Näher untersucht wurden das Betankungsverhalten und das Betriebsverhalten am Erdgasspeichersystem. Beim Betanken zeigen sich stark schwankende Zustände von Temperatur und Druck. Durch das Einströmen des Gases in den Tank werden die Bauteile rund um die Einströmstelle schlagartig unterkühlt. Es werden Temperaturminima von -73 Grad C gemessen. Rechnerisch werden Temperaturminima von -85 Grad C ermittelt. Somit ergibt sich ein Temperatursprung zwischen Bauteilen und Gas im Tank von bis zu 100 Grad C. Die zulässige Bauteilbelastung aus dem Standard ECE R 110 wird kurzzeitig überschritten. Bei Mehrtanksystemen sind beim ersten und zweiten Tank die Temperaturunterschiede zwischen Zuleitung und einströmenden Gas 20 Grad C, beim dritten und vierten Tank unter 5 Grad C. Die Gasmenge im Tank wird durch das Einströmen und durch Komprimieren auf bis zu 40 Grad C erwärmt. Die Gastemperatur ist nach dem Betanken um 20 Grad C bis 30 Grad C höher als die Umgebungstemperatur. Nach dem Betanken werden beim Fahren für den Temperaturausgleich bis zu 1 Stunde benötigt. Beim Stillstand nach dem Betanken beträgt dies Zeit für den Temperaturausgleich bis zu 10 Stunden. Die Maximaltemperaturen treten immer unmittelbar nach dem Betankungsende auf. Das System bleibt also in Bezug auf das Temperaturverhalten stabil und driftet nicht zu höheren Temperaturen ab. Eine Erwärmung über 31 Grad C im Winter, auch in Garagen, kann ausgeschlossen werden. Die höchsten gemessenen Befülldrücke waren 240 bar bei 40 Grad C und ermöglichen dadurch eine vollständige Befüllung von 200 bar bei Normumgebungstemperatur von 15 Grad C. Es wurden auch Tankstellen angefahren, die eine Minderbetankung von bis zu 175 bar bei Normumgebungstemperatur von 15 Grad C zur Folge hatten. Dies bedeutet etwa 12,5 % weniger Treibstoff im Tank und entsprechend eine Reichweitenreduktion. Deshalb wird der Tankstelleneinfluss als der kategorische Effekt neben dem Kühlen des einströmenden Gases während der Betankung angesehen. Die enormen Temperaturgradienten während und unmittelbar nach der Betankung müssen bei zukünftigen Auslegungen und Absicherungen von CNG Tanksystemen für unterschiedliche Materialien beachtet werden.
The environmental load can be reduced by using natural gas as fuel for vehicles. Natural gas is available in the near vicinity of large cities and supply line systems. Natural gas as storage system combined with the existing system and expansions planned by the energy suppliers also provide the opportunity to use biogas in local areas. MAGNA STEYR has developed and adapted several concept vehicles for operation with natural gas and carried out system measurements for a special project vehicle in parallel to CNG600. The fueling behavior and operation behavior of the natural gas storage system have been tested in detail. This paper analyzes properties and specifications and presents the findings for designing a natural gas storage system for vehicles. These results will allow to design future natural gas storage systems more target-oriented and thus will improve the driving range of a naturalgas-fueled vehicle.
Analyse eines CNG (Compressed Natural Gas) Treibstoffspeichersystems unter realen Einsatzbedingungen
2008
13 Seiten, 9 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Anforderungen an Autoabgaskatalysatoren unter europaeischen Einsatzbedingungen
Kraftfahrwesen | 1985
|