CN111769494A - 一种氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，它包含有车顶板和过孔线束，所述车顶板的上方固定连接有连接管，在连接管顶部通过外螺纹连接有螺帽，螺帽的顶端设有挡圈，挡圈内侧通过密封垫密封连接有弯管，过孔线束位于弯管内并通过连接管伸入到车顶板内侧。通过采用弯管及多块弹性材料块配合进行密封连接，结构简单，安装方便，可有效防止雨水沿过孔线束进入燃料电池发动机舱和乘客舱，避免发生电安全事故，避免氢管理控制器因线束磨损短路而产生的误报故障，取得了很好的使用效果。

Description

一种氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构
技术领域
本发明涉及一种供氢设备，尤其涉及一种氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，属于汽车供储氢设备技术领域。
背景技术
以氢能为能量来源的燃料电池以其使用效率高、无污染等特点在新能源汽车领域得到较好应用研究，与传统和纯电动汽车相比，突显出诸多优势。
车载供氢系统是燃料电池汽车的重要部件，为燃料电池发动机提供燃料供应，其组成一般包括燃料加注模块、储氢模块、供氢模块以及电控模块四个部分。通常对于氢燃料电池客车，车载供氢系统的储氢模块、供氢模块以及电控模块布置于车顶，燃料加注模块布置于车身侧后方。对于储氢模块，为确保氢安全，其上方设计有防护罩板，且为开孔设计，雨水天气或洗车时可能会有雨水通过防护罩板进入防护罩板车顶处集聚；对于电控模块，氢管理控制器需要与整车低压电源、整车通讯、车载供氢系统高低压压力传感器、氢浓度传感器、温度传感器等单元连接，以确保能够正确地收发信号和实施氢安全管理。但是，氢管理控制器部分线束必须通过车顶开孔与整车通讯、位于氢燃料电池发动机舱和乘客舱的氢浓度传感器、整车低压电源连接，开孔处有因漏水而导致电安全事故风险。
为解决上述不足，CN207535835U公开了一种防止线束进水而导致汽车线路短路的汽车线束防水胶套，包括胶套本体和线束套，胶套本体和线束套之间设有吸水层，吸水层可以短时间阻止液体流动，但吸水饱和后难以继续发挥作用；CN207725225U公开了一种具有良好阻水防水效果的新能源汽车用线束防水密封件，包括连接管和两端帽，并在端帽内还设有内堵块，在内堵块与端帽之间设有阻水油脂，此设计比较复杂，操作不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，通过采用弯管及多块弹性材料块配合进行密封连接，结构简单，安装方便，可有效防止雨水沿过孔线束进入燃料电池发动机舱和乘客舱，避免发生电安全事故，避免氢管理控制器因线束磨损短路而产生的误报故障，有效的解决了上述存在的问题。
本发明的技术方案为：一种氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，它包含有车顶板和过孔线束，所述车顶板的上方固定连接有连接管，在连接管顶部通过外螺纹连接有螺帽，螺帽的顶端设有挡圈，挡圈内侧通过密封垫密封连接有弯管，过孔线束位于弯管内并通过连接管伸入到车顶板内侧。
所述弯管为两段固定连接，底段竖直布置并与连接管对接，顶段向下倾斜布置并与底段圆滑过渡连接。
所述弯管和连接管内均设有弹性材料块，分别为位于连接管内侧的末端弹性材料块、位于弯管拆弯处的中部弹性材料块和位于弯管入口处的前端弹性材料块。
所述弹性材料块为圆盘状结构，弹性材料块的中心设有圆孔，在圆孔的四周设有十字形的楔形切口，过孔线束位于圆孔内穿过。
所述末端弹性材料块与连接管内侧壁为过盈配合连接，中部弹性材料块与弯管内侧壁为间隙配合连接，前端弹性材料块与弯管内侧壁为过盈配合连接。
所述弹性材料块采用SEBS、TPV、TPU、EVA、SBR、CR、NBR、HNBR、EPDM、FPM、IIR、TR、CPE等高分子材料，优选EPDM、EVA、IIR、HNBR、CR等耐候材料。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，采用本发明的技术方案，通过采用弯管及多块弹性材料块配合进行密封连接，结构简单，安装方便，可有效防止雨水沿过孔线束进入燃料电池发动机舱和乘客舱，避免发生电安全事故，避免氢管理控制器因线束磨损短路而产生的误报故障，取得了很好的使用效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的弹性材料块结构示意图；
图3为本发明的安装结构示意图；
图4为本发明的连接原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。
如附图1～4所示，一种氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，它包含有车顶板2和过孔线束8，所述车顶板2的上方固定连接有连接管201，在连接管201顶部通过外螺纹连接有螺帽302，螺帽302的顶端设有挡圈301，挡圈301内侧通过密封垫10密封连接有弯管3，过孔线束8位于弯管3内并通过连接管201伸入到车顶板2内侧。
进一步的，弯管3为两段固定连接，底段竖直布置并与连接管201对接，顶段向下倾斜布置并与底段圆滑过渡连接。
进一步的，弯管3和连接管201内均设有弹性材料块9，分别为位于连接管201内侧的末端弹性材料块903、位于弯管3拆弯处的中部弹性材料块902和位于弯管3入口处的前端弹性材料块901。
进一步的，弹性材料块9为圆盘状结构，弹性材料块9的中心设有圆孔905，在圆孔905的四周设有十字形的楔形切口906，过孔线束8位于圆孔905内穿过。
进一步的，末端弹性材料块903与连接管201内侧壁为过盈配合连接，中部弹性材料块902与弯管3内侧壁为间隙配合连接，前端弹性材料块901与弯管3内侧壁为过盈配合连接。
进一步的，弹性材料块9采用SEBS、TPV、TPU、EVA、SBR、CR、NBR、HNBR、EPDM、FPM、IIR、TR、CPE等高分子材料，优选EPDM、EVA、IIR、HNBR、CR等耐候材料。
车载供氢系统1通过螺栓紧固于氢燃料电池客车车顶板2，在临近氢管理控制器4处的车顶板2上设有连接管201，弯管3通过连接螺帽302与连接管201连接，同时在连接螺帽302与挡圈301之间设有密封垫10；储氢系统线束5一端与氢管理控制器4连接，另一端与车载供氢系统1中高压储氢容器瓶口组合阀上的高压压力传感器、温度传感器、高压电磁阀连接；供氢系统线束6一端与氢管理控制器4连接，另一端与车载供氢系统1中减压器上集成的中压电磁阀、中压压力传感器连接；储氢模块氢浓度传感器线束7一端与氢管理控制器4连接，另一端与车载供氢系统1中的氢浓度传感器连接；过孔线束8一端与氢管理控制器4连接，另一端穿过弯管3分别通过燃料电池发动机舱与乘客舱氢浓度传感器线束801、通讯线束802、低压电源线束803与氢燃料电池发动机舱和乘客舱氢浓度传感器、整车通讯线束、整车低压电源连接；在弯管3中设有3个弹性材料块9；
进一步的，车载供氢系统1由储氢模块、供氢模块、电控模块、燃料加注模块组成，其储氢模块由高压储氢瓶组成，高压储氢瓶上安装有集成瓶阀和氢浓度传感器，其中集成瓶阀上集成有高压压力传感器、高压电磁阀、温度传感器等部件；供氢模块由减压器、中压电磁阀、中压压力传感器等部件组成；电控模块由氢管理控制器4、储氢系统线束5、供氢系统线束6、储氢模块氢浓度传感器线束7、过孔线束8等组成；
进一步的，车顶板2上设有材质与车顶板2一致的连接管201，其管径大小需确保过孔线束8的接插件可通过，高度为45mm~80mm；车顶板2上布置有车载供氢系统1，两者之间通过螺栓紧固连接；
进一步的，弯管3截面形状为圆形，选用与车顶板2相同规格的钢材或不锈钢、热浸镀锌钢、电镀锌彩钝钢制作，管径40mm~80mm，壁厚1.6mm~3mm，弯曲部分曲率半径20mm~40mm；弯管3直线部分高度100mm~220mm；
进一步的，弯管3上设有挡圈301和连接螺帽302，其中，挡圈301可与弯管3一体成型，也可设计为通过螺纹连接；连接螺帽302可沿弯管3中心线方向自由移动，直至被挡圈301阻挡；另外，在挡圈301和连接螺帽302之间设有密封垫10，用以防止雨水沿弯管3管壁流动进入连接管201；
进一步的，氢管理控制器4是车载供氢系统1上必不可少的一个单元，既要检测系统运行状态，包括氢瓶的状态、温度、瓶压、管路压力以及氢泄漏浓度；又要实现高效控制，计算系统运行的耗氢量、对氢气剩余量估计、故障识别，以及通过通讯总线与整车通讯，发送信息给整车控制器和/或燃料电池发动机控制器，接收整车控制器和/或燃料电池发动机控制器的指令并做出相应动作；
进一步的，储氢系统线束5用于将车载供氢系统1各高压储氢容器瓶口组合阀上的高压压力传感器、温度传感器、高压电磁阀与氢管理控制器4建立电连接；
进一步的，供氢系统线束6用于将车载供氢系统1中减压器上集成的中压电磁阀、中压压力传感器与氢管理控制器4建立电连接；
进一步的，储氢模块氢浓度传感器线束7用于将车载供氢系统1中储氢模块上安装的氢浓度传感器与氢管理控制器4建立电连接；
进一步的，过孔线束8包含燃料电池发动机舱与乘客舱氢浓度传感器线束801、通讯线束802和低压电源线束803，用于将位于燃料电池发动机舱与乘客舱的氢浓度传感器、整车通讯总线、整车低压电源与氢管理控制器4建立电连接；
进一步的，弹性材料块9为带有楔形切口906、且中心为圆孔905结构，所述弹性材料块9包括弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902、末端弹性材料块903，其中，弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902中心孔径5mm~15mm，末端弹性材料块903中心孔径能够顺利通过过孔线束8的接插件；弯管前端弹性材料块901与弯管3过盈配合，可抑制雨水和灰尘通过弯管3进入燃料电池发动机舱；弯管中部弹性材料块902尺寸略小于弯管3截面尺寸1.5mm~3mm，避免过孔线束8与弯管3内壁产生摩擦破损；末端弹性材料块903与连接管201过盈配合，以便于装配操作，同时可防止过孔线束8被磨损破裂；
进一步的，过孔线束8与弯管3、连接管201、弹性材料块9之间的安装顺序如下：
过孔线束8从氢管理控制器4一端引出后，与燃料电池发动机舱与乘客舱氢浓度传感器、整车通讯和整车低压电源连接的一端依次穿过弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902，并将其按照预先设计的数据尺寸固定，然后沿弯管3入口切线方向穿过设有连接螺帽302、密封垫圈10和挡圈301的弯管3，再将其穿过与连接管201过盈配合的末端弹性材料块903，最后将弯管3与连接管201通过连接螺帽302紧固连接；在氢管理控制器4与弯管3入口之间的过孔线束8的最低点须均低于过孔线束8与氢管理控制器4、过孔线束8与弯管3入口处高度；
实施例一：本实施例提供一种燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，具体设计如下：
车载供氢系统1通过螺栓紧固于氢燃料电池客车车顶板2，在临近氢管理控制器4处的车顶板2上设有材质与车顶板2一致、高度45mm、管径40mm的连接管201，热浸镀锌材质的圆形截面弯管3直线端高度220mm，管径40mm，弯曲部分曲率半径20mm，弯管3上设有一体成型的挡圈301，在安装密封垫10和连接螺帽302后，将过孔线束8从氢管理控制器4一端引出，与燃料电池发动机舱与乘客舱氢浓度传感器、整车通讯和整车低压电源连接的一端依次穿过EPDM材质弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902，然后再穿过弯管3，并将弯管前端弹性材料块901压入弯管3，将末端弹性材料块903压入连接管201，然后再将过孔线束8的引出端穿过连接管201和末端弹性材料块903，再分别引入燃料电池发动机舱和乘客舱与氢浓度传感器、整车通讯总线、整车低压电源连接。其中，弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902为带有楔形切口、且中心为直径5mm圆孔结构；末端弹性材料块903为带有楔形切口、中心为能够确保过孔线束8接插件通过的圆孔结构；弯管前端弹性材料块901与弯管3过盈配合，可抑制雨水和灰尘通过弯管3进入燃料电池发动机舱；弯管中部弹性材料块902尺寸略小于弯管3截面尺寸3mm，避免过孔线束8与弯管3内壁产生摩擦破损；末端弹性材料块903与连接管201过盈配合，确保过孔线束不被坚硬物体磨损破裂。
采用本发明提出的燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，结构简单，安装方便，可有效防止雨水沿过孔线束进入燃料电池发动机舱和乘客舱，避免发生电安全事故，避免氢管理控制器因线束磨损短路而产生的误报故障。
实施例二：本实施例提供一种燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，具体设计如下：
车载供氢系统1通过螺栓紧固于氢燃料电池客车车顶板2，在临近氢管理控制器4处的车顶板2上设有材质与车顶板2一致、高度60mm、管径50mm的连接管201，不锈钢材质的圆形截面弯管3直线端高度200mm，管径50mm，弯曲部分曲率半径25mm，弯管3上设有一体成型的挡圈301，在安装密封垫10和连接螺帽302后，将过孔线束8从氢管理控制器4一端引出，与燃料电池发动机舱与乘客舱氢浓度传感器、整车通讯和整车低压电源连接的一端依次穿过EVA材质弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902，然后再穿过弯管3，并将弯管前端弹性材料块901压入弯管3，将末端弹性材料块903压入连接管201，然后再将过孔线束8的引出端穿过连接管201和末端弹性材料块903，再分别引入燃料电池发动机舱和乘客舱与氢浓度传感器、整车通讯总线、整车低压电源连接。其中，弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902为带有楔形切口、且中心为直径10mm圆孔结构；末端弹性材料块903为带有楔形切口、中心为能够确保过孔线束8接插件通过的圆孔结构；弯管前端弹性材料块901与弯管3过盈配合，可抑制雨水和灰尘通过弯管3进入燃料电池发动机舱；弯管中部弹性材料块902尺寸略小于弯管3截面尺寸2mm，避免过孔线束8与弯管3内壁产生摩擦破损；末端弹性材料块903与连接管201过盈配合，确保过孔线束不被坚硬物体磨损破裂。
采用本发明提出的燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，结构简单，安装方便，可有效防止雨水沿过孔线束进入燃料电池发动机舱和乘客舱，避免发生电安全事故，避免氢管理控制器因线束磨损短路而产生的误报故障。
实施例三：本实施例提供一种燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，具体设计如下：
车载供氢系统1通过螺栓紧固于氢燃料电池客车车顶板2，在临近氢管理控制器4处的车顶板2上设有材质与车顶板2一致、高度80mm、管径50mm的连接管201，不锈钢材质的圆形截面弯管3直线端高度100mm，管径65mm，弯曲部分曲率半径35mm，弯管3上设有一体成型的挡圈301，在安装密封垫10和连接螺帽302后，将过孔线束8从氢管理控制器4一端引出，与燃料电池发动机舱与乘客舱氢浓度传感器、整车通讯和整车低压电源连接的一端依次穿过CR材质弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902，然后再穿过弯管3，并将弯管前端弹性材料块901压入弯管3，将末端弹性材料块903压入连接管201，然后再将过孔线束8的引出端穿过连接管201和末端弹性材料块903，再分别引入燃料电池发动机舱和乘客舱与氢浓度传感器、整车通讯总线、整车低压电源连接。其中，弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902为带有楔形切口、且中心为直径15mm圆孔结构；末端弹性材料块903为带有楔形切口、中心为能够确保过孔线束8接插件通过的圆孔结构；弯管前端弹性材料块901与弯管3过盈配合，可抑制雨水和灰尘通过弯管3进入燃料电池发动机舱；弯管中部弹性材料块902尺寸略小于弯管3截面尺寸1.5mm，避免过孔线束8与弯管3内壁产生摩擦破损；末端弹性材料块903与连接管201过盈配合，确保过孔线束不被坚硬物体磨损破裂。
采用本发明提出的燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，结构简单，安装方便，可有效防止雨水沿过孔线束进入燃料电池发动机舱和乘客舱，避免发生电安全事故，避免氢管理控制器因线束磨损短路而产生的误报故障。
实施例四：本实施例提供一种燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，具体设计如下：
车载供氢系统1通过螺栓紧固于氢燃料电池客车车顶板2，在临近氢管理控制器4处的车顶板2上设有材质与车顶板2一致、高度80mm、管径50mm的连接管201，与车顶板2一致材质的圆形截面弯管3直线端高度140mm，管径80mm，弯曲部分曲率半径40mm，弯管3上设有螺纹固定连接的挡圈301，在安装密封垫10和连接螺帽302后，将过孔线束8从氢管理控制器4一端引出，与燃料电池发动机舱与乘客舱氢浓度传感器、整车通讯和整车低压电源连接的一端依次穿过HNBR材质弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902，然后再穿过弯管3，并将弯管前端弹性材料块901压入弯管3，将末端弹性材料块903压入连接管201，然后再将过孔线束8的引出端穿过连接管201和末端弹性材料块903，再分别引入燃料电池发动机舱和乘客舱与氢浓度传感器、整车通讯总线、整车低压电源连接。其中，弯管前端弹性材料块901、弯管中部弹性材料块902为带有楔形切口、且中心为直径15mm圆孔结构；末端弹性材料块903为带有楔形切口、中心为能够确保过孔线束8接插件通过的圆孔结构；弯管前端弹性材料块901与弯管3过盈配合，可抑制雨水和灰尘通过弯管3进入燃料电池发动机舱；弯管中部弹性材料块902尺寸略小于弯管3截面尺寸2mm，避免过孔线束8与弯管3内壁产生摩擦破损；末端弹性材料块903与连接管201过盈配合，确保过孔线束不被坚硬物体磨损破裂。
采用本发明提出的燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，结构简单，安装方便，可有效防止雨水沿过孔线束进入燃料电池发动机舱和乘客舱，避免发生电安全事故，避免氢管理控制器因线束磨损短路而产生的误报故障。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，它包含有车顶板（2）和过孔线束（8），其特征在于：所述车顶板（2）的上方固定连接有连接管（201），在连接管（201）顶部通过外螺纹连接有螺帽（302），螺帽（302）的顶端设有挡圈（301），挡圈（301）内侧通过密封垫（10）密封连接有弯管（3），过孔线束（8）位于弯管（3）内并通过连接管（201）伸入到车顶板（2）内侧。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，其特征在于：所述弯管（3）为两段固定连接，底段竖直布置并与连接管（201）对接，顶段向下倾斜布置并与底段圆滑过渡连接。
3.根据权利要求1所述的氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，其特征在于：所述弯管（3）和连接管（201）内均设有弹性材料块（9），分别为位于连接管（201）内侧的末端弹性材料块（903）、位于弯管（3）拆弯处的中部弹性材料块（902）和位于弯管（3）入口处的前端弹性材料块（901）。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，其特征在于：所述弹性材料块（9）为圆盘状结构，弹性材料块（9）的中心设有圆孔（905），在圆孔（905）的四周设有十字形的楔形切口（906），过孔线束（8）位于圆孔（905）内穿过。
5.根据权利要求3所述的氢燃料电池客车车载供氢系统线束过孔防护结构，其特征在于：所述末端弹性材料块（903）与连接管（201）内侧壁为过盈配合连接，中部弹性材料块（902）与弯管（3）内侧壁为间隙配合连接，前端弹性材料块（901）与弯管（3）内侧壁为过盈配合连接。
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