CN215435974U - 一种多动力源商用车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多动力源商用车，其属于车辆技术领域，包括车架；驾驶舱，安装于车架的前端；车厢，安装于车架的后端，并位于驾驶舱的一侧；增程柴油机系统，安装于车架上，并位于驾驶舱下方；燃料电池系统，包括燃料电池发动机及氢气存储装置，燃料电池发动机位于驾驶舱的下方，并位于增程柴油机系统的一侧，氢气存储装置位于驾驶舱与车厢之间；动力电池系统，位于车厢下方并安装于车架上。本实用新型能够以多种较小动力源组合实现较大功率的驱动输出，提供的多动力源商用车可充分利用各动力源优势，具有较长的续航里程、较好的排放控制和较低的成本，解决了现有商用车因排放限制和续航限制导致成本较高的问题，提高了运营收益。

Description

一种多动力源商用车

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种多动力源商用车。

背景技术

新能源动力系统与传统能源动力系统结合的车辆得到普遍的应用，该车辆既能够满足排放要求，还能够具有较大的动力。

现有技术中，多动力源商用车通常采用增程式技术路线，以满足城市物流配送需求。其中，多动力源商用车的动力源通常为燃料电池动力系统及动力电池系统。但是，燃料电池系统及动力系统能够产生的输出功率较低，导致多动力源商用车的续航里程较短，且多动力源商用车承载货物后，续航里程会进一步缩短，进而导致多动力源商用车的成本较高、运营收益较差，无法满足用户的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多动力源商用车，能具有较长的续航里程和较低的成本，提高了运营收益。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种多动力源商用车，包括：

车架；

驾驶舱，安装于所述车架的前端；

车厢，安装于所述车架的后端，并位于所述驾驶舱的一侧；

增程柴油机系统，安装于所述车架上，并位于所述驾驶舱下方；

燃料电池系统，包括燃料电池发动机及氢气存储装置，所述燃料电池发动机位于所述驾驶舱的下方，并位于所述增程柴油机系统的一侧，所述氢气存储装置位于所述驾驶舱与所述车厢之间；

动力电池系统，位于所述车厢下方并安装于所述车架上。

可选地，所述增程柴油机系统包括增程柴油机及柴油机散热器，所述柴油机散热器安装于所述车架的一端，所述增程柴油机沿所述车架延伸方向位于所述柴油机散热器的一侧。

可选地，所述氢气存储装置呈长方体状，且所述氢气存储装置的宽度方向平行于所述车架的延伸方向。

可选地，所述燃料电池系统还包括燃料电池散热器，所述燃料电池散热器固设于所述车架上并位于所述氢气存储装置的下方。

可选地，所述氢气存储装置包括多个氢气存储罐，多个所述氢气存储罐阵列排布。

可选地，每个所述氢气存储罐的长度方向平行于所述车架的宽度方向。

可选地，氢气存储装置还包括支撑架，所述支撑架固设于所述车架上，且所述支撑架具有多个相互独立的支撑腔，多个所述支撑腔与多个所述氢气存储罐一一对应，且所述氢气存储罐固设于与其对应的所述支撑腔中。

可选地，还包括主驱系统，所述主驱系统设于所述氢气存储装置远离所述驾驶舱的一侧，所述主驱系统与所述增程柴油机系统、所述燃料电池发动机及所述动力电池系统分别电性连接。

可选地，还包括电机控制器及控制器散热模块，所述电机控制器设于所述主驱系统沿所述车架宽度方向的一侧，且控制连接于所述主驱系统，所述散热模块设于所述电机控制器沿所述车架延伸方向的一侧，且被配置为对所述电机控制器进行散热。

可选地，还包括压缩空气罐，所述压缩空气罐设于所述主驱系统远离所述氢气存储装置的一侧。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的多动力源商用车，采用增程柴油机系统、燃料电池系统及动力电池系统作为组合动力源，能够充分发挥上述三种动力源各自优势，以在排放和成本之间找到平衡点解决现有多动力源商用车因排放限制和续航限制导致成本较高的问题，能具有较长的续航里程，进而能够降低多动力源商用车的成本，提高运营收益。

本实用新型提供的多动力源商用车，通过设置三种动力源，使得三种动力源能够相互协作，进而可以采用较小功率的增程柴油机系统、较小功率的燃料电池系统以及较小功率的动力电池系统，实现了通过设置较小功率的增程柴油机系统、较小功率的燃料电池系统和较小功率的动力电池系统产生较大功率的驱动的目标，针对多动力源商用车具有较重要的参考意义，且具有较广的应用前景。

本实用新型提供的多动力源商用车，通过设置多种动力源，实现了通过较小功率的增程柴油机系统、较小功率的燃料电池系统和较小功率的动力电池系统产生较大功率的驱动的目标，能够在保证功率输出的前提下显著降低整车成本，针对多动力源商用车具有较重要的参考意义，具有较广的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的多动力源商用车的整车底盘示意图；

图2是本实用新型实施例提供的多动力源商用车的侧视图。

图中：

1、车架；2、增程柴油机系统；21、增程柴油机；22、柴油机散热器；3、燃料电池系统；31、燃料电池发动机；32、氢气存储装置；321、氢气存储罐；33、燃料电池散热器；4、动力电池系统；5、支撑架；6、主驱系统；7、电机控制器；8、控制器散热模块；9、压缩空气罐；10、驾驶舱；20、车厢；30、尿素罐；40、直流蓄电池；50、柴油机油箱；60、气泵位置。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种多动力源商用车，采用增程柴油机系统2、燃料电池系统3及动力电池系统4作为动力源，能具有较长的续航里程，进而能够降低多动力源商用车的成本，提高运营收益，以满足用户需求。

图1为本实施例提供的一种多动力源商用车的整车底盘示意图，其中，多动力源商用车的车头位置在图1的左侧。如图1所示，多动力源商用车包括车架1、驾驶舱10、车厢20、增程柴油机系统2、燃料电池系统3及动力电池系统4。

其中，车架1沿图1的左右方向延伸，且车架1包括连接的横梁和纵梁，车间1的纵梁又称为底盘大梁。车架1用于支撑驾驶舱10、车厢20、增程柴油机系统2、燃料电池系统3及动力电池系统4。驾驶舱10安装于车架1的前端，在图1中，驾驶舱10安装在车架1的左端，驾驶舱10与车架1的安装方式可以参考现有技术，本实施例在此不做赘述。如图2所示，车厢20安装于车架1的后端，车厢20与驾驶舱10间隔设置并位于驾驶舱10的一侧，车厢20用于承载货物。

请参见图1，增程柴油机系统2固定安装于车架1上，并位于驾驶舱10下方。若本实施例提供的多动力源商用车为在原传统商用车的基础上改造而成的，则增程柴油机系统2位于原柴油内燃机所在的位置。增程柴油机系统2的设置位置能够最大化利用原传统商用车底盘空间和悬架支撑形成，提高了支撑增程柴油机系统2的稳定性，减少对原传统商用车的改动，便于在原传统商用车的基础上进行改进，进而能够降低开发成本。需要说明的是，增程柴油机系统2能够利用柴油进行发电，产生的电能可以直接驱动多动力源商用车，或者，产生的电能还可以存储在动力电池系统4中。

上述燃料电池系统3包括燃料电池发动机31及氢气存储装置32。其中，燃料电池发动机31位于驾驶舱10的下方，并位于增程柴油机系统2的一侧。燃料电池发动机31安装在车架1的底盘大梁中间，且燃料电池发动机31在其高度方向低于驾驶舱10的底面，以使得驾驶舱10与燃料电池发动机31能够相互不干扰。燃料电池发动机31能够利用氢气发电，且燃料电池发动机31产生的电能可以直接驱动多动力源商用车，或者，燃料电池发动机31产生的电能可以存储在动力电池系统4中。氢气存储装置32固定于车架1上，并位于驾驶舱10与车厢20之间，氢气存储装置32用于存储燃料电池发动机31所需的燃料。

本实施例中，如图1所示，动力电池系统4位于车厢20前端的下方并安装于车架1上。在一些实施例中，如图1所示，车架1包括两根纵梁，动力电池系统4安装于一根纵梁远离另一根纵梁的一侧，以能够避免占据两个纵梁之间的空间。可选地，动力电池系统4邻近燃料电池系统3设置，使得动力电池系统3与增程柴油机系统2之间的距离、动力电池系统3与燃料电池发动机31之间的距离均可以较小，进而能够缩短布线长度，简化线路的同时还能够降低成本。示例地，动力电池系统4包括多个储蓄电池，储蓄电池能够进行充电和放电，以使得动力电池系统4即能够直接驱动多动力源商用车，还能够存储电能。

本实施例提供的多动力源商用车，采用增程柴油机系统2、燃料电池系统3及动力电池系统4作为组合动力源，对发动机噪音及排放要求较低的工况下，可以采用增程柴油机系统2作为动力源，且在负载功率较低时，可以根据动力电池系统4的状态和能量管理策略确定增程柴油机系统2的功率输出，保证整车正常运行的情况下，对动力电池系统4进行能量补充，在对发动机噪音及排放要求较高的工况下，采用动力电池系统4及燃料电池系统3作为动力源，在保证整车正常运行的情况下，能够满足排放要求。充分发挥上述三种动力源各自优势，以在排放和成本之间找到平衡点解决现有多动力源商用车因排放限制和续航限制导致成本较高的问题，能延长续航里程，进而能够降低多动力源商用车的成本，提高运营收益，以满足用户需求。

本实用新型提供的多动力源商用车，通过设置三种动力源，使得三种动力源能够相互协作，进而可以采用较小功率的增程柴油机系统、较小功率的燃料电池系统以及较小功率的动力电池系统，实现了通过设置较小功率的增程柴油机系统、较小功率的燃料电池系统和较小功率的动力电池系统产生较大功率的驱动的目标，针对多动力源商用车具有较重要的参考意义，且具有较广的应用前景。

本实用新型提供的多动力源商用车，通过设置多种动力源，实现了通过较小功率的增程柴油机系统、较小功率的燃料电池系统和较小功率的动力电池系统产生较大功率的驱动的目标，能够在保证功率输出的前提下显著降低整车成本，针对多动力源商用车具有较重要的参考意义，具有较广的应用前景。

可选地，如图1所示，增程柴油机系统2包括增程柴油机21及柴油机散热器22。其中，柴油机散热器22用于吸收增程柴油机21产生的热量，且柴油机散热器22安装于车架1的一端，以便于柴油机散热器22向外释放热量。增程柴油机21沿车架1延伸方向位于柴油机散热器22的一侧并用于产生电能。示例地，增程柴油机21位于柴油机散热器22的后侧，且位于柴油机散热器22与燃料电池发动机31之间。

如图2所示，氢气存储装置32呈长方体状，且氢气存储装置32的宽度方向平行于车架1的延伸方向，以使得氢气存储装置32能够较少地占用车架1延伸方向上的空间。氢气存储装置32的长度方向平行于车架1的宽度方向，氢气存储装置32的高度方向平行于驾驶舱10的高度方向或车厢20的高度方向。在一些实施例中，氢气存储装置32的高度与驾驶舱10的高度的差值小于预设值，且氢气存储装置32的高度与车厢20的高度的差值小于预设值，使得氢气存储装置32具有较大的存储量且不会因太高而无法通过限高杆。

可选地，氢气存储装置32与驾驶舱10之间预留20～30厘米的空间，以能够用于检修，安装管道、空气过滤器或膨胀水壶等。

进一步地，如图2所示，燃料电池系统3还包括燃料电池散热器33，燃料电池散热器33固设于车架1上并位于氢气存储装置32的下方，燃料电池散热器33用于为燃料电池发动机31散热，以防止燃料电池发动机31工作时的温度过高。

可选地，氢气存储装置32包括多个氢气存储罐321，多个氢气存储罐321阵列排布。示例地，氢气存储罐321按照多排多列的方式排布。在一些实施例中，每个氢气存储罐321的长度方向平行于车架1的宽度方向，也即是，氢气存储罐321垂直于车架1的延伸方向设置，以能够占据较小的空间。需要说明的是，氢气存储罐321的长度小于或等于驾驶舱10的宽度。

进一步地，氢气存储装置32还包括支撑架5，支撑架5固设于车架1上，且支撑架5具有多个相互独立的支撑腔，多个支撑腔与多个氢气存储罐321一一对应，且氢气存储罐321固设于与其对应的支撑腔中，以防止氢气存储罐321之间的相互碰撞。

请参见图1，多动力源商用车还包括主驱系统6，主驱系统6设于氢气存储装置32远离驾驶舱10的一侧并固定安装在车架1上。主驱系统6与增程柴油机系统2、燃料电池发动机31及动力电池系统4分别电性连接，且主驱系统6包括主驱电机及减速机，主驱电机与多动力源商用车的驱动桥连接，用于通过驱动桥驱动多动力源商用车。可选地，主驱系统6的顶面与车架1的顶面平齐，或者，主驱系统6的顶面位于车架1顶面的下方，使得主驱系统6不会影响车厢20的安装。

再进一步地，多动力源商用车还包括电机控制器7及控制器散热模块8。其中，电机控制器7设于主驱系统6沿车架1宽度方向的一侧，且电机控制器7控制连接于主驱系统6。散热模块8设于电机控制器7沿车架1延伸方向的一侧，且散热模块8被配置为对电机控制器7进行散热，散热模块8为常规的散热装置，本实施例对其结构和散热原理不作赘述。

可选地，多动力源商用车还包括压缩空气罐9、柴油机油箱50、尿素罐30、直流蓄电池40。压缩空气罐9设于主驱系统6远离氢气存储装置32的一侧，且压缩空气罐9连通于燃料电池发动机31，并被配置为向燃料电池发动机31提供压缩空气。柴油机油箱50用于向增程柴油机系统2提供柴油，且柴油机油箱50位于车架1的左后端；直流蓄电池40为抵压供电24直流蓄电池，且直流蓄电池40设于车架1的右后端。尿素罐30设于动力电池系统4沿车架1延伸方向的一侧，并固定安装在车架1上。车架1上还设有用于安装电动打气泵的气泵位置60。

本实施例提供的多动力源商用车在实际运行时，将运行工况分为典型的城市工况、城郊工况和高速工况。

其中，城市工况由于法规政策限制，城市道路中对发动机噪音及排放控制比较严格，传统商用车被禁止运行。此时，采用燃料电池系统3和动力电池系统4为动力源，降低噪声和排放困扰，满足排放法规和城市政策的条件下保证动力输出性能。在该工况下，动力电池系统4作为双向动力源，通过能量管理策略分配燃料电池系统3的输出功率，同时实现整车驱动和动力电池系统4的充放电功能。

城郊工况和城市工况相比，整车速度要求较高，功率需求较大，没有噪音及排放限制。由于动力电池系统4的充电及燃料电池系统3的加氢等基础设施存在限制，因此主要以增程柴油机21和动力电池系统4的组合为整车提供能量。当负载功率较大时，增程柴油机21与动力电池系统4同时输出；当负载功率较低时，根据动力电池系统4的状态和能量管理策略确定增程柴油机21的功率输出，保证整车正常运行的情况下对动力电池系统4进行能量补充。

与前两种工况相比，高速工况功率需求高，且加油、加氢设施较为完善，此时对增程柴油机系统2、燃料电池系统3、动力电池系统4的运行没有要求，根据实际场合和成本因素选择增程柴油机系统2、燃料电池系统3或动力电池系统4为动力源。

本实施例提供的多动力源商用车中，通过较小功率的增程柴油机系统结合较小功率的燃料电池系统及小容量的动力电池系统4，形成三种动力源组合系统，实现较大功率驱动的应用技术。并且，本实施例中多个动力源之间各自独立，并通过控制策略和动力需求选择配电功能。各动力源可临时更换、增减；布局灵活，便于安装、维护。本实施例提供的多动力源商用车，能够在传统商用车的基础上进行直接改进，实现了在现有生产技术的条件下就能容易实施产业化、商品化及市场化，而且制造成本较低。对传统商用车的底盘不需要过多改变，就能按照搭载方案灵活、便捷地在整车布局实现。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种多动力源商用车，其特征在于，包括：

车架(1)；

驾驶舱(10)，安装于所述车架(1)的前端；

车厢(20)，安装于所述车架(1)的后端，并位于所述驾驶舱(10)的一侧；

增程柴油机系统(2)，安装于所述车架(1)上，并位于所述驾驶舱(10)下方；

燃料电池系统(3)，包括燃料电池发动机(31)及氢气存储装置(32)，所述燃料电池发动机(31)位于所述驾驶舱(10)的下方，并位于所述增程柴油机系统(2)的一侧，所述氢气存储装置(32)位于所述驾驶舱(10)与所述车厢(20)之间；

动力电池系统(4)，位于所述车厢(20)下方并安装于所述车架(1)上。

2.根据权利要求1所述的多动力源商用车，其特征在于，所述增程柴油机系统(2)包括增程柴油机(21)及柴油机散热器(22)，所述柴油机散热器(22)安装于所述车架(1)的一端，所述增程柴油机(21)沿所述车架(1)延伸方向位于所述柴油机散热器(22)的一侧。

3.根据权利要求1所述的多动力源商用车，其特征在于，所述氢气存储装置(32)呈长方体状，且所述氢气存储装置(32)的宽度方向平行于所述车架(1)的延伸方向。

4.根据权利要求3所述的多动力源商用车，其特征在于，所述燃料电池系统(3)还包括燃料电池散热器(33)，所述燃料电池散热器(33)固设于所述车架(1)上并位于所述氢气存储装置(32)的下方。

5.根据权利要求3所述的多动力源商用车，其特征在于，所述氢气存储装置(32)包括多个氢气存储罐(321)，多个所述氢气存储罐(321)阵列排布。

6.根据权利要求5所述的多动力源商用车，其特征在于，每个所述氢气存储罐(321)的长度方向平行于所述车架(1)的宽度方向。

7.根据权利要求5所述的多动力源商用车，其特征在于，所述氢气存储装置(32)还包括支撑架(5)，所述支撑架(5)固设于所述车架(1)上，且所述支撑架(5)具有多个相互独立的支撑腔，多个所述支撑腔与多个所述氢气存储罐(321)一一对应，且所述氢气存储罐(321)固设于与其对应的所述支撑腔中。

8.根据权利要求1所述的多动力源商用车，其特征在于，还包括主驱系统(6)，所述主驱系统(6)设于所述氢气存储装置(32)远离所述驾驶舱(10)的一侧，所述主驱系统(6)与所述增程柴油机系统(2)、所述燃料电池发动机(31)及所述动力电池系统(4)分别电性连接。

9.根据权利要求8所述的多动力源商用车，其特征在于，还包括电机控制器(7)及控制器散热模块(8)，所述电机控制器(7)设于所述主驱系统(6)沿所述车架(1)宽度方向的一侧，且控制连接于所述主驱系统(6)，所述散热模块(8)设于所述电机控制器(7)沿所述车架(1)延伸方向的一侧，且被配置为对所述电机控制器(7)进行散热。

10.根据权利要求8所述的多动力源商用车，其特征在于，还包括压缩空气罐(9)，所述压缩空气罐(9)设于所述主驱系统(6)远离所述氢气存储装置(32)的一侧。

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