CN103625404A - 氢燃料电池汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车。一种氢燃料电池汽车，包括车体、驱动车体行走的电机、设有氢燃料电池包括燃料电池及氢气罐的给电机供电的氢燃料电池、正碰检测传感器、泄气控制单元、沿前后方向延伸的氢气罐滑轨和将氢气罐锁紧在车体上的电子锁，车体设有前排舱座椅，氢气罐滑动连接在氢气罐滑轨上，前排舱座椅固接于氢气罐且位于氢气罐的前方，氢气罐的前侧设有沿前后方向延伸的泄气管，泄气管设有第一控制阀，泄气控制单元用于当所述正碰检测传感器检测到车体产生正碰时使第一控制阀和电子锁开启。本发明提供了一种通过对氢气罐进行综合利用来提高正碰时的安全性的氢燃料电池汽车，解决了现有的氢燃料电池中的氢气罐用途单一的问题。

Description

氢燃料电池汽车

技术领域

    本发明涉及汽车，尤其涉及一种氢燃料电池汽车。

背景技术

氢燃料电池汽车是一种节能、无污染的“零排放”新型汽车，传统蓄电池的性能与价格未能达到电动汽车实用化的要求，燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置，能量转换效率高，被认为今后电动汽车上最理想的驱动电源。

在中国专利申请号为2003801009499、公开号为CN1703333A、名称为“装有燃料电池的车辆”的专利文件中公开了一种氢燃料汽车。氢燃料汽车由车体、驱动车体的电机和给电机供电的氢燃料电池构成，氢燃料电池包括燃料电池和给燃料电池供应氢气的氢气罐。氢气罐内的压力通常有70M帕左右。

现有的氢燃料电池汽车中的氢气罐的用途仅为储存氢气、也即氢气罐的用途单一。

发明内容

本发明提供了一种通过对氢气罐进行综合利用来提高正碰时的安全性的氢燃料电池汽车，解决了现有的氢燃料电池中的氢气罐用途单一的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种氢燃料电池汽车，包括车体、驱动车体行走的电机和给电机供电的氢燃料电池，所述车体设有前排舱座椅，所述氢燃料电池包括燃料电池和氢气罐，其特征在于，还包括正碰检测传感器、泄气控制单元、沿前后方向延伸的氢气罐滑轨和将氢气罐锁紧在车体上的电子锁，所述氢气罐滑动连接在所述氢气罐滑轨上，所述前排舱座椅固接于所述氢气罐且位于氢气罐的前方，所述氢气罐的前侧设有沿前后方向延伸的泄气管，所述泄气管设有第一控制阀，所述泄气控制单元用于当所述正碰检测传感器检测到车体产生正碰时使所述第一控制阀和电子锁开启。本申请文件中的“正碰”是指车辆前端所受到的向后的碰撞，如车辆对向相撞时、则两辆车都为正碰，如果产生追尾时、则后车为正碰。电子锁锁住时，氢气罐同车体固定在一起。当汽车产生正碰时，正碰检测传感器将产生正碰的信息告知泄气控制单元，泄气控制单元使电子锁和第一控制阀开起，氢气罐内的高压氢气从泄气管流出而对氢气罐产生后推力，该后推力使氢气罐沿着氢气罐滑轨后移，前排舱座椅随同氢气罐一起后移，从而使得即使产生正碰而导致前排舱前部向舱内（即向后）凹陷的情况、坐在前排舱中的成员也不容易受到挤压，从而起到提高正碰安全性的作用。在碰撞事故中最容易产生人身伤害的碰撞为正碰，而正碰中车内最容易受到伤害的人为坐在前排舱中的人。

本发明还包括充气管和位于车体底部的顶升气囊，所述顶升气囊设有顶升气囊部进出气口，所述充气管的一端同所述泄气管密封滑动套设在一起、另一端同所述顶升气囊部进出气口连接在一起。产生正碰的过程中，氢气罐中的氢气充到顶升气囊中而将车辆整体升起，从而和前方物体错开；当碰撞导致车辆侧翻时，能够缓冲翻滚过程中对车辆的撞击和降低车体的变形。能够进一步提高车辆正碰时的安全性。

作为优选，所述顶升气囊部进出气口设有第二控制阀，所述泄气控制单元设有第二控制阀开启状态发射单元和前车第二控制阀状态获取单元，所述泄气控制单元还用于当本车产生正碰且前车的所述第二控制阀为关闭时使本车上的所述第二控制阀开启。如果两部本发明的车辆之间产生对碰则只有其中的一部车升起，如果多部本发明的车产生连环追尾时，则车是交错升起的。能够避免本发明的车辆之间产生碰撞时举升气囊失去应有的功能。

本发明还包括环绕在车体周侧的隔离气囊，所述隔离气囊设有隔离气囊部进出气口，所述隔离气囊部进出气口同所述充气管对接在一起。正碰过程中氢气被充到隔离气囊中，来降低车辆之间的撞击力度。同时隔离气囊还能够防止正碰导致车辆侧移时车辆侧面碰撞到旁边物体而产生的撞击力。

作为优选，所述隔离气囊部进出气口设有第三控制阀，所述泄气控制单元还用于当本车产生正碰且本车上的第二控制阀关闭时使所述第三控制阀开启。使在正碰过程中，隔离气囊只有在顶升气囊不充气时才充气。可靠性好。

本发明还设有将氢气罐中的经所述第一控制阀流出的氢气回收到所述氢气罐内的氢气收聚泵。既不会导致氢气的浪费、又能方便地将气囊收起。

作为优选，所述氢气罐的前侧壁设有座椅安装部和本体部，所述座椅安装部通过柔性结构同所述本体部连接在一起，所述前排舱座椅连接于所述座椅安装部。当氢气罐不能够后移或后移途中前排舱人员受到挤压时、前排舱座椅会使座椅安装部相当于本体部后移，使得前排舱座椅内陷到储气罐中来防止受到挤压。能够最大限度地拓展正碰时前排舱的前后空间，更加有效充分地实现了对车体空间的动态利用，进一步提高了车辆的安全性。

本发明还设有沿前后方向延伸的座椅导向轨，所述前排舱座椅设有支撑杆，所述支撑杆的下端设有导向槽，所述座椅导向轨抵接在所述导向槽内。能够提高前排舱座椅后移而进入氢气罐时的可靠性。

作为优选，所述导向槽为“T”形槽，所述座椅导向轨的横截面为“T”形，所述导向槽的上下壁都通过直线轴承同所述座椅导向轨抵接在一起。后移过程中座椅不会产生上下方向的晃动，前排舱座椅后移而进入氢气罐时的可靠性和通畅性更好。

本发明还包括使所述前排舱座椅保持内限在所述氢气罐内的弹性倒钩。能够防止座椅安装部向前回弹而导致的人员二次伤害。

本发明具有下述优点：通过使氢气罐在车辆产生正碰时将高压氢气喷出而驱动前排舱座椅后移，起到在正碰时拓展前排舱的前后方向空间的作用，从而能够有效避免前排舱中的人员受到伤害，既实现了氢气罐的综合利用又提高了车辆的安全性。

附图说明

图1为本发明的左视且局剖的示意图。

图2为本发明通过图1中的A平面进行剖视时的正视示意图。

图3为图2的B  处的局部放大示意图。

图4为图1的C出的俯视放大示意图。

图5为本发明的电路框图。

图6为本发明产生正碰使的示意图。

图7为多部本发明的车产生连环追尾时的示意图。

图中：车体1、正碰检测传感器10、前车轮11、转向盘总成12、后车轮13、氢气罐滑轨14、气罐限位块141、座椅导向轨15、充气管16、第四控制阀161、弹性倒钩17、电机2、氢燃料电池3、燃料电池31、氢气罐32、氢气罐的前侧壁321、本体部3211、座椅安装部3212、柔性结构3213、泄气管33、第一控制阀34、座椅牵引杆35、钩头36、前排舱座椅4、支撑杆41、导向槽42、直线轴承43、顶升气囊5、顶升气囊部进出气口51、第二控制阀52、隔离气囊6、隔离气囊部进出气口61、第三控制阀62、氢气收聚泵7、回气开关71、电子锁8、泄气控制单元9、第二控制阀开启状态发射单元91、前车第二控制阀状态获取单元92、中央处理单元93。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

参见图1，一种氢燃料电池汽车，包括车体1、电机2、氢燃料电池、前排舱座椅4、顶升气囊5、隔离气囊6、氢气收聚泵7和电子锁8。

车体1的前端设有正碰检测传感器10、前车轮11和转向盘总成12。车体1的后端设有后车轮13。车体1的地板上设有氢气罐滑轨14、座椅导向轨15和充气管16。氢气罐滑轨14和座椅导向轨15都沿前后方向延伸。氢气罐滑轨14的后端设有气罐限位块141。座椅导向轨15旁设有弹性倒钩17。充气管16为三通管。

氢燃料电池包括燃料电池31和氢气罐32。氢气罐32滑动连接在氢气罐滑轨14上。氢气罐32的前侧设有沿前后方向延伸的泄气管33。泄气管33上设有第一控制阀34。泄气管33的前端滑动密封插接在充气管16的一个端头内。充气管16同泄气管33连接在一起的端口设有第四控制阀161。氢气罐32的前侧上设有座椅牵引杆35。座椅牵引杆35的前端设有钩头36。

前排舱座椅4固接在氢气罐的前侧壁321上。前排舱座椅4的座板下侧上固接有支撑杆41。钩头36钩在支撑杆41上。支撑杆41的下端滑动连接在座椅导向轨15上。

顶升气囊5位于车体1的底部。车体顶升气囊5设有顶升气囊部进出气口51。顶升气囊部进出气口51同充气管16的一个端口密封对接在一起。顶升气囊部进出气口51设有第二控制阀52。

隔离气囊6环绕在车体1周侧。隔离气囊6设有隔离气囊部进出气口61。隔离气囊部进出气口61同充气管16的一个端口密封对接在一起。隔离气囊部进出气口61设有第三控制阀62。

氢气收聚泵7和第四控制阀161并连在充气管16上。

电子锁8用于将氢气罐32锁紧在车体1上。

参见图2，前排舱座椅4有两把。两把前排舱座椅4沿左右方向分布。每一把前排舱座椅4设有两根支撑杆41。氢气罐滑轨14有三根。氢气罐的前侧壁321包括本体部3211和两个座椅安装部3212。每一个座椅安装部3212各通过一个柔性结构3213同本体部3211连接在一起。柔性结构3213为橡胶片。两把前排舱座椅4一一对应地固定在两个座椅安装部3212上。

参见图3，支撑杆41的下端设有导向槽42。导向槽42为“T”形槽。座椅导向轨15的横截面为“T”形。导向槽42的上下壁都通过直线轴承43同座椅导向轨15抵接在一起。

参见图4，弹性倒钩17的前端同车体1的地板固接在一起。弹性倒钩17的后端朝向座椅导向轨15倾斜。

参见图5，本发明还包括泄气控制单元9和回气开关71。泄气控制单元9设有第二控制阀开启状态发射单元91、前车第二控制阀状态获取单元92和中央处理单元93。第二控制阀开启状态发射单元91用于当第二控制阀52处于开启状态时发出设定的无线信号。前车第二控制阀状态获取单元92用于将位于本车前方的第一部车的第二控制阀的开启状态告知本车上的中央处理单元93。正碰检测传感器10、回气开关71、第一控制阀34、第二控制阀52、第三控制阀62、第四控制阀161、氢气收聚泵7和电子锁8都同泄气控制单元9电连接在一起。

参见图6，使用时，将氢气灌装在氢气罐32内，氢气罐32内的压力为70兆帕左右。氢气罐32供给氢气燃料电池31，燃料电池31产生的电供给电机2，电机2驱动后车轮13转动、从而使车体1行走。当正碰检测传感器10检测到产生正碰且前车第二控制阀状态获取单元92告知前车上的第二控制阀没有开启（即前车没有产生正碰，如果前车为非本发明的车，则不会发出第二控制阀开启状态无线信号，前车第二控制阀状态获取单元不可能收到前车的对应信号，固视为前车第二控制阀一直是关闭的）时，中央处理单元93使第一控制阀34、第二控制阀52、第四控制阀161和电子锁8开启而第三控制阀62关闭，氢气罐32内的氢气只被输送到升起气囊5中。升起气囊5将车体1整体托起而。氢气外泄时的反冲力使氢气罐32后移。氢气罐32通过座椅牵引杆35和钩头36牵引着前排舱座椅4同时同步后移。前排舱座椅后移起到避免或降低正碰过程中由于前排舱的内凹变形而产生的对坐在前排舱座椅4上的人（以下称为前排人员）的挤压。氢气罐32移动到抵接在气罐限位块141上时停止后移。如果氢气罐32后移后前排人员还是受到了挤压，此时该挤压作用使前排座椅4单独后移，前排座椅4驱动座椅安装部3212（参见图2）内陷到氢气罐32中，起到进一步拓展空间的作用。前排座椅4内陷到氢气罐32中后弹性钩头17位于支撑杆41的前方从而使得前排座椅4不会向前回移。

当氢气罐32复位后电子锁8将氢气罐32重新锁紧在车体1内。回气开关71（参见图5）合上时，泄气控制单元9使第一控制阀34、第二控制阀52、第三控制阀62和氢气收聚泵7开启且第四控制阀161关闭。升起气囊5和隔离气囊6中的氢气被氢气收聚泵7回收到氢气罐32中。

参见图7，当本发明的一部车追尾到另一部也产生正碰（即升起气囊也升起）的车时，前排座椅的动作过程同上述的情况一样，此时位于也升起的车后部的车不开启第二控制阀而开启第三控制阀（也即氢气只充到隔离气囊中），使得产生连环追尾时车辆为间隔升起的。

Claims (10)

1.一种氢燃料电池汽车，包括车体（1）、驱动车体行走的电机（2）和给电机供电的氢燃料电池，所述车体设有前排舱座椅（4），所述氢燃料电池包括燃料电池（31）和氢气罐（32），其特征在于，还包括正碰检测传感器（10）、泄气控制单元（9）、沿前后方向延伸的氢气罐滑轨（14）和将氢气罐锁紧在车体上的电子锁（8），所述氢气罐（32）滑动连接在所述氢气罐滑轨（14）上，所述前排舱座椅（4）固接于所述氢气罐（32）且位于氢气罐的前方，所述氢气罐（32）的前侧设有沿前后方向延伸的泄气管（33），所述泄气管（33）设有第一控制阀（34），所述泄气控制单元（9）用于当所述正碰检测传感器检测到车体产生正碰时使所述第一控制阀和电子锁开启。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，还包括充气管（16）和位于车体底部的顶升气囊（5），所述顶升气囊(5)设有顶升气囊部进出气口(51)，所述充气管(16)的一端同所述泄气管(33)密封滑动套设在一起、另一端同所述顶升气囊部进出气口(51)连接在一起。

3.根据权利要求2所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，所述顶升气囊部进出气口(51)设有第二控制阀(52)，所述泄气控制单元(9)设有第二控制阀开启状态发射单元(91)和前车第二控制阀状态获取单元(92)，所述泄气控制单元(9)还用于当本车产生正碰且前车的所述第二控制阀为关闭时使本车上的所述第二控制阀开启。

4.根据权利要求3所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，还包括环绕在车体(1)周侧的隔离气囊(6)，所述隔离气囊(6)设有隔离气囊部进出气口(61)，所述隔离气囊部进出气口(61)同所述充气管(16)对接在一起。

5.根据权利要求4所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，所述隔离气囊部进出气口(61)设有第三控制阀(62)，所述泄气控制单元(9)还用于当本车产生正碰且本车上的第二控制阀关闭时使所述第三控制阀开启。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，还设有将氢气罐中的经所述第一控制阀流出的氢气回收到所述氢气罐内的氢气收聚泵(7)。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，所述氢气罐的前侧壁(321)设有座椅安装部(3212)和本体部(3211)，所述座椅安装部(3212)通过柔性结构(3213)同所述本体部(3211)连接在一起，所述前排舱座椅(4)连接于所述座椅安装部(3212)。

8.根据权利要求7所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，还设有沿前后方向延伸的座椅导向轨(15)，所述前排舱座椅(4)设有支撑杆(41)，所述支撑杆的下端设有导向槽(42)，所述座椅导向轨(15)抵接在所述导向槽(42)内。

9.根据权利要求8所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，所述导向槽(42)为“T”形槽，所述座椅导向轨(15)的横截面为“T”形，所述导向槽的上下壁都通过直线轴承(43)同所述座椅导向轨抵接在一起。

10.根据权利要求8所述的氢燃料电池汽车，其特征在于，还包括使所述前排舱座椅保持内限在所述氢气罐内的弹性倒钩(17)。

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