專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有用低溫存儲(chǔ)的燃料驅(qū)動(dòng)的機(jī)組的機(jī)動(dòng)車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車(chē)，它帶有一個(gè)機(jī)組，特別是驅(qū)動(dòng)機(jī)組，該 機(jī)組通過(guò)一種在環(huán)境溫度下氣態(tài)的、但在車(chē)輛-儲(chǔ)箱中低溫存儲(chǔ)的燃料 驅(qū)動(dòng)，它在輸送到機(jī)組時(shí)通過(guò)用一種較熱的介質(zhì)熱交換被加熱。
背景技術(shù)：
關(guān)于該技術(shù)領(lǐng)域請(qǐng)參考DE 195 06 486 C2以及DE 198 54 581 Al。 當(dāng)前帶有所謂的低溫儲(chǔ)箱(Kryotanks)的機(jī)動(dòng)車(chē)還處于研究階段， 其中優(yōu)選氫作為燃料，優(yōu)選用于驅(qū)動(dòng)機(jī)組，但必要時(shí)也用于車(chē)輛的輔 助機(jī)組，在低溫特別是深冷的狀態(tài)下存儲(chǔ)。驅(qū)動(dòng)機(jī)組可以例如是一種 內(nèi)燃機(jī)，輔助機(jī)組例如是一種燃料電池，在其中產(chǎn)生的電能，或者只 用于供給車(chē)輛的車(chē)載電器網(wǎng)絡(luò)，或者也用于供給一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)機(jī)。
在車(chē)輛-燃料箱中存儲(chǔ)的液態(tài)氫必須作為氣體提供給燃燒該氫氣
的機(jī)組，因此，在該供給的范圍內(nèi)加入一個(gè)汽化過(guò)程，在一個(gè)適合的 換熱器中從一種載熱介質(zhì)中吸收熱量的情況下實(shí)施該汽化過(guò)程。作為 載熱介質(zhì)，可以采用例如內(nèi)燃4幾的冷卻劑，_清參看例如上述的DE195 06 486 C2。

發(fā)明內(nèi)容
原則上致力于以盡可能高的效率推動(dòng)系統(tǒng)。在這種意義上給出如 權(quán)利要求1的前序部分所述的用于機(jī)動(dòng)車(chē)的改進(jìn)措施是本發(fā)明的任 務(wù)。
該任務(wù)的解決方案的特征如下，即，使為了驅(qū)動(dòng)所述才幾組從車(chē)輛-儲(chǔ)箱提取的燃料與一特別是以一種所謂的塞貝克-元件 (Seebeck-Elements ) 形式的熱電發(fā)電機(jī)(thermoelektrischenGenerator )接觸，從而通過(guò)所述熱電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生用于車(chē)輛的車(chē)載電器 網(wǎng)絡(luò)的電流。有利的改進(jìn)構(gòu)造是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
因此建議，從儲(chǔ)箱中提取的燃料特別是氫的冷量被至少部分地用 于產(chǎn)生電能，并且將其提供給車(chē)輛-車(chē)載電器網(wǎng)絡(luò)，以便借此減輕機(jī)動(dòng) 車(chē)的通常的直流發(fā)電機(jī)的負(fù)荷。由燃料的冷量產(chǎn)生電能，在此可以通 過(guò)一個(gè)所謂的熱電發(fā)電機(jī)進(jìn)行，它通常情況下由兩個(gè)不同的電半導(dǎo)體 材料構(gòu)建，它們導(dǎo)熱且導(dǎo)電地互相連接。使這個(gè)材料對(duì)遭受在一個(gè)熱 源和一個(gè)冷卻源之間的溫度降，就在這個(gè)材料對(duì)上形成一個(gè)電壓。通 過(guò)組合大量這樣的材料對(duì)，可以在相應(yīng)的高效率熱源和冷卻源的情況 下獲得可經(jīng)濟(jì)地利用的電功率。這樣的元件也被稱(chēng)為塞貝克-元件，并 且是已知的珀耳貼元件的逆轉(zhuǎn)。
在帶有用于低溫存儲(chǔ)的燃料的儲(chǔ)箱，特別是低溫/深冷儲(chǔ)箱的機(jī)動(dòng) 車(chē)上，現(xiàn)在存在一個(gè)特別高效率的冷卻源，因?yàn)樵谏罾涞臍渥鳛槿剂?的情況下，只要以很少開(kāi)爾文的溫度就從儲(chǔ)箱中提取該燃料。
雖然在帶有低溫儲(chǔ)箱的機(jī)動(dòng)車(chē)上應(yīng)用熱電發(fā)電機(jī)是已知的，而且 是從上述的第二篇文獻(xiàn)DE 198 54 581 Al中已知，然而按照該篇文獻(xiàn)， 熱電發(fā)電機(jī)用于由在所謂的汽化-氣體燃燒時(shí)釋放出來(lái)的熱量來(lái)產(chǎn)生 電能。本發(fā)明與該現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別是基于以下兩個(gè)方面 一方面，利 用存在的由儲(chǔ)箱提取的燃料的冷量，而不利用在它的燃燒中產(chǎn)生的熱 量；另一方面，在上述的機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)期間而不是在它的停機(jī)期間實(shí)現(xiàn)電 能的獲取，在此期間可以單獨(dú)積累汽化氣體。
當(dāng)不僅熱電發(fā)電機(jī)的所謂冷側(cè)被加栽冷的從儲(chǔ)箱中提取的(深冷) 燃料而且此外熱電發(fā)電機(jī)的其他的所謂熱側(cè)被加載也用來(lái)與冷燃料熱 交換的較熱的介質(zhì)時(shí)，隨著溫度降的升高而升高的熱電發(fā)電機(jī)效率可 以被提高。這種較熱的介質(zhì)在通常情況下比環(huán)境溫度明顯更熱，否則 它應(yīng)緊貼在熱電發(fā)電機(jī)的"熱側(cè)"。就此而言本措施特別有利的是，即 上述這種較熱的介質(zhì)反正已經(jīng)必須被導(dǎo)入從儲(chǔ)箱中提取的燃料的周 圍，而并且是與它進(jìn)行熱交換，從而可以將燃料以氣態(tài)輸送到上述機(jī) 組中。在這種關(guān)系中，在設(shè)計(jì)觀點(diǎn)下特別有利的是，熱電發(fā)電機(jī)在結(jié)
構(gòu)上內(nèi)置在用于在從儲(chǔ)箱提取的燃料與較熱介質(zhì)之間熱交換的一個(gè)或 所述換熱器中。
按照 一種有利的改進(jìn)構(gòu)造，依照本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)可以額外配備有 一個(gè)用于轉(zhuǎn)換車(chē)輛-儲(chǔ)箱的汽化-氣體的裝置，該裝置包括一個(gè)用于汽 化-氣體的燃燒裝置以及用于從在該轉(zhuǎn)換過(guò)程中釋放的熱量獲取電能
的一個(gè)其他的熱電發(fā)電機(jī)。該技術(shù)基本上由上述的DE 198 54 581 Al
中是已知的。在這篇文獻(xiàn)中，不僅闡述所謂的與低溫-燃料儲(chǔ)箱關(guān)聯(lián)的
汽化-問(wèn)題，該問(wèn)題對(duì)于專(zhuān)業(yè)人士基本已知，因此在這里不再繼續(xù)說(shuō)明，
而是在此也建議，利用廢熱，這些廢熱是以所不希望的方式從一個(gè)低 溫_車(chē)輛_儲(chǔ)箱中排出的汽化_氣體的所需要燃燒中釋放的，其中一個(gè)在
那里以熱電偶形式的所謂的能量轉(zhuǎn)換器可以被加載這些廢氣，并且這 樣產(chǎn)生電流。熱電偶因此同樣涉及熱電發(fā)電機(jī)或者塞貝克-元件。
這里現(xiàn)在建議另一種措施用于提高效率或者可產(chǎn)生的電功率，而 且是在一個(gè)其他的與汽化-氣體的轉(zhuǎn)換相關(guān)聯(lián)地設(shè)置的熱電發(fā)電機(jī)的 所謂的熱側(cè)被加載在特別是汽化-氣體的催化燃燒時(shí)所釋放的熱量期 間，而該其他的熱電發(fā)電機(jī)的另一所謂的冷側(cè)被加載從燃料儲(chǔ)箱中排 出的冷的汽化-氣體(Boil-Off-Gas )。
通過(guò)這種措施，在其他的熱電發(fā)電機(jī)上(其是除了上面進(jìn)一步提 到的熱電發(fā)電機(jī)外按權(quán)利要求1的特征部分設(shè)置的)，在熱源即被燃燒 的汽化-氣體與冷卻源即新鮮從低溫-儲(chǔ)箱中排出的汽化-氣體之間比考 慮作為冷卻源例如周?chē)諝饪梢燥@示出一個(gè)顯著更大的溫差。在冷的 未被燃燒的汽化-氣體的溫度的數(shù)量級(jí)為少量的開(kāi)爾文之后，通過(guò)因此 顯著較大的數(shù)量級(jí)絕對(duì)可以是多個(gè)100度的溫差，在熱電發(fā)電機(jī)中可 產(chǎn)生的電能自然顯著被提高。
當(dāng)一個(gè)電池亦即大量的熱電發(fā)電機(jī)包圍一個(gè)催化燃燒裝置的外殼 地設(shè)置，并且這些熱電發(fā)電機(jī)通過(guò)其背離催化燃燒裝置外殼的側(cè)面與 一個(gè)引導(dǎo)冷汽化-氣體并包圍燃燒裝置連同其他熱電發(fā)電機(jī)的環(huán)形通 道處于熱傳導(dǎo)連接中，得到一種設(shè)計(jì)上特別有利的這里在結(jié)構(gòu)空間角 度以及在各元件之間最佳可能的熱傳遞方面有利的結(jié)構(gòu)布置。代替一
個(gè)這樣的構(gòu)造，也可以是其他的熱電發(fā)電機(jī)的一種矩陣結(jié)構(gòu)，該矩陣 結(jié)構(gòu)這樣構(gòu)造成，使其通過(guò)一側(cè)接觸一個(gè)用于汽化-氣體的催化燃燒裝 置的外殼，并且通過(guò)另一側(cè)接觸一個(gè)合適地成型的通道等等，通過(guò)該 通道，汽化-氣體被輸給上述催化燃燒裝置以進(jìn)行氧化。
在其他的熱電發(fā)電機(jī)上積累的或者釋放的電能可以優(yōu)選提供給一 個(gè)用于所謂的汽化-過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制的安全系統(tǒng)。在配有低溫-燃料 箱的機(jī)動(dòng)車(chē)中， 一 個(gè)汽化-管理系統(tǒng)的連續(xù)的能源供給同樣可能是一 個(gè)
問(wèn)題。也許超過(guò)一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)期可能需要的是，對(duì)一種適合的傳 感裝置、閥以及用于過(guò)程-控制的電子監(jiān)測(cè)裝置(在其范圍內(nèi)，汽化-氣體被從車(chē)輛_儲(chǔ)箱中排出并且輸送到 一個(gè)或者所述燃燒裝置中)供給
電能，以及必要時(shí)也對(duì)上述的燃燒裝置的一個(gè)點(diǎn)火裝置供給電能。當(dāng) 為此需要的能量現(xiàn)在在一定程度上通過(guò)汽化-氣體的所需的燃燒產(chǎn)生， 并且在一個(gè)適合的緩沖存儲(chǔ)器中中間存儲(chǔ)，這樣可以借此以靈巧的方 式和有利的方式效率有利地解決上述能量供應(yīng)問(wèn)題。


下面借助于唯一的附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明的權(quán)利要求l到3。在 從屬權(quán)利4到5中描述的改進(jìn)構(gòu)造沒(méi)有包含在其中。
具體實(shí)施例方式
附圖標(biāo)記1標(biāo)識(shí)一個(gè)機(jī)動(dòng)車(chē)的一個(gè)低溫-燃料儲(chǔ)箱(=車(chē)輛-儲(chǔ)箱)， 用于在低溫狀態(tài)下存儲(chǔ)液態(tài)氬，氬可以從該儲(chǔ)箱中通過(guò)一個(gè)閥2作為 燃料被提取，并且可以通過(guò)一個(gè)管路3被輸送給車(chē)輛的一個(gè)沒(méi)有示出 的機(jī)組以進(jìn)行燃燒。該管路3穿過(guò)一所謂的輔助系統(tǒng)封殼 (Nebensystemkapsel) 4，在其中設(shè)有一個(gè)換熱器5，在該換熱器中 所述管路3與一個(gè)通過(guò)另一管路6a引入并且通過(guò)一管路6b引出的較 熱介質(zhì)處于熱交換中，使得在管路3中的冷的氫在這個(gè)換熱器5內(nèi)被 加熱并因此轉(zhuǎn)變成氣態(tài)狀態(tài)。在氫在管路3中的輸送方面，在這個(gè)熱 交換器5的上游在所謂的輔助系統(tǒng)封殼4內(nèi)設(shè)有熱電發(fā)電機(jī)7，它的 冷側(cè)與管路3并且因此與在其中引導(dǎo)的冷氫處于熱傳導(dǎo)連接中，并且
它的熱側(cè)與通過(guò)管路6b流入并通過(guò)管路6c流出的上述的較熱介質(zhì)處 于熱傳導(dǎo)連接中。由于因此在熱電發(fā)電機(jī)7上施加的溫度降的數(shù)量級(jí) 是幾個(gè)100度，可以通過(guò)熱電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流或者獲取電功率，而且 是在通常效率的情況下以及在這個(gè)熱電發(fā)電機(jī)和這個(gè)對(duì)其加載的質(zhì)量 流特別是冷氫的可代替大小處于顯著的或者說(shuō)值得的高度情況下。當(dāng) 因此獲取的電能被輸送到車(chē)輛的車(chē)載電器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它是可利用的并且 因此減輕一個(gè)此外存在的電能產(chǎn)生器的負(fù)荷，從而借此車(chē)輛的總效率 可以得以提高，在此還要指出，絕對(duì)可以設(shè)計(jì)許多不同于以上解釋的 細(xì)節(jié)，而不離開(kāi)權(quán)利要求的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1. 一種機(jī)動(dòng)車(chē)，具有一個(gè)機(jī)組，特別是驅(qū)動(dòng)機(jī)組，它通過(guò)一種在環(huán)境溫度下氣態(tài)的、但在一個(gè)車(chē)輛-儲(chǔ)箱(1)中低溫存儲(chǔ)的燃料驅(qū)動(dòng)，該燃料在輸送至機(jī)組時(shí)通過(guò)與一種較熱的介質(zhì)熱交換而被加熱，其特征在于，使為了機(jī)組的驅(qū)動(dòng)從車(chē)輛-儲(chǔ)箱(1)中提取的燃料與一特別是以所謂的塞貝克-元件形式的熱電發(fā)電機(jī)(7)接觸，以便通過(guò)所述熱電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生用于車(chē)輛的車(chē)載電器網(wǎng)絡(luò)的電流。
2. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車(chē)，其特征在于，在熱電發(fā)電機(jī)(7) 的所謂的冷側(cè)被加載從儲(chǔ)箱中提取的冷燃料期間，熱電發(fā)電機(jī)(7)的 另外的所謂的熱側(cè)被加載也用來(lái)與冷燃料熱交換的較熱介質(zhì)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)動(dòng)車(chē)，其特征在于，熱電發(fā)電機(jī)(7) 內(nèi)置在一個(gè)用于在從儲(chǔ)箱提取的燃料與較熱介質(zhì)之間熱交換的換熱器(5)中。
4. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車(chē)，具有一個(gè)用于轉(zhuǎn)換車(chē) 輛-儲(chǔ)箱的汽化-氣體的裝置，該裝置包括一用于汽化-氣體的燃燒裝置 以及一其他的熱電發(fā)電機(jī)，用于從在該轉(zhuǎn)換過(guò)程中釋放出來(lái)的熱量中 獲取電能，其特征在于，在所述其他的熱電發(fā)電機(jī)的所謂的熱側(cè)被加載在特 別是汽化-氣體的催化燃燒中釋放出來(lái)的熱量期間，所述其他的熱電發(fā) 電機(jī)的另外的所謂的冷側(cè)被加載從燃料箱中排出的冷的汽化-氣體。
5. 如權(quán)利要求4所述的機(jī)動(dòng)車(chē)，其特征在于，其他的熱電發(fā)電機(jī) 的一個(gè)電池設(shè)置成包圍一個(gè)催化燃燒裝置的外殼，或者按一種矩陣結(jié) 構(gòu)與矩陣結(jié)構(gòu)的外殼相切地設(shè)置，并且這些其他的熱電發(fā)電機(jī)通過(guò)其 背離催化燃燒裝置外殼的側(cè)面與 一個(gè)引導(dǎo)冷汽化-氣體并包圍燃燒裝 置連同其他熱電發(fā)電機(jī)的環(huán)形通道處于熱傳導(dǎo)的連接中，或者與一個(gè) 和矩陣結(jié)構(gòu)匹配的通道處于熱傳導(dǎo)的連接中。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的機(jī)動(dòng)車(chē)，其特征在于，所獲得的電能 被提供給一個(gè)用于汽化過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制的安全系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車(chē)，具有一個(gè)機(jī)組，特別是驅(qū)動(dòng)機(jī)組，它通過(guò)一種在環(huán)境溫度下氣態(tài)的，但在一個(gè)車(chē)輛-儲(chǔ)箱(1)中低溫存儲(chǔ)的燃料驅(qū)動(dòng)，該燃料在輸送至機(jī)組時(shí)通過(guò)與一種較熱的介質(zhì)熱交換而被加熱，在此使為了機(jī)組的驅(qū)動(dòng)從車(chē)輛-儲(chǔ)箱(1)中提取的燃料與一個(gè)特別是以所謂的塞貝克-元件形式的熱電發(fā)電機(jī)(7)的所謂的冷側(cè)接觸，從而通過(guò)該熱電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生用于車(chē)輛的車(chē)載電器網(wǎng)絡(luò)的電流。其他的熱電發(fā)電機(jī)的所謂的熱側(cè)優(yōu)選也可以被加載也用來(lái)與冷燃料熱交換的較熱介質(zhì)，其中，熱電發(fā)電機(jī)(7)可以內(nèi)置于用于在從儲(chǔ)箱(1)提取的燃料與較熱介質(zhì)之間熱交換的換熱器(5)中。
文檔編號(hào)F17C13/12GK101389893SQ200780006842
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者C·施瓦茨, J·通豪澤, M·施賴(lài)納, R·里希特 申請(qǐng)人:寶馬股份公司