所述纤维增强层(120)加热到高于极限温度的温度，从该极限温度起有概率发生纤维增强层(120)的损坏。19.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器，其中，所述加热元件(130)至少部分地被金属套筒(135)包围。20.根据权利要求19所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：