CN112776618B - 电动汽车的动力电池组件以及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动汽车的动力电池组件以及电动汽车。所述动力电池组件包括：充电电池组件，所述充电电池组件包括充电电池、与所述充电电池电连接的充电器以及与所述充电器电连接的充电口；以及燃料电池组件，所述燃料电池组件包括多个储气罐以及与所述多个储气罐连通的充气口，所述多个储气罐中至少两个储气罐沿所述电动汽车的宽度方向分别布置在所述充电器的两侧。所述电动汽车包括汽车车体以及所述动力电池组件。

Description

电动汽车的动力电池组件以及电动汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车的动力电池组件以及包括所述动力电池组件的电动汽车。
背景技术
燃料电池电动汽车(Fuel Cell ElectricVehicle，FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下，在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。
一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池电动汽车是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池电动汽车是一种理想的车辆。
发明内容
本发明的目的是要提供一种电动汽车的动力电池组件以及电动汽车，以增大电动汽车的汽车车身内的空间，提供轻型化的电动汽车结构，并提高电动汽车部件的保护性能。
根据本发明的一个方面，提供一种动力电池组件。所述动力电池组件包括：充电电池组件，所述充电电池组件包括充电电池、与所述充电电池电连接的充电器以及与所述充电器电连接的充电口；以及燃料电池组件，所述燃料电池组件包括多个储气罐以及与所述多个储气罐连通的充气口，所述多个储气罐中至少两个储气罐沿所述电动汽车的宽度方向分别布置在所述充电器的两侧。
可选地，所述燃料电池组件的所述多个储气罐通过金属绑带固定到所述电动汽车上。
可选地，所述充电电池组件的所述充电器和所述燃料电池组件的所述至少两个储气罐在高度方向上至少部分重叠。
可选地，所述至少两个储气罐沿其伸长方向的一侧设有阀门，所述充电电池组件的所述充电器布置在所述至少两个储气罐的远离所述阀门的另一侧。
可选地，所述充电电池组件的所述充电口布置在所述至少两个储气罐的远离所述阀门的另一侧。
根据本发明的另一个方面，提供一种电动汽车。所述电动汽车包括：汽车车体以及所述动力电池组件，所述汽车车体包括汽车车身和汽车底盘。
可选地，所述动力电池组件的充电电池组件的充电电池和充电器布置在所述汽车底盘上，所述充电电池组件的充电口布置在所述汽车车身上，所述充电电池沿着所述汽车车身的前后方向布置。
可选地，所述动力电池组件的燃料电池组件的至少两个储气罐分别布置在所述汽车底盘的两侧，所述燃料电池组件的充气口布置在所述汽车车身上，所述至少两个储气罐沿着所述汽车车身的前后方向布置。
可选地，所述充电电池组件的所述充电口和所述燃料电池组件的所述充气口分别布置在所述汽车车身的相对两侧上。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在所述动力电池组件中，提供了充电电池组件和燃料电池组件，可以单独通过所述充电电池组件或所述燃料电池组件来向电动汽车提供电能，也可以同时通过所述充电电池组件和所述燃料电池组件来提供电能；并且，所述充电电池组件的充电器布置在所述燃料电池组件的至少两个储气罐之间，能够减少所述充电电池组件的充电器受到外部冲击。
进一步地，所述燃料电池组件的多个储气罐通过金属绑带固定到所述电动汽车的汽车底盘上，能够在抑制质量增加的同时确保电动汽车结构的强度。
进一步地，所述充电电池组件的所述充电器和所述燃料电池组件的所述至少两个储气罐在高度方向上至少部分重叠，使得所述充电器基本处于所述至少两个储气罐的高度范围内，减少所述充电电池组件的充电器受到外部冲击，并能够得到较大的车身内空间。
进一步地，通过将所述充电电池组件的所述充电口和所述充电器布置在所述至少两个储气罐的远离阀门的另一侧，可以使所述充电口和所述充电器搭载在与所述至少两个储气罐的阀门连接的氢气配管的另一侧，能够高效地利用空间以进行搭载。
附图说明
本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记表示相同或相似的部件，其中：
图1为根据本发明的一个实施例的电动汽车的动力电池组件的结构示意图；以及
图2为根据本发明的一个实施例的电动汽车的内部结构的示意图。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。
图1中示出了根据本发明的一个实施例的电动汽车的动力电池组件100的结构示意图。
所述动力电池组件100包括充电电池组件110和燃料电池组件120。其中，所述充电电池组件110包括充电电池111、与所述充电电池111电连接的充电器112以及与所述充电器电连接的充电口113。所述充电电池111可以包括外壳以及外壳内由多个电芯组成的模组，所述充电口113用于电连接到例如充电站的充电桩，通过充电器112为所述充电电池111进行充电。
所述燃料电池组件120包括多个储气罐121以及与所述多个储气罐121连通的充气口122，所述多个储气罐121用于存储例如氢气，所述多个储气罐121中至少两个储气罐121分别布置在所述充电电池组件110的所述充电器112的两侧。
在图示的实施例中，沿所述电动汽车的宽度方向，两个储气罐121分别布置在所述充电电池组件110的所述充电器112的两侧，即，所述充电器112的两侧各设置了一个储气罐121；当然，在空间允许的情况下，所述充电器112的两侧也可以分别设置多个储气罐121。另外，所述充电器112的两侧的储气罐121的数目可以相同，也可以不相同。
在图示的实施例中，所述充电电池111邻近所述充电器112，也布置在所述两个储气罐121之间。所述两个储气罐121沿着水平方向相互平行布置，所述充电器112也沿着水平方向布置，平行于所述两个储气罐121并布置在所述两个储气罐121之间，所述充电器112离所述两个储气罐121的距离相同。在其他的实施例中，所述充电器112离所述两个储气罐121的距离也可以不同。通过这种布置方式，所述两个储气罐121能够保护所述充电电池组件110的充电器112，减少所述充电电池组件110的充电器112受到外部冲击。
根据本发明的一些实施例，所述燃料电池组件120的储气罐121通过金属绑带固定到所述电动汽车上，例如固定到所述电动汽车的汽车车体的汽车底盘上，能够在抑制质量增加的同时确保了结构的强度。
根据本发明的一些实施例，所述两个储气罐121在沿所述两个储气罐121的伸长方向上的一侧(例如，邻近所述充气口122的一侧)设有阀门1211。
根据本发明的一些实施例，所述充电电池组件110的所述充电器112和所述燃料电池组件120的所述两个储气罐121布置在基本相同的高度上。即，所述充电电池组件110的所述充电器112和所述燃料电池组件120的所述两个储气罐121在高度方向上至少部分重叠，减少所述充电电池组件110的所述充电器112受到外部冲击。
根据本发明的一些实施例，所述充电电池组件110的所述充电电池111和所述燃料电池组件120的所述两个储气罐121在高度方向上至少部分重叠。
在实际的应用中，根据具体的结构设置，所述充电器112和/或所述充电电池111可以不完全处于所述两个储气罐121的高度范围内。只要保证所述充电器112和/或所述充电电池111的大部分处于所述两个储气罐121的高度范围内，就可以通过所述两个储气罐121来保护布置在所述两个储气罐121之间的充电器112和/或充电电池111。
另外，所述充电电池组件110的所述充电器112和/或所述充电电池111布置在所述燃料电池组件120的所述两个储气罐121的长度范围内。
根据本发明的一些实施例，所述充电电池组件110的所述充电器112布置在所述两个储气罐121的远离所述阀门1211的另一侧。根据本发明的一些实施例，所述充电电池组件110的所述充电口113也布置在所述两个储气罐121的远离所述阀门1211的另一侧。通过这样布置，能够高效地利用空间以进行搭载。
根据本发明的一些实施例，所述燃料电池组件120还包括燃料电池堆栈123和燃料电池升压器124，所述燃料电池堆栈123与每个储气罐121连通，所述燃料电池升压器124与所述燃料电池堆栈123电连接。
所述燃料电池堆栈123是由数百片薄片燃料电池组成，因此被称为“堆栈”。所述燃料电池堆栈123包括空气通道和氢气通道，空气通道和氢气通道内可设有阀门来控制通道的打开和关闭。所述两个储气罐121中储存的氢气通过氢气通道被输送到所述燃料电池堆栈123中，与空气通道中输送的空气中的氧发生反应产生电能，然后驱动电动机运行。
在图示的实施例中，所述燃料电池组件120的充气口122布置在所述充电电池111的一侧，所述充电电池组件110的充电器112布置在所述充电电池111的另一侧。例如，沿着所述充电电池111的伸长方向，所述充气口122位于所述充电电池111的左侧，所述充电器112位于所述充电电池111的右侧。
在图示的实施例中，所述燃料电池堆栈123布置在所述充电电池111的一侧，所述充电器112布置在所述充电电池111的另一侧。例如，沿着所述充电电池111的伸长方向，所述燃料电池堆栈123位于所述充电电池111的左侧，所述充电器112位于所述充电电池111的右侧。
在一些实施例中，在所述多个储气罐121和所述充气口122之间设有分流歧管125，氢气通过所述分流歧管125分流到各个储气罐121中。
根据本发明的一些实施例，所述充电电池组件110还包括温度控制器114(见图2)以及电池冷却系统，用于控制所述充电电池组件110的所述充电电池111的温度。通过所述电池冷却系统的冷却管路中的冷却液与所述充电电池111发生热交换，从而对所述充电电池111进行冷却。
图2示出了根据本发明的一个实施例的电动汽车200的内部结构的示意图。所述电动汽车200包括汽车车体以及所述动力电池组件100，所述汽车车体包括汽车车身210和汽车底盘220。所述动力电池组件100安装在所述汽车车体上，所述动力电池组件100的充电电池组件110的充电电池111和充电器112布置在所述汽车底盘220上，所述充电电池组件110的充电口113布置在所述汽车车身210上；以及所述动力电池组件100的燃料电池组件120的两个储气罐121布置在所述汽车底盘220的两侧，所述燃料电池组件120的充气口122布置在所述汽车车身210上。
在图示的实施例中，所述汽车底盘220包括沿水平方向相互平行延伸的两个纵梁221，两个纵梁221的延伸方向与所述电动汽车的汽车车身210的前后方向相同。所述充电电池组件110的充电电池111和充电器112平行于两个纵梁221布置在两个纵梁221之间，所述燃料电池组件120的两个储气罐121平行于两个纵梁221布置在两个纵梁221的外侧。其中，所述充电电池111的伸长方向和所述两个储气罐121的伸长方向与所述电动汽车200的汽车车身210的前后方向相同。
根据本发明的一些实施例，所述电动汽车200还包括一对前轮230、一对后轮240、动力控制单元(Power Control Unit，PCU)250以及与所述动力控制单元250电连接的牵引电机系统260。所述动力控制单元250控制所述充电电池组件110和/或所述燃料电池组件120的输出以及所述牵引电机系统260的运行。其中，所述燃料电池升压器124与所述动力控制单元250电连接，所述充电电池111通过所述充电器112与所述动力控制单元250电连接。例如，所述燃料电池升压器124和所述充电器112分别电连接到整合器251，然后再电连接到所述动力控制单元250。所述燃料电池堆栈123产生的电能与所述充电电池111提供的电能在所述整合器251处会聚，会聚后的总电量驱动电机运转。
所述牵引电机系统260与所述一对后轮240通过转轴261转动连接，以驱动所述一对后轮240旋转。所述牵引电机系统260可以是集牵引电机、变速箱于一体的牵引电机系统，通过采用一体化设计，实现了牵引电机系统的小型化和轻量化，从而提高了车辆布局的灵活性。
在图示的实施例中，所述充电电池组件110的所述充电口113和所述燃料电池组件120的充气口122布置在所述汽车车身210的相对侧上；在其它的实施例中，所述充电电池组件110的所述充电口113和所述燃料电池组件120的充气口122也可以布置在所述汽车车身210的相同侧上。
在图2所示的实施例中，除了布置在两个纵梁221的外侧的两个储气罐121以外，在两个纵梁221之间、一对前轮230之间还布置了两个附加的储气罐121，以提供充足的氢气来保证电能输出。
在驾驶电动汽车时，驾驶者启动电动汽车，由所述动力控制单元250控制所述牵引电机系统260开始工作，所述牵引电机系统260通过转轴261带动一对后轮240转动，然后电动汽车开始行驶。其中，可以通过所述充电电池111输出的能量为所述牵引电机系统260提供动力。或者，空气中的氧气和储气罐中的氢气输送到所述燃料电池堆栈123，通过化学反应产生电，然后将电输送到所述牵引电机系统260，从而驱动所述牵引电机系统260。
根据本发明的实施例，在所述动力电池组件中，提供了所述充电电池组件和所述燃料电池组件，可以单独通过所述充电电池组件或所述燃料电池组件来提供电能，也可以同时通过所述充电电池组件和所述燃料电池组件来提供电能；并且，所述充电电池组件的充电器布置在所述燃料电池组件的两个储气罐之间，能够保护所述充电电池组件的充电器，减少所述充电电池组件的充电器受到外部冲击，提高了配置有燃料电池的电动汽车的碰撞安全性能。
另外，通过将所述充电电池组件的所述充电口和所述充电器布置在所述至少两个储气罐的远离所述阀门的另一侧，可以使所述充电口和所述充电器搭载在与所述至少两个储气罐的阀门连接的氢气配管的另一侧，能够高效地利用空间以进行搭载。
所述动力电池组件的充电电池、充电器以及充电口和所述燃料电池组件的储气罐和充气口的排布位置能够在有限的搭载空间内实现组件的合理配置，增大了电动汽车的汽车车身内的空间，提供了轻型化的电动汽车结构，并提高了电动汽车部件的保护性能。
以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。

Claims (9)

1.一种电动汽车的动力电池组件(100)，其特征在于，所述动力电池组件(100)包括：
充电电池组件(110)，所述充电电池组件(110)包括充电电池(111)、与所述充电电池(111)电连接的充电器(112)以及与所述充电器(112)电连接的充电口(113)；以及
燃料电池组件(120)，所述燃料电池组件(120)包括多个储气罐(121)以及与所述多个储气罐(121)连通的充气口(122)，所述多个储气罐(121)中至少两个储气罐(121)沿所述电动汽车的宽度方向分别布置在所述充电器(112)的两侧。
2.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池组件(100)，其特征在于，所述燃料电池组件(120)的所述多个储气罐(121)通过金属绑带固定到所述电动汽车上。
3.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池组件(100)，其特征在于，所述充电电池组件(110)的所述充电器(112)和所述燃料电池组件(120)的所述至少两个储气罐(121)在高度方向上至少部分重叠。
4.如权利要求1到3任一项所述的电动汽车的动力电池组件(100)，其特征在于，所述至少两个储气罐(121)沿其伸长方向的一侧设有阀门(1211)，所述充电电池组件(110)的所述充电器(112)布置在所述至少两个储气罐(121)的远离所述阀门(1211)的另一侧。
5.如权利要求4所述的电动汽车的动力电池组件(100)，其特征在于，所述充电电池组件(110)的所述充电口(113)布置在所述至少两个储气罐(121)的远离所述阀门(1211)的另一侧。
6.一种电动汽车(200)，其特征在于，包括：
汽车车体，所述汽车车体包括汽车车身(210)和汽车底盘(220)；以及
如权利要求1到5任一项所述的电动汽车的动力电池组件(100)。
7.如权利要求6所述的电动汽车(200)，其特征在于，所述动力电池组件(100)的充电电池组件(110)的充电电池(111)和充电器(112)布置在所述汽车底盘(220)上，所述充电电池组件(110)的充电口(113)布置在所述汽车车身(210)上，所述充电电池(111)沿着所述汽车车身(210)的前后方向布置。
8.如权利要求7所述的电动汽车(200)，其特征在于，所述动力电池组件(100)的燃料电池组件(120)的至少两个储气罐(121)分别布置在所述汽车底盘(220)的两侧，所述燃料电池组件(120)的充气口(122)布置在所述汽车车身(210)上，所述至少两个储气罐(121)沿着所述汽车车身(210)的前后方向布置。
9.如权利要求6到8任一项所述的电动汽车(200)，其特征在于，所述充电电池组件(110)的所述充电口(113)和所述燃料电池组件(120)的所述充气口(122)分别布置在所述汽车车身(210)的相对两侧上。
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