CN113415178B

CN113415178B - 一种氢燃料电池卡车布置结构

Info

Publication number: CN113415178B
Application number: CN202110642463.8A
Authority: CN
Inventors: 张小红; 叶赞行; 崔金利; 杨云翔; 徐鸿亮
Original assignee: Jiangling Motors Corp Ltd
Current assignee: Jiangling Motors Corp Ltd
Priority date: 2021-08-04
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2041-08-04
Also published as: CN113415178A

Abstract

本发明一种氢燃料电池卡车布置结构，包括车架、驾驶室、货柜和储氢罐，车架两侧各设置有一组动力电池，动力电池前端分别设置有电压/电流控制器、转换器和驱动电机，后端分别设置有蓄电池、空气干燥器和传动轴，传动轴两侧设置有储气筒，末端悬置有后桥总成；所述驾驶室与车架顶部连接，车架顶部下方悬置有前桥总成，驾驶室下方车架上设置有燃料电池，燃料电池上方设有BMS电池管理***和驱动电机控制器；所述货柜延伸有防护罩，防护罩底部设有通气格栅。本发明通过合理布局，利用防护罩将储氢罐与驾驶室和货柜分隔，提高了氢燃料使用的安全性，同时将会产生噪声的零部件布置在离驾驶室较远的位置，可以显著减少驾驶室内部的噪音，提升驾驶舒适性。

Description

一种氢燃料电池卡车布置结构

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种氢燃料电池卡车布置结构。

背景技术

卡车作为物流运输的主要交通工具，与人民的生活息息相关。2020年上半年全国货车保有量将近3000万辆，尾气排放会加重环境的污染。为了减轻环境污染，国家正在大力倡导新能源汽车相关技术的发展。在现有的新能源卡车中，以纯电动卡车为主。但是，充电时间长、续航里程短等问题一直存在。氢燃料电池的出现，其加氢时间短、续航里程长、发电过程清洁无污染等优点，弥补了纯电的不足。对于传统能源的轻卡来说，氢燃料电池轻卡是一种全新的结构，同时其组成比纯电动轻卡也更加复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种简单、安全的氢燃料电池卡车布置结构，以便进一步提高氢燃料电池卡车的实际应用性。推进氢能源在汽车领域的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氢燃料电池卡车布置结构，包括车架、悬置固定在车架前端的驾驶室、装载于车架上的货柜以及设置在驾驶室与货柜之间车架上的储氢罐：

所述车架靠近氢燃料电池的一端两侧各设置有一组动力电池，所述动力电池前端左侧设置有三合一控制器，右侧设置有DC-DC转换器，中间设置有驱动电机；所述动力电池后端左侧设置有蓄电池，右侧设置有空气干燥器，中间对应驱动电机设置有传动轴，所述传动轴两侧各设置有一个储气筒；所述传动轴末端悬挂布置有后桥总成，所述后桥总成两端连接有后轮，所述车架远离氢燃料电池的另一端左侧设置有电动空气压缩机；

所述驾驶室悬置固定于车架顶部，所述车架顶部下方悬挂布置有前桥总成，所述前桥总成两端连接有前轮，所述驾驶室正下方的车架上设置有燃料电池，所述燃料电池上方通过支架固定有BMS电池管理***和驱动电机控制器，所述驾驶室右侧靠近储氢罐位置设有充电口；

所述货柜位于储氢罐的一端延伸有防护罩，所述防护罩将储氢罐整个罩住，所述防护罩内部设有储氢罐支架，防护罩两侧各设有一扇检修门，底部设有通气格栅。

所述防护罩底部的通气格栅内设置有散热器，所述储氢罐支架内部从左至右依次设置有24V DC-DC转换器、低压箱、DCF总成和高压箱，所述防护罩背面左下方设置有

整车控制器总成。

所述储氢罐支架正下方的车架上设置有进气空压机，所述进气空压机后方的车架上设置有散热器及电子风扇总成，所述散热器及电子风扇总成左侧的车架上固定有电动转向泵，所述驱动电机前方固定有空调压缩机。

所述燃料电池有多个，通过电池支架固定在车架上，所述电池支架上对应燃料电池数量设置有相应的固定栅格。

所述车架在卡车尾端底部还配置有备胎。

所述货柜两侧底部设有多块挡板。

所述货柜两侧的挡板为裙板结构，所述防护罩两侧的防护板为裙板结构。

本发明的有益效果：

1、本发明在传统能源卡车底盘的基础上，通过对新能源氢燃料电池卡车底盘上各组件的合理布置，将储氢罐用防护罩与驾驶室和货柜隔开，并在防护罩底部设置散热器和通气栅格，在满足卡车整体功能的同时，提高了氢燃料使用的安全性；

2、合理的利用整个底盘的空间，给装载货物预留出空间，并将会产生噪声的零部件布置在离驾驶室较远的位置，可以显著减少驾驶室内部的噪音，提升驾驶舒适性。

附图说明

图1为本发明一种氢燃料电池卡车布置结构的俯视图；

图2为本发明一种氢燃料电池卡车布置结构的侧视图；

图3为本发明储氢罐支架内部的结构示意图；

图4为本发明储氢罐下方车架的局部结构布置图；

图5为本发明电池支架的结构示意图；

图6为本发明实施例中氢燃料电池卡车布置结构的内部连线示意图。

图中：1、车架；101、加氢口；102、排气口；103、减压阀；104、循环泵；105、低压电磁阀；106、增湿器；107、比例阀；108、转向器；109、空压机过滤罐；2、驾驶室；3、储氢罐；4、货柜；401、防护罩；402、储氢罐支架；403、检修门；404、通气格栅；5、燃料电池；501、电池支架；502、固定栅格；6、BMS电池管理***；7、驱动电机控制器；8、驱动电机；9、变速箱；10、传动轴；11、后桥总成；1101、后轮；12、前桥总成；1201、前轮；13、电动空气压缩机；14、储气筒；15、动力电池；16、蓄电池；17、空气干燥器；18、DC-DC转换器；19、三合一控制器；20、充电口；21、散热器；22、24V DC-DC转换器；23、低压箱；24、DCF总成；25、高压箱；26、整车控制器总成；27、进气空压机；28、散热器及电子风扇总成；29、电动转向泵；30、空调压缩机；31、备胎；32、挡板。

具体实施方式

为了更好的描述和理解本发明的技术方法和模型结构，下面将结合上述附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例：参见图1-6。

如图1所示，一种氢燃料电池卡车布置结构，包括车架1、悬置固定在车架1前端的驾驶室2、装载于车架1上的货柜4以及设置在驾驶室2与货柜4之间车架1上的储氢罐3：

所述车架1靠近氢燃料电池的一端两侧各设置有一组动力电池15，所述动力电池15前端左侧设置有三合一控制器19，右侧设置有DC-DC转换器18，中间设置有驱动电机8；所述动力电池15后端左侧设置有蓄电池16，右侧设置有空气干燥器17，中间对应驱动电机8设置有传动轴10，所述传动轴10两侧各设置有一个储气筒14；所述传动轴10末端悬挂布置有后桥总成11，所述后桥总成11两端连接有后轮1101，所述车架1远离氢燃料电池的另一端左侧设置有电动空气压缩机13；

所述驾驶室2悬置固定于车架1顶部，所述车架1顶部下方悬挂布置有前桥总成12，所述前桥总成12两端连接有前轮1201，所述驾驶室2正下方的车架1上设置有燃料电池5，所述燃料电池5上方通过支架固定有BMS电池管理***6和驱动电机控制器7，所述驾驶室2右侧靠近储氢罐3位置设有充电口20；

如图2所示，所述货柜4位于储氢罐3的一端延伸有防护罩401，所述防护罩401将储氢罐3整个罩住，所述防护罩401内部设有储氢罐支架402，防护罩401两侧各设有一扇检修门403，底部设有通气格栅404。

如图3所示，所述防护罩401底部的通气格栅404内设置有散热器21，所述储氢罐支架402内部从左至右依次设置有24V DC-DC转换器22、低压箱23、DCF总成24和高压箱25，所述防护罩401背面左下方设置有整车控制器总成26。

如图4所示，所述储氢罐支架402正下方的车架1上设置有进气空压机27，所述进气空压机27后方的车架1上设置有散热器及电子风扇总成28，所述散热器及电子风扇总成28左侧的车架1上固定有电动转向泵29，所述驱动电机8前方固定有空调压缩机30。

如图5所示，所述燃料电池5有多个，通过电池支架501固定在车架1上，所述电池支架501上对应燃料电池5数量设置有相应的固定栅格502。

优选地，所述车架1在卡车尾端底部还配置有备胎31。

优选地，所述货柜4两侧底部设有多块挡板32。

优选地，所述货柜4两侧的挡板为裙板结构，所述防护罩401两侧的防护板为裙板结构。

如图6所示为本发明氢燃料电池卡车布置结构内部连线示意图，下面根据该连线图对本发明氢燃料电池卡车布置结构的原理作进一步说明：

在本发明氢燃料电池卡车布置结构中，氢气从加氢口101注入储氢罐3中，依次经过减压阀103（降低高压氢气的压力）、低压电磁阀105（确保氢气压力在合适范围内）、比例阀107流入到燃料电池5中，燃料电池5中产生反应后多余的氢气一部分会通过循环泵104重新流回燃料电池5，另一部分通过排气口102排放到大气中，通过如上调节和结构布置，可以确保流入到燃料电池5的氢气的压力和纯净度，使燃料电池能够长寿命、高效稳定工作。

同时，进气空压机27通过空滤吸入外界的新鲜空气，空气经过增湿器106进入燃料电池5中，参与燃料电池5中的置换反应产生电能，燃料电池5产生的电能进入到DCF总成24中进行升压，以便达到整车高压平台规定的电压，然后进入到PDU高压箱25，经由高压箱25分配到MCU电机驱动控制器7中，再通过电机控制器7给驱动电机8供电，驱动力经过变速箱9、传动轴10和后桥总成11及后轮1101，最终驱动整车前进。

在本发明氢燃料电池卡车布置结构中，充电口20与BMS电池管理***6相连，把所充的电能分配到电池包15，实现对电池包15的充电；同时，电池包15中的电能，通过BMS电池管理***6进入到PDU高压箱25，与驱动电机控制器7相连，给驱动电机8供电。

在本发明氢燃料电池卡车布置结构中，高压箱25把从DCF总成24和BMS电池管理***6获得的电能，分配给三合一控制器19和DC-DC转换器18；在需要时，可以把从DCF总成24输入的电能提供给BMS电池管理***6，实现给电池包15充电的功能；DC-DC转换器18把高压电转换成低压，供整车其他低压用电器使用；三合一控制器19还可以把电量分配给电子转向泵29、24V DC-DC转换器22以及电动空气压缩机13；其中，电子转向泵29把转向液加压后流向转向器108，给整车转向提供助力；24V DC-DC转换器22给进气空压机27提供电能；电动空气压缩机13通过空压机过滤罐109吸入空气，高压空气经过空气干燥器17把干燥后的空气充入储气筒14中，储气筒14给整车的刹车***提供助力，气制动会提高整车的刹车力，减小整车刹车距离，保证安全。

本发明氢燃料电池卡车布置结构，驱动电机8可以从电池包和燃料电池分别获得电能，其分配逻辑如下：1、电堆（燃料电池5）开启，电堆和电池包同时供电；2、电堆开启，驻车状态给电池包充电；3、电堆开启，同时给驱动电机供电、给电池包充电；4、电堆关闭，电池包给驱动电机供电；5、制动过程中回收的电能给电池包充电。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种氢燃料电池卡车布置结构，其特征在于，包括车架（1）、悬置固定在车架（1）前端的驾驶室（2）、装载于车架（1）上的货柜（4）以及设置在驾驶室（2）与货柜（4）之间车架（1）上的储氢罐（3）：

所述车架（1）靠近氢燃料电池的一端两侧各设置有一组动力电池（15），所述动力电池（15）前端左侧设置有三合一控制器（19），右侧设置有DC-DC转换器（18），中间设置有驱动电机（8）；所述动力电池（15）后端左侧设置有蓄电池（16），右侧设置有空气干燥器（17），中间对应驱动电机（8）设置有传动轴（10），所述传动轴（10）两侧各设置有一个储气筒（14）；所述传动轴（10）末端悬挂布置有后桥总成（11），所述后桥总成（11）两端连接有后轮（1101），所述车架（1）远离氢燃料电池的另一端左侧设置有电动空气压缩机（13）；

所述驾驶室（2）悬置固定于车架（1）顶部，所述车架（1）顶部下方悬挂布置有前桥总成（12），所述前桥总成（12）两端连接有前轮（1201），所述驾驶室（2）正下方的车架（1）上设置有燃料电池（5），所述燃料电池（5）上方通过支架固定有BMS电池管理***（6）和驱动电机控制器（7），所述驾驶室（2）右侧靠近储氢罐（3）位置设有充电口（20）；

所述货柜（4）位于储氢罐（3）的一端延伸有防护罩（401），所述防护罩（401）将储氢罐（3）整个罩住，所述防护罩（401）内部设有储氢罐支架（402），防护罩（401）两侧各设有一扇检修门（403），底部设有通气格栅（404）；

所述防护罩（401）底部的通气格栅（404）内设置有散热器（21），所述储氢罐支架（402）内部从左至右依次设置有24V DC-DC转换器（22）、低压箱（23）、DCF总成（24）和高压箱（25），所述防护罩（401）背面左下方设置有整车控制器总成（26）；

所述储氢罐支架（402）正下方的车架（1）上设置有进气空压机（27），所述进气空压机（27）后方的车架（1）上设置有散热器及电子风扇总成（28），所述散热器及电子风扇总成（28）左侧的车架（1）上固定有电动转向泵（29），所述驱动电机（8）前方固定有空调压缩机（30）。

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池卡车布置结构，其特征在于，所述燃料电池（5）有多个，通过电池支架（501）固定在车架（1）上，所述电池支架（501）上对应燃料电池（5）数量设置有相应的固定栅格（502）。

3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池卡车布置结构，其特征在于，所述车架（1）在卡车尾端底部还配置有备胎（31）。

4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池卡车布置结构，其特征在于，所述货柜（4）两侧底部设有多块挡板（32）。

5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池卡车布置结构，其特征在于，所述货柜（4）两侧的挡板为裙板结构，所述防护罩（401）两侧的防护板为裙板结构。