Die Erfindung betrifft insbesondere eine Energieeinheit zur Erzeugung eines Betriebsstoffs an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere Luftfahrzeugs, ein Kabinenmonument mit einer entsprechenden Energieeinheit, ein mit einer Energieeinheit ausgestattetes Fahrzeug und ein Verfahren zur Versorgung der Kabine eines Fahrzeugs mit einem Betriebsstoff.

Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Energieversorgung an Bord von Flugzeugen Brennstoffzellensysteme zu verwenden, die beispielsweise mit einem Flüssigbrennstoff betrieben werden können.

Die DE 10 2007 054 291 A1 offenbart eine Energieversorgungseinrichtung zum Bereitstellen von Energie in einem Verkehrsflugzeug, bei der eine Brennstoffzelle samt Brennstoffvorrat nach Art eines Bordküchen-Trolleys ausgestaltet ist. Als Brennstoffvorrat sind flüssiger Wasserstoff und flüssiger Sauerstoff vorgesehen.

Bei vielen der bekannten Systeme zur Erzeugung von Energie unter Verwendung von Brennstoffzellen, insbesondere in Flugzeugen, ist die Handhabung noch vergleichsweise kompliziert und aufwändig. Wünschenswert hingegen wäre ein vergleichsweise einfach zu handhabendes System zur bordgebundenen Erzeugung von Energie oder eines Betriebsstoffs.

Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll eine vergleichsweise einfach zu handhabende Energieeinheit bzw. Vorrichtung zur Erzeugung eines Betriebsstoffs an Bord eines Fahrzeugs bereitgestellt werden. Unter gleichen Gesichtspunkten soll eiin ertsprechendes Kabinenmonument und Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Versorgung einer Kabine eines Fahrzeugs mit einem Betriebsstoff be- reitgestellt weirdeni.

Diese Aufgabe wird insbesondere gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Ausgestaltung en ergeben sich insbesondere aus den abhängigen Ansprüchen. Nach Patentanspruch 1 ist eine Energieeinheit, insbesondere eine Vorrichtung, zur Erzeugung eines Betriebsstoffs an Bord eines Fahrzeugs, insbesondere eines Luftfahrzeugs vorgesehen. Die Energieeinheit umfasst eine Brennstoffzelleneinheit mit zumindest einer Brennstoffzelle und eine von der Brennstoffzelleneinheit separat, insbesondere kofferartig, ausgebildete mobile Speichereinheit.

Unter einer kofferartig ausgebildeten mobilen Speichereinheit können insbesondere quaderförmig«, insbesondere verschließbare, Behältnisse verstanden werden, welche bevorzugt manuell durch eine Person transportiert werden können, und welche einen, beispielsweise in einem Behältnis oder einer Hausung aufge- nommenen, Speicher aufweisen.

Die mobile Speichereinheit ist bevorzugt als ein oder in Form eines den Speicher tragenden ersten Rollwagens ausgebildet, was bedeuten soll, dass die Speichereinheit eine oder mehrere Rollen umfasst, mit welchen die Speichereinheit auf einem Untergrund manuell verfahren werden kann.

Ein entspreche nde r Rollwagen kann Abmessungen aufweisen, die einem Trolley für Bordküchen in Verkehrsflugzeugen entsprechen. Trolleys dieser Art können beispielsweise entsprechend dem Atlas-Standard ausgebildet sein. Als Rollwä- gen können im Sinne dieser Anmeldung auch andere verfahrbare Container oder

Behälter verstanden werden, die den hierin angegeben Zwecken und Anforderungen genügein. Rollwägen und dgl. können insbesondere dazu ausgebildet sein, in entsprechend ausgebildeten und angepassten Aufnahmebuchten einer Bordküche des Fahrzeugs aufgenommen zu werden. Abgesehen von einer bordküchenseitigen Einbindung der Energieeinheit, bzw. der mobilen Speichereinheit, beispielsweise nach Art eines Trolleys, kann die mobile Speichereinheit, und generell die Energieeinheit auch in anderen Bereichen des Fahrzeugs untergebracht bzw. montiert sein. Insbesondere

kann/können die mobile Speichereinheit bzw. Energieeinheit im Frachtbereich, in Monumenten, Aufenthaltsräumen, Waschräumen, Toilettenräumen usw. untergebracht sein.

Wie bereits angedeutet, umfasst die mobile Speichereinheit einen Speicher, insbesondere in Form eines Tanks, welcher dazu ausgebildet und eingerichtet ist, zumindest einen zum Betrieb der Brennstoffzelleneinheit, insbesondere zumindest einer Brennstoffzelle der Brennstoffzelleneinheit, erforderlichen Energieträgers, insbesondere Brennstoffs, zu speichern bzw. zu bevorraten.

Die mobile Speichereinheit und die Brennstoffzelleneinheit sind derart aneinander bzw. miteinander koppelbar, dass im ordnungsgemäßen aneinander gekoppelten

Zustand oder Betriebsmodus ein erster Anschluss der mobilen Speichereinheit mit einem korrespondierenden, zweiten Anschluss der Brennstoffzelleneinheit verbunden ist. Die Begriffsfamilie aneinander bzw. miteinander koppeln usw. soll insbesondere weit verstanden werden, und insoweit Anordnungen umfassen, bei welchen die mobile Speichereinheit und die Brennstoffzelleneinheit so ausgebildet sind, dass diese hintereinander, aufeinander oder nebeneinander miteinander verbunden, aneinander gefügt, aneinandergekuppelt werden können und/oder zu einer funktionellen Einheit verbindbar sind, insbesondere in einer wiederholbar lösbaren Weise.

Besonders bevorzugt werden der erste Anschluss und der zweite Anschluss beim Koppeln der Speichereinheit und der Brennstoffzelleneinheit automatisch, und in betriebsbereiter Weise, miteinander verbunden. Bei der vorgeschlagenen Energieeinheit ist vorgesehen, dass der erste und zweite Anschluss im aneinandergekoppelten Zustand derart miteinander gekoppelt sind, dass zumindest der zumindest eine Energieträger vom Speicher der Brenn- stoffzelle zu deren Betrieb, insbesondere zur Erzeugung von elektrischer Energie, zugeführt werden kann.

Mit der vorgeschlagenen Energieeinheit kann insbesondere die Bereitstellung des Energieträgers anhand der mobilen Speichereinheit in besonders einfacher Weise durchgeführt werden. Insbesondere kann beim Austausch eines z.B. leeren, oder teilweise leeren, Speichers gegen einen gefüllten Speicher die Brennstoffzelleneinheit in der jeweils montierten Position und/oder Lage verbleiben, was einen Speicher-Wechsel deutlich vereinfacht. Bei mobiler Ausgestaltung der Brennstoffzelleneinheit, beispielsweise in Form und Handhabung eines kofferartigen Rollwagens, kann diese, beispielsweise zu Wartungszwecken, vergleichsweise einfach entfernt und/oder ausgetauscht werden. Ist ein Austausch oder Wechsel der Brennstoffzelleneinheit nicht erforderlich, so kann mit der hierin vorgeschlagenen Bauweise, die mobile Speicherein- heit alleine getauscht oder gewechselt werden. Hierdurch kann der Aufwand gegenüber kombiniert integrierten Systemen verringert werden.

Eine besonders einfache Handhabung ergibt sich insbesondere auch dadurch, dass der erste Anschluss und der zweite Anschluss automatisch miteinander verbunden werden, bzw. verbunden sind, sobald die Brennstoffzelleneinheit und die mobile Speichereinheit ordnungsgemäß miteinander oder aneinander gekoppelt sind. Beim Abkoppeln bzw. Trennen werden der erste und zweite Anschluss bevorzugt automatisch voneinander getrennt. Insbesondere auf Grund der automatischen An- bzw. Abkopplung kann eine sichere Betriebsweise erreicht wer- den.

Es sei erwähnt, dass als Energieträger insbesondere Stoffe wie Propylenglycol, Methanol, Ethanol, Propanol, Kerosin, Diesel, Dimethylether, N-Ethylcarbazol usw. in Betracht kommen. Angemerkt sein noch, dass Wasserstoff in flüssiger oder gasförmiger Form grds. in Betracht kommt, Jedoch erscheint Wasserstoff als Energieträger in gebundener Form in Sachen Sicherheit vorteilhafter zu sein. Als Energieträger können insbesondere alle, in besondere zu reformierenden Stoffe oder Substanzen verwendet werden, die bevorzugt flüssig, nicht explosiv, nicht brennbar, reaktionsarm und/oder nicht toxisch sind.

Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass im ordnungsgemäß aneinander- gekoppelten Zustand jeweils zumindest ein weiterer Anschluss der mobilen Spei- chereinheit und der Brennstoffzelleneinheit miteinander verbunden sind. Die Verbindung der jeweils korrespondierenden weiteren Anschlüsse ist bzw. erfolgt derart, dass zwischen der mobilen Speichereinheit, insbesondere zwischen Speicher und Brennstoffzelleneinheit, insbesondere der Brennstoffzelle, elektrische Energie, thermische Energie, elektronische Daten und/oder Brennstoffzellenabgase austauschbar sind.

Unter dem Begriff Brennstoffzellenabgas, oder kurz "Abgas" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein im Betrieb der Brennstoffzelle entstehendes Gas verstanden werden, welches bezüglich Luft einen verminderten Sauerstoffgehalt aufweist. Der Sauerstoffgehalt des Abgases kann zumindest

40%, vorteilhafterweise zumindest 50%, geringer als der Sauerstoffgehalt der Luft, insbesondere Umgebungsluft, sein.

Die weiteren Anschlüsse können in Anlehnung an den ersten und zweiten An- schluss derart ausgebildet und angeordnet sein, dass zueinander korrespondierende weitere Anschlüsse bei ordnungsgemäßer Kopplung der Speichereinheit und der Brennstoffzelleneinheit automatisch miteinander verbunden werden, und beim Abkoppeln automatisch voneinander getrennt werden. Auf diese Weise kann eine einfache und auch sichere Austauschhandhabung sichergestellt wer- den.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Brennstoffzelleneinheit einen zweiten Rollwagen, in welchem die zumindest eine Brennstoffzelle aufgenommen ist, wobei der zweite Anschluss, und ggf. der weitere Anschluss, am zweiten Rollwagen angebracht sind. Eine Ausführung der Brennstoffzelleneinheit in Form eines Rollwagens ergibt eine vereinfachte Austauschhandhabung, was insbesondere für Wartungszwecke von Vorteil ist. Sind die Brennstoffzelleneinheit und die mobile Speichereinheit jeweils als Rollwagen ausgebildet, können diese je nach Bedarf einzeln oder auch zusammen, insbesondere im aneinander gekoppelten Zustand, gehandhabt werden.

Insbesondere durch eine separate Ausgestaltung der Brennstoffzelleneinheit wird es möglich, die Brennstoffzelleneinheit mit Speichereinheiten unterschiedlicher Größe und unterschiedlichem Speichervolumen zu verbinden. So kann die Energieeinheit in einfacher Weise an den jeweiligen Einsatzzweck und die jeweiligen Einsatzbedingungen, wie z.B. Mindestbetriebsdauer usw., angepasst werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist, wie bereits angedeutet, vorgesehen, dass der erste und zweite Anschluss, und ggf. die weiteren Anschlüsse, derart ausgebildet sind, dass diese bei ordnungsgemäßer Aneinanderkopplung der Brennstoffzelleneinheit und der mobilen Speichereinheit, insbesondere des ersten und zweiten Rollwagens, automatisch miteinander verbunden werden.

Insbesondere in Ausführung in der Form von Rollwägen kann die Energieeinheit des Weiteren zumindest eine Aufnahmebucht eines Kabinenmonuments, insbesondere einer Bordküche, eines Fahrzeugs, insbesondere eines Verkehrsflugzeugs, umfassen. Die zumindest eine Aufnahmebucht ist dazu ausgebildet, zumindest die Brennstoffzelleneinheit und/oder die mobile Speichereinheit, insbesondere den ersten Rollwagen, darin mobil austauschbar aufzunehmen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Brennstoffzelleneinheit, insbesondere der zweite Rollwagen, und die mobile Speichereinheit, insbesondere der erste Rollwagen, jeweils gesondert in die zumindest eine Aufnahmebucht aufgenommen und/oder davon entfernt werden können. Bevorzugt weist die Brennstoffzelleneinheit, insbesondere der zweite Rollwagen, eine erste Schnittstelle und die Aufnahmebucht eine damit verbindbare zweite Schnittstelle auf. Die erste und zweite Schnittstelle sind dabei derart ausgebildet, dass diese beim Einführen bzw. Entfernen der Brennstoffzelleneinheit in bzw. von der Aufnahmebucht bevorzugt automatisch miteinander verbunden bzw. voneinander getrennt werden. Bevorzugt sind die erste und zweite Schnittstelle derart ausgebildet, dass bei ordnungsgemäßer Ankopplung der Brennstoffzelleneinheit über die Schnittstellen zumindest ein Austausch von elektrischer Energie mit einem externen Verbraucher möglich ist, d. h. dass ein externer Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt werden kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste und zweite Schnittstelle dazu ausgebildet sind, thermische Energie, elektrische Energie, elektrische Signale, Reaktionswasser und/oder Brennstoffzellenabgase auszu- tauschen. Damit ist es möglich, auch externe Verbraucher, d. h. Verbraucher, die nicht von der Energieeinheit umfasst sind, mit entsprechenden Betriebsstoffen zu versorgen. Beispielsweise ist es möglich, Bordküchengeräte in einer Bordküche eines Flugzeugs mit elektrischer und/oder thermischer Energie zu versorgen. Das beim Betrieb der Brennstoffzelle gebildete Reaktionswasser kann insbesondere unmittelbar oder mittelbar nach Zwischenspeicherung in einem Tank einem Verbraucher in der Kabine zugeführt werden.

Im Hinblick auf die Brennstoffzellenabgase kann es für die Betriebssicherheit von Vorteil sein, wenn der Speicher derart mit der Brennstoffzelleneinheit verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand zumindest ein Teilvolumen des durch die

Brennstoffzelleneinheit erzeugten Brenstoffzellenabgases in ein sich bei Leerung des Speichers ausbildendes freies Speichervolumen zu dessen Inertisierung eingeleitet werden kann. Die Brennstoffzellenabgase können jedoch auch an anderen Stellen zur Inertisierung verwendet werden.

Nach einer Ausgestaltung umfasst die Energieeinheit des Weiteren ein den Speicher umgebendes erstes Umgehäuse und/oder ein die Brennstoffzelleneinheit umgebendes zweites Umgehäuse, wobei ein Abgasstrang der Brennstoffzellen- einheit derart ausgebildet ist, dass das innere Volumen des ersten und/oder zweiten Umgehäuses durch Abgase der Brennstoffzelleneinheit inertisierbar ist. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders sichere Betriebsweise erreicht werden.

In einer noch weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Energieeinheit des Weiteren einen dem Speicher nachgeordneten Reformer zur Umwandlung eines im Speicher gespeicherten Primärbrennstoffs, insbesondere eines Flüssigbrennstoffs, in einen zum Betrieb der Brennstoffzelle erforderlichen Sekundärbrenn- stoff, insbesondere in einen gasförmigen Brennstoff, umfasst, wobei es sich bei dem Primärbrennstoff bevorzugt um ein Propylen-Wasser-Gemisch handeln kann. Auch die weiter oben genannten Energieträger kommen hierfür in Betracht.

Der Reformer kann Bestandteil der mobilen Speichereinheit oder der Brennstoff- zelleneinheit sein. Im ersten Fall wird der Brennstoffzelleneinheit über den ersten

Anschluss als Energieträger ein Reformat zugeführt. Im zweiten Fall, d. h. wenn der Reformer in der Brennstoffzelleneinheit angeordnet ist, wird über den ersten und zweiten Anschluss der Primärbrennstoff ausgetauscht. Nach Anspruch 13 ist ein Kabinenmonument, insbesondere eine Bordküche, für eine Kabine eines Fahrzeugs, insbesondere eines Verkehrsflugzeugs, vorgesehen. Das Kabinenmonument umfasst eine spezielle Aufnahmebucht, welche derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass zumindest eine mobile Speichereinheit einer wie oben beschriebenen Energieeinheit darin aufnehmbar ist, derart, dass im ordnungsgemäß und betriebsbereit aufgenommenen Zustand die Brennstoffzelleneinheit der Energieeinheit mit einem durch die mobile Speichereinheit bereitgestellten Energieträger vorsorgt wird, und durch die Brennstoffzelle der Brennstoffzelleneinheit erzeugte elektrische Energie einem elektrischen Verbraucher zugeführt und/oder in ein elektrisches Verbrauchernetz des Fahrzeugs, ins- besondere der Kabine und/oder des Monuments, eingespeist werden kann.

Bei dem elektrischen Verbraucher kann es sich insbesondere um einen hinsichtlich der Energieeinheit externen elektrischen Verbraucher, beispielsweise des Kabinenmonuments, und/oder des Fahrzeugs, insbesondere Verkehrsflugzeugs, handeln. Wegen Vorteilen und vorteilhaften Wirkungen des Kabinenmonuments wird insbesondere auf die Ausführungen zur Energieeinheit verwiesen, die entsprechend gelten.

Die Aufnahmebucht ist insbesondere derart an die Energieeinheit angepasst, dass ein durch die Energieeinheit erzeugter Betriebsstoff, insbesondere elektrische, thermische Energie, Reaktionsprodukte und/oder Abgase von der Energieeinheit abgeführt und einem jeweiligen Verbraucher des Kabinenmonuments, der Kabine und/oder des Fahrzeugs, insbesondere Verkehrsflugzeugs, zugeführt werden können.

Nach Anspruch 14 ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Verkehrsflugzeug, vorgesehen, welches eine Kabine mit einem wie vorweg beschriebenen Kabinenmodul oder zumindest einer wie weiter oben beschriebenen Energieeinheit umfasst. Wegen Vorteilen und vorteilhaften Wirkungen wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Nach einer Ausgestaltung ist ein Energienetz des Kabinenmoduls oder der Energieeinheit von weiteren Energie- und/oder Bordnetzen des Fahrzeugs im regulären Betrieb entkoppelt. Unter dem Begriff Energienetz soll insbesondere ein Leitungsnetz verstanden werden, mit welchem zumindest die von der Energieeinheit erzeugte elektrische Energie an jeweilige Verbraucher geleitet werden kann. Das Energienetz kann dabei ein lokales Energienetz sein. Möglich ist es jedoch auch, dass es sich bei dem Energienetz um ein, zumindest im Hinblick auf die Versorgung der Kabine mit elektrischer Energie, globales Energienetz handelt. Global soll dabei insbesondere bedeuten, dass die von der Energieeinheit erzeugte Energie im Wesentlichen bzw. grds. an jeder Stelle der Kabine durch entsprechende Leitungen verfügbar gemacht werden kann.

Bei dem weiteren Energie- und/oder Bordnetz handelt es sich bevorzugt um ein Energienetz, insbesondere Stromnetz, mit welchem zum Betrieb des Fahrzeugs essentielle, insbesondere flugrelevante, Komponenten und Systeme betrieben bzw. gespeist werden. Das Energienetz der Energieeinheit kann dann als ein zur Versorgung nicht-essentieller Verbraucher des Fahrzeugs, insbesondere der Kabine, ausgelegtes Netz sein. In diesem Sinne können das Energienetz der Energieeinheit und das Energienetz für essentielle Verbraucher vollständig voneinander getrennt werden und getrennt betrieben werden. Die vollständige Trennung kann zumindest für den regulären Betrieb aufrechterhalten werden, wobei es denkbar ist, dass im Falle einer Notsituation bei Ausfall der essentiellen Energieversorgung, das Energienetz der Energieeinheit mit dem essentiellen Energienetz zur Einspeisung von Notstrom verbunden wird oder werden kann.

Eine vollständige Trennung der Energienetze für essentielle Verbraucher eines Fahrzeugs, insbesondere eines Flugzeugs und nicht-essentielle Verbraucher, insbesondere der Kabine des Fahrzeugs oder Flugzeugs, hat den Vorteil, dass die jeweiligen Energienetze besser an die jeweiligen Anforderungen angepasst und entsprechend ausgelegt werden können. Angemerkt soll an dieser Stelle noch werden, dass das Energienetz der Energieeinheit auch für lediglich einen Teil der nicht-essentiellen Verbraucher vorgesehen und ausgelegt sein kann. Insbesondere kommen hier solche Verbraucher in Betracht, bei welchen über eine Betriebsphase des Fahrzeugs, insbesondere über eine Flugphase, z.B. von Start bis Landung, deutliche Lastspitzen auftreten. Entsprechende Verbraucher sind beispielsweise zur Bereitung von Warmspeisen ausgebildete Geräte in der Bordküche eines Verkehrsflugzeugs.

Nach Anspruch 16 ist ein Verfahren zur Versorgung einer Kabine, insbesondere eines Kabinenmonuments eines Fahrzeugs, insbesondere eines Verkehrsflugzeugs, mit zumindest einem Betriebsstoff. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird eine gemäß den obigen Ausführungen ausgebildete Energieeinheit, mit einer Brennstoffzelleneinheit und einer davon separat ausgebildeten mobilen Speichereinheit verwendet.

Konkret wird bei dem Verfahren die Brennstoffzelleneinheit, insbesondere eine Brennstoffzelle der Brennstoffzelleneinheit, aus dem Speicher der mobilen Speichereinheit mit einem Energieträger versorgt, wobei die Brennstoffzelleneinheit aus dem Energieträger den zumindest einen Betriebsstoff erzeugt. Der durch die Brennstoffzelleneinheit aus dem Energieträger erzeugte Betriebsstoff, der beispielsweise als elektrische Energie, thermische Energie und/oder Brennstoffzellenabgasen vorliegen kann, wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren einem Verbraucher der Kabine zugeführt. Der Verbraucher kann insbesondere Bestandteil der Kabine, insbesondere des Kabinenmonuments sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Verbraucher um ein in einer Bordküche eines Fahrzeugs betreibbares elektrisches Gerät handeln.

Der Vorteil des Verfahrens besteht insbesondere darin, dass die Brennstoffzelleneinheit aus einer separaten, mobilen Speichereinheit, insbesondere einem separaten, insbesondere bezüglich des Kabinenmoduls mobil eingerichteten, Energiespeicher, versorgt wird. Dies hat insbesondere den Vorteil einer vergleichsweise einfachen Versorgung der Brennstoffzelleneinheit mit dem Energieträger.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zur Versorgung der Brennstoffzelleneinheit mit dem zum Betrieb erforderlichen Energieträger die mobile Speichereinheit austauschbar mit der Brennstoffzelleneinheit gekoppelt wird, wobei Anschlüsse zum Austausch des Energieträgers bei der Kopplung der mobilen Speichereinheit mit der Brennstoffzelleneinheit automatische miteinander verbunden werden. In dieser Variante ist eine besonders anwenderfreundliche und sichere Handhabung der Energieeinheit möglich.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahren ist vorgesehen, dass durch die Energieeinheit erzeugte Energie, insbesondere elektrische Energie, in ein Energienetz eingespeist wird, welches vollständig getrennt ist von einem weiteren Energienetz des Fahrzeugs, insbesondere Luftfahrzeugs. Dabei ist das Energienetz dazu ausgelegt und eingerichtet, im Normalbetrieb des Fahrzeugs zumindest Phasenweise ausschließlich zum Betrieb des Fahrzeugs nicht-essentielle Verbraucher mit Energie, insbesondere elektrischer Energie, zu versorgen. Das weitere Energienetz ist dazu ausgelegt und eingerichtet ist, im Normalbetrieb des Fahrzeugs zumindest Phasenweise ausschließlich zum Betrieb des Fahrzeugs essentielle Verbraucher mit Energie, insbesondere elektrischer Energie, zu versorgen. Die vorgeschlagene Aufteilung in zumindest ein essentielles und ein nicht-essentielles Energienetz bietet den Vorteil, dass die Verteilung und Bereitstellung, insbesondere die prospektive Bereitstellung, der Energie vereinfacht werden kann.

Hingewiesen sei darauf, dass im Rahmen der Erfindung die Brennstoffzelleneinheit und die mobile Speichereinheit entsprechend den obigen Ausführungen ausgebildet sein können. Insbesondere kann/können die mobile Speichereinheit und/oder die Brennstoffzelleneinheit, bevorzugt in kofferartiger Ausbildung, in

Form von Rollwägen ausgebildet sein. Bei einer Ausgestaltung in Form von Rollwagen kann eine einfache Handhabung, insbesondere beim Austausch eines jeweiligen Rollwagens und/oder beim Verbinden eines Rollwagens mit der jeweils anderen Komponente bzw. dem anderen Rollwagen, erreicht werden.

Wegen weiterer Vorteile wird auf die obigen und auch nachfolgenden Ausführungen verwiesen.

Zusätzlich zu den obigen Ausführungen werden nachfolgend noch diverse, ins- besondere optionale, Einzelheiten genauer beschrieben.

Zur Inertisierung, insbesondere eines Umgehäuses, der Brennstoffzelleneinheit oder der mobilen Speichereinheit kann die Brennstoffzelle mit einer Gasabführleitung verbunden sein, derart, dass Brennstoffzellenabgase in einen von einem Umgehäuse der Brennstoffzelleneinheit bzw. der Speichereinheit umschlossenen

Raum eingeleitet werden können. Bei den Brennstoffzellenabgasen kann es sich insbesondere um Brennstoffzellenabluft handeln. Die Brennstoffzellenabluft kann kathoden- und/oder anodenseitig abgegriffen und zur Inertisierung verwendet werden. Bei Brennstoffzellen-Kathodenabluft kann es sich insbesondere um stickstoffangereicherte Luft handeln, die aufgrund des erhöhten Stickstoffgehalts inertisierende Eigenschaften aufweist. Bei Brennstoffzellen-Anodenabluft kann es sich insbesondere um mit Kohlendioxid (CO ₂ ) angereicherte Luft handeln, die ebenfalls inertisierende Eigenschaften aufweist. Das Umgehäuse kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, den Speicher bzw. die Brennstoffzelle und andere Komponenten darin aufzunehmen. Vorzugsweise ist das Umgehäuse gasdicht ausgebildet, was insbesondere bedeuten soll, dass das Umgehäuse gasdicht verschlossen werden kann. Unter dem Begriff gasdicht soll insbesondere eine Abdichtung gegen Wasserstoffgase und andere zum oder beim oder zum Betrieb der Brennstoffzelle auftretenden bzw. verwendeten Gase verstanden werden. Durch eine entsprechende Verbindung der inneren Volumina der Umgehäuse mit der Gasabführleitung können diese mit Brennstoffzellenabgasen gefüllt und insoweit inertisiert werden als der Sauerstoffgehalt der Brennstoffzellenabgase gegenüber der Außenluft deutlich verringert ist. Der Sauerstoffgehalt, bzw. die Sauerstoffkonzentration im Umgehäuse kann auf diese Weise insbesondere der- art verringert werden, dass dieser zumindest 40 %, vorzugsweise zumindest

50 % geringer ist als der der gewöhnlichen Umgebungsluft. Durch den geringeren Sauerstoffgehalt ergibt sich eine flammhemmende Wirkung, so dass ein besonders sicherer Betrieb gewährleistet werden kann. Wie oben bereits erwähnt wurde, umfasst die Energieeinheit zwei separate Einheiten, eine Brennstoffzelleneinheit und eine mobile Speichereinheit. Denkbar ist auch, dass die Energieeinheit in mehr als zwei separate, und insbesondere separat handhabbare, Komponenten bzw. Einheiten unterteilt wird bzw. ist. Denkbar wäre beispielsweise, dass Komponenten einer elektronischen Steuerung, im All- gemeinen zum Betrieb der Energieeinheit erforderliche und/oder verwendete elektronische Komponenten in einer separaten Komponente, bzw. in einer separaten Einheit aufgenommen bzw. untergebracht sind.

Separate Einheiten können beispielsweise auch zur Aufnahme eines Batterie- Speichers vorgesehen bzw. ausgebildet sein. Die separate ausgebildeten Einzelelemente und Einzelkomponenten sind insbesondere derart ausgebildet, dass sich diese in einfacher Weise, zu einem Gesamtsystem kombinieren lassen. Eine Kombination zum Gesamtsystem soll dabei insbesondere so verstanden werden, dass die Einzelkomponenten zu einem einzeln handhabbaren Gegensand kombiniert werden, derart dass die Einzelkomponenten funktions- und betriebsbereit miteinander verbunden sind.

5 Bei dem Gesamtsystem ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Einzelkomponenten jeweils unterschiedliche Funktionen aufweisen. Möglich ist es insbesondere, dass zwei Einzelkomponenten gleiche Funktionalitäten aufweisen. Ein Beispiel hierzu wäre ein Gesamtsystem bei welchem zwei Speichereinheiten und eine Brennstoffzelleneinheit kombiniert werden, und bei welchem die Brennstoff- 10 zellen der Brennstoffzelleneinheit von beiden Speichereinheiten aus mit dem jeweiligen Energieträger versorgt werden kann. Ein weiteres Beispiel ist ein Gesamtsystem mit einer Brennstoffzelleneinheit, einer Speichereinheit und einer Batterieeinheit welche eine insbesondere zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie ausgebildete Sekundärbatterie umfassen kann. Weitere Kombinat s tionen, auch mit weiteren Einzelkomponenten sind möglich.

Eine funktions- und betriebsbereite Kombination und Verbindung der Einzelkomponenten erfolgt bevorzugt bei allen Einzelkomponenten derart, dass alle notwendigen und erforderlichen Verbindungen zwischen den Einzelkomponenten 0 automatisch bei mechanischer Verbindung derselben hergestellt, insbesondere automatisch hergestellt, werden. Dazu können die Einzelkomponenten jeweils entsprechende, insbesondere paarweise zueinander korrespondierende, Schnittstellen und Gegenschnittstellen mit jeweiligen Anschlüssen, Kontakten usw. aufweisen, insbesondere derart, dass die bei Verbindung der Einzelkomponenten 5 die zueinander korrespondierenden Schnittstellen und entsprechenden Anschlüsse, Kontakte usw. automatisch miteinander verbunden werden. Entsprechend kann eine automatische Trennung der zueinander korrespondierenden Schnittstellen, Anschlüsse oder Kontakte erfolgen, wenn die Einzelkomponenten bei Bedarf wieder von einander getrennt werden.

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Das Gesamtsystem kann derart ausgelegt sein, dass die Einzelkomponenten bzw. Untereinheiten im miteinander verbundenen Zustand einer jeweils geeigneten Anordnung neben- hinter- und/oder übereinander angeordnet sind. Hierbei kann das Gesamtsystem derart ausgebildet sein, dass die Position der Einzelkomponenten fest vorgegeben ist. Möglich oder denkbar ist es jedoch auch, dass die Einzelkomponenten in unterschiedlicher Positionierung miteinander verbunden werden können. Insbesondere in letzterem Fall können die jeweiligen Einzelkomponenten jeweils genormte, d. h. aneinander und beliebig paarweise miteinander kombinierbare Schnittstellen aufweisen. In den Abmessungen können das Gesamtsystem und die Einzelkomponenten derart ausgelegt sein, dass das Gesamtsystem, in dem Zustand, in welchem alle Untereinheiten ordnungsgemäß miteinander verbunden sind die Größe eines Bordküchenrollwagens, z.B. nach dem Atlas-Standard, aufweisen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen

Energieeinheit; und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer mit der Energieeinheit nach Fig. 1 ausgestatteten Aufnahmebucht eines Kabinenmonuments.

Fig. 1 zeigt eine Energieeinheit 1 welche dazu ausgebildet ist, einen Betriebsstoff an Bord eines Flugzeugs, genauer in der Kabine eines Flugzeugs, zu erzeugen. Bei dem Betriebsstoff kann es sich insbesondere um elektrische Energie, thermische Energie und/oder weitere Betriebsstoffe wie Inertisierungsgase, Wasser usw. handeln.

Die Energieeinheit 1 umfasst eine Brennstoffzelleneinheit 2 mit einer Brennstoffzelle 3. Ferner umfasst die Brennstoffzelleneinheit 2 in der vorliegenden Ausgestaltung eine Batterieeinheit 4 mit einer zur Speicherung elektrischer Energie ausgebildeten Sekundärbatterie. Hierbei ist anzumerken, dass die Batterieeinheit 4 optional ist, und ggf. auch in Form einer separaten Komponente oder Untereinheit ausgebildet sein kann. Die Energieeinheit 1 umfasst des Weiteren eine von der Brennstoffzelleneinheit 2 separat handhabbare Speichereinheit 5. Die Speichereinheit 5 umfasst einen Speicher 6, welcher dazu ausgebildet und eingerichtet ist, einen zum Betrieb der Brennstoffzelleneinheit 2 erforderlichen Energieträger, insbesondere einen Energieträger zur Erzeugung von elektrischer Energie durch die Brennstoffzelle 3, zu speichern. Als Energieträger eignen sich beispielsweise Propylenglycol, Methanol, Ethanol, Wasserstoff, Methan und andere, insbesondere flüssige oder gasförmige, Stoffe. Bezüglich der möglichen Energieträger wird insbesondere auf obige Ausführungen verwiesen.

Die Brennstoffzelleneinheit 2 und die Speichereinheit 5 sind im vorliegenden Beispiel beide als separat voneinander handhabbare, kofferartige Rollwägen ausgebildet, und weisen insoweit entsprechende Rollen 7 zur rollenden Bewegung der Einheiten 2, 5 auf einem Untergrund auf.

Die Speichereinheit 5 und die Brennstoffzelleneinheit 2 sind in der Darstellung der Fig. 1 aneinander gekoppelt dargestellt. Generell sind die Speichereinheit 5 und die Brennstoffzelleneinheit 2 dazu ausgebildet miteinander gekoppelt zu werden und zwar derart, dass im aneinandergekoppelten Zustand zumindest ein erster Anschluss 7 der Speichereinheit 5 mit einem korrespondierenden zweiten Anschluss 8 der Brennstoffzelleneinheit 2 automatisch miteinander verbunden werden.

Die gegenseitige Kopplung bzw. Verbindung des ersten 7 und zweiten Anschlusses 8 erfolgt derart, dass diese betriebsbereit miteinander verbunden sind. Bei dem ersten 7 und zweiten Anschluss 8 der Fig. 1 handelt es sich im vorliegenden Beispiel um Anschlüsse für den Energieträger zum Betrieb der Brennstoffzelle 3. Insoweit sind der erste 7 und zweite Anschluss 8 derart miteinander verbunden, dass ein im Speicher 6 enthaltener Energieträger der Brennstoffzelle 3 zu deren Betrieb zugeführt werden kann. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist die Brennstoffzelle 3 automatisch mit dem Speicher 6 verbunden und kann mit dem Energieträger versorgt werden, sobald die Brennstoffzelleneinheit 2 und die Speichereinheit 5 ordnungsgemäß miteinander verbunden sind. Eine Verbindung der Speichereinheit 5 mit der Brennstoffzelleneinheit 2 kann beispielsweise über verriegelbare Spann-, Rast-, und Schnappelemente und/oder über Schnellverbinder usw. erfolgen.

Der erste 7 und zweite Anschluss 8 sind im vorliegenden Beispiel Bestandteil jeweils eines Verbinders 9, bei welchem es sich im vorliegenden Fall um einen genormten Verbinder 9 handelt, insoweit als dieser eine definierte Anzahl und eine definierte Anordnung jeweiliger Anschlüsse umfasst.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, umfasst der Verbinder 9 noch zwei weitere Anschlüsse 10, die beispielsweise zur Übertragung bzw. zum Austausch von elektrischer Energie, von Brennstoffzellenabgasen zur Inertisierung des Innenvolumen des Umgehäuses 11 der Speichereinheit 5 und anderen vorgesehen sein können.

Die Verwendung von Brennstoffzellenabgasen zur Inertisierung ist auch für die Brennstoffzelleneinheit 2 selbst möglich, indem beispielsweise das weitere Um- gehäuse 12 mit Brennstoffzellenabgasen beaufschlagt, insbesondere geflutet wird. Ferner ist es möglich, das innere Volumen des Speichers 6 mit inertisieren- den Brennstoffzellenabgasen zu beaufschlagen.

Die Brennstoffzelleneinheit 2 umfasst ferner eine erste Schnittstelle 13, die dazu ausgebildet ist, durch die Brennstoffzelle 3 erzeugte Betriebsstoffe, wie z.B. elektrische Energie, thermische Energie, und/oder Brennstoffzellenabgase, Reaktions- oder Produktwasser usw., an einen externen Verbraucher abzugeben, und/oder elektronische Daten oder ähnliches mit externen Komponenten, insbesondere etwaigen Steuereinheiten, auszutauschen.

Im vorliegenden Beispiel weist die erste Schnittstelle 13 zwei weitere Anschlüsse 13 auf, die dazu ausgebildet sind, elektrische Energie und elektronische Daten an externe Verbraucher und/oder externe Komponenten abzugeben bzw. an diese zu übertragen oder mit diesen auszutauschen. Die erste Schnittstelle 13 weist bevorzugt eine Normung, d. h. definierte Anzahl, Anordnung und Art von Anschlüssen, auf. Generell können der Verbinder 9 und die erste Schnittstelle 13 identisch konfiguriert sein, d. h. gleiche Normung aufweisen. Auf diese Weise ist eine besonders flexible Handhabung und wechselsei- tige Verbindung der jeweiligen Komponenten bzw. Schnittstellen möglich.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann die Energieeinheit 1 des Weiteren eine Aufnahmebucht 14 umfassen, welche dazu ausgebildet ist und speziell dazu eingerichtet ist, die in Fig. 1 gezeigten, Komponenten, konkret die Brennstoffzellenein- heit 2 und die Speichereinheit 5, insbesondere im miteinander gekoppelten Zustand, aufzunehmen.

Die Aufnahmebucht 14 ist im Speziellen derart ausgestaltet, dass die durch die Brennstoffzelleneinheit 2 bzw. die Brennstoffzelle 3 erzeugten Betriebsstoffe, insbesondere elektrische Energie der Brennstoffzelle 3, thermische Energie, inerti- sierungsfähige Brennstoffzellenabgase, Wasser, sowie elektrische Energie der Batterie externen Verbrauchern zugeführt werden kann. Externe Verbraucher können beliebige Verbraucher eines Kabinenmonuments bzw. der Kabine sein. Insbesondere können die Verbraucher Geräte einer als Kabinenmonument ausgebildeten Bordküche sein.

In der Aufnahmebucht sind die Speichereinheit 5 und die Brennstoffzelleneinheit 2 mobil austauschbar aufgenommen. Insbesondere ist es in der in Fig. 2 gezeigten Ausführung möglich, die Speichereinheit 5 von der Brennstoffzelleneinheit 2 manuell zu lösen und aus der Aufnahmebucht 14 zu entfernen, wobei die Brennstoffzelleneinheit 2 in der Aufnahmebucht 14 verbleibt bzw. verbleiben kann. So kann in einfacher Weise eine Speichereinheit 5 mit leerem Speicher durch eine Speichereinheit 5 mit gefülltem bzw. vollem Speicher ausgetauscht werden.

Aufgrund der Tatsache, dass die Brennstoffzelleneinheit 2 ebenfalls mobil in der Aufnahmebucht 14 aufgenommen ist, kann diese, beispielsweise zu Wartungszwecken oder bei Umkonfiguration, ebenfalls in einfacher Weise entfernt bzw. ausgetauscht werden. Die Aufnahmebucht 14 kann derart ausgebildet sein, dass auch Rollwägen, insbesondere übliche Trolleys, die nicht als Energieeinheiten 1 im Sinne dieser Anmeldung ausgebildet sind, darin aufgenommen werden können.

Die Aufnahmebucht 14 weist ferner eine zur ersten Schnittstelle 13 korrespondierende zweite Schnittstelle 15 auf. Die erste Schnittstelle 13 und zweite Schnittstelle 15, sowie insbesondere die Brennstoffzelleneinheit 2 und die Aufnahmebucht 14, sind derart ausgestaltet, dass die beiden Schnittstellen 13, 15 automatisch miteinander verbunden werden, wenn zumindest die Brennstoffzelleneinheit 2 ordnungsgemäß in der Aufnahmebucht 14 aufgenommen ist, und dass die beiden Schnittstellen 13, 15 automatisch voneinander getrennt werden, wenn zumindest die Brennstoffzelleneinheit 2 aus der Aufnahmebucht 14 entfernt wird.

Die zweite Schnittstelle 15 weist zumindest für die an externe Verbraucher zu übertragenden Betriebsstoffe, d. h. elektrische Energie, thermische Energie, Brennstoffzellenabgase, Wasser, usw., jeweils angepasste Schnittstellenanschlüsse 16 auf, und kann ferner weitere Schnittstellenanschlüsse zur Datenübertragung von und/oder zur Energieeinheit aufweisen.

Die erste Schnittstelle 13 kann korrespondierend zur Anordnung, Anzahl und Art der Schnittstellenanschlüsse 16 ausgebildet sein, derart dass eine Übertragung von Betriebsstoffen und ggf. Daten zwischen der Energieeinheit 1 und externen Komponenten, insbesondere Verbrauchern, im aneinandergekoppelten Zustand ohne Weiteres möglich ist.

Die Energieeinheit 1 , insbesondere die Brennstoffzelleneinheit 2 oder die Speichereinheit 5, kann ferner einen (nicht gezeigten) Reformer aufweisen, der dazu ausgebildet ist, einen mit dem Speicher 6 bereitgestellten Primärbrennstoff in einen zum Betrieb der Brennstoffzelle 3 geeigneten Sekundärbrennstoff umzuwandeln. Als Primärbrennstoff kann, wie auch weiter oben bereits ausgeführt wurde, insbesondere Propylenglycol, Methanol, Ethanol, Propanol, Kerosin, Diesel, Di- methylether, N-Ethylcarbazol usw. verwendet werden. Die in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigte Energieeinheit 1 bzw. Kombination aus Energieeinheit 1 und Aufnahmebucht 14 kann/können insbesondere Bestandteil eines Kabinenmonuments einer Kabine eines Verkehrsflugzeugs sein. Anders ausgedrückt kann das Kabinenmonument eine Energieeinheit 1 mit einer Aufnahmebucht 14 umfassen, wobei die Aufnahmebucht in das Kabinenmonument integriert sein kann. Durch die Energieeinheit 1 ist insbesondere eine dezentrale Versorgung mit zumindest elektrischer Energie möglich. Bei dem Kabinenmonument kann es sich insbesondere um eine Bordküche, um ein Sanitärmodul oder um ein Aufenthaltsmodul usw. handeln.

Mit der in FIG. 1 und FIG. 2 vorgeschlagenen Energieeinheit 1 ist es möglich, die Kabine oder ein Kabinenmonument, insbesondere darin vorgesehene externe Verbraucher, dezentral bzw. lokal mit einem durch die Energieeinheit 1 erzeugten oder bereitgestellten Betriebsstoff zu versorgen. Die Verwendung der Energieeinheit 1 ermöglicht damit einen autarken Betrieb einzelner Segmente der Kabine, oder gar einen autarken Betrieb der gesamten Kabine, insbesondere eines Verkehrsflugzeugs.

Insbesondere bei entsprechender Dimensionierung der Energieeinheit 1 , oder etwaiger mehrerer Energieeinheiten, ist es beispielsweise möglich, dass die Kabine autark mit den jeweils erforderlichen Betriebsstoffen, insbesondere elektrischer Energie, versorgt wird. Autark soll dabei insbesondere bedeuten, dass die Kabine unabhängig und vollumfänglich selbständig von anderen, zum Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere Verkehrsflugzeugs, vorgesehenen Energiequellen und Energienetzen betrieben werden kann. Insbesondere bedeutet das, dass die von der Kabine und deren Verbraucher bei gewöhnlichem Betrieb verbrauchte elektrische Energie ausschließlich durch die Energieeinheit 1 erzeugt werden kann.

Eine vollständig unabhängige, insbesondere von weiteren, beispielsweise zum Betrieb flugrelevanter Komponenten vorhandenen, Energienetzen entkoppelte und eigenständige Versorgung der Kabine mit Betriebsstoffen ist damit möglich. Das hat insoweit den Vorteil als die sich dadurch ergebenden Energieversor- gungssysteme, beispielsweise unterteilt in flugrelevant und nicht-flugrelevant, entsprechend der jeweiligen Sicherheitsanforderungen dimensioniert und auslegt werden können. Insgesamt, und insbesondere aus der Beschreibung der Figuren ergibt sich, dass die hierin vorgeschlagene Energieeinheit eine vergleichsweise einfache Handhabung ermöglicht.

Bezugszeichenliste

Energieeinheit

Brennstoffzelleneinheit

Brennstoffzelle

Batterieeinheit

Speichereinheit

Speicher

erster Anschluss

zweiter Anschluss

Verbinder

weitere Anschlüsse

Umgehäuse

weiteres Umgehäuse

erste Schnittstelle

Aufnahmebucht

zweite Schnittstelle

Schnittstellenanschluss