CN112721618A - 一种氢燃料汽车快速固定气罐装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域。目的在于提供一种氢燃料汽车快速固定气罐装置及方法，包括并排布置的、沿氢燃料罐的罐体长度方向延伸的往复丝杠和导杆，所述往复丝杠的一端与夹持电机连接；所述往复丝杠与导杆之间的距离大于氢燃料罐的罐体直径；还包括横跨设置在往复丝杠与导杆之间的、能够沿往复丝杠和导杆长度方向开合的两组夹持组件。本发明能够方便快速的对氢燃料罐的罐体进行稳定的安装和快速的拆卸，方便进行换罐操作。

Description

一种氢燃料汽车快速固定气罐装置及方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域,具体涉及一种氢燃料汽车快速固定气罐装置及方法。

背景技术

近年来，随着传统化石能源燃烧所带来的供应压力和环境污染问题，传统燃油汽车的发展进入了瓶颈期。为此，出于对清洁能源的前景的期盼，节能环保的氢燃料汽车在近几年越来越被人们所提及。目前，在氢燃料汽车开发过程中，由于受到当前加氢站数量少，设置的地址偏远，加氢不方便等问题的制约，氢燃料电池汽车的普及率一直得不到提升。氢燃料汽车与传统燃油车不同，其能源来自于高压缩的氢，这就导致其不可能向传统燃油车一样直接加注燃油。针对上述问题，现有的思路大体上是通过直接更换氢燃料气罐的方式进行燃料补给，然而，截止目前，本领域在氢燃料气罐更换方面的技术止步于理论阶段，真正具有投产意义的氢燃料环罐设备、设施目前在我国还具有非常大的缺口，即使有部分换罐设备，但其在使用上极为不便，且效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢燃料汽车快速固定气罐装置及方法，能够精准、迅速的实现罐体的安装和拆卸，方便进行换罐操作。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种氢燃料汽车快速固定气罐装置，包括并排布置的、沿氢燃料罐的罐体长度方向延伸的往复丝杠和导杆，所述往复丝杠的一端与夹持电机连接；所述往复丝杠与导杆之间的距离大于氢燃料罐的罐体直径；还包括横跨设置在往复丝杠与导杆之间的、能够沿往复丝杠和导杆长度方向开合的两组夹持组件；

所述夹持组件包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块套设在丝杠上并与丝杠构成螺纹配合，所述第二滑块套设在导杆上并与导杆构成滑动配合；两组所述夹持组件的第一滑块分别与往复丝杠的两条丝口构成螺纹配合；

所述夹持组件还包括设置在第一滑块与第二滑块之间的安装横板，以及设置在安装横板上的承托条；两组所述夹持组件的承托条相对的表面设置有托槽，所述托槽呈与氢燃料罐罐体相配合的弧形；两个所述承托条之间构成夹持区。

优选的，还包括滑动接驳组件，所述滑动接驳组件设置在氢燃料罐罐体头端对应的夹持组件一侧，且能够跟随夹持组件运动；滑动接驳组件包括基板，所述基板中心的上表面设置有垫板，所述垫板的顶部设置有L形的拐板，所述拐板上段朝向氢燃料罐罐体头端的一侧设置有接驳头，拐板上还设置有供用于与接驳头对接的连接管穿过的管孔。

优选的，所述垫板通过螺栓与基板连接，所述基板通过螺栓与拐板连接，所述拐板通过螺栓与接驳头连接。

优选的，所述往复丝杠和导杆靠近两端的一段均安装在轴承座上，并通过轴承与轴承座连接。

优选的，所述夹持组件的第一滑块和第二滑块相对的一侧均设置有接头槽，所述接头槽的中部设置有凸出的接头台，所述接头台的端部设置有凹缺；所述安装横板的两端设置有与接头槽和接头台上的凹缺相配合的“3”字形卡接头，所述卡接头卡设在接头槽内，并通过螺栓锁紧在第一滑块和第二滑块上；所述承托条通过螺栓固定设置在安装横板上，所述承托条朝向氢燃料罐的一面设置有托槽。

优选的，所述接头槽背向氢燃料罐的一端设置有封板。

优选的，所述安装横板的横截面呈横置的T字形，且T字形的杆部朝向氢燃料罐所在的一侧，所述承托条背向氢燃料罐的一面设置有与安装横板相配合的连接槽，所述承托条通过连接槽卡套在安装横板外，并通过螺栓锁紧。

优选的，所述托槽的表面固定设置有一张橡胶垫条。

优选的，应用所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置的换罐方法包括以下步骤：

A、换罐装置移动至待更换的氢燃料罐下方，并承托住氢燃料罐；

B、夹持电机带动复丝杠旋转，往复丝杠带动两个夹持组件张开，实现夹持组件对氢燃料罐的夹持解锁；

C、换罐装置将氢燃料罐取走，装夹新的氢燃料罐；

D、换罐装置将新的氢燃料罐由往复丝杠与导杆之间放入，夹持电机带动往复丝杠反向旋转，往复丝杠带动两个夹持组件合拢，实现夹持组件对氢燃料罐的夹持锁定；同时滑动接驳组件的接驳头与氢燃料罐罐体头端的气阀接驳，完成更换。

本发明的有益效果集中体现在：能够方便快速的对氢燃料罐的罐体进行稳定的安装和快速的拆卸，方便进行换罐操作。具体来说，本发明在使用过程中，夹持电机动作，带动往复丝杠动作，往复丝杠在动作的过程中，带动两个夹持组件的第一滑块和第二滑块沿着导杆合拢或分开，进而带动安装横板及其上的承托条合拢或分开。换罐装置将氢燃料罐放入两个夹持组件之间，或从两个夹持组件之间将氢燃料罐取走。当两个夹持组件合拢后，氢燃料罐罐体的两端放置在托槽上实现夹紧。本发明能够实现罐体的快速更换和固定。通过优选设置的滑动接驳组件，本发明还能在夹紧的同时，实现氢燃料罐与车辆燃料系统的快速接驳和脱扣，从真正意义上满足了自动化换罐的需求。

附图说明

图1为快速固定装置的结构示意图；

图2为图1中A部放大图；

图3为夹持组件未安装承托条时的结构示意图；

图4为第一滑块的结构示意图；

图5为承托条的结构示意图。

具体实施方式

为了实现氢燃料罐64在车辆上的快速安装定位，结合图1-5所示的，本发明还公布了一种罐体快速安装固定装置，如图1-3所示，快速安装固定装置包括并排布置的、沿氢燃料罐64的罐体长度方向延伸的往复丝杠61和导杆62，所述往复丝杠61的一端与夹持电机连接。所述往复丝杠61也就是表面设置有两条丝口的丝杠，其在转动的过程中，通过与往复丝杠61上不同丝口的螺纹配合，实现双向运动。所述往复丝杠61与导杆62之间的距离大于氢燃料罐64的罐体直径，以满足氢燃料罐64的进入和退出。所述往复丝杠61和导杆62靠近两端的一段均安装在轴承座75上，并通过轴承与轴承座75连接。

还包括横跨设置在往复丝杠61与导杆62之间的、能够沿往复丝杠61和导杆62长度方向开合的两组夹持组件。两组夹持组件在往复丝杠61的带动下合拢夹持、分开解锁。

所述夹持组件包括第一滑块65和第二滑块66，所述第一滑块65套设在往复丝杠61上并与往复丝杠61构成螺纹配合，所述第二滑块66套设在导杆62上并与导杆62构成滑动配合。两组所述夹持组件的第一滑块65分别与往复丝杠61的两条丝口构成螺纹配合，从而实现两个第一滑块65的对向或背向运动。

所述夹持组件还包括设置在第一滑块65与第二滑块66之间的安装横板67，以及设置在安装横板67上的承托条68。两组所述夹持组件的承托条68相对的表面设置有托槽69，所述托槽69呈与氢燃料罐64罐体相配合的弧形，两个所述承托条68之间构成夹持区。

本发明在使用过程中，具体来讲，夹持电机动作，带动往复丝杠61动作，往复丝杠61在动作的过程中，带动两个夹持组件的第一滑块65和第二滑块66沿着导杆62合拢或分开，进而带动安装横板67及其上的承托条68合拢或分开。换罐装置将氢燃料罐64放入两个夹持组件之间，或从两个夹持组件之间将氢燃料罐64取走。当两个夹持组件合拢后，氢燃料罐64罐体的两端放置在托槽69上实现夹紧。本发明能够实现罐体的快速更换和固定。

为了在固定的过程中同步实现接驳和脱扣，本发明还包括滑动接驳组件，所述滑动接驳组件设置在氢燃料罐64罐体头端对应的夹持组件一侧，且能够跟随夹持组件运动，其可以是直接安装在夹持组件对应的第一滑块65和第二滑块66上，也可以是安装在单独设置的一组能够跟随运动的第一滑块65和第二滑块66上。滑动接驳组件包括基板70，所述基板70中心的上表面设置有垫板71，所述垫板71的顶部设置有L形的拐板72，所述拐板72上段朝向氢燃料罐64罐体头端的一侧设置有接驳头73，所述垫板71通过螺栓与基板70连接，所述基板70通过螺栓与拐板72连接，所述拐板72通过螺栓与接驳头73连接。

所述拐板72上还设置有供用于与接驳头73对接的连接管穿过的管孔74，车辆0动力系统的连接管通过管孔74与接驳头73的连接。当两组夹持组件合拢时，接驳头73与氢燃料罐64的罐体气阀连接。当夹持组件分开是，接驳头73与氢燃料罐64的罐体气阀脱扣。

其总体使用方法如下：

A、换罐装置移动至待更换的氢燃料罐64下方，并承托住氢燃料罐64。

B、夹持电机带动复丝杠旋转，往复丝杠61带动两个夹持组件张开，实现夹持组件对氢燃料罐64的夹持解锁。

C、换罐装置将氢燃料罐64取走，装夹新的氢燃料罐64。

D、换罐装置将新的氢燃料罐64由往复丝杠61与导杆62之间放入，夹持电机带动往复丝杠61反向旋转，往复丝杠61带动两个夹持组件合拢，实现夹持组件对氢燃料罐64的夹持锁定。同时滑动接驳组件的接驳头73与氢燃料罐64罐体头端的气阀接驳，完成更换。

在非标状态下，对于不同型号的车辆而言，其氢燃料罐64的尺寸和形状具有一定的差异，为了满足这种差异，提高通用性和适配性，结合图3-5所示，承托条68在安装横板67上，应当最好是可拆卸连接的，同时还要保证其连接的稳定性。为此，本发明所述夹持组件的第一滑块65和第二滑块66相对的一侧均设置有接头槽76，所述接头槽76的中部设置有凸出的接头台77，所述接头台77的端部设置有凹缺78。

所述安装横板67的两端设置有与接头槽76和接头台77上的凹缺78相配合的“3”字形卡接头79，所述卡接头79卡设在接头槽76内，并通过螺栓锁紧在第一滑块65和第二滑块66上。

通过设置接头槽76、接头台77，使得安装横板67端部的卡接头79能够更加紧密稳定的与第一滑块65和第二滑块66连接，且定位快速，方便拆装。同时，由于卡接头79呈“3”字形，其与第一滑块65和第二滑块66具有更大的接触面积，使得应力面更大，防止局部压力过大，进而使二者的连接位置能够承受极大的纵向压力，满足其上的氢燃料罐64的搭载。所述承托条68通过螺栓固定设置在安装横板67上，所述承托条68朝向氢燃料罐64的一面设置有托槽69。

由于夹持组件在夹持氢燃料罐64时，会承受一定的沿氢燃料罐64长度方向的纵向应力，为此，如图4中所示，本发明所述接头槽76背向氢燃料罐64的一端设置有封板80。封板80可承接大部分的纵向应力，使得第一滑块65和第二滑块66与卡接头79之间的连接更加稳固，能够承受更大的压力，减少螺栓的应力。

同时，为了确保承托条68能够更稳定的设置在安装横板67上，且具有便于更换的功能，结合图2和5所示，所述安装横板67的横截面呈横置的T字形，且T字形的杆部朝向氢燃料罐64所在的一侧，所述承托条68背向氢燃料罐64的一面设置有与安装横板67相配合的连接槽81，所述承托条68通过连接槽81卡套在安装横板67外，并通过螺栓锁紧。T字形的安装横板67能够更好的承接来自承托条68的应力，稳定性更好，且连接强度更高。为了表面托槽69与氢燃料罐64直接刚性接触以保护氢燃料罐64，所述托槽69的表面固定设置有一张橡胶垫条82。

Claims (9)

1.一种氢燃料汽车快速固定气罐装置，其特征在于：包括并排布置的、沿氢燃料罐(64)的罐体长度方向延伸的往复丝杠(61)和导杆(62)，所述往复丝杠(61)的一端与夹持电机连接；所述往复丝杠(61)与导杆(62)之间的距离大于氢燃料罐(64)的罐体直径；还包括横跨设置在往复丝杠(61)与导杆(62)之间的、能够沿往复丝杠(61)和导杆(62)长度方向开合的两组夹持组件；

所述夹持组件包括第一滑块(65)和第二滑块(66)，所述第一滑块(65)套设在往复丝杠(61)上并与往复丝杠(61)构成螺纹配合，所述第二滑块(66)套设在导杆(62)上并与导杆(62)构成滑动配合；两组所述夹持组件的第一滑块(65)分别与往复丝杠(61)的两条丝口构成螺纹配合；

所述夹持组件还包括设置在第一滑块(65)与第二滑块(66)之间的安装横板(67)，以及设置在安装横板(67)上的承托条(68)；两组所述夹持组件的承托条(68)相对的表面设置有托槽(69)，所述托槽(69)呈与氢燃料罐(64)罐体相配合的弧形；两个所述承托条(68)之间构成夹持区。

2.根据权利要求1所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置，其特征在于：还包括滑动接驳组件，所述滑动接驳组件设置在氢燃料罐(64)罐体头端对应的夹持组件一侧，且能够跟随夹持组件运动；滑动接驳组件包括基板(70)，所述基板(70)中心的上表面设置有垫板(71)，所述垫板(71)的顶部设置有L形的拐板(72)，所述拐板(72)上段朝向氢燃料罐(64)罐体头端的一侧设置有接驳头(73)，拐板(72)上还设置有供用于与接驳头(73)对接的连接管穿过的管孔(74)。

3.根据权利要求2所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置，其特征在于：所述垫板(71)通过螺栓与基板(70)连接，所述基板(70)通过螺栓与拐板(72)连接，所述拐板(72)通过螺栓与接驳头(73)连接。

4.根据权利要求3所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置，其特征在于：所述往复丝杠(61)和导杆(62)靠近两端的一段均安装在轴承座(75)上，并通过轴承与轴承座(75)连接。

5.根据权利要求4所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置，其特征在于：所述夹持组件的第一滑块(65)和第二滑块(66)相对的一侧均设置有接头槽(76)，所述接头槽(76)的中部设置有凸出的接头台(77)，所述接头台(77)的端部设置有凹缺(78)；所述安装横板(67)的两端设置有与接头槽(76)和接头台(77)上的凹缺(78)相配合的“3”字形卡接头(79)，所述卡接头(79)卡设在接头槽(76)内，并通过螺栓锁紧在第一滑块(65)和第二滑块(66)上；所述承托条(68)通过螺栓固定设置在安装横板(67)上，所述承托条(68)朝向氢燃料罐(64)的一面设置有托槽(69)。

6.根据权利要求5所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置，其特征在于：所述接头槽(76)背向氢燃料罐(64)的一端设置有封板(80)。

7.根据权利要求6所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置，其特征在于：所述安装横板(67)的横截面呈横置的T字形，且T字形的杆部朝向氢燃料罐(64)所在的一侧，所述承托条(68)背向氢燃料罐(64)的一面设置有与安装横板(67)相配合的连接槽(81)，所述承托条(68)通过连接槽(81)卡套在安装横板(67)外，并通过螺栓锁紧。

8.根据权利要求7所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置，其特征在于：所述托槽(69)的表面固定设置有一张橡胶垫条(82)。

9.应用权利要求1-8中任意一项所述的氢燃料汽车快速固定气罐装置的换罐方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、换罐装置移动至待更换的氢燃料罐(64)下方，并承托住氢燃料罐(64)；

B、夹持电机带动复丝杠旋转，往复丝杠(61)带动两个夹持组件张开，实现夹持组件对氢燃料罐(64)的夹持解锁；

C、换罐装置将氢燃料罐(64)取走，装夹新的氢燃料罐(64)；

D、换罐装置将新的氢燃料罐(64)由往复丝杠(61)与导杆(62)之间放入，夹持电机带动往复丝杠(61)反向旋转，往复丝杠(61)带动两个夹持组件合拢，实现夹持组件对氢燃料罐(64)的夹持锁定；同时滑动接驳组件的接驳头(73)与氢燃料罐(64)罐体头端的气阀接驳，完成更换。

Images