用于充装加压气体储罐的充装站的制作方法

本发明涉及一种用于充装加压气体储罐的充装站，例如用于充装车辆加压气体储罐的充装站。加压流体可以是加压氢气，特别是作为氧化气体。本发明尤其涉及一种用于充装加压气体储罐的充装站，该充装站包括：-加压流体源；-流体输送管，包括下游端和连接至加压流体源的上游端；-连接至所述下游端的连接构件；-配置成指示充装流体的控制单元。

背景技术：

1、用于充装加压气体储罐的充装站使用连接构件(也称为“喷嘴”或“充装喷嘴”)，该连接构件必须耐高压(例如，大于900巴)和低温(例如-40℃)。这些限制使得这些连接构件复杂且难以处理/操纵/装卸。

2、在使用加压流体形式的燃料例如压缩天然气或液化气体的车辆中，该燃料在压力下储存在至少一个加压流体储罐中，无论所述储罐由何种材料制成，其都必须定期进行试验或检查，目的是验证其状态及其对使用压力的耐受性。

3、因此，充装站可通过使装有不符合标准的储罐的车辆根本无法被充装而妨碍该车辆在道路上的行驶。独立地，特别是在充装期间，充装站可与要充装加压流体的车辆交换数据(直接或间接)。这是必要的，以便能够优化和进行安全的充装操作，特别是对于快速和/或高压充装操作而言。

4、当寻求减少充装所需的时间时，或当寻求相对于储罐的物理容量优化氢输送量时，或当寻求降低充装操作的能量成本时，这尤其相关。

5、在车辆和充装站之间进行通信的情况下，例如，对传输数据作出规定，例如以下至少一项规定：储罐中的温度、储罐中的压力、储罐的容积、储罐中的最大容许压力、储罐的连接状态。这种通信通过将通信构件集成到充装站中而成为可能，以便能够与车辆交换数据。该通信构件可以与车辆直接通信和/或经由远程服务器间接通信(在这种情况下，充装站和车辆与远程服务器通信，并且经由远程服务器交换数据)。

6、在充装站和车辆之间直接通信的情况下，通信构件可包括带发射天线的近场通信模块，例如有源射频识别模块，如nfc模块。这种模块通常包括位于连接构件上的发射磁场的天线。因此，该有源通信模块被布置为发起与位于待充装的储罐入口处的另一个近场通信模块的通信，从而使得当连接构件接近待充装的储罐的入口或插入待充装的储罐的入口时，能够在连接构件的发起下在车辆和充装站之间建立近场通信。

7、在通过远程服务器进行间接通信的情况下，通信部件可包括用于与远程服务器交换数据的有线或无线通信接口。尽管充装站能够与远程服务器交换数据，但是它最好能够在车辆被充入加压流体之前识别车辆本身。这种识别可以通过如上所述的有源射频识别模块来进行。

8、为了使有源射频识别模块能够获得电能，也为了使充装站的控制单元能够控制有源射频识别模块，有必要通过集成在输送管中的至少一根电缆将其连接至控制单元。这种电缆使用起来很复杂，并且是一种故障来源。此外，在这个危险区域(可燃气体)供电会带来安全问题。

技术实现思路

1、本发明旨在通过提出一种用于充装加压气体(尤其是加压氢气)储罐的充装站，有效弥补这些缺陷，该充装站包括：

2、-加压流体源；

3、-流体输送管，其包括下游端和连接至所述加压流体源的上游端；

4、-连接至所述下游端的连接构件；

5、-配置成指示充装流体的控制单元；

6、-用于接纳所述连接构件的壳体，所述壳体特别是固定的，所述壳体和所述连接构件构造成使得所述连接构件能从所述壳体移除，所述连接构件构造成能处于第一构型/第一状态和第二构型/第二状态，在所述第一构型，所述连接构件被所述壳体接纳，在所述第二构型，所述连接构件位于所述壳体的外部；

7、该连接构件包括具有第一天线的无源射频识别模块，所述壳体包括具有第二天线的有源射频识别模块，所述有源射频识别模块配置成使得当所述连接构件处于第一构型时，所述第二天线产生能够向所述无源射频识别模块供应能量的磁场。

8、这能够提高充装站的可靠性，而不影响发生充装的周围区域的物理安全，同时提高充装作业的安全性。替代地，这种连接构件可以与它所连接的充装站和必须对其储罐进行充装的车辆进行近场通信，也就是说，在距离充装站和车辆小于几十厘米或小于几十毫米的距离处进行通信。这使得能实施一种使充装加压流体储罐的操作安全的方法。

9、根据一个实施例，有源射频识别模块配置成当连接构件处于第一构型时使第一天线和第二天线之间能够磁耦合。

10、根据一个实施例，第一天线和第二天线各自包括至少一圈。

11、根据一个实施例，连接构件和壳体构造成使得当连接构件处于第一构型时，第一天线的至少一圈在与第二天线的至少一圈在其中延伸的平面相同的平面内延伸。

12、根据一个实施例，控制单元配置成控制所述有源射频识别模块，使得所述有源射频识别模块：

13、-当连接构件处于第一构型时，检测所述无源射频识别模块是否存在；

14、-当连接构件处于第一构型时，与所述无源射频识别模块交换数据。

15、根据一个实施例，所述充装站包括第一通信接口，所述第一通信接口例如用于与远程服务器通信，所述控制单元配置成：

16、-经由所述第一通信接口生成或接收或者经由所述有源射频识别模块从所述无源射频识别模块接收至少一个第一数据，特别是认证数据或充装会话数据或加密数据，所述第一数据特别是一次性的；

17、-在所述连接构件处于第一构型且所述有源射频识别模块向所述无源射频识别模块供应能量的情况下，控制所述有源射频识别模块，使得所述有源射频识别模块与所述无源射频识别模块交换至少一个第二数据；

18、-经由第一通信接口接收充装所述储罐的授权，然后指示充装流体。

19、根据一个实施例，所述连接构件构造成能以密封的方式连接至待充装的加压流体储罐的入口。

20、本发明还涉及一种包括车辆和上述充装站的设备，所述车辆包括待充装的加压流体储罐的入口，所述加压流体储罐的入口包括第二有源射频识别模块，所述第二有源射频识别模块包括第三天线，所述连接构件构造成能处于第三构型/第三状态，在所述第三构型，所述连接构件连接至所述加压流体储罐的入口，特别是以可移除且密封的方式连接至所述加压流体储罐的入口，所述第二有源射频识别模块配置成使得当所述连接构件处于第三构型时，所述第三天线产生能够向所述无源射频识别模块供应能量的磁场。

21、根据一个实施例，所述第三天线包括至少一圈，加压流体储罐的入口和连接构件构造成使得当所述连接构件处于第三构型时，所述第一天线的至少一圈在与所述第三天线的至少一圈在其中延伸的平面相同的平面内延伸。

22、根据一个实施例，所述车辆包括第二控制单元，所述第二控制单元配置成控制所述第二有源射频识别模块，使得所述第二有源射频识别模块：

23、-当连接构件处于第三构型时，检测所述无源射频识别模块是否存在；

24、-在所述连接构件处于第三构型并且所述第二射频识别模块向所述无源射频识别模块供应能量的情况下与所述无源射频识别模块交换数据。

25、根据一个实施例，所述车辆包括与所述车辆的唯一标识符相关和/或与所述车辆的储罐的唯一标识符相关和/或与所述车辆的储罐的完整性相关的第四数据。

26、本发明还涉及一种用于使用包括用于充装加压流体储罐的充装站的设备安全充装加压流体储罐的方法，该充装站包括：

27、-加压流体源；

28、-流体输送管，其包括下游端和连接至所述加压流体源的上游端；

29、-连接至所述下游端的连接构件；

30、-配置成指示充装流体的控制单元；

31、-用于接纳所述连接构件的壳体，所述壳体特别是固定的，所述壳体和所述连接构件构造成使得所述连接构件能从所述壳体移除，所述连接构件构造成能处于第一构型和第二构型，在所述第一构型，所述连接构件被所述壳体接纳，在所述第二构型，所述连接构件位于所述壳体的外部；

32、-第一通信接口，其例如用于与远程服务器通信；

33、所述连接构件包括具有第一天线的无源射频识别模块，所述壳体包括具有第二天线的有源射频识别模块，所述有源射频识别模块配置成使得当所述连接构件处于第一构型时，所述第二天线产生能够向所述无源射频识别模块供应能量的磁场，所述设备包括车辆，所述车辆包括待充装的加压流体储罐的入口，所述加压流体储罐的入口包括第二有源射频识别模块，所述第二有源射频识别模块包括第三天线，所述连接构件构造成能处于第三构型，在所述第三构型，所述连接构件连接至所述加压流体储罐的入口，特别是以可移除且密封的方式连接至所述加压流体储罐的入口，第二有源射频识别模块配置成使得当所述连接构件处于第三构型时，所述第三天线产生能够向所述无源射频识别模块供应能量的磁场；该方法包括以下步骤：

34、-a)生成至少一个第一数据，特别是认证数据或充装会话数据或加密数据，所述第一数据特别是一次性的，所述第一数据特别是由所述第一通信接口接收或由所述控制单元生成或由所述无源射频识别模块生成；

35、-b)在所述连接构件处于第一构型并且所述有源射频识别模块向所述无源射频识别模块供应能量的情况下，在所述有源射频识别模块和所述无源射频识别模块之间交换至少一个第二数据；

36、-c)在所述连接构件处于第三构型并且所述第二有源射频识别模块向所述无源射频识别模块供应能量的情况下，在所述第二有源射频识别模块和所述无源射频识别模块之间交换至少一个第三数据；

37、-d)经由所述第一通信接口接收充装所述储罐的授权，特别是在所述第三数据等于取决于所述第一数据和/或所述第二数据的预定值的情况下经由所述第一通信接口接收充装所述储罐的授权。

38、根据一个实施例，所述车辆包括与所述车辆的唯一标识符相关和/或与所述车辆的储罐的唯一标识符相关和/或与所述车辆的储罐的完整性相关的第四数据。

39、根据一个实施例，所述车辆包括第二控制单元。

40、根据一个实施例，该方法包括根据第三数据和第四数据生成第五数据的步骤，所述第五数据特别是由所述第二控制单元生成。

41、根据一个实施例，如果所述第五数据等于取决于所述第四数据和/或所述第五数据的第二预定值，则执行经由所述第一通信接口接收充装所述储罐的授权的步骤d)。