CN218876887U - 一种下置式车载供氢系统总成结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种下置式车载供氢系统总成结构，第一储氢瓶横卧固定安装于第一框架内，第二储氢瓶横卧固定安装于第二框架内；第一框架的顶部通过若干第一连接紧固件固定悬挂在燃料电池货车车厢底部的左侧大梁和右侧大梁之间的横向拱桥横梁上，第二框架通过若干第二连接紧固件侧挂在燃料电池货车车厢底部的右侧大梁的右侧上，电器安装框架通过若干第三连接紧固件侧挂在燃料电池货车车厢底部的左侧大梁的左侧上。利用前轮和后轮之间的车厢底部空间，将车载供氢系统总成设置于车厢底部的左侧大梁、右侧大梁和各横向拱桥横梁上，达到车身长度不增加、车厢空间不减少、降低设计成本、制造成本等目的。

Description

一种下置式车载供氢系统总成结构

技术领域

本实用新型涉及车载供氢系统总成结构，尤其涉及一种下置式车载供氢系统总成结构。

背景技术

新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车，包括：燃料电池汽车、混合动力汽车、太阳能汽车等。其中，燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的新能源电动汽车，燃料可以选择氢气、甲烷等。由于氢气具有零排放、效率高、来源多元化、能源可再生等优势而被作为车载燃料电池装置的首选燃料。

使用氢气作为燃料的燃料电池汽车目前在货车上的应用比较普及，与车载燃料电池装置匹配的车载供氢系统总成100用于储存氢气并为车载燃料电池装置提供燃料，整体结构占有一定的安装空间，目前通常是在车头和车厢之间空余一定的空间，用于安装车载供氢系统总成100，如图1所示。如果要保证燃料电池货车车身长度与采用汽油、柴油发动机的货车车身长度一致，那么车载供氢系统总成必然会挤占车厢的部分空间，降低货车的配载量。如果要保证货车的配载量，那么必然要保证燃料电池货车的车厢的空间与采用汽油、柴油发动机的货车的车厢空间一致，那么燃料电池货车的车身长度势必会比采用汽油、柴油发动机的货车的车身要长的多，车身超长会带来限行、安全隐患增大等问题。此外，车载供氢系统总成所在位置明显，为了保证与整车统一，外形美观，还需要对车载供氢系统总成增设外罩壳，并在外罩壳上设计门结构，这样势必会大大增加设计成本和制造成本。

实用新型内容

本实用新型所需解决的技术问题是：提供一种结构简单、紧凑、成本低的下置式车载供氢系统总成结构。该下置式车载供氢系统总成结构既不会占用车厢的部分空间，也不会增加货车车身长度。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，包括：第一框架和第二框架，第一储氢瓶横卧固定安装于第一框架内，第二储氢瓶横卧固定安装于第二框架内；其中，第一框架的顶部通过若干第一连接紧固件固定悬挂在燃料电池货车车厢底部的左侧大梁和右侧大梁之间的横向拱桥横梁上，且第一框架位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，第一储氢瓶的轴线方向与燃料电池货车车身长度方向一致；第二框架通过若干第二连接紧固件侧挂在燃料电池货车车厢底部的右侧大梁的右侧上，且第二框架位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，第二储氢瓶的轴线方向与第一储氢瓶的轴线方向一致；电器安装框架通过若干第三连接紧固件侧挂在燃料电池货车车厢底部的左侧大梁的左侧上，且电器安装框架位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，车载供氢系统总成中的各元器件集中安装于电器安装框架中。

由于上述这种方式安置的车载供氢系统总成位于车厢底部，而车厢底部侧面又有部分被货车自带的车裙所遮挡，车厢底部位置不明显，因而这部分对货车整体的外观影响几乎可以忽略不计。所以无需为车载供氢系统总成设计与车身外观一致的外罩壳，因而也无需设计外罩壳上的门结构，大大降低了设计成本和制造成本。

为了提高第一框架、第二框架、电器安装框架安装的稳固性，本方案在位于左侧大梁下方的第一框架的左侧上固定设置有若干左侧连接板，各左侧连接板由前至后依次间隔排列布置，且各左侧连接板的左部均与电器安装框架固定连接；在位于右侧大梁下方的第一框架的右侧上固定设置有若干右侧连接板，各右侧连接板由前至后依次间隔排列布置，且各右侧连接板的右部均与第二框架固定连接。通过各左侧连接板和各右侧连接板将整体加固，降低纵向及横向的窜动。

进一步地，前述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其中，每个左侧连接板均为由第一连接板和第二连接板一体成型构成的L形连接板，各第一连接板分别与第一框架固定连接，各第二连接板分别与电器安装框架固定连接；在第一连接板和第二连接板之间设置有若干第一加强筋。

进一步地，前述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其中，每个右侧连接板均为由第三连接板、第四连接板和第五连接板构成的Z形连接板，各第三连接板分别与第一框架固定连接，各第五连接板分别与第二框架固定连接；在第三连接板和第四连接板之间设置有若干第二加强筋，在第四连接板和第五连接板之间设置有若干第三加强筋。

为进一步提高车载供氢系统总成结构整体结构的紧凑性以及便于管路的整齐布局，本方案做如下设计：第一储氢瓶的瓶头位置朝向和第二储氢瓶的瓶头位置朝向一致。

为进一步保护储氢瓶，本方案在第一储氢瓶的瓶头和瓶尾上或/和第二储氢瓶的瓶头和瓶尾上均套装有防护圈。

进一步地，前述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其中，第一储氢瓶横卧固定安装于第一框架内的安装结构为：在第一框架内固定安装有二个支撑底座，在各支撑底座的左右两侧上均设置有一个拉带连接结构，第一储氢瓶搁置在二个支撑底座的顶部弧形面上后，二根拉带的两端分别通过各自对应的拉带连接结构将第一储氢瓶捆紧于二个支撑底座上；所述的拉带连接结构为：在支撑底座上固定设置有套筒，活节螺栓竖向活动穿插于套筒中，在活节螺栓上设置有外螺纹段，伸出套筒下端外的活节螺栓上旋设有锁紧螺母；伸出套筒上端外的活节螺栓顶部为圆环结构，横向插销前后横向活动穿插于圆环结构的圆孔中，拉带的端部向下延伸形成二个连接带：前部连接带和后部连接带，前部连接带卷绕伸出圆环结构前端外的横向插销前段后固定于拉带上，后部连接带卷绕伸出圆环结构后端外的横向插销后段后固定于拉带上，在横向插销的前端和后端分别设置有一个防止横向插销从前部连接带卷绕形成的通孔、以及后部连接带卷绕形成的通孔中脱离出去的限位结构。

进一步地，前述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其中，所述的第一框架的结构包括：底层框架，在底层框架上由前至后依次间隔固定设置有至少二个拱形支撑架，每个拱形支撑架均为由水平支撑杆和固定连接于水平支撑杆左右两端的侧支撑臂构成的左右对称的拱形结构，顶层框架固定连接于各拱形支撑架的水平支撑杆的底部。

进一步地，前述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其中，在第一框架的底部和四侧侧壁上设置有将第一框架底部和四周包围的第一防护板；在第二框架的底部和四侧侧壁上设置有将第二框架底部和四周包围的第二防护板。

本实用新型的有益效果是：①利用前轮和后轮之间的车厢底部空间，将车载供氢系统总成设置于车厢底部的左侧大梁、右侧大梁和各横向拱桥横梁上，因而无需再在车头和车厢之间空余安装车载储氢系统总成的空间，既保证了车厢的配载量，也保证了车身长度不会增加；②车载供氢系统总成集成于车厢底部，且部分被车裙遮挡，因而这部分对货车整体的外观影响几乎可以忽略不计，无需为车载供氢系统设计与车身外观一致的外罩壳，因而也无需设计外罩壳上的门结构，降低了设计成本和制造成本；③车载供氢系统总成集成于车厢底部的方案相比车载供氢系统总成集成于车头与车厢之间的方案，大大降低了实效风险。

附图说明

图1是背景技术中所述的车载供氢系统总成安装于燃料电池货车上的位置示意图。

图2是本实用新型所述的一种下置式车载供氢系统总成结构安装于燃料电池货车上的位置示意图。

图3是本实用新型所述的一种下置式车载供氢系统总成结构的结构示意图。

图4是图3中第一框架的局部结构示意图。

图5是图4中A部分的放大结构示意图。

图6是图4中第一框架处于另一观察方向时的结构示意图。

图7是图3中B方向的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本实用新型所述的技术方案作进一步详细的说明。

实施例一

为方便描述，本方案中涉及的“左”、“右”“前”“后”均以如下定义为准：位于图7左手边的方向定义为“左”，位于图7右手边的方向定义为“右”，此时图7中能看到的面为“后”，图7中被遮挡的另一面则为“前”，即图3中B方向为从后看的方向，本方案中所有涉及到的方位词均以此为准。

燃料电池货车底部有二根大梁：左侧大梁21和右侧大梁22，此外还有若干横向拱桥横梁架设连接在左侧大梁21和右侧大梁22上，如图7所示，本实施例中所述的下置式车载供氢系统总成结构1是利用前轮和后轮之间的车厢底部空间，并利用燃料电池货车底部本身自带的左侧大梁21、右侧大梁22、横向拱桥横梁集成固定的，如图2所示。

如图3和图7所示，本实施例中所述的一种下置式车载供氢系统总成结构1，包括：第一框架6和第二框架7，第一储氢瓶41横卧固定安装于第一框架6内，第二储氢瓶42横卧固定安装于第二框架7内。第一框架6的顶部通过若干第一连接紧固件固定悬挂在燃料电池货车车厢底部的左侧大梁21和右侧大梁22之间的横向拱桥横横梁上，且第一框架6位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，第一储氢瓶41的轴线方向与燃料电池货车车身长度方向一致。各第一连接紧固件的可以采用螺栓或其他紧固件结构，例如采用螺栓时，在第一框架6的顶部的多根梁上以及横向拱桥横梁上开设多个连接孔，各螺栓通过对应连接孔将第一框架6固定连接在横向拱桥横横梁上。

如图3和图7所示，第二框架7通过若干第二连接紧固件侧挂在燃料电池货车车厢底部的右侧大梁22的右侧上，且第二框架7位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，第二储氢瓶42的轴线方向与第一储氢瓶41的轴线方向一致。电器安装框架3通过若干第三连接紧固件侧挂在燃料电池货车车厢底部的左侧大梁21的左侧上，且电器安装框架3位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，车载供氢系统总成结构1以外的元器件如整车上的电堆、空滤、水箱、数据采集器等集中安装于电器安装框架3中。各第二连接紧固件、第三连接紧固件也可以采用螺栓或者其他紧固件结构。

为了进一步提高第一框架6、第二框架7、以及电器安装框架3三者连接于左侧大梁21、右侧大梁22、横向拱桥横横梁上的牢固程度，防止车载供氢系统总成结构1纵向横向窜动，如图3所示，本实施例在位于左侧大梁21下方的第一框架6的左侧上固定设置有若干左侧连接板65，各左侧连接板65由前至后依次间隔排列布置，且各左侧连接板65的左部均与电器安装框架3固定连接。在位于右侧大梁22下方的第一框架6的右侧上固定设置有若干右侧连接板71，各右侧连接板71由前至后依次间隔排列布置，且各右侧连接板71的右部均与第二框架7固定连接。

如图4所示，本实施例中所述的左侧连接板65为由第一连接板651和第二连接板652一体成型构成的L形连接板，在第一连接板651和第二连接板652之间设置有若干第一加强筋653。各第一连接板651分别与第一框架6固定连接，各第二连接板652分别与电器安装框架3固定连接。

如图6所示，本实施例中所述的右侧连接板71为由第三连接板711、第四连接板712和第五连接板713构成的Z形连接板，在第三连接板711和第四连接板712之间设置有若干第二加强筋，在第四连接板712和第五连接板713之间设置有若干第三加强筋714。各第三连接板711分别与第一框架6固定连接，各第五连接板713分别与第二框架7固定连接。

上述下置式车载供氢系统总成结构1具有如下主要优点：①利用前轮和后轮之间的车厢底部空间，将车载供氢系统总成设置于车厢底部的左侧大梁21、右侧大梁22和各横向拱桥横梁上，因而无需再在车头和车厢之间空余安装车载储氢系统总成的空间，既保证了车厢的配载量，也保证了车身长度不会增加；②车载供氢系统总成集成于车厢底部，且部分被车裙遮挡，因而这部分对货车整体的外观影响几乎可以忽略不计，无需为车载供氢系统设计与车身外观一致的外罩壳，因而也无需设计外罩壳上的门结构，降低了设计成本和制造成本；③车载供氢系统总成集成于车厢底部的方案相比车载供氢系统总成集成于车头与车厢之间的方案，大大降低了实效风险。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上对第一储氢瓶41和第二储氢瓶42的位置进行设定：使第一储氢瓶41的瓶头位置朝向和第二储氢瓶42的瓶头位置朝向一致，这样便于车载供氢系统总成结构1的供氢管路的布局，提高供氢管路布局的集中性、紧凑性和整齐性。

为了保护第一储氢瓶41和第二储氢瓶42，本实施例在第一储氢瓶41的瓶头和瓶尾上或/和第二储氢瓶42的瓶头和瓶尾上均套装有防护圈43。

实施例三

本实施例是在实施例一或实施例二的基础上对第一框架6的结构进行设计。

本实施例中对每个横向拱桥横梁进行如下设计：使每个横向拱桥横梁均由内部拱桥横梁24和外部拱桥横梁23构成。如图3和图7所示，外部横向拱桥横梁23的左右两端分别与左侧大梁21的上折边211和右侧大梁22的上折边221固定连接，内部拱桥横梁24的左右两端分别与左侧大梁21的下折边212和右侧大梁22的下折边222固定连接，从而提高下置式车载供氢系统总成结构与整车的连接牢固稳定性能。

如图3、图4和图6所示，本实施例中所述的第一框架6的结构包括：底层框架61，在底层框架61上由前至后依次间隔固定设置有至少二个拱形支撑架，每个拱形支撑架均为由水平支撑杆621和固定连接于水平支撑杆621左右两端的侧支撑臂622构成的左右对称的拱形结构，顶层框架63固定连接于各拱形支撑架的水平支撑杆621的底部。水平支撑杆621与左右两端的侧支撑臂622的上段之间构成的拱形结构与内部拱桥横梁24的内轮廓对应匹配，以便于后续第一框架6安装时第一框架6顶部能够顺利伸入内部拱桥横梁24中。通常在顶层框架63的多个横梁上开设连接孔631，通过各螺栓将第一框架6固定连接在横向拱桥横横梁上。底层框架61、左右两端的侧支撑臂622、顶层框架63的各组成梁之间可以通过焊接固定连接，在焊接连接处辅以补强筋来提高连接强度。

如图3所示，本实施例在第一框架6的底部和四侧侧壁上设置有将第一框架6底部和四周包围的第一防护板51；在第二框架7的底部和四侧侧壁上设置有将第二框架7底部和四周包围的第二防护板52，以保护第一储氢瓶41和第二储氢瓶42。第一防护板51、第二防护板52可以采用蒙皮。

如图4和图5所示，第一储氢瓶41横卧固定安装于第一框架6内的安装结构为：在第一框架6内固定安装有二个支撑底座66，在各支撑底座66的左右两侧上均设置有一个拉带连接结构，第一储氢瓶41搁置在二个支撑底座66的顶部弧形面上后，二根拉带64的两端分别通过各自对应的拉带连接结构将第一储氢瓶41捆紧于二个支撑底座66上。

所述的拉带连接结构为：在支撑底座66上固定设置有套筒81，活节螺栓82竖向活动穿插于套筒81中，在活节螺栓82上设置有外螺纹段，伸出套筒81下端外的活节螺栓82上旋设有锁紧螺母83。伸出套筒81上端外的活节螺栓82顶部为圆环结构821，横向插销84前后横向活动穿插于圆环结构821的圆孔中，拉带64的端部向下延伸形成二个连接带：前部连接带641和后部连接带642，前部连接带641卷绕伸出圆环结构821前端外的横向插销84前段后固定于拉带64上，后部连接带642卷绕伸出圆环结构821后端外的横向插销84后段后固定于拉带64上，在横向插销84的前端和后端分别设置有一个防止横向插销84从前部连接带641卷绕形成的通孔中、或后部连接带642卷绕形成的通孔中脱离出去的限位结构。此时，横向插销84可以在前部连接带641卷绕形成的通孔中以及后部连接带642卷绕形成的通孔中自由转动而不会脱离。

限位结构可以是尺寸大于前部连接带641和后部连接带642卷绕形成的通孔尺寸的限位块，也可以采用在横向插销84设置带插销的插销孔的结构。

在实际制造过程中，第一框架6、第二框架7、以及电器安装框架3上的各组成梁之间的连接处可以采用补强板来提高第一框架6、第二框架7、以及电器安装框架3纵向及横向的连接强度。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种下置式车载供氢系统总成结构，包括：第一框架和第二框架，第一储氢瓶横卧固定安装于第一框架内，第二储氢瓶横卧固定安装于第二框架内；其特征在于：第一框架的顶部通过若干第一连接紧固件固定悬挂在燃料电池货车车厢底部的左侧大梁和右侧大梁之间的横向拱桥横梁上，且第一框架位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，第一储氢瓶的轴线方向与燃料电池货车车身长度方向一致；第二框架通过若干第二连接紧固件侧挂在燃料电池货车车厢底部的右侧大梁的右侧上，且第二框架位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，第二储氢瓶的轴线方向与第一储氢瓶的轴线方向一致；电器安装框架通过若干第三连接紧固件侧挂在燃料电池货车车厢底部的左侧大梁的左侧上，且电器安装框架位于燃料电池货车的前轮和后轮之间，车载供氢系统总成中的各元器件集中安装于电器安装框架中。

2.根据权利要求1所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其特征在于：在位于左侧大梁下方的第一框架的左侧上固定设置有若干左侧连接板，各左侧连接板由前至后依次间隔排列布置，且各左侧连接板的左部均与电器安装框架固定连接；在位于右侧大梁下方的第一框架的右侧上固定设置有若干右侧连接板，各右侧连接板由前至后依次间隔排列布置，且各右侧连接板的右部均与第二框架固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其特征在于：每个左侧连接板均为由第一连接板和第二连接板一体成型构成的L形连接板，各第一连接板分别与第一框架固定连接，各第二连接板分别与电器安装框架固定连接；在第一连接板和第二连接板之间设置有若干第一加强筋。

4.根据权利要求2或3所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其特征在于：每个右侧连接板均为由第三连接板、第四连接板和第五连接板构成的Z形连接板，各第三连接板分别与第一框架固定连接，各第五连接板分别与第二框架固定连接；在第三连接板和第四连接板之间设置有若干第二加强筋，在第四连接板和第五连接板之间设置有若干第三加强筋。

5.根据权利要求1所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其特征在于：第一储氢瓶的瓶头位置朝向和第二储氢瓶的瓶头位置朝向一致。

6.根据权利要求1或5所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其特征在于：在第一储氢瓶的瓶头和瓶尾上或/和第二储氢瓶的瓶头和瓶尾上均套装有防护圈。

7.根据权利要求1所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其特征在于：第一储氢瓶横卧固定安装于第一框架内的安装结构为：在第一框架内固定安装有二个支撑底座，在各支撑底座的左右两侧上均设置有一个拉带连接结构，第一储氢瓶搁置在二个支撑底座的顶部弧形面上后，二根拉带的两端分别通过各自对应的拉带连接结构将第一储氢瓶捆紧于二个支撑底座上；所述的拉带连接结构为：在支撑底座上固定设置有套筒，活节螺栓竖向活动穿插于套筒中，在活节螺栓上设置有外螺纹段，伸出套筒下端外的活节螺栓上旋设有锁紧螺母；伸出套筒上端外的活节螺栓顶部为圆环结构，横向插销前后横向活动穿插于圆环结构的圆孔中，拉带的端部向下延伸形成二个连接带：前部连接带和后部连接带，前部连接带卷绕伸出圆环结构前端外的横向插销前段后固定于拉带上，后部连接带卷绕伸出圆环结构后端外的横向插销后段后固定于拉带上，在横向插销的前端和后端分别设置有一个防止横向插销从前部连接带卷绕形成的通孔、以及后部连接带卷绕形成的通孔中脱离出去的限位结构。

8.根据权利要求1或7所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其特征在于：所述的第一框架的结构包括：底层框架，在底层框架上由前至后依次间隔固定设置有至少二个拱形支撑架，每个拱形支撑架均为由水平支撑杆和固定连接于水平支撑杆左右两端的侧支撑臂构成的左右对称的拱形结构，顶层框架固定连接于各拱形支撑架的水平支撑杆的底部。

9.根据权利要求1或2所述的一种下置式车载供氢系统总成结构，其特征在于：在第一框架的底部和四侧侧壁上设置有将第一框架底部和四周包围的第一防护板；在第二框架的底部和四侧侧壁上设置有将第二框架底部和四周包围的第二防护板。

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