适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台及牵引卡车

927 编辑：中冶有色技术网来源：黄冈格罗夫氢能汽车有限公司

2023-12-25 16:51:47

权利要求书： 1.一种适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台，其特征在于，包括：

车架（1）、电堆总成（2）、氢瓶总成（3）、电机总成（4）、动力电池（5）、超级电容（6）、电机控制器（7）、电源分配单元（8）、高压配电盒（9）和固定连接在所述车架（1）上的驱动总成（10）和转向总成（11），所述车架（1）包括依次连接的前车架（101）、中车架（102）和后车架（103），所述电堆总成（2）、所述电源分配单元（8）和所述高压配电盒（9）均位于所述前车架（101）上，所述氢瓶总成（3）、所述电机总成（4）、所述超级电容（6）和所述电机控制器（7）均位于所述中车架（102）上，所述动力电池（5）位于所述后车架（103）；

所述电堆总成（2）包括电堆散热器（21）、打气泵(22)和空气滤芯器（23），两个所述电堆散热器（21）分别布置在所述中车架（102）的两侧纵梁上，且位于所述氢瓶总成（3）的两侧，所述打气泵(22)布置在所述中车架（102）的底部，用于所述氢瓶总成（3）的氢气泵入到所述电堆总成（2）内，所述空气滤芯器（23）设置在所述电堆散热器（21）的前侧，以对所述电堆总成（2）产生的气体进行过滤；

所述电堆总成（2）通过两个连接横梁固定连接在所述前车架（101）上，且所述电堆总成（2）位于所述转向总成（11）的后方；

所述氢瓶总成（3）包括氢瓶框架（31）和储氢瓶组（32），所述氢瓶框架（31）为固定在所述中车架（102）上的多层立式框架，所述储氢瓶组（32）包括多个设置有紧箍带的储氢瓶（321），所述储氢瓶（321）横放在所述氢瓶框架（31）的所述立式框架内；

所述中车架（102）的下表面设置有电机支架，所述电机总成（4）设置在所述电机支架上，且所述电机支架位于所述电机总成（4）的正下方；

所述转向总成（11）设置在所述前车架（101）上，所述转向总成（11）包括转向泵（111）、空调压缩机（112）、散热器总成（113）和膨胀水壶（114），所述氢瓶总成（3）用以存储氢气，并将氢气输送至所述电堆总成（2）；所述电堆总成（2）用以进行燃料电池化学反应，并将产生的电能传输至所述超级电容（6）；所述超级电容（6）存储所述电堆总成（2）产生的电能，并给所述动力电池（5）提供电能，所述电机控制器（7）与所述电机总成（4）电性连接；

所述动力电池（5）通过螺栓固定连接在所述后车架（103）上；

所述驱动总成（10）包括与所述前车架（101）连接的前驱动桥总成（12）和与所述后车架（103）连接的后驱动桥总成（13），所述前驱动桥总成（12）位于所述电堆总成（2）的下方，所述后驱动桥总成（13）位于所述电机控制器（7）的后方。

2.根据权利要求1所述的适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台，其特征在于，所述电堆总成（2）的额定功率范围为115?125KW。

3.根据权利要求1所述的适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台，其特征在于，所述中车架（102）上还设置有控制器支架，所述电机控制器（7）和所述高压配电盒（9）设置在所述控制器支架上，所述控制器支架通过螺栓与所述中车架（102）的纵梁固定连接，且所述电机控制器（7）和所述高压配电盒（9）位于所述电堆总成（2）的后方。

4.一种牵引卡车，其特征在于，包括权利要求1?3任一项所述的适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台。

说明书：一种适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台及牵引卡车技术领域[0001] 本发明涉及氢能汽车技术领域，具体而言，涉及一种适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台及牵引卡车。背景技术[0002] 目前，氢能汽车的动力来源主要为燃料电堆中氢和氧在催化剂作用下进行化学反应产生的电，在牵引卡车的设计中，除了要包含传统车型的行驶系统、转向系统、底盘系统外，还包含燃料电堆系统、供氢系统、辅助能源系统等，让牵引卡车正常的工作，需要将以上系统合理的集成在底盘平台上。[0003] 然而，牵引卡车的燃料电堆系统、供氢系统、辅助能源系统均有体积大、成本昂贵的特点，另外由于空间布置的原因，在传统平台上，很难实现牵引卡车的开发工作，如何将燃料电堆系统、供氢系统、辅助能源系统进行平台化布置，以最小的变化实现在多种不同车型上的开发工作，这是项比较复杂的工作。[0004] 因此，需要设计一个全新的牵引卡车底盘架构，来实现不同系统在牵引卡车内的布置及安装。发明内容[0005] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台及牵引卡车，以解决现有底盘架构无法满足多种不同车型上在传统地盘平台开发应用的技术问题。[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台，包括：[0007] 车架、电堆总成、氢瓶总成、电机总成、动力电池、超级电容、电机控制器、电源分配单元、高压配电盒和固定连接在所述车架上的驱动总成和转向总成，[0008] 所述车架包括依次连接的前车架、中车架和后车架，所述电堆总成、所述电源分配单元和所述高压配电盒均位于所述前车架上，所述氢瓶总成、所述电机总成、所述超级电容和所述电机控制器均位于所述中车架上，所述动力电池位于所述后车架；[0009] 所述前车架上设置有转向总成，所述转向总成包括转向泵、空调压缩机、散热器总成和膨胀水壶；[0010] 所述氢瓶总成用以存储氢气，并将氢气输送至所述电堆总成；所述电堆总成用以进行燃料电池化学反应，并将产生的电能传输至所述超级电容；所述超级电容存储所述电堆总成产生的电能，并给所述动力电池提供电能，所述电机控制器与所述电机总成电性连接。[0011] 可选地，所述电堆总成还包括电堆散热器、打气泵和空气滤芯器，两个所述电堆散热器分别布置在所述中车架的两侧纵梁上，且位于所述氢瓶总成的两侧，所述打气泵布置在所述中车架的底部，用于所述氢瓶总成的氢气泵入到所述所述电堆总成内，所述空气滤芯器设置在所述电堆散热器的前侧，以对所述电堆总成产生的气体进行过滤。[0012] 可选地，所述电堆总成通过两个连接横梁固定连接在所述前车架上，且所述电堆总成位于所述转向总成的后方。[0013] 可选地，所述电堆总成的额定功率范围为115?125KW。[0014] 可选地，所述氢瓶总成包括氢瓶框架和储氢瓶组，所述氢瓶框架为固定在所述中车架上的多层立式框架，所述储氢瓶组包括多个设置有紧箍带的储氢瓶，所述储氢瓶横放在所述氢瓶框架的所述立式框架内。[0015] 可选地，所述中车架的下表面设置有电机支架，所述电机总成设置在所述电机支架上，且所述电机支架位于所述电机总成的正下方。[0016] 可选地，所述中车架上还设置有控制器支架，所述电机控制器和设置在控制器支架上，所述控制器支架通过螺栓与所述中车架的纵梁固定连接，且所述电机控制器和所述高压配电盒位于所述电堆总成的后方。[0017] 可选地，所述动力电池通过螺栓固定连接在所述后车架上。[0018] 可选地，所述驱动总成包括与所述前车架连接的前驱动桥总成和与所述后车架连接的后驱动桥总成，所述前驱动桥总成位于所述电堆总成的下方，所述后驱动桥总成位于所述电机控制器的后方。[0019] 本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：[0020] 1、通过采用平台化布置的方法，将电堆总成、氢瓶总成、电机总成、驱动总成和转向总成等结构合理的集成在牵引卡车上，以最小的变化实现在多种不同车型上的开发工作，其中电堆总成以高度集成化的型式布置在驾驶室下部，电机总成布置在车体中部，氢瓶总成分为多个储氢瓶，驾驶室后侧专属氢瓶框架固定于车架上，储氢量大，续航长。[0021] 2、不论是宽体或窄体车型，均可以通用此布置型式的冷却原理及高压原理；[0022] 3、不论是宽体或窄体车型，均可以通用此布置型式的管线路设计、安装，拆卸，节约设计空间和设计成本。[0023] 本发明还提供了一种牵引卡车，包括如上述所述的适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台。[0024] 所述牵引卡车对于现有技术所具有的优势与上述适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台相同，在此不再赘述。附图说明[0025] 图1是本发明实施例中的适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台的总成布置示意图；[0026] 图2是本发明实施例中的适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台的主视结构布置示意图。[0027] 附图标记说明：[0028] 1?车架；101?前车架；102?中车架；103?后车架；2?电堆总成；21?电堆散热器；22?打气泵；23?空气滤芯器；3?氢瓶总成；31?氢瓶框架；32?储氢瓶组；321?储氢瓶；4?电机总成、5?动力电池、6?超级电容、7?电机控制器、8?电源分配单元、9?高压配电盒、10?驱动总成、11?转向总成；111?转向泵；112?空调压缩机；113?散热器总成；114?膨胀水壶；12?前驱动桥总成；13?前驱动桥总成；14?变压器；15?水冷机组；16?储气罐；17?低压蓄电池。具体实施方式[0029] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0030] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0031] 在本发明的描述中，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，或一体地连接；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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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发明中的具体含义。[0032] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。[0033] 请参考图1?2所示，本发明实施例提供一种适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台，包括：车架1、电堆总成2、氢瓶总成3、电机总成4、动力电池5、超级电容6、电机控制器7、电源分配单元8、高压配电盒9和固定连接在车架1上的驱动总成10和转向总成11，[0034] 车架1包括依次连接的前车架101、中车架102和后车架103，电堆总成2、电源分配单元8和高压配电盒9均布置在前车架101上，氢瓶总成3、电机总成4、超级电容6和电机控制器7均布置在中车架102上，动力电池5布置在后车架103上；[0035] 前车架101上设置有转向总成11，其中转向总成11包括转向泵111、空调压缩机112、散热器总成113和膨胀水壶114，转向泵111用于向转向机构提供动力，空调压缩机112对空气做功提供动力源，散热器总成113采用自动补偿封闭式散热器,用于对转向总成11的机构进行散热，使维持在一定的温度范围内，避免局部温度过高，膨胀水壶114上设有蒸气阀和空气阀，可以减少散热器总成113内冷却液的损失，并提高散热器的散热能力；当散热器总成113的内部压力超过膨胀水壶114上的蒸气阀开启压力时,蒸气阀开启,空调压缩机

112开始工作，散去膨胀水壶114中的热蒸汽，进入大冷却循环，降低发动机的周围温度，保证发动机正常工作。

[0036] 氢瓶总成3用以存储氢气，并将氢气输送至电堆总成2；电堆总成2用以进行燃料电池化学反应，并将产生的电能传输至超级电容6；超级电容6存储电堆总成2产生的电能，并给动力电池5提供电能，电机控制器7与电机总成4电性连接。[0037] 需要说明的是，储气罐16设置有多个，分别位于中车架102和后车架103的底部，用于向中车架102和后车架103上的机构供气。[0038] 具体地，结合图1所示，在本发明的实施例当中，电堆总成2通过两个连接横梁固定连接在前车架101上，且电堆总成2位于转向总成11的后方。[0039] 由此，将电堆总成2置于前车架101的底部，在不占用空间的情况下，实现了牵引卡车大航程的可能性，并优化了燃料电池的适用环境。[0040] 具体地，结合图1所示，在本发明的实施例当中，电堆总成2还包括电堆散热器21、打气泵22和空气滤芯器23，两个电堆散热器21分别布置在中车架102的两侧纵梁上，且位于氢瓶总成3的两侧，打气泵22布置在中车架102的底部，用于氢瓶总成3的氢气泵入到电堆总成2内，空气滤芯器23设置在电堆散热器21的前侧，以对电堆总成2产生的气体进行过滤。[0041] 具体地，结合图1所示，在本发明的实施例当中，电堆总成2的额定功率范围为115?125KW。

[0042] 由此，电堆总成2的额定功率范围为115?125KW，优选地，电堆总成2的功率选取为120KW，满足底盘平台对多种不同车型上的测试要求。具体地，结合图2所示，在本发明的实施例当中，氢瓶总成3包括氢瓶框架31和储氢瓶组32，氢瓶框架31为固定在中车架102上的多层立式框架，储氢瓶组32包括多个设置有紧箍带的储氢瓶321，储氢瓶321横放在氢瓶框架31的立式框架内。

[0043] 由此，氢瓶框架31固定在中车架102上，增加了储氢瓶321的安全性，还增加了安全碰撞等级。[0044] 具体地，结合图1所示，在本发明的实施例当中，中车架102的下表面设置有电机支架，电机总成4设置在电机支架上，且电机支架位于电机总成4的正下方。由此，驱动电机采用后驱布置方式，为整车的动能提供了保证。[0045] 具体地，结合图1所示，在本发明的实施例当中，中车架102上还设置有控制器支架，电机控制器7和设置在控制器支架上，控制器支架通过螺栓与中车架102的纵梁固定连接，且电机控制器7和高压配电盒9位于电机总成4的后方。[0046] 由此，电机控制器7布置在中车架102上，可以实现本底盘平台的前后平衡，提升了整车的舒适性和实用性。[0047] 具体地，结合图1所示，在本发明的实施例当中，动力电池5通过螺栓固定连接在后车架103上。变压器14用于对将低压蓄电池17进行变压调节，水冷机组15用于对变压器14进行降温处理。[0048] 具体地，结合图1所示，在本发明的实施例当中，驱动总成10包括与前车架101连接的前驱动桥总成12和与后车架103连接的后驱动桥总成13，前驱动桥总成12位于电堆总成2的下方，后驱动桥总成13位于电机控制器7的后方。[0049] 本发明实施例中还提供了一种牵引卡车，包括上述所述的适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台。[0050] 牵引卡车对于现有技术所具有的优势与上述适用于燃料电池的牵引卡车底盘平台相同，在此不再赘述。[0051] 虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。