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DE102019202894A1 - Druckgasspeicher und Verfahren zum Befüllen des Druckgasspeichers sowie Fahrzeug mit einem solchen Druckgasspeicher - Google Patents

Druckgasspeicher und Verfahren zum Befüllen des Druckgasspeichers sowie Fahrzeug mit einem solchen Druckgasspeicher Download PDF

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DE102019202894A1
DE102019202894A1 DE102019202894.2A DE102019202894A DE102019202894A1 DE 102019202894 A1 DE102019202894 A1 DE 102019202894A1 DE 102019202894 A DE102019202894 A DE 102019202894A DE 102019202894 A1 DE102019202894 A1 DE 102019202894A1
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pressure vessel
compressed gas
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pressurized gas
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Peter WINKELMEYR
Thomas Knodt
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Audi AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckgasspeicher (1), insbesondere für den Einbau in ein Fahrzeug, umfassend einen ersten Druckbehälter (1.1), in welchem ein Druckgas erster Art mit einem ersten Druck (p) speicherbar ist und wenigstens einen den ersten Druckbehälter (1.1) druckdicht umschließenden zweiten Druckbehälter (1.2), wobei im Zwischenraum (1.20) zwischen dem ersten Druckbehälter (1.1) und dem zweiten Druckbehälter (1.2) ein Druckgas erster Art oder ein Druckgas zweiter Art mit einem zweiten Druck (p) speicherbar ist, wobei der erste Druck (p) größer als der zweite Druck (p) ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Befüllen eines erfindungsgemäßen Druckgasspeichers (1). Der erfindungsgemäße Druckgasspeicher (1) ist für den Einbau in ein Brennstoffzellen-Fahrzeug oder in ein Fahrzeug mit einem Gasmotor als Fahrmotor oder als Range-Extender geeignet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckgasspeicher, insbesondere für den Einbau in ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Befüllen eines solchen Druckgasspeichers mit einem Druckgas sowie ein Fahrzeug mit einem Druckgasspeicher.
  • Druckgasspeicher zum Speichern von Gas unter hohem Druck sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt und dienen bspw. zum Speichern von Erdgas oder Wasserstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge und/oder Hybrid-Fahrzeuge mit einem Gasmotor. Druckgasspeicher sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So sind flaschenförmige Speicher mit einem vergleichsweise großen Durchmesser im Verhältnis zu ihrer Länge bekannt. Sogenannte Rohrspeicher, die flaschenförmig mit einem kleinen Durchmesser im Verhältnis zur Länge ausgeführt sind, werden zu einem modularen Druckbehälter als Druckgasspeicher gefaltet.
  • Die Herstellung solcher mäanderförmigen Rohrspeicher zum Speichern und Abgeben eines Druckgases sowie dessen Anordnung in einem Gehäuse ist bspw. aus der WO 2016/205372 A2 und der WO 2017/0 96283 A1 bekannt. Die Anordnung eines von einem Gehäuse aufgenommenen mäanderförmig gefalteten Rohrspeichers in einem Fahrzeug beschreibt die WO 2018/183764 A1 .
  • Es ist Aufgabe der Erfindung einen Druckgasspeicher zum Speichern eines Druckgases, wie bspw. Wasserstoff oder Erdgas anzugeben, mit welchem eine hohe Gewichtseffizienz und eine hohe Raumausnutzung erzielt wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Befüllen des erfindungsgemäßen Druckgasspeichers mit einem Druckgas zu schaffen. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Druckgasspeicher anzugeben.
  • Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch einen Druckgasspeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Ein solcher Druckgasspeicher umfasst
    • - einen ersten Druckbehälter, mit welchem ein Druck aus erster Art mit einem ersten Druck speicherbar ist,
    • - wenigstens einen den ersten Druckbehälter druckdicht umschließenden zweiten Druckbehälter, wobei im Zwischenraum zwischen dem ersten Druckbehälter und dem zweiten Druckbehälter ein Druckgas erster Art oder ein Druckgas zweiter Art mit einem zweiten Druck speicherbar ist, wobei
    • - der erste Druck größer als der zweite Druck ist.
  • Bei einem solchen Druckgasspeicher wird nicht nur der erste Druckbehälter mit einem Druckgas erster Art, wie bspw. Wasserstoff, Erdgas (CNG) oder Autogas (LPG), sondern auch der zweite Druckbehälter, d. h. der Zwischenraum zwischen dem ersten Druckbehälter und dem zweiten Druckbehälter mit einem Druckgas erster Art, wie bspw. Wasserstoff, Erdgas oder Autogas oder einem Druckgas zweiter Art, nämlich einem nichtbrennbaren Gas(Inertgas), bspw. Stickstoff befüllt, jedoch mit einem geringeren Druck im Vergleich zum ersten Druckbehälter. Mit dem in dem Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter aufgebauten Gasdruck erfolgt eine Abstützung des ersten Druckbehälters mit der Folge, dass der erste Druckbehälter mit einer geringeren Wandstärke ausgeführt werden kann im Vergleich zu einem Druckbehälter mit gleichem Durchmesser, jedoch ohne einen denselben umgebenden zweiten Druckbehälter. Hierbei wird die Wandstärke des zweiten Druckbehälters aufgrund des niedrigeren zweiten Drucks ebenso mit einer geringeren Wandstärke im Vergleich zu einem mit dem ersten Druck gefüllten Druckbehälter.
  • Eine maximale Befüllung des Druckgasspeichers dadurch erreicht, dass auch in dem Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter ein Druck Druckgas erster Art, wie bspw. Wasserstoff, Erdgas oder Autogas gespeichert wird. Bei hohen Sicherheitsanforderungen kann dieser Zwischenraum auch mit einem nichtbrennbaren Druckgas(Inertgas) bspw. Stickstoff gefüllt sein.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist erste Druckbehälter zylinderförmig mit einem ersten mittleren Durchmesser und der zweite Druckbehälter zylinderförmig mit einem zweiten mittleren Durchmesser ausgebildet, wobei der erste mittlere Durchmesser kleiner als der zweite mittlere Durchmesser ist.
  • Hierbei sollte der erste Druckbehälter unter Ausnutzung des vorhandenen Bauraums, bspw. in einem Fahrzeug bezüglich des Volumens größtmöglich realisiert werden, während der zweite Druckbehälter so dimensioniert wird, dass der Zwischenraum (Spalt) zwischen dem zweiten, also dem äußeren Druckbehälter und dem ersten, also dem inneren Druckbehälter möglichst klein ist.
  • Ein solcher Druckgasspeicher mit einem ersten und zweiten Druckbehälter kann entsprechend der bekannten Typisierung nach Typ 1 bis Typ 4 hergestellt werden, insbesondere aus faserverstärkten Verbundmaterialien mit Kohlenstofffasern mit einem Metall- oder Kunststoffliner als Innenauskleidung für den Einsatz in Fahrzeugen (Typ 3 und 4).
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn weiterbildungsgemäß ein dritter Druckbehälter den zweiten Druckbehälter druckdicht umschließt, wobei im Zwischenraum zwischen dem zweiten und dritten Druckbehälter das Druckgas erster Art oder das Druckgas zweiter Art mit einem dritten Druck speicherbar ist, und der dritte Druck kleiner als der zweite Druck ist. Auch bei diesem Druckgasspeicher wirkt der Druck in dem Zwischenraum zwischen dem zweiten und dritten Druckbehälter dem Druck in dem Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter stützend entgegen, so dass die Wandstärke des zweiten Druckbehälters geringer ausgeführt werden kann, als bei einem Druckbehälter ohne einen diesen umgebenden dritten Druckbehälter. Auch der dritte Druckbehälter wird mit einer dem dritten Druck entsprechenden Wandstärke ausgeführt, die somit geringer ist als bei einem mit dem zweiten Druck gefüllten Druckbehälter.
  • Es ist natürlich auch möglich einen Druckgasspeicher mit mehr als drei Druckbehältern auszuführen, bei welchen die Drücke, ausgehend vom innersten Druckbehälter bis zum äußersten Druckbehälter stufenweise abnehmen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Druckgasspeicher einen mäanderförmigen Rohrspeicher als ersten Druckbehälter und ein Gehäuse zur Aufnahme des Rohrspeichers als zweiten Druckbehälter umfasst. In vorteilhafter Weise können bei diesem erfindungsgemäßen Druckgasspeicher auch die Hohlräume in dem Gehäuse zur Speicherung des Druckgases des erster Art, wie bspw. Wasserstoff, Erdgas oder Autogas oder zur Speicherung des Druckgases zweiter Art, wie bspw. einem Inertgas, wie Stickstoff genutzt werden.
  • Hierbei kann für das Gehäuse des mäanderförmige Rohrspeichers jede passende geometrische äußere Form eingesetzt werden, wie bspw. quaderförmig oder zylinderförmig.
  • Vorzugsweise besteht bei einem solchen Druckgasspeicher der mäanderförmige Rohrspeicher aus zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitten und bogenförmigen Rohrspeicherabschnitten zum Verbinden der zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitte, wobei die zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitte einer Längsachse der zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitte parallel angeordnet sind.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Druckgasspeicher ein Tankventil mit
    • - einer ersten Einströmlanze zum Befüllen und Entleeren des ersten Druckbehälters,
    • - wenigstens einer zweiten Einströmlanze mit einem zur Druckbegrenzung vorgesehenen Überdrückventil zum Befüllen und Entleeren des zweiten Druckbehälters, und
    • - einer Versorgungsleitungen zum Zuführen und Abführen des Druckgases erster Art oder zweiter Art.
  • Mit einem solchen Tankventil kann sowohl das Befüllen als auch das Entleeren durchgeführt werden. Mit dem Überdruckventil der zweiten Einströmlanze erfolgt eine selbstregelnde Befüllung bzw. Entleerung des zweiten Druckbehälters, welches auf den zweiten Druck eingestellt ist. Wird beim Befüllen dieser zweite Druck erreicht, schließt dieses Überdruckventil. Beim Entleeren des Druckgasspeichers öffnet das Überdruckventil, wenn der zweite Druck erreicht wird. Entsprechendes gilt bei einem Druckgasspeicher mit einem dritten Druckbehälter, bei welchem das Tankventil eine dritte Einströmlanze mit einem auf das dritte Druckniveau eingestellten Überdruckventil aufweist. Vorzugsweise ist das Tankventil als selbstregelndes Tankventil, als federrückstellbares Tankventil, als elektrisch steuerbares Tankventil oder als mechanisch voreingestelltes Tankventil ausgebildet.
  • Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 und des Patentanspruches 10
  • Nach der erstgenannten Lösung werden bei dem Verfahren zum Befüllen eines für den Einbau in ein Fahrzeug vorgesehenen Druckgasspeichers mit einem ersten Druckbehälter und wenigstens einem den ersten Druckbehälter druckdicht umschließenden zweiten Druckbehälter folgende Verfahrensschritte durchgeführt:
    • - Gleichzeitiges Befüllen des ersten Druckbehälters und des Zwischenraumes zwischen dem ersten Druckbehälter und dem zweiten Druckbehälter mit dem Druckgas erster Art bis zu einem zweiten Druck,
    • - Begrenzen des Druckes im Zwischenraum des ersten und zweiten Druckbehälters auf den zweiten Druck, und
    • - Befüllen des ersten Druckbehälters mit dem Druckgas erster Art bis zu einem ersten Druck, wobei der erste Druck größer als der zweite Druck ist.
  • Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß der erstgenannten Lösung wird sowohl der erste Druckbehälter als auch der zweite Druckbehälter, also der Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter mit dem gleichen Druckgas, also bspw. Wasserstoff, Erdgas oder Autogas befüllt. Hierbei wird zunächst der äußere und der innere Druckbehälter befüllt. Wenn der äußere Druckbehälter den zweiten Druck erreicht, wird der Druck auf diesem Druckniveau begrenzt, bspw. mit dem oben beschriebenen Tankventil und anschließend der erste Druckbehälter bis zum ersten Druck vollständig befüllt.
  • Vorzugsweise kann bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß der erstgenannten Lösung anstelle des ersten Verfahrensschrittes ein alternativer Verfahrensschritte durchgeführt werden, indem der erste Druckbehälter mit einem Druckgas erster Art und der zweite Druckbehälter mit einem Druckgas zweiter Art bis zu einem zweiten Druck befüllt werden. Das Druckgas zweiter Art ist ein nichtbrennbares Gas, so dass mit einem solchen Druckgasspeicher erhöhte Sicherheitsanforderungen realisiert werden.
  • Nach der zweitgenannten Lösung werden bei dem Verfahren zum Befüllen eines für den Einbau in ein Fahrzeug vorgesehenen Druckgasspeichers mit einem ersten Druckbehälter, einem den ersten Druckbehälter druckdicht umschließenden zweiten Druckbehälter und einem den zweiten Druckbehälter druckdicht umschließenden dritten Druckbehälter folgende Verfahrensschritte durchgeführt:
    • - Gleichzeitiges Befüllen des ersten Druckbehälters, des Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter des Zwischenraum zwischen dem zweiten und dem dritten Druckbehälter mit einem Druckgas erster Art bis zu einem ersten Druck,
    • - Begrenzen des Druckes im Zwischenraum des zweiten und dritten Druckbehälters auf den ersten Druck,
    • - Gleichzeitiges Befüllen des ersten Druckbehälters und des Zwischenraum mit dem Druckgas erster Art zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter bis zu einem zweiten Druck,
    • - Begrenzen des Druckes im Zwischenraum des ersten und zweiten Druckbehälters auf den zweiten Druck, und
    • - Befüllen des ersten Druckbehälters mit dem Druckgas erster Art bis zu einem dritten Druck, wobei der erste Druck größer als der zweite Druck und der zweite Druck größer als der dritte Druck ist.
  • Auch bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren kann anstelle des ersten Verfahrensschrittes ein alternativer Verfahrensschritte durchgeführt werden, indem der erste Druckbehälter und der Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter mit einem Druckgas erster Art bis zu einem dritten Druck und der Zwischenraum zwischen dem zweiten und dem dritten Druckbehälter mit einem Druckgas zweiter Art bis zu dem dritten Druck befüllt werden. Das Druckgas zweiter Art ist ein nichtbrennbares Gas, so dass mit einem solchen Druckgasspeicher erhöhte Sicherheitsanforderungen realisiert werden.
  • Die drittgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 12.
  • Der erfindungsgemäße Druckgasspeicher kann mit Vorteil in Fahrzeugen aller Art eingesetzt werden.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist ein solches einen erfindungsgemäßen Druckgasspeicher aufweisendes Fahrzeug mit einem Gasmotor als Fahrmotor oder zur Reichweitenverlängerung (Range-Extender) ausgebildet, wobei
    • - das Druckgas erster Art des Druckgasspeichers als Treibstoff dem Erdgasmotor zuführbar ist, und
    • - zur Realisierung einer Druckminderungsfunktion der Druckgasspeicher mit Druckgas erster Art im zweiten oder dritten Druckbehälter mit einem zweiten oder dritten Druck befüllt ist, welcher dem Arbeitsdruck des Erdgasmotors entspricht.
  • Damit wird mit einem solchen erfindungsgemäßen Druckgasspeicher für eine nachfolgende Komponente, in diesem Fall für einen Gasmotor eine Druckminderungsfunktion realisiert. Damit entfällt ein separates Bauteil für die Druckminderung, wodurch sowohl Bauraum und Gewicht als auch Kosten eingespart werden. Dieser Gasmotor ist entweder als Fahrmotor für ein Fahrzeug oder als Range-Extender eingesetzt, mit welchem die Reichweite des Fahrzeugs erhöht wird. Mit einem Gasmotor des Range-Extenders wird entweder ein Akkumulator oder ein Elektromotor als Fahrmotor des Fahrzeugs mit Strom versorgt.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein solches einen erfindungsgemäßen Druckgasspeicher aufweisendes Fahrzeug mit einer Brennstoffzelle und einem Elektromotor als Fahrmotor ausgebildet, wobei
    • - das Druckgas erster Art des Druckgasspeichers als Energieträger der Brennstoffzelle zuführbar ist, und
    • - zur Realisierung einer Druckminderungsfunktion der Druckgasspeicher mit Druckgas erster Art im zweiten oder dritten Druckbehälter mit einem zweiten oder dritten Druck befüllt ist, welcher dem Arbeitsdruck der Brennstoffzelle entspricht.
  • Auch bei diesem Brennstoffzellenfahrzeug wird mit diesem erfindungsgemäßen Druckgasspeicher eine Druckminderungsfunktion für die nachfolgende Komponente, in diesem Fall für die Brennstoffzelle reaktiviert. Damit entfällt ein separates Bauteil für die Druckminderung, wodurch sowohl Bauraum und Gewicht als auch Kosten eingespart werden.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • 1 eine Teildarstellung eines Druckgasspeichers mit einem ersten und zweiten Druckbehälter einschließlich eines Tankventils in einem Längsschnitt als erstes Ausführungsbeispiel,
    • 2 eine Schnittdarstellung des Schnittes I-I des in 1 dargestellten Druckgasspeichers,
    • 3 eine Schnittdarstellung eines Druckgasspeichers mit einem ersten, zweiten und dritten Druckbehälter als zweites Ausführungsbeispiel, und
    • 4 eine perspektivische Darstellung eines Druckgasspeichers mit einem in einem Gehäuse angeordneten mäanderförmigen Rohrspeicher als viertes Ausführungsbeispiel.
  • Der in den 1 und 2 dargestellte Druckgasspeicher 1 für den Einbau in ein Brennstoffzellen-Fahrzeug oder ein Fahrzeug mit einem Gasmotor besteht aus einem zylinderförmigen ersten Druckbehälter 1.1 mit einem ersten mittleren Durchmesser dm1 und einem diesen ersten Druckbehälter 1.1 umschließenden zweiten Druckbehälter 1.2 mit einem zweiten mittleren Durchmesser dm2 . Bezüglich einer Längsachse S sind diese beiden Druckbehälter 1.1 und 1.2 konzentrisch angeordnet.
  • Der mittlere Durchmesser dm berechnet sich gemäß der Formel dm = ( D + d ) / 2,
    Figure DE102019202894A1_0001
    wobei
    D der äußere Durchmesser und d der innere Durchmesser eines zylinderförmigen Druckbehälters ist.
  • Sowohl der erste Druckbehälter 1.1 als auch der zweite Druckbehälter 1.2 wird mit einem Druckgas erster Art, bspw. mit Wasserstoff, Erdgas oder Autogas befüllt, jedoch mit unterschiedlichen Druckniveaus. Zum Befüllen und Entleeren des Druckgasspeichers 1 befindet sich gemäß 1 an einem Ende des Druckgasspeichers 1 ein Tankventil 2, mit welchem der innere erste Druckbehälter 1.1 und der Zwischenraum 1.20 zwischen dem ersten Druckbehälter 1.1 und dem zweiten Druckbehälter 1.2 mit dem Druckgas erster Art befüllt und wieder entleert werden kann.
  • Im befüllten Zustand des Druckgasspeichers 1 befindet sich Druckgas erster Art im ersten Druckbehälter 1.1 mit einem ersten Druck p1 und gleichzeitig im zweiten Druckbehälter 1.2, also in dem Zwischenraum 1.20 zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter 1.1 und 1.2, mit einem zweiten Druck p2 , wobei der erste Druck p1 größer als der zweite Druck p2 ist: p1 > p2.
  • Mit der sogenannten Kesselformel lässt sich die Tangentialspannung σt in der Behälterwand eines zylinderförmigen Druckbehälters berechnen: σ t = P ∗ d m 2 ∗ t , mit
    Figure DE102019202894A1_0002
    • σt =
    Tangential-Spannung in N/mm2
    p =
    Druck in MPa
    dm =
    mittlere Durchmesser in mm
    t =
    Wandstärke
  • Mit dieser auf den ersten Druckbehälter 1.1 des Druckgasspeichers 1 angewendeten Kesselformel und folgenden beispielhaft angegebenen Größen (das Verhältnis von p1 zu p2 kann variieren):
    • p1 = 70 MPa,
    • p2 = 35 MPa,
    • dm1 = 350 mm, und
    • einer zulässigen Tangentialspannung σt = 500 N/mm2
    ergibt sich für die Wandstärke t1: t 1 = ( 70 M P a − 35 M P a ) ∗ 350 m m 2 ∗ 500 N / m m 2 = 12,25 m m .
    Figure DE102019202894A1_0003
  • Im Vergleich hierzu ergibt sich für die Wandstärke t0 eines Druckbehälters gleicher Größe, jedoch ohne einen diesen umgebenden weiteren Druckbehälter mit den Größen
    • p1 = 70 MPa,
    • dm1 = 350 mm, und
    • einer zulässigen Tangentialspannung σt = 500 N/mm2
    • eine Wandstärke to: t 0 = 70 M P a ∗ 350 m m 2 ∗ 500 N / m m 2 = 24,50 m m .
      Figure DE102019202894A1_0004
  • Daraus folgt, dass die Wandstärke t1 des ersten Druckbehälters 1.1 des Druckgasspeichers 1 nur 50 % der Dicke eines Druckbehälters ohne einen denselben umgebenden zweiten Druckbehälter entspricht: t 1 = 0,5 ∗ t 0 .
    Figure DE102019202894A1_0005
  • Dieses Ergebnis erklärt sich dadurch, dass der zweite Druck p2 in dem Zwischenraum zwischen dem ersten Druckbehälter 1.1 und dem zweiten Druckbehälter 1.2 dem ersten Druck p1 entgegenwirkt und somit den ersten Druckbehälter abstützt. Der zweite Druck p2 wirkt damit als Stützdruck für den inneren, also den ersten Druckbehälter 1.1. Infolgedessen kann die Wandstärke t1 reduziert werden, wie dies anhand des oben aufgeführten Berechnungsbeispiels gezeigt ist. In diesem Fall kann die Wandstärke um 50 % reduziert werden.
  • Der mit einer geringeren Wandstärke t1 hergestellte erste Druckbehälter 1.1 weist natürlich auch ein geringeres Gewicht im Vergleich zu einem Druckbehälter ohne einen denselben umgebenden weiteren Druckbehälter auf.
  • Für die Herstellung eines solchen Druckbehälters 1.1, unabhängig vom Typ des Druckbehälters, ist der Materialaufwand deutlich reduziert, was sich nicht nur auf das Gewicht sondern auch auf die Herstellkosten positiv auswirkt. Für die Herstellung eines Druckbehälters 1.1 nach Typ 3 oder 4 aus faserverstärkten Verbundmaterialien sind somit weniger Kohlenstofffasern erforderlich, was zu geringen Herstellungskosten und einem reduzierten Gewicht führt, zusätzlich wird mehr Volumen für Druckgas als Kraftstoff oder Energieträger geschaffen.
    Auch der zweite Druckbehälter 1.2 kann aufgrund des geringeren zweiten Druckes p2 im Vergleich zu einem Druckbehälter mit einem Druck p1 mit einer geringeren Wandstärke t2 hergestellt werden.
  • Ein solcher Druckgasspeicher 1 mit einem ersten und zweiten Druckbehälter 1.1 und 1.2 kann als Typ 1-, Typ 2-, Typ 3- oder Typ 4-Druckbehälter hergestellt werden. Für den Einsatz in einem Fahrzeug ist es besonders gewichtssparend, wenn ein solcher Druckgasspeicher 1 als Typ 3- oder Typ 4-Druckbehälter aus faserverstärkten Verbundmaterialien mit Kohlenstofffasern hergestellt wird. Gemäß 1 weist der zweite Druckbehälter 1.2 auf seiner Innenwandung einen Kunststoffliner 1.2a als Innenauskleidung auf, welche eine Ausdiffundierung des Druckgases, bspw. von Wasserstoff verhindert.
  • Zum Befüllen des Druckgasspeichers 1 weist dieser gemäß 1 ein Tankventil 2 mit einer ersten Einströmlanze 2.1 zum Befüllen des ersten Druckbehälters 1.1 und mit einer zweiten Einströmlanze 2.2 zum Befüllen des zweiten Druckbehälters 1.2, d. h. des Zwischenraum 1.20 zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter 1.1 und 1.2. Eine Versorgungsleitung 2.4 zum Zuführen des Druckgases erster Art ist über ein elektromagnetisches Absperrventil 2.5 sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Einströmlanze 2.1 und 2.2 verbindbar. In der zweiten Einströmlanze 2.2 ist ein federbelastetes Überdruckventil (auch Druckbegrenzungsventil genannt) 2.3 angeordnet.
  • Die Befüllung des Druckgasspeichers 1 nach 1 wird mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt, wobei der erste Druckbehälter 1.1 bis zu einem ersten Druck p1 und der zweite Druckbehälter 1.2 bis zu einem zweiten Druck p2 befüllt wird. Der erste Druck p1 beträgt bspw. 70 MPa und der zweite Druck p2 beträgt bspw. 35 MPa.
  • Zunächst wird bei offenem Absperrventil 2.5 gleichzeitig sowohl der erste Druckbehälter 1.1 als auch der zweite Druckbehälter 1.2 mit dem Druckgas erster Art bis zum zweiten Druck p2 befüllt. Das Überdruckventil 2.3 ist so eingestellt, dass es bei diesem zweiten Druck p2 die zweite Einströmlanze 2.2 sperrt und somit der Druck in diesem Zwischenraum 1.20 zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter 1.1 und 1.2 auf den zweiten Druck p2 begrenzt wird.
  • Der Befüllvorgang wird weitergeführt, indem der erste Druckbehälter 1.1 weiter bis zum ersten Druck p1 über die erste Einströmlanze 2.1 mit dem Druckgas erster Art befüllt wird. Mit dem Erreichen des ersten Druckes p1 wird der Befüllvorgang abgeschlossen.
  • Ist dem Absperrventil 2.5 ein Rückschlagventil parallel geschaltet, kann der Befüllvorgang über dieses Rückschlagventil auch bei geschlossenem Tankventil 2, also bei geschlossenem Absperrventil 2.5 durchgeführt werden.
    Die Entleerung des Druckgasspeichers 1 erfolgt in umgekehrter Weise, indem zunächst über das geöffnete Absperrventil 2.5 der erste Druckbehälter 1.1 bis auf den zweiten Druck p2 entleert wird. Mit dem Erreichen dieses zweiten Druckes p2 öffnet das Überdruckventil 2.3, wodurch beide Druckbehälter 1.1 und 1.2 gemeinsam entleert werden.
  • Der Druckgasspeicher 1 gemäß den 1 und 2 kann auch mit unterschiedlichen Gasarten befüllt werden. So kann der erste Druckbehälter 1.1 mit einem Druckgas erster Art, also bspw. Wasserstoff, Erdgas oder Autogas befüllt werden und der zweite Behälter 1.2 aus Sicherheitsgründen mit einem Druckgas zweiter Art, also bspw. einem Inertgas, wie Stickstoff befüllt werden. Hierzu ist jedoch das Tankventil 2 entsprechend anzupassen.
  • Der in 3 dargestellte Druckgasspeicher 1 unterscheidet sich von demjenigen gemäß 2 dadurch, dass ein weiterer Druckbehälter 1.3 vorgesehen ist, welcher den zweiten Druckbehälter 1.2 umschließt. Auch dieser Druckgasspeicher 1 gemäß 3 eignet sich für den Einbau in ein Fahrzeug.
  • Damit besteht dieser Druckgasspeicher 1 gemäß 3 aus einem ersten zylinderförmigen Druckbehälter 1.1 mit einem ersten mittleren Durchmesser dm1 , einem diesen ersten Druckbehälter 1.1 umschließenden zweiten zylinderförmigen Druckbehälter 1.2 mit einem zweiten mittleren Durchmesser dm2 und einem den zweiten Druckbehälter 1.2 umschließenden dritten zylinderförmigen Druckbehälter 1.3 mit einem dritten mittleren Durchmesser dm3 . Bezüglich einer Längsachse S sind diese 3 Druckbehälter 1.1, 1.2 und 1.3 konzentrisch angeordnet. Für die mittleren Durchmesser dm1 , dm2 und dm3 gilt: dm 1 < dm 2 < dm 3 .
    Figure DE102019202894A1_0006
  • Wie in dem Druckgasspeicher 1 gemäß den 1 und 2 wird auch in diesem Druckgasspeicher 1 gemäß 3 Druckgas erster Art mit unterschiedlichen Druckniveaus in den drei Druckbehältern 1.1, 1.2 und 1.3 gespeichert.
  • Der erste Druckbehälter 1.1 wird mit einem ersten Druck p1 , der zweite Druckbehälter 1.2, also der Zwischenraum 1.20 zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter 1.1 und 1.2 mit einem zweiten Druck p2 und der dritte Druckbehälter 1.3, also der Zwischenraum 1.30 zwischen dem zweiten und dritten Druckbehälter 1.2 und 1.3 mit einem dritten Druck p3 befüllt, wobei für diese Drücke gilt: p 1 > p 2 > p 3 … p i ,
    Figure DE102019202894A1_0007
    wobei dies für beliebig viele Druckbehälter 1.i (i ∈ N) gilt.
  • Auch bei diesem Druckgasspeicher 1 gemäß 3 wirkt der zweite Druck p2 entgegen des ersten Druckes p1 und damit als Stützdruck für diesen ersten Druck p1 . Wie oben im Zusammenhang mit dem Druckgasspeicher gemäß den 1 und 2 mittels der Kesselformel gezeigt, kann die Wandstärke t1 des ersten Druckbehälters 1.1 geringer ausgeführt werden im Vergleich zu einem Druckbehälter mit einem Druck p1 .
  • Entsprechendes gilt auch für den zweiten Druckbehälter 1.2, welcher von dem dritten Druckbehälter 1.3 umschlossen wird. So wirkt der dritte Druck p3 in dem Zwischenraum 1.30 zwischen dem zweiten und dritten Druckbehälter 1.2 und 1.3 entgegen des zweiten Druckes p2 und damit ebenso als Stützdruck. Infolgedessen kann die Wandstärke t2 des zweiten Druckbehälters 2 geringer ausfallen als ohne einen solchen dritten Druckbehälter 1.3. Schließlich kann auch die Wandstärke t3 des dritten Druckbehälters 1.3 aufgrund des niedrigen dritten Druckes p3 im Vergleich zu einem Druckbehälter mit einem dem ersten oder zweiten Druck p1 oder p2 entsprechenden Innendruck geringer gewählt werden.
  • Die Befüllung des Druckgasspeichers 1 nach 3 wird mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt, wobei der erste Druckbehälter 1.1 bis zu einem ersten Druck p1 , der zweite Druckbehälter 1.2 bis zu einem zweiten Druck p2 und der dritte Druckbehälter 1.3 bis zu einem dritten Druck p3 befüllt wird.
  • Zunächst wird gleichzeitig der erste Druckbehälter 1.1, der zweite Druckbehälter 1.2 und der dritte Druckbehälter 1.3 mit dem Druckgas erster Art bis zum dritten Druck p3 befüllt. Wenn der dritte Druck p3 erreicht ist, wird der Druck in diesem Zwischenraum 1.30 zwischen dem zweiten und dritten Druckbehälter 1.2 und 1.3 auf diesen dritten Druck p3 begrenzt.
  • Der Befüllvorgang wird weitergeführt, indem gleichzeitig der erste Druckbehälter 1.1 und der zweite Druckbehälter 1.2 weiter bis zu dem zweiten Druck p2 befüllt werden. Mit dem Erreichen des zweiten Druckes p2 wird der Druck in dem Zwischenraum 1.20 zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter 1.1 und 1.2 auf diesen zweiten Druck p2 begrenzt.
  • Der Befüllvorgang wird zu Ende geführt, indem der erste Druckbehälter 1.1 weiter bis zum ersten Druck p1 mit dem Druckgas erster Art befüllt wird.
  • Die Entleerung des Druckgasspeichers 1 erfolgt in umgekehrter Weise, indem zunächst der erste Druckbehälter 1.1 bis auf den zweiten Druck p2 entleert wird. Anschließend werden der erste und zweite Druckbehälter 1.1 und 1.2 gemeinsam bis auf den dritten Druck p3 entleert. Mit dem Erreichen dieses dritten Druckes p3 werden alle drei Druckbehälter 1.1, 1.2 und 1.3 gemeinsam entleert.
  • Ein Tankventil zum Befüllen und Entleeren des Druckgasspeichers 1 gemäß 3 ist entsprechend demjenigen gemäß 1 aufgebaut und weist lediglich zusätzlich eine dritte Einströmlanze mit einem zugehörigen Überdruckventil bzw. Druckbegrenzungsventil auf. Dieses weitere Überdruckventil ist auf den dritten Druck p3 eingestellt.
  • Der Druckgasspeicher 1 gemäß 3 kann auch mit unterschiedlichen Gasarten befüllt werden. So kann der erste Druckbehälter 1.1 mit einem Druckgas erster Art, also bspw. Wasserstoff, Erdgas oder Autogas befüllt werden und der zweite und/oder dritte Behälter 1.2 und/oder 1.3 aus Sicherheitsgründen mit einem Druckgas zweiter Art, nämlich einem nichtbrennbaren Gas (Inertgas), wie bspw. Stickstoff befüllt werden.
  • Die Druckgasspeicher 1 gemäß den 1 bis 3 sind mit zylinderförmigen Druckbehälter aufgebaut, die jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Anstelle des kreisförmigen Querschnittes sind auch andere Querschnitte, wie bspw. ein ellipsenförmiger Querschnitt realisierbar.
  • Bei dem Druckgasspeicher 1 gemäß 4 ist ein mäanderförmiger Rohrspeicher 1.11 als erster Druckbehälter 1.1 in einem druckfesten Gehäuse 1.21 als zweiter Druckbehälter 1.2 angeordnet.
  • Gemäß 4 ist dieses Gehäuse 1.21 quaderförmig dargestellt. Das Gehäuse 1.21 kann auch mit anderen geometrischen Formen, wie bspw. als Zylinder oder als Kugel realisiert werden.
  • Dieser mäanderförmige Rohrspeicher 1.11 besteht aus zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitten 1.110, die bezüglich ihrer Längsachse S parallel in mehreren Lagen übereinander in dem Gehäuse 1.21 angeordnet sein können. Benachbarte Rohrspeicherabschnitte 1.110 werden endseitig mittels bogenförmigen Rohrspeicherabschnitten 1.111 verbunden.
  • Auch bei diesem Druckgasspeicher 1 nach 4 wird sowohl der mäanderförmige Rohrspeicher 1.11 als erster Druckbehälter 1.1 als auch das Gehäuse 1.21 als zweiter Druckbehälter 1.2 mit Druckgas erster Art befüllt. Somit wird nicht nur der Rohrspeicher 1.11 zur Speicherung von Druckgas, sondern auch der Zwischenraum zwischen dem Rohrspeicher 1.11 und der Gehäusewand des Gehäuses 1.21 zur Speicherung genutzt. So wird der Rohrspeicher 1.11 mit einem ersten Druck p1 und das Gehäuse 1.21, also die Zwischenräume in diesem Gehäuse 1.21 mit einem zweiten Druck p2 befüllt. Bspw. beträgt der erste Druck p1 70 MPa und der zweite Druck p2 20 MPa.
  • Der Vorteil dieses Druckgasspeichers 1 nach 4 besteht darin, dass der mäanderförmige Rohrspeicher 1.11 auf einen geringeren Druck und damit mit einer geringeren Wandstärke ausgelegt werden kann, da der zweite Druck p2 im Inneren des Gehäuses 1.21 als Stützdruck für den ersten Druck p1 im Rohrspeicher 1.11 wirkt. Damit ergeben sich einerseits Potentiale für Einsparungen an Gewicht, Kosten und Fasern bei der Herstellung des Rohrspeichers aus faserverstärktem Kunststoff und andererseits für die Erhöhung von nutzbarer Gasmasse.
  • Das Befüllen und das Entleeren des Druckgasspeichers nach 4 erfolgt mittels eines Tankventil 2, welches im Aufbau dem Tankventil 2 gemäß 1 entspricht. Damit wird der Befüllvorgang in gleicher Weise durchgeführt.
  • Zunächst wird der mäanderförmige Rohrspeicher 1.11 als auch das Gehäuse 1.21 mit dem Druckgas erster Art bis zum zweiten Druck p2 befüllt. Wird dieser zweiten Druck p2 erreicht, wird der Druck in dem Zwischenraum des Gehäuses 1.21 auf den zweiten Druck p2 begrenzt.
  • Der Befüllvorgang wird weitergeführt, indem der mäanderförmige Rohrspeicher 1.11 weiter bis zum ersten Druck p1 mit dem Druckgas erster Art befüllt wird. Mit dem Erreichen des ersten Druckes p1 wird das Tankventil 2 geschlossen, falls es geöffnet war. Der Befüllvorgang kann auch bei geschlossenem Tankventil 2 durchgeführt werden, wenn ein Rückschlagventil vorgesehen ist.
  • Der Druckgasspeicher 1 gemäß 4 kann auch mit unterschiedlichen Gasarten befüllt werden. So kann der mäanderförmige Rohrspeicher 1.11 mit einem Druckgas erster Art, also bspw. Wasserstoff, Erdgas oder Autogas und das Gehäuse 1.21 aus Sicherheitsgründen mit einem Druckgas zweiter Art, also bspw. einem Inertgas, wie Stickstoff befüllt werden.
  • Der Druckgasspeicher 1 gemäß 4 kann auch derart weit entwickelt werden, dass die zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitte 1.11 entsprechend von 2 mit einem weiteren zylinderförmigen Druckbehälter umgeben werden, welcher ebenso mit dem gleichen Druckgas wie die Rohrspeicherabschnitte 1.11 befüllt wird, jedoch mit einem niedrigeren Druck im Vergleich zu dem ersten Druck p1 als Innendruck des Rohrspeicherabschnittes 1.11. Falls der Zwischenraum im Gehäuse 1.21 ebenso mit Druckgas befüllt wird, ist der Innendruck natürlich kleiner als der einen Rohrspeicherabschnitt 1.11 umschließenden Druckbehälter.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele eines Druckgasspeichers 1, bei welchen mehrere Druckbehälter ineinander verschachtelt angeordnet sind und die Drücke in den Druckbehälter vom innersten bis zum äußersten Druckbehälter sukzessive abnehmen, können mit unterschiedlichsten Geometrien der Druckbehälter realisiert werden.
  • Die Druckgasspeicher 1 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind geeignet für den Einsatz in Fahrzeugen mit einer Brennstoffzelle zur Erzeugung elektrischer Energie für eine elektrische Antriebsmaschine oder in Fahrzeugen mit einem Gasmotor als Fahrmotor oder als Rang-Extender zur Reichweitenerhöhung. Das Druckgas erster Art des Druckgasspeichers 1 wird als Treibstoff der Brennstoffzelle oder dem Gasmotor zugeführt. Zur Realisierung einer Druckminderungsfunktion wird der Druckgasspeicher 1 mit Druckgas erster Art im zweiten oder dritten Druckbehälter 1.2 oder 1.3 mit einem zweiten oder dritten Druck p2 oder p3 befüllt, welcher einem Arbeitsdruck pA der Brennstoffzelle oder des Erdgasmotors entspricht.
  • Damit wird mit einem solchen erfindungsgemäßen Druckgasspeicher mit einem Arbeitsdruck pA für eine nachfolgende Komponente, in diesem Fall für den Gasmotor oder die Brennstoffzelle eine Druckminderungsfunktion realisiert. Damit entfällt ein separates Bauteil für die Druckminderung, wodurch sowohl Bauraum und Gewicht als auch Kosten eingespart werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Druckgasspeicher
    1.1
    erster Druckbehälter des Druckgasspeichers 1
    1.11
    Rohrspeicher
    1.110
    zylinderförmige Rohrspeicherabschnitte des Rohrspeichers 1.11
    1.111
    bogenförmige Rohrspeicherabschnitte des Rohrspeichers 1.11
    1.2
    zweiter Druckbehälter des Druckgasspeichers 1
    1.2a
    Kunststoffliner
    1.21
    Gehäuse des mäanderförmigen Rohrspeichers 1.11
    1.20
    Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter 1.1, 1.2
    1.3
    dritter Druckbehälter des Druckgasspeichers 1
    1.30
    Zwischenraum zwischen dem zweiten und dritten Druckbehälter 1.2, 1.3
    2
    Tankventil
    2.1
    erste Einströmlanze
    2.2
    zweite Einströmlanze
    2.3
    Überdruckventil
    2.4
    Versorgungsleitung
    2.5
    Absperrventil
    dm1
    erster Durchmesser
    dm2
    zweiter Durchmesser
    dm3
    dritter Durchmesser
    p1
    erster Druck
    p2
    zweiter Druck
    p3
    dritter Druck
    S
    Längsachse des zylinderförmigen Rohrspeicherabschnittes 1.110
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2016/205372 A2 [0003]
    • WO 2017/096283 A1 [0003]
    • WO 2018/183764 A1 [0003]

Claims (14)

  1. Druckgasspeicher (1), umfassend - einen ersten Druckbehälter (1.1), in welchem ein Druckgas erster Art mit einem ersten Druck (p1) speicherbar ist, und - wenigstens einen den ersten Druckbehälter (1.1) druckdicht umschließenden zweiten Druckbehälter (1.2), wobei im Zwischenraum (1.20) zwischen dem ersten Druckbehälter (1.1) und dem zweiten Druckbehälter (1.2) ein Druckgas erster Art oder ein Druckgas zweiter Art mit einem zweiten Druck (p2) speicherbar ist, wobei - der erste Druck (p1) größer als der zweite Druck (p2) ist.
  2. Druckgasspeicher (1) nach Anspruch 1, bei welchem der erste Druckbehälter (1.1) zylinderförmig mit einem ersten mittleren Durchmesser (dm1) und der zweite Druckbehälter (1.2) zylinderförmig mit einem zweiten mittleren Durchmesser (dm2) ausgebildet ist, wobei der erste mittlere Durchmesser (dm1) kleiner als der zweite mittlere Durchmesser (dm2) ist.
  3. Druckgasspeicher (1) nach Anspruch 2, bei welchem ein dritter Druckbehälter (1.3) den zweiten Druckbehälter (1.2) druckdicht umschließt, wobei im Zwischenraum (1.30) zwischen dem zweiten und dritten Druckbehälter (1.2, 1.3) das Druckgas erster Art oder das Druckgas zweiter Art mit einem dritten Druck (p3) speicherbar ist, und der dritte Druck (p3) kleiner als der zweite Druck (p2) ist.
  4. Druckgasspeicher (1) nach Anspruch 1, umfassend - einen mäanderförmigen Rohrspeicher (1.11) als ersten Druckbehälter (1.1), und - ein Gehäuse (1.21) zur Aufnahme des Rohrspeichers (1.11) als zweiten Druckbehälter (1.2).
  5. Druckgasspeicher (1) nach Anspruch 4, bei welcher der mäanderförmige Rohrspeicher (1.11) aus zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitten (1.110) und bogenförmigen Rohrspeicherabschnitten (1.111) zum Verbinden der zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitte (1.110) besteht, wobei die zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitte (1.110) bezüglich einer Längsachse (S) der zylinderförmigen Rohrspeicherabschnitte (1.110) parallel angeordnet sind.
  6. Druckgasspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Tankventil (2) mit - einer ersten Einströmlanze (2.1) zum Befüllen und Entleeren des ersten Druckbehälters (1.1), - wenigstens einer zweiten Einströmlanze (2.2) mit einem zur Druckbegrenzung vorgesehenen Überdruckventil (2.3) zum Befüllen und Entleeren des zweiten Druckbehälters (1.2), und -einer Versorgungsleitung (2.4) zum Zuführen und Entleeren des Druckgases erster Art oder zweiter Art.
  7. Druckgasspeicher (1) nach Anspruch 6, bei welchem das Tankventil (2) als selbstregelndes Tankventil, als federrückstellbares Tankventil, als elektrisch steuerbares Tankventil oder als mechanisch voreingestelltes Tankventil ausgebildet ist.
  8. Verfahren zum Befüllen eines Druckgasspeichers (1) für den Einbau in ein Fahrzeug, wobei der Druckgasspeicher (1) einen ersten Druckbehälter (1.1) und wenigstens einen den ersten Druckbehälter (1.1) druckdicht umschließenden zweiten Druckbehälter (1.2) aufweist und folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: 7.1 Gleichzeitiges Befüllen des ersten Druckbehälters (1.1) und des Zwischenraums (1.20) zwischen dem ersten Druckbehälter (1.1) und dem zweiten Druckbehälter (1.2) mit einem Druckgas erster Art bis zu einem zweiten Druck (p2), 7.2 Begrenzen des Druckes im Zwischenraum (1.20) des ersten und zweiten Druckbehälters (1.1, 1.2) auf den zweiten Druck (p2), und 7.3 Befüllen des ersten Druckbehälters (1.1) mit einem Druckgas erster Art bis zu dem ersten Druck (p1), wobei der erste Druck (p1) größer als der zweite Druck (p2) ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem alternativ zu Verfahrensschritt 7.1 Verfahrensschritt 7.10 durchgeführt wird, indem der erste Druckbehälter (1.1) mit einem Druckgas erster Art und der zweite Druckbehälter (1.2) mit einem Druckgas zweiter Art bis zu einem zweiten Druck (p2) befüllt werden.
  10. Verfahren zum Befüllen eines Druckgasspeichers (1) für den Einbau in ein Fahrzeug, wobei der Druckgasspeicher (1) einen ersten Druckbehälter (1.1), einen den ersten Druckbehälter (1.1) druckdicht umschließenden zweiten Druckbehälter (1.2) und einen den zweiten Druckbehälter (1.2) druckdicht umschließenden dritten Druckbehälter (1.3) aufweist und folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: 8.1 Gleichzeitiges Befüllen des ersten Druckbehälters (1.1), des Zwischenraums (1.20) zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter (1.1, 1.2) und des Zwischenraumes (1.30) zwischen dem zweiten und dem dritten Druckbehälter (1.2, 1.3) mit einem Druckgas erster Art bis zu einem dritten Druck (p3), 8.2 Begrenzen des Druckes im Zwischenraum (1.30) des zweiten und dritten Druckbehälters (1.2, 1.3) auf den dritten Druck (p3), 8.3 Gleichzeitiges Befüllen des ersten Druckbehälters (1.1) und des Zwischenraums (1.20) zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter (1.1, 1.2) mit dem Druckgas erster Art bis zu einem zweiten Druck (p2), 8.4 Begrenzen des Druckes im Zwischenraum (1.20) des ersten und zweiten Druckbehälters (1.1, 1.2) auf den zweiten Druck (p2), und 8.5 Befüllen des ersten Druckbehälters (1.1) mit dem Druckgas erster Art bis zu dem ersten Druck (p1), wobei der erste Druck (p1) größer als der zweite Druck (p2) und der zweite Druck (p2) größer als der dritte Druck (p3) ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem alternativ zu Verfahrensschritt 8.1 Verfahrensschritt 8.10 durchgeführt wird, indem der erste Druckbehälter (1.1) und der Zwischenraum (1.20) zwischen dem ersten und zweiten Druckbehälter (1.1, 1.2) mit einem Druckgas erster Art bis zu einem dritten Druck (p3) und der Zwischenraum (1.30) zwischen dem zweiten und dem dritten Druckbehälter (1.2, 1.3) mit einem Druckgas zweiter Art bis zu dem dritten Druck (p3) befüllt werden.
  12. Fahrzeug mit einem Druckgasspeicher gemäß den Ansprüchen 1 bis 7.
  13. Fahrzeug nach Anspruch 12 mit einem Gasmotor als Fahrmotor oder zur Reichweitenerhöhung, wobei - das Druckgas erster Art des Druckgasspeichers (1) als Treibstoff dem Erdgasmotor zuführbar ist, und - zur Realisierung einer Druckminderungsfunktion der Druckgasspeicher (1) mit Druckgas erster Art im zweiten oder dritten Druckbehälter (1.2, 1.3) mit einem zweiten oder dritten Druck (p2, p3) befüllt ist, welcher dem Arbeitsdruck (pA) des Erdgasmotors entspricht.
  14. Fahrzeug nach Anspruch 12 mit einer Brennstoffzelle und einem Elektromotor als Fahrmotor, wobei - das Druckgas erster Art des Druckgasspeichers (1) als Energieträger der Brennstoffzelle zuführbar ist, und - zur Realisierung einer Druckminderungsfunktion der Druckgasspeicher (1) mit Druckgas erster Art im zweiten oder dritten Druckbehälter (1.2, 1.3) mit einem zweiten oder dritten Druck (p2, p3) befüllt ist, welcher dem Arbeitsdruck (pA) der Brennstoffzelle entspricht.
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