微型燃料電池物流車整車結構布置的製作方法
2023-05-08 15:12:36
本發明屬於燃料電池電動車整車布置技術領域，具體涉及一種微型燃料電池物流車整車結構布置。
背景技術：
燃料電池電動車屬於第3代環保汽車，由燃料電池作為動力源，它直接將燃料的化學能轉變為電能，通過電能驅動電機使車輛運行。
燃料電池電動車克服了由鋰電池作為動力源的純電動汽車續駛裡程短、充電時間長缺陷。與傳統內燃機汽車相比,燃料電池不通過熱機過程,不受卡諾循環的限制,具有能量轉化效率高、環境友好等內燃機汽車不可比擬的優點，同時仍然可以保持傳統內燃機汽車的加速性能、高速度、長距離行駛和安全、舒適等性能，被認為是未來首選的潔淨、高效運輸工具。
目前在微型(滿載2.5t以內)物流車上裝載燃料電池作為主能源的技術處於空白；對比現有車型為燃油微型物流車、純電動微型物流車；微型燃料電池物流車具體如下優勢。
傳統燃油微型物流車缺點：排放高，噪音大。
純電動微型物流車缺點：鋰電池重量大，為保證載貨量微型物流車上鋰電安裝有限，導致續航裡程不夠。純電動微卡，鋰電池即使用直流快充也需要30分鐘以上，如果使用交流充電時間會達道數小時以上，充電時間過長。
相對於傳統燃油微型物流車，微型燃料電池物流車可以做到無汙染排放，唯一的排放物是水；相對於傳統燃油微型物流車，燃油發動機噪音大，燃料電池堆和電機的工作噪音明顯小很多。
相對於純電動微型物流車，燃料電池物流車只要安裝足夠容積的儲氣罐，就能達到需要的續航裡程，增加同樣的續航裡程時，需要增加的儲氣罐重量遠遠低於需要增加的鋰電重量。
純電動物流車因充電時間過長，在設計的過程中往往就要考慮，兩次充電之間的最大續航裡程不能少於該車的日行駛裡程。純電動微型物流車為保證載貨質量，整車整備質量有嚴格的限制，這就導致了該車裝載電池總重量上限非常嚴格。鋰電池的裝配量受到限制，導致純電動微型物流車的最大續航裡程不夠。燃料電池物流車在能源耗盡時，只需要加注氫氣即可，通常一臺燃料電池微型物流車加注氫氣的時間為3至5分鐘，大大的減少了不可運行時間。只需要合理的布置加氫站，就能使燃料電池物流車達到24小時不間斷連續運行，避免了純電動物流車最大的短板。
技術實現要素：
本發明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。為此，本發明提供微型燃料電池物流車整車結構布置。
微型燃料電池物流車整車結構布置，利用2.5t燃油版微卡進行二次開發，在車架上裝載10kw燃料電池堆、燃料電池控制器、供氫系統、加氫系統、儲氫罐、氫氣洩露報警系統、燃料電池車專用儀表，中央冷卻系統、鋰電池，配合燃料電池的鋰電池管理系統、電驅動橋系統、配合燃料電池的電機控制器，配合燃料電池的整車控制器；
所述10kw燃料電池堆，設置在貨箱的下部，駕駛室的後部；
所述燃料電池控制器集成在燃料電池系統內部；
所述供氫系統及洩露報警系統、加氫系統設置在10kw燃料電池堆的下方；
所述中央冷卻系統設置在車架的前端；
所述儲氫罐設置在駕駛室換擋手柄正下方；
所述真空助力泵設置在駕駛室座椅的下方，儲氫罐左側；
所述dc/dc設置在駕駛室座椅的下方，儲氫罐左側；
所述整車控制器設置在副駕駛的下方，儲氫罐右側；
所述鋰電池及鋰電池管理系統設置在高壓箱內部；
所述高壓配電盒設置在鋰電池後方，後橋上方，靠近車輛的左側；
所述電機控制器設置在鋰電池後方，後橋上方，靠近車輛的右側；
所述電驅動橋系統為後置後驅動電驅動橋，電機直接通過變速箱固定在後橋上。
根據本發明實施例，所述鋰電池布置在前後橋中間，大梁內側，懸掛在大梁上。
根據本發明實施例，所述中央冷卻系統由整車冷卻系統和燃料電池系統集成，水箱布置在大梁前端，兩套冷卻管路分別連接到燃料電池冷卻系統和整車冷卻系統。
本發明的有益效果是：總質量2.2t的微型物流車，能達到600kg的載貨量；噪音低，可實現無汙染排放，本發明物流車兩次加注之間的續航裡程大於250km，加注燃料時間為3-5分鐘；等同於傳統燃油車加一次油的時間。
附圖說明
圖1是微型燃料電池物流車整車結構布置正視圖。
圖2是微型燃料電池物流車整車結構布置俯視圖。
圖中：1-中央冷卻系統；2-車架；3-燃料電池堆；4-供氫系統及洩露報警系統；5-加氫系統；6-真空助力泵；7-dc/dc；8-儲氫罐；9-整車控制器；10-鋰電池及電池管理系統；11-高壓配電盒；12-電機控制器；13-電驅動橋系統；14-充電機；15-貨箱。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
本發明實施例的微型燃料電池物流車整車結構布置設計思路如下。
(1)微型物流車整車平均功率為8kw至10kw，配備10kw燃料電池堆，滿足整車運行需求。
(2)配備10kw燃料電池堆工作所需求的：fcu(燃料電池控制器)，供氫系統，加氫系統5，儲氫罐8，燃料電池車專用儀表，燃料電池車中央冷卻系統1。
(3)因氫氣為易爆氣體，配備氫氣洩露報警系統。
(4)因燃料電池堆功率爬升慢，上限為10kw，為滿足燃料電池堆的高效運行及整車運行的短時間峰值功率需求，整車配少量鋰電池及配套的鋰電池管理系統。在燃料電池堆功率輸出不夠時，鋰電池進行輔助輸出，在燃料電池輸出富餘時，鋰電池進行儲電。
(5)燃料電池物流車屬於電電混合動力車，配備專用的整車控制器9及整車控制邏輯。
(6)由於增加了多個系統，導致整車底盤布置空間緊張，選用電驅動橋系統13，該車橋為後置後驅動電驅動橋，電機直接通過變速箱固定在後橋上，去掉了傳動軸，大大節約了整車底盤布置空間。
(7)為滿足燃料電池車整車布置，選用特製的鋰電外形及電池懸掛形式。
微型燃料電池物流車整車結構布置，利用2.5t燃油版微卡進行二次開發，在車架2上裝載10kw燃料電池堆3、燃料電池控制器、供氫系統、加氫系統5、儲氫罐、氫氣洩露報警系統、燃料電池車專用儀表，中央冷卻系統、鋰電池，配合燃料電池的鋰電池管理系統10、電驅動橋系統、配合燃料電池的電機控制器，配合燃料電池的整車控制器；
所述10kw燃料電池堆3，設置在貨箱15的下部，駕駛室的後部；
所述燃料電池控制器集成在燃料電池系統內部；
所述供氫系統及洩露報警系統4、加氫系統5設置在10kw燃料電池堆3的下方；
所述中央冷卻系統1設置在車架2的前端；
所述儲氫罐8設置在駕駛室換擋手柄正下方；
所述真空助力泵6設置在駕駛室座椅的下方，儲氫罐8左側；
所述dc/dc7設置在駕駛室座椅的下方，儲氫罐8左側；
所述整車控制器9設置在副駕駛的下方，儲氫罐8右側；
所述鋰電池及鋰電池管理系統10設置在高壓箱內部；
所述高壓配電盒11設置在鋰電池後方，後橋上方，靠近車輛的左側；
所述電機控制器12設置在鋰電池後方，後橋上方，靠近車輛的右側；
所述電驅動橋系統13為後置後驅動電驅動橋，電機直接通過變速箱固定在後橋上。
所述鋰電池布置在前後橋中間，大梁內側，懸掛在大梁上。
所述中央冷卻系統1由整車冷卻系統和燃料電池系統集成，水箱布置在大梁前端，兩套冷卻管路分別連接到燃料電池冷卻系統和整車冷卻系統。
所述充電機14設置在變速箱的上面。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「軸向」、「徑向」、「周向」等；指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可以是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
在本說明書的描述中，參考術語「實施例」、「具體實施例」、「示例」或「具體示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。