CN108725238B - 车辆 - Google Patents

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Abstract

一种车辆，包括：前室，所述前室在车辆的纵向方向上被布置在车辆的前部处；燃料电池堆，所述燃料电池堆被布置在前室中，所述燃料电池堆包括在纵向方向堆叠上的多个电池；保险杠加强件，所述保险杠加强件在纵向方向上被布置在前室的前部处；和缓冲构件，所述缓冲构件在纵向方向上被布置在燃料电池堆和保险杠加强件之间。在从沿着纵向方向的方向观察时，缓冲构件的至少一部分与保险杠加强件重叠。

Description

车辆
技术领域
本发明涉及一种车辆。
背景技术
车辆可以包括是一堆燃料电池的燃料电池堆。例如，如在国际公报No.WO 2013/118602中描述的，燃料电池堆有时被安装在位于车辆前部中的前室中。在WO 2013/118602A中描述的车辆中，用于保护燃料电池堆的缓冲构件(冲击减轻机构)也被布置在前室中。
发明内容
遗憾的是，利用在WO 2013/118602 A中描述的缓冲构件的布置，在车辆朝向车辆向前方向碰撞时(在下文中，从车辆向前方向引起的碰撞被称作“正面碰撞”)，在一些情形中，缓冲构件未可靠地撞击车辆的保险杠加强件。在此情形中，缓冲构件未适当地吸收冲击，使得冲击可能被施加到燃料电池堆上。因此，考虑到减小在正面碰撞中到燃料电池堆上的冲击，仍然存在改进的余地。
本发明提供一项在正面碰撞中更加能够减小到燃料电池堆上的冲击的技术。
本发明的一个方面提供一种车辆，该车辆包括：前室，所述前室在车辆纵向方向上被布置在车辆的前部处；燃料电池堆，所述燃料电池堆被布置在前室中，所述燃料电池堆包括在纵向方向上堆叠的多个电池；保险杠加强件，所述保险杠加强件在纵向方向上被布置在前室的前部处；和缓冲构件，所述缓冲构件在纵向方向上被布置在燃料电池堆和保险杠加强件之间。当从沿着纵向方向的方向观察时，缓冲构件的至少一部分与保险杠加强件重叠。
根据以上方面，在车辆的正面碰撞中，能够可靠地使得缓冲构件撞击保险杠加强件，以因此由缓冲构件吸收正面碰撞的冲击。因此，在正面碰撞中，到燃料电池堆上的冲击能够被减小。
在以上方面中，该燃料电池车辆可以进一步包括辅助装置部件，所述辅助装置部件被布置在保险杠加强件和缓冲构件之间。缓冲构件可以包括第一缓冲部和第二缓冲部，第二缓冲部具有比第一缓冲部在纵向方向上的耐久负荷低的、在纵向方向上的耐久负荷。第一缓冲部和第二缓冲部可以被布置成彼此相邻，并且当从沿着纵向方向的方向观察时，第一缓冲部可以被布置在与保险杠加强件的外形相对应的范围内。
根据以上构造，在车辆的正面碰撞中，因为能够更加可靠地使得第一缓冲部撞击保险杠加强件，因此更加可靠地由缓冲构件吸收正面碰撞的冲击。因此，在正面碰撞中，能够更加可靠地减小到燃料电池堆上的冲击。
在以上方面中，第一缓冲部和第二缓冲部可在车辆的高度方向上被布置成彼此相邻。
根据以上方面，例如，如果辅助装置部件被布置在比保险杠加强件高的位置处，则在车辆的正面碰撞中，能够使得具有较高耐久负荷的第一缓冲部撞击保险杠加强件，而使得具有较低耐久负荷的第二缓冲部撞击辅助装置部件，因此抑制辅助装置部件在保险杠加强件之上脱落。因此，在正面碰撞中，能够更加可靠地减小到燃料电池堆上的冲击。
在以上方面中，当从沿着纵向方向的方向观察时，第二缓冲部的至少一部分可以与辅助装置部件重叠。
根据以上方面，在车辆的正面碰撞中，能够使得具有较高耐久负荷的第一缓冲部撞击保险杠加强件，而可靠地使得具有较低耐久负荷的第二缓冲部撞击辅助装置部件，因此更加可靠地由缓冲构件吸收正面碰撞的冲击。因此，在正面碰撞中，能够更加可靠地减小到燃料电池堆上的冲击。
在以上方面中，辅助装置部件可以具有比保险杠加强件在纵向方向上的耐久负荷高的、在纵向方向上的耐久负荷。
根据以上方面，在车辆的正面碰撞中，能够使得缓冲构件经由具有更高耐久负荷的辅助装置部件撞击保险杠加强件。因此，能够更加可靠地由缓冲构件吸收正面碰撞的冲击。
在以上方面中，燃料电池堆可以包括支撑燃料电池堆的堆框架，缓冲构件的一部分可以被固定到堆框架，并且缓冲构件的不被固定到堆框架的另一部分可以被固定到从堆框架突出的支撑构件。
根据以上方面，缓冲构件的不被固定到堆框架的部分能够由支撑构件支撑，因此在车辆的正面碰撞中更加可靠地由缓冲构件吸收正面碰撞的冲击。因此，在正面碰撞中，能够更加可靠地减小到燃料电池堆上的冲击。
附图说明
将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中：
图1是示出燃料电池车辆的概略构造的解释性视图；
图2是示出缓冲构件的概略构造的解释性视图；
图3是示出缓冲构件的布置的解释性视图；
图4是示出第二实施例中的燃料电池车辆的概略构造的解释性视图；
图5是示出第二实施例中的缓冲构件的概略构造的解释性视图；
图6是示出第二实施例中的缓冲构件的布置的解释性视图；
图7是示出第一对照示例中的缓冲构件的构造和布置的视图；
图8是示出第二对照示例中的缓冲构件的构造和布置的视图；
图9是示出第三实施例中的缓冲构件的概略构造的解释性视图；
图10是示出第三实施例中的缓冲构件的布置的解释性视图；
图11是示出第四变型中的缓冲构件的概略构造的解释性视图；
图12是示出第五变型中的缓冲构件的概略构造的解释性视图；并且
图13是示出第六变型中的缓冲构件的布置的解释性视图。
具体实施方式
第一实施例：
图1是示出在本发明的一个实施例中具有燃料电池堆的车辆100(在下文中，还称作“燃料电池车辆100”)的概略构造的解释性视图。燃料电池车辆100包括前室10和车厢11。在本实施例中，前室10被形成为包括介于一对前轮FW之间的区域的空间，并且比燃料电池车辆100的车厢11位于更加靠前的位置(在+x轴方向上)处。前室10和车厢11被前围板DB分隔。燃料电池车辆100包括作为电力源的燃料电池堆20，和作为用于驱动前轮FW和后轮RW中的至少一个的动力源驱动器的马达(未示意)。图1示出彼此正交的x轴、y轴和z轴。这些轴对应于图2和随后的绘图所示的分别的轴。
燃料电池堆20、缓冲构件50和保险杠加强件60被布置在前室10中。车厢11被形成在比前室10更靠车辆后方的位置(在-x轴方向上)处。在本实施例中，车厢11被形成为位于一对前轮FW和一对后轮RW之间的空间，该空间在车辆纵向方向(x轴方向)上延伸。
燃料电池堆20是质子交换膜燃料电池，并且通过接收来自氢气供应系统(未示意)的氢气供应和来自空气供应系统(未示意)的空气供应而产生电力。通过在燃料电池车辆100的纵向方向(x轴方向)上堆叠多个电池(未示意)而形成燃料电池堆20。
在本实施例中，燃料电池堆20经由堆框架30而被固定到悬架构件41，并且被布置在前室10内侧。堆框架30是从其底部支撑燃料电池堆20的金属构件。堆框架30通过分别设置到该堆框架30的下部(在+y轴方向上)的前端(在+x轴方向上)和后端(在-x轴方向上)的支架40而被固定到悬架构件41。支架40包括位于堆框架30的前端位置处的前支架40F和位于堆框架30的后端位置处的后支架40R。
悬架构件41是构成燃料电池车辆100的车体框架的部分的构件，并且在本实施例中，悬架构件41还被用作支撑燃料电池堆20的构件。在本实施例中，“燃料电池堆”还包括其外壳和堆框架30。
在本实施例中，缓冲构件50被布置在堆框架30的前方，换言之，在燃料电池堆20的前面。另外，保险杠加强件60被布置成在燃料电池车辆100中的前方位置处，更加具体地，在缓冲构件50的前面沿着车辆宽度方向延伸。保险杠加强件60是具有比缓冲构件50高的、在燃料电池车辆100的纵向方向的耐久负载的构件。在以下说明中，耐久负荷表示在燃料电池车辆100的纵向方向上的耐久负荷。
图2是示出缓冲构件50的概略构造的解释性视图。在本实施例中，作为缓冲构件50，使用通过挤出铝合金而形成的挤压箱。作为缓冲构件50，例如还可以使用由除了铝合金之外的金属或树脂制成的缓冲构件。
当在燃料电池车辆100的正面碰撞时负荷在其轴向方向(x轴方向)被施加到缓冲构件50时，缓冲构件50在轴向方向上反复地弯曲，以塑性变形为波纹管形状(呈手风琴状形状)以便吸收碰撞负荷。缓冲构件50具有比堆框架30和保险杠加强件60的耐久负荷小的耐久负荷。
图3是示出缓冲构件50的布置的解释性视图。如在图3中所示，缓冲构件50被固定到堆框架30的前端。当从沿着燃料电池车辆100的纵向方向的方向(x轴方向)观察时，缓冲构件50被布置成至少部分地与保险杠加强件60重叠。图3示出由虚线示意的重叠范围A1。在本实施例中，保险杠加强件60的上端位于比缓冲构件50的上端低的水平处。保险杠加强件60的下端位于比缓冲构件50的下端低的水平处。
根据本实施例的上述燃料电池车辆100，缓冲构件50被布置成使得缓冲构件50的至少一部分在燃料电池车辆100的纵向方向上与保险杠加强件60重叠；因此，在燃料电池车辆100的正面碰撞中，能够可靠地使得缓冲构件50撞击保险杠加强件60。因此，能够由缓冲构件50吸收正面碰撞的冲击。因此，在正面碰撞中，能够减小到燃料电池堆20上的冲击。
第二实施例：
图4是示出在第二实施例中具有燃料电池堆的车辆100A(在下文中，称作“燃料电池车辆100A”)的概略构造的解释性视图。在第二实施例的说明中，相同的附图标记被添加到与第一实施例的那些相同的构造，并且其说明将省略。在本实施例中，燃料电池车辆100A包括辅助装置部件70，所述辅助装置部件70在燃料电池车辆100A的纵向方向(x轴方向)上在保险杠加强件60和缓冲构件50A之间。
辅助装置部件70是具有比缓冲构件50A和保险杠加强件60的耐久负荷高的耐久负荷的辅助装置部件。在本实施例中，辅助装置部件70是用于对散热器进行冷却的风扇马达。辅助装置部件70不限于风扇马达，而是例如可以是用于向散热器等供应冷却剂的水泵。在本实施例中的“辅助装置部件”可以包括用于允许燃料电池堆20产生电力的装置以及用于驱动燃料电池车辆100A的装置。在其它实施例中，辅助装置部件70可以具有等于或低于缓冲构件50A和保险杠加强件60的耐久负荷的耐久负荷。
图5是示出在第二实施例中的缓冲构件50A的概略构造的解释性视图。在本实施例中，缓冲构件50A包括第一缓冲部51和第二缓冲部52。第一缓冲部51和第二缓冲部52在燃料电池车辆100A的高度方向(y轴方向)上被布置成彼此相邻。如在图5中所示，在本实施例中，第二缓冲部52的板厚度t2比第一缓冲部51的板厚度t1薄。因此，第二缓冲部52具有比第一缓冲部51低的耐久负荷。在本实施例中，第一缓冲部51和第二缓冲部52在燃料电池车辆100A的高度方向上彼此相邻，但是可以被布置成在燃料电池车辆100A的宽度方向上或在燃料电池车辆100A的其它方向上彼此相邻。此外，第一缓冲部51和第二缓冲部52可以被布置成彼此分开。
图6是示出在第二实施例中的缓冲构件50A的布置的解释性视图。如在图6中所示，缓冲构件50A被固定到堆框架30的前端。当从沿着燃料电池车辆100A的纵向方向的方向(x轴方向)观察时，第一缓冲部51被布置在与保险杠加强件60的外形相对应的范围内。
在图6中，与保险杠加强件60的外形相对应的范围A2由虚线示意。当从沿着纵向方向的方向观察时，第二缓冲部52被布置成至少部分地与辅助装置部件70重叠。在图6中，重叠范围A3由虚线示意。在本实施例中，辅助装置部件70的上端位于比第二缓冲部52的上端高的水平处。辅助装置部件70的下端位于比第二缓冲部52的下端低的水平处。
根据本实施例的上述燃料电池车辆100A，当从沿着纵向方向的方向观察时，第一缓冲部51被布置在与保险杠加强件60的外形相对应的范围内。因此，能够更加可靠地使得第一缓冲部51撞击保险杠加强件60。因此，能够更加可靠地由缓冲构件50A吸收正面碰撞的冲击，并且能够在正面碰撞中更加可靠地减小到燃料电池堆20上的冲击。
此外，在本实施例中，第一缓冲部51和第二缓冲部52在高度方向上被布置成彼此相邻。因此，即便辅助装置部件70位于比保险杠加强件60高的位置处，在燃料电池车辆100A的正面碰撞中，仍然能够使得具有较高耐久负荷的第一缓冲部51撞击保险杠加强件60，而使得具有较低耐久负荷的第二缓冲部52撞击辅助装置部件70。因此，能够抑制辅助装置部件70在保险杠加强件60之上脱落，并且因此能够在正面碰撞中更加可靠地减小到燃料电池堆20上的冲击。
另外，在本实施例中，第二缓冲部52被布置成使得当从沿着纵向方向的方向观察时，第二缓冲部52的至少一部分与辅助装置部件70重叠。因此，在燃料电池车辆100A的正面碰撞中，能够使得具有较高耐久负荷的第一缓冲部51撞击保险杠加强件60，而可靠地使得具有较低耐久负荷的第二缓冲部52撞击辅助装置部件70。因此，能够更加可靠地由缓冲构件50A吸收正面碰撞的冲击，从而能够在正面碰撞中更加可靠地减小到燃料电池堆20上的冲击。
在本实施例中，能够使得缓冲构件50A经由具有较高耐久负荷的辅助装置部件70在燃料电池车辆100A的正面碰撞中撞击保险杠加强件60。因此，能够更加可靠地由缓冲构件50A吸收正面碰撞的冲击，并且因此能够在正面碰撞中更加可靠地减小到燃料电池堆20上的冲击。
图7是示出在第一对照示例中的缓冲构件50的构造和布置的视图。第一对照示例中的缓冲构件50具有与第一实施例中的缓冲构件50相同的构造。如在图7的上图中所示，在对照示例中，缓冲构件50被固定到堆框架30的前端。当从沿着燃料电池车辆100的纵向方向(x轴方向)的方向观察时，缓冲构件50被布置在与保险杠加强件60的外形相对应的范围内。在图7中，与保险杠加强件60的外形相对应的范围A4由虚线示意。在本对照示例中，缓冲构件50的上端和保险杠加强件60的上端位于相同水平处。另外，辅助装置部件70的上端位于比缓冲构件50的上端和保险杠加强件60的上端高的水平处。
图7的下图示出在燃料电池车辆100的正面碰撞中的缓冲构件50的状态。如在图7的下图中所示，在图7的上图所示缓冲构件50的布置中，缓冲构件50被布置在比辅助装置部件70在高度方向上的中心低的位置处，并且因此在正面碰撞中辅助装置部件70可能跑到缓冲构件50的上部之上。因此，利用第一对照示例的缓冲构件50的构造和布置，缓冲构件50可能不能够在正面碰撞中吸收冲击。
图8是示出在第二对照示例中的缓冲构件50的构造和布置的视图。缓冲构件50具有与第一对照示例的那些相同的构造和布置。当从沿着燃料电池车辆100的纵向方向(x轴方向)的方向观察时，缓冲构件50被布置成至少部分地与辅助装置部件70重叠。在图8中，重叠范围A5由虚线示意。注意在第二对照示例中，缓冲构件50的下端位于与保险杠加强件60的上端相同的水平处。换言之，缓冲构件50被布置成使得当从沿着纵向方向的方向观察时，缓冲构件50不与保险杠加强件60重叠。
图8的下图示出在燃料电池车辆100的正面碰撞中的缓冲构件50的状态。如在图8的下图中所示，在图8的上图所示的缓冲构件50的布置中，缓冲构件50的在高度方向上的中心位于比保险杠加强件60高的位置处，并且因此在正面碰撞中辅助装置部件70可能在保险杠加强件60上脱落。因此，利用第二对照示例的缓冲构件50的构造和布置，缓冲构件50可能不能够在正面碰撞中吸收冲击。
与对照示例相反，在本实施例的燃料电池车辆100A中，如在图6中所示，保险杠加强件60的上端位于与在第一缓冲部51和第二缓冲部52之间的边界，换言之，与第一缓冲部51的上端相同的水平处。另外，辅助装置部件70的下端位于保险杠加强件60的上端和下端之间。因此，根据本实施例，当燃料电池车辆100A正面碰撞时，能够在防止辅助装置部件70脱落的同时使得缓冲构件50A撞击保险杠加强件60。因此，能够更加可靠地由缓冲构件50A吸收正面碰撞的冲击，从而因此在正面碰撞中更加可靠地减小到燃料电池堆20上的冲击。
第三实施例：
图9是示出在第三实施例中的缓冲构件50B的概略构造的解释性视图。在第三实施例的说明中，相同的附图标记被添加到与第二实施例的那些相同的构造，并且其说明将省略。如在图9中所示，在本实施例中，第二缓冲部52具有被倾斜地切除的前部(在+x轴方向上)。因此，第二缓冲部52具有比第一缓冲部51低的、在燃料电池车辆100A的纵向方向上的耐久负荷。
缓冲构件50B在其前端表面处具有前盖53。前盖53包括覆盖第一缓冲部51的前端表面的部分、从第一缓冲部51的前端表面的上端向上延伸的板状部53a，和沿着第二缓冲部52的倾斜的前端表面倾斜地延伸的倾斜部53b。在本实施例中，前盖53由铝合金形成。前盖53还可以例如由除了铝合金之外的金属、树脂等形成。缓冲构件50B的内部结构与图2所示第一实施例中的缓冲构件50的相同。
利用上述缓冲构件50B，在燃料电池车辆100A的正面碰撞中，也能够使得具有较高耐久负荷的第一缓冲部51撞击保险杠加强件60，而可靠地使得具有较低耐久负荷的第二缓冲部52撞击辅助装置部件70。因此，能够获得与第二实施例相同的效果。
图10是示出在第三实施例中的缓冲构件50B的布置的解释性视图。如在图10中所示，第二缓冲部52被固定到堆框架30的前端。同时，第一缓冲部51被固定到从堆框架30向下突出的支撑构件31。换言之，缓冲构件50B的一部分被固定到堆框架30，缓冲构件50B的不被固定到堆框架30的另一部分被固定到支撑构件31。
支撑构件31是被焊接成从堆框架30在燃料电池车辆100A的高度方向上突出的构件。在本实施例中，支撑构件31由铝合金形成。支撑构件31可以例如由除了铝合金之外的金属、树脂等形成。支撑构件31可以不通过焊接而是通过螺栓等固定到堆框架30。
根据本实施例的上述燃料电池车辆100A，因为堆框架30能够在燃料电池车辆100A的正面碰撞中通过支撑构件31支撑第一缓冲部51，所以能够更加可靠地由缓冲构件50B吸收冲击。因此，在正面碰撞中，能够更加可靠地减小到燃料电池堆20上的冲击。
变型：
<第一变型>
在以上实施例中，缓冲构件50、50A、50B中的每一个可以例如由包含具有冲击吸收性质的凝胶的容器构成。缓冲构件50、50A、50B中的每一个还可以由橡胶板或弹簧形成。
<第二变型>
在以上实施例中，缓冲构件50、50A中的每一个被固定到堆框架30的前端。相反，缓冲构件50、50A中的每一个可以被固定到燃料电池堆20的前方位置(在+x轴方向上)。
<第三变型>
在以上第二和以上第三实施例中，当从沿着燃料电池车辆100A的纵向方向的方向观察时，第二缓冲部52被布置成至少部分地与辅助装置部件70重叠。相反，第二缓冲部52可以被布置成不与辅助装置部件70重叠。
<第四变型>
图11是示出在第四变型中的缓冲构件50C的概略构造的解释性视图。如在图11中所示，在以上第二实施例和以上第三实施例中，在缓冲构件50C中，第二缓冲部52的上部(在+y轴方向上)的一部分可以被切除。在燃料电池车辆100A的正面碰撞中，将被施加的负荷在角部被压扁时在缓冲构件50C中变得最大。因此，通过切除第二缓冲部52的角部，第二缓冲部52的耐久负荷变得低于第一缓冲部51的耐久负荷。
<第五变型>
图12是示出在第五变型中的缓冲构件50D的概略构造的解释性视图。在图9中示出第三实施例中的缓冲构件50B包括前盖53，并且前盖53包括从第一缓冲部51的前端表面的上端向上延伸的板状部53a。相反，如在图12中所示的，板状部53a可以由作为与前盖54不同的构件的板状构件55构成。
<第六变型>
图13是示出在第六变型中的缓冲构件50B的布置的解释性视图。在以上第二实施例和以上第三实施例中，如在图13中所示，第一缓冲部51可以被固定到堆框架30的前端，并且第二缓冲部52可以被固定到从堆框架30向上突出的支撑构件31。如果第一缓冲部51和第二缓冲部52在燃料电池车辆100A的宽度方向(z轴方向)上被布置成彼此相邻，则支撑构件31可以从堆框架30在宽度方向上突出。
<第七变型>
在第一和第二实施例中，缓冲构件50、50A中的每一个也可以被固定到具有图10和图13中所示支撑构件31的堆框架30。
本发明不限于以上实施例和以上变型中的任何一个，而是能够在不偏离精神的范围的情况下体现为各种构造。例如，与在“发明内容”中描述的分别的方面中的技术特征对应的实施例中和变型中的技术特征可以被适当地替换或组合，从而解决上述问题或从而实现部分或所有的上述有利的效果。任何技术特征均可以被适当地省略，除非在本说明书中该技术特征被描述成是必不可少的。

Claims (5)

1.一种车辆，其特征在于包括：
前室，所述前室在所述车辆的纵向方向上被布置在所述车辆的前部处；
燃料电池堆，所述燃料电池堆被布置在所述前室中，所述燃料电池堆包括在所述纵向方向上堆叠的多个电池；
保险杠加强件，所述保险杠加强件在所述纵向方向上被布置在所述前室的前部处；和
缓冲构件，所述缓冲构件在所述纵向方向上被布置在所述燃料电池堆和所述保险杠加强件之间，其中
当从沿着所述纵向方向的方向观察时，所述缓冲构件的至少一部分与所述保险杠加强件重叠，
并且，所述车辆还包括：
辅助装置部件，所述辅助装置部件被布置在所述保险杠加强件和所述缓冲构件之间，其中
所述缓冲构件包括第一缓冲部和第二缓冲部，所述第二缓冲部具有比所述第一缓冲部在所述纵向方向上的耐久负荷低的、在所述纵向方向上的耐久负荷，
所述第一缓冲部和所述第二缓冲部被布置成彼此相邻，并且
当从沿着所述纵向方向的所述方向观察时，所述第一缓冲部被布置在与所述保险杠加强件的外形相对应的范围内。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，
所述第一缓冲部和所述第二缓冲部在所述车辆的高度方向上被布置成彼此相邻。
3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，
当从沿着所述纵向方向的所述方向观察时，所述第二缓冲部的至少一部分与所述辅助装置部件重叠。
4.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，
所述辅助装置部件具有比所述保险杠加强件在所述纵向方向上的耐久负荷高的、在所述纵向方向上的耐久负荷。
5.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，
所述燃料电池堆包括堆框架，所述堆框架支撑所述燃料电池堆，
所述缓冲构件的一部分被固定到所述堆框架，并且
所述缓冲构件的不被固定到所述堆框架的另一部分被固定到从所述堆框架突出的支撑构件。
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