CN113247120A - A+b型分体模块化新能源载货汽车架构 - Google Patents

Abstract

分隔纯电动载货汽车驱动和载货A+B两个结构，将原本A牵引车能量供应结构转移至B挂车结构，使A牵引车可以轻量化、小型化、舒适性设计，同时B挂车在装卸货时完成储能，在A牵引车拖挂B挂车运送货物时由B挂车供应能量给A牵引车，A牵引车配备小型电池组，可以脱离B挂车独立行使，满足低成本、高效率物流运营需求。

Description

A+B型分体模块化新能源载货汽车架构

技术领域

一种A+B型分体独立模块构成的适用新能源载货汽车的结构。

背景技术

近年来随着人类生存环境不断恶化，雾霾增多，同时伴随着政府新能源政策利好，载货汽车市场推出了新能源载货汽车车型，从能量供应上主要有纯电动载货汽车、氢燃料电池载货汽车，氢燃料载货汽车受限于氢气供应不足等问题暂未在市场上大量推广，新能源载货汽车主要以纯电动为主，但是纯电动载货汽车市场占有率依然很少，经过对市场上各种纯电动载货汽车信息收集、整理、分析，现有纯电动汽车无法大规模推广主要有以下几个问题：①、动力弱载重能力差 ②、续航能力差，只能短距离固定路线运行 ③、充电时间长④、相对于传统内燃机货车售价太高，运营效率低下，对以上几点问题分析其中都聚焦于一个问题：因现有的电池技术瓶颈，相比小型乘用车，载货汽车行驶中需要更大的电流输出，导致电池组电量快速耗尽，造成续航里程短，为了满足载货汽车载重能力、续航，汽车厂家必须在汽车上堆叠大量电池包，导致车辆自重增加，车辆负荷增大影响车辆动力，同时过多的电池包需要更长的时间进行充电，大量占用时间，降低运营效率，违背了货车运营多拉快跑的基本盈利特性，且过多的电池包堆叠造成纯电动载货汽车售价高昂，与传统内燃机货车相比毫无优势；为了解决以上因电池造成的各种问题，设计出新型的A+B分体模块化新能源载货汽车架构。

发明内容

现有载货汽车按承载吨位分为：微型卡车、轻型卡车、中型卡车、重型卡车、超重型卡车；

按车型分为：平车、自卸车、牵引车、箱车、半挂等；

按驱动形式：4*2、4*4、6*2、6*4、6*6、8*4、8*6等；

分体模块化新能源载货汽车架构将新能源载货汽车分为两个独立结构：A前置动力单元、B后置能量供应单元；

A前置动力单元包括（以下简称牵引车）：驾驶舱+电驱动总成+底盘车架承载结构（前桥、中桥）+拖挂结构+满足短距离续航的微小型电池组；

B后置能量单元包括（以下简称挂车）：货舱+拖挂结构+底盘车架承载结构（包括后桥）+大型电能供应结构（可分类设计为纯电池包或氢燃料电堆两种电能输出）；

以当前全球新能源汽车未来能源发展规划主要包括有纯电动汽车和氢燃料电池汽车两种，两种不同能源结构虽能量来源不同，但是其中包含的动力结构都为电驱动结构，因此将所有不同车型前置动力系统统一设计为电驱动结构，后置能量供应系统不包含动力总成，只包含能量供应结构；

前置动力单元为统一固定结构；后置能量单元电能供应结构包括多种不同种类的电力电能产生方式：①、纯电池组供电（利用充放电方式）②、PEMFC氢气氢燃料电池产生电能③、MAHFC甲醇水氢燃料电池产生电能 ④、DMFC甲醇燃料电池产生电能 ⑤、LNG液化天然气发动机和发电机组产生电能 ⑥、LPG液化石油气发动机和发电机组产生电能 ⑦、 CNG压缩天然气发动机和发电机组产生电能 ⑧、M100甲醇燃料发动机和发电机组产生电能；

前置动力单元与后置能量单元通过拖挂结构接驳，拖挂结构包含有传统机械拖挂结构、电能电力传输接驳结构、BMS电控接驳结构；电能电力传输接驳结构负责前置动力单元与后置能量单元之间的电能传输，前置动力单元兼容所有不同种类电能产生方式的后置能量单元；

（电能电力传输接驳结构、BMS电控接驳结构）包括有固定固体非标准和标准电气化插拔式和接触式物理结构和线型电缆等插拔结构；

自动接驳系统：在前置动力单元与后置能量单元接驳拖挂结构处安装有激光雷达、毫米波雷达、高精度定位视觉传感器，收集距离测量、轮廓测量、点位测量、视觉定位等数据分析传递至前置动力单元中央控制器，由控制器控制车辆驱动结构自动调整前置动力单元位置完成与后置能量单元接驳。

具体实施方式

在前置动力单元和后置能量单元分开情况下，前置动力单元配备有微小型电池组可独立行驶，低负荷运行；当需要载货运输时，前置动力单元和后置能量单元接驳，后置能量单元向前置动力单元输送电能，为长距离载货运输提供动力、续航；

此架构适用于微型卡车、轻型卡车、中型卡车、重型卡车、超重型卡车等不同承载吨位货车；适用于平车、自卸车、牵引车、箱车、半挂等不同货车；4*2、4*4、6*2、6*4、6*6、8*4、8*6等不同驱动形式货车；

在统一架构结构性不变的前提下，按载重和车型、驱动形式不同，改变前置动力单元承载体积大小、驾驶舱大小、拖挂结构大小、驱动电机功率等；同时改变后置能量单元体积大小、电能供应结构大小（包括电池组大小或氢燃料电堆功率+氢气瓶组大小等）、车架货舱大小等；

采用此架构优点有：

1、统一架构，减少不同车型平台的前期研发设计费用，降低厂商生产线架设成本和相应自动化及人员技术更迭周期时长，更快速的响应市场需求，增加厂商市场竞争力；

2、对应货运运营机构，牵引车和挂车分离运营，货运运营商自营挂车，牵引车可由其他运营商或个体户运营，牵引车自带小型电池组充电快（在停歇休息期间即可充满电）不需消耗大量时间等待充电，挂车运营方负责对挂车装卸货和充能（充电或加氢），假设在A地点和B地点之间固定线路运行，牵引车拖挂挂车货物运送到B地点，牵引车和挂车分离，B地点负责对挂车装卸货和充能，牵引车无需等待挂车卸货和充能，直接拖挂B地点完成装卸货和充能的挂车运送至A地点，同理，A地点负责对挂车装卸货和充能，牵引车无需等待挂车卸货和充能，直接拖挂A地点完成装卸货和充能的挂车运送至B地点，如此牵引车和挂车运营机构都可满足全天24小时不间断运营，大大提高运营效率，增加收益；

3、牵引车因为减小了电池组电力供应结构，因此可以将牵引车小型化、轻量化，降低车身增加单体行驶安全性，同时更小更轻的车身也降低了能耗减少运营成本；

4、减小牵引车电能供应结构，可以有更多的空间分配给驾驶舱和动力系统，增加驾驶员舒适性，将动力系统更优化设计。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.分体模块化新能源载货汽车架构将新能源载货汽车分为两个独立结构：A前置动力单元、B后置能量供应单元；

A前置动力单元包括（简称牵引车）：驾驶舱+电驱动总成+底盘车架承载结构（前桥、中桥）+拖挂结构+满足短距离续航的微小型电池组；

B后置能量单元包括（简称挂车）：货舱+拖挂结构+底盘车架承载结构（包括后桥）+大型电能供应结构（可分类设计为纯电池包或氢燃料电堆两种电能输出）。

2.前置动力系统统一设计为电驱动结构，后置能量供应系统不包含动力总成，只包含能量供应结构。

3.前置动力单元与后置能量单元通过拖挂结构接驳，拖挂结构包含有传统机械拖挂结构、电能电力传输接驳结构、BMS电控接驳结构；电能电力传输接驳结构负责前置动力单元与后置能量单元之间的电能传输。

4.根据权利要求1和权利要求2和权利要求3所述，其中所述前置动力单元为统一固定结构，前置动力单元兼容所有不同种类电能产生方式的后置能量单元，不因后置能量单元电能产生种类方式改变而改变。

5.根据权利要求1和权利要求2和权利要求3和权利要求4所述，其中所述后置能量单元电能供应结构包括多种不同种类的电力电能产生方式：①、纯电池组供电（利用充放电方式）②、PEMFC氢气氢燃料电池产生电能③、MAHFC甲醇水氢燃料电池产生电能④、DMFC甲醇燃料电池产生电能⑤、LNG液化天然气发动机和发电机组产生电能⑥、LPG液化石油气发动机和发电机组产生电能⑦、 CNG压缩天然气发动机和发电机组产生电能⑧、M100甲醇燃料发动机和发电机组产生电能。

6.根据权利要求3所述，其中所述（电能电力传输接驳结构、BMS电控接驳结构）包括有固定固体非标准和标准电气化插拔物理结构和线型电缆等插拔结构。

7.在前置动力单元和后置能量单元分开情况下，前置动力单元配备有微小型电池组可独立行驶，低负荷运行；当需要载货运输时，前置动力单元和后置能量单元接驳，后置能量单元向前置动力单元输送电能，为长距离载货运输提供动力、续航。

8.此架构适用于微型卡车、轻型卡车、中型卡车、重型卡车、超重型卡车等不同承载吨位货车；适用于平车、自卸车、牵引车、箱车、半挂等不同货车；4*2、4*4、6*2、6*4、6*6、8*4、8*6等不同驱动形式货车。

9.在统一架构结构性不变的前提下，按载重和车型、驱动形式不同，改变前置动力单元承载体积大小、驾驶舱大小、拖挂结构大小、驱动电机功率等；同时改变后置能量单元体积大小、电能供应结构大小（包括电池组大小或氢燃料电堆功率+氢气瓶组大小等）、车架货舱大小等。

10.自动接驳系统：在前置动力单元与后置能量单元接驳拖挂结构处安装有激光雷达、毫米波雷达、高精度定位视觉传感器，收集距离测量、轮廓测量、点位测量、视觉定位等数据分析传递至前置动力单元中央控制器，由控制器控制车辆前置动力单元驱动结构自动调整前置动力单元位置完成与后置能量单元接驳。