作为挤压型材构件的用于氢压力罐系统的轨的制作方法

本发明涉及一种用于连接氢压力罐系统中的多个氢压力罐的所谓的轨以及具有这样的轨的氢压力罐系统。

背景技术：

1、在具有燃料电池系统的车辆中可以安装压力罐系统用于供给氢气。该压力罐系统可以由多个压力容器组成，这些压力容器借助共同的轨液压地相互连接。在此，各个瓶根据现有技术通过将瓶旋拧到集成在轨中的各个螺纹接管上与轨连接。作为替代方案已知借助连接套筒和各种紧固类型将各个瓶以压力密封的方式固定在轨上。

2、轨通常具有管状地同心的横截面。中心孔可以从一个或两个端侧被钻出。在此，由于通常较大的长度而存在如下危险：用于钻孔的钻具不能笔直地延伸，并且孔随后偏心地位于轨中，或在轨两侧钻的孔不能准确地相遇。结果可能是在施加压力时不均匀的应力分布和/或局部的压力峰值，这可能导致构件的失效。

技术实现思路

1、本发明的任务是提出一种用于压力罐系统的轨或具有轨的压力罐系统，其中，在轨上存在尽可能均匀的应力分布和尽可能小的局部压力峰值。

2、该任务通过具有独立权利要求1特征的轨来解决。有利的实施方式和扩展方案能够由从属权利要求和下面的说明得出。

3、提出一种用于连接氢压力罐系统中的多个氢压力罐的轨，该轨具有第一端侧、与第一端侧相对地布置的第二端侧、从第一端侧延伸至第二端侧的至少一个纵向通道，其中，轨实施为具有恒定横截面的挤压型材构件，其中，至少一个纵向通道构造为横截面中的至少一个缺口，其中，横截面优选地具有至少一种轴对称性或点对称性，并且其中，至少一个连接通道从在端侧之间延伸的侧面横向地延伸到至少一个纵向通道中并且能够与用于连接氢压力罐的连接元件连接。然而，在前述意义上也可以考虑，横截面是多角形的、尤其也是多边形的。

4、轨优选地是长形的或者说伸长的构件，其长度匹配于要与轨连接的氢压力罐的数量。轨通过两个彼此相对的端侧限界。至少一个纵向通道从第一端侧延伸至第二端侧，即在轨的整个长度上延伸。纵向通道用作多个氢压力罐的连接元件。这些连接元件可以分别通过相应的连接通道与至少一个纵向通道处于流体连通中。这意味着相应的连接通道从侧面径向地延伸到至少一个纵向通道中。至少一个纵向通道的延伸轴线和相关连接通道的延伸轴线因此相交，以便将这两个通道相互连接。

5、一个特别的优点在于以下事实：轨构造为挤压型材。由此实践上可以实现轨的任意长度，其中，局部横截面沿着整个纵向延伸部保持相同。沿着纵轴线，即沿着两个端侧之间的连接线制造孔是不必要的。因此，制造费事明显下降并且精度提高。此外，使用挤压型材也允许实现更复杂的横截面。如下面进一步所示地，也可以彼此相继地设置多个纵向通道，其具有部分地不同的通流横截面，这些纵向通道用于不同的目的。

6、通过优选的点对称性或轴对称性可以优化在轨内部的机械负载。可以防止不对称的负载，尤其在约高达700bar的高气压时和强烈波动的温度范围下防止该负载，这在不利的情况下可能导致轨的变形。

7、还可以考虑，使用针对特定应用目的而标准化的挤压型材，使得通过使用标准构件还可以进一步降低制造成本。为了防止氢气在轨的端侧逸出，可以在那里使用合适的塞或其他封闭件。在此还可以考虑，在此将纵向通道的相应开口焊接在端侧上。此外可以考虑，在端侧上设置流入和流出接头，借助该流入和流出接头能够将氢气引入到氢压力罐系统中或能够将氢气经由该流入和流出接头从氢压力罐系统取出。

8、轨可以具有至少两个彼此平行延伸的纵向通道，所述纵向通道在横截面上彼此间隔开。通过使用两个纵向通道可以实现冗余。在将多个氢压力罐集成到压力罐系统中时可以设想，将压力罐例如分成两组，其中，一组压力罐与两个纵向通道之一连接，并且另一组压力罐与两个纵向通道中的另一个连接。如果出现轨的机械缺陷，则增加至少一组压力罐仍通过轨与氢气消耗装置足够密封地连接的概率。如果两个纵向通道之一具有泄漏，则可以例如通过单独地布置在压力罐上的阀关闭与该纵向通道连接的压力罐。

9、此外，轨可以具有至少两个彼此平行延伸的纵向通道，该纵向通道具有相同的直径或通流面。通过相同直径，在两个轨中实现相同的流动条件，即流体机械的摩擦系数等。如果两个纵向通道被用于产生冗余，则在两个纵向通道中存在相同的流动条件是特别有意义的。

10、此外，轨可以具有至少两个彼此平行地延伸的纵向通道，该纵向通道具有不同的直径或通流面。不同直径可以被分配不同功能。例如可以考虑，具有较大直径的纵向通道预定用于克服较大的体积流。这尤其可以涉及加注过程，在该加注过程中相应的加注接头与该纵向通道连接，以便能够相对快速地充注压力罐。然而，在氢压力罐系统的常规运行中，相关压力罐可以通过具有较小横截面的纵向通道释放氢气。该实施方式不但可以加速加注，而且可以减少在压力罐关闭之后在轨内可能存在的残余体积。

11、可以设置，各一个连接通道通到轨的侧面的两个彼此正对的区段中，所述连接通道分别与至少一个纵向通道之一连接。这可能意味着，至少一个连接通道横向地穿过轨延伸并且在两个彼此相对的端部上分别具有连接元件，用于连接对应的氢压力罐。当然，也可以设置两个单独的连接通道，所述连接通道通到两个相邻的纵向通道之一中并且不相交或者说重叠。总体上，因此与仅布置在一侧的压力罐相比，可以在有限长度的轨上连接有两倍数量的压力罐。连接通道可以通过制造两个单独的盲孔或一个通孔实现，然后，该通孔对应地与要建立连接的相关纵向通道相交。如果纵向通道位于轨的轮廓的中间，则可以例如设置正对的孔。

12、轨还可以在侧面上具有肋结构，用于供热或散热。在加注和相应地加载压力时，在轨中会产生热量，该热量可以通过相关的肋结构至少部分地被导出。当然，如果由于氢气的连续释放和伴随着的膨胀而在连接元件或者说压力罐和轨上存在低温，则也可以考虑从周围环境供应热量。

13、本发明还涉及一种氢压力罐系统，其具有多个氢压力罐和根据前述说明的轨，其中，氢压力罐分别经由单独的连接元件与轨的连接通道连接，使得所述氢压力罐与至少一个纵向通道处于流体连通中。例如，氢压力罐系统可以在燃料电池车辆中使用。

14、轨可以具有至少一个第一纵向通道和至少一个第二纵向通道，其中，至少一个第二纵向通道的通流横截面大于至少一个第一纵向通道的通流横截面，并且其中，氢压力罐与至少一个第一纵向通道以及至少一个第二纵向通道之间的流体连通能够选择性地分离。如前面所示地，较大的纵向通道可以被用于加注，而较小的纵向通道设置为用于常规运行。可以考虑，为了在与一个纵向通道或另一纵向通道的连接之间进行切换可以分别设置可切换的阀。

15、轨也可以具有至少一个第三纵向通道，该第三纵向通道具有布置在其中的电线路。在挤压型材中制造纵向通道是非常简单的，使得也能够容易地将电缆通道集成到轨中。除了电流线路外，电线路也可以包括有助于运行氢压力罐系统的传感器或控制线路。

16、轨也可以具有至少一个第四纵向通道，在该第四纵向通道中布置有泄漏传感器，该泄漏传感器构造为用于探测从另一纵向通道流出的并穿过轨的横截面进入到第四纵向通道中的氢气。如果轨撕裂或破裂，氢气可能从布置在轨中的纵向通道之一进入到与其直接相邻的纵向通道中。该相邻的纵向通道可以优选地在氢压力罐系统的正常运行中保持不使用，使得在该状态下在其中没有氢气。探测氢气进入的传感器可以布置在该纵向通道中。如果探测到氢气，则这表明轨的泄漏或损坏，使得可以执行进一步的措施，例如截止损坏的纵向通道。

17、最后，两个氢压力罐可以布置在彼此相对的两侧上并且保持夹与两个氢压力罐建立形状锁合的接触，其中，保持夹横向于至少一个纵向通道跨接轨。氢压力罐可以彼此镜像倒置地布置。保持夹可以构造为用于与两个压力罐的形状特征配合。例如，两个压力罐可以分别具有能够与保持夹处于面接触的环圈或凸缘。