车辆结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种搭载有燃料电池系统的车辆结构。


背景技术：

2.在现有技术中，作为车辆的电源装置，通常会将燃料电池系统作为电源装置而安装在车辆的底板下。如此，在以多个燃料电池堆(fuel cell stack)构成所述燃料电池系统的情况下，将多个燃料电池堆安装在车辆的底板下的作法会对车辆的底板上方所具有的车体空间产生影响，且在维修时必须将车体往上举起。然而，若将原先配置在车辆的底板下的多个燃料电池堆改成配置在车辆的底板上方的车体空间内(例如设置在电动机室(motor room)内)来扩大车体空间，则有必要考量多个燃料电池堆车体空间内的布局，来避开车体空间内原有的其他搭载物(如对应于驾驶座的操舵部件等)。
3.[现有技术文献]
[0004]
[专利文献]
[0005]
[专利文献1]国际专利公开第wo2005/034272号


技术实现要素：

[0006]
本实用新型提供一种车辆结构，能够在搭载有多个燃料电池堆的情况下避开车体空间内原有的其他搭载物，以确保车体空间内的布局。
[0007]
本实用新型提供一种车辆结构，包括前车体、以及收容在所述前车体的车体空间内来作为燃料电池系统的多个燃料电池堆，所述多个燃料电池堆至少包括：第一燃料电池堆，受到所述前车体支撑；以及第二燃料电池堆，配置在所述第一燃料电池堆的在车辆宽度方向上的侧边，且所述第二燃料电池堆的在车辆前后方向上的长度小于所述第一燃料电池堆的在所述车辆前后方向上的长度，其中，在所述前车体的在所述车辆宽度方向上的一侧设有驾驶座，所述第二燃料电池堆配置在靠近所述驾驶座的位置。
[0008]
在本实用新型的一实施例中，在所述前车体设有对应于所述驾驶座的操舵固定点，所述第二燃料电池堆配置在与所述操舵固定点在所述车辆宽度方向上重叠的位置，并且所述第二燃料电池堆的在所述车辆前后方向上的后方的端部相较于所述第一燃料电池堆的在所述车辆前后方向上的后方的端部更位在所述车辆前后方向上的前方。
[0009]
在本实用新型的一实施例中，所述燃料电池系统还包括辅机，所述辅机配置成在所述车辆宽度方向上夹持在所述第一燃料电池堆与所述第二燃料电池堆之间，并对所述第一燃料电池堆与所述第二燃料电池堆供给燃料气体。
[0010]
在本实用新型的一实施例中，所述车辆结构还包括：电动机，配置在所述车体空间内来驱动车辆；变速箱，在所述车辆宽度方向上与所述电动机邻接配置，来将所述电动机的旋转传达至车轮；以及支撑框架，将所述电动机与所述变速箱支撑在所述前车体上，其中所述支撑框架在车辆上下方向上的上方支撑所述第二燃料电池堆，并在所述车辆上下方向上的下方支撑所述电动机与所述变速箱，且所述支撑框架的相对两端受到所述第一燃料电池
堆与所述前车体支撑。
[0011]
基于上述，在本实用新型的车辆结构中，多个燃料电池堆至少包括第一燃料电池堆以及第二燃料电池堆，第一燃料电池堆受到前车体支撑，第二燃料电池堆配置在第一燃料电池堆的在车辆宽度方向上的侧边，且第二燃料电池堆的在车辆前后方向上的长度小于第一燃料电池堆的在车辆前后方向上的长度，其中，在前车体的在车辆宽度方向上的一侧设有驾驶座，第二燃料电池堆配置在靠近驾驶座的位置。如此，将多个燃料电池堆中在车辆前后方向上的长度小的第二燃料电池堆配置在靠近驾驶座的位置，因而能够避开车体空间内原有的其他搭载物(如对应于驾驶座的操舵部件等)。据此，本实用新型的车辆结构能够在搭载有多个燃料电池堆的情况下避开车体空间内原有的其他搭载物，以确保车体空间内的布局。
[0012]
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0013]
图1是依照本实用新型的一实施例的车辆结构在前车体的车体空间内的平面示意图；
[0014]
图2是图1的车辆结构在产生前方碰撞时的状态的平面示意图；
[0015]
图3是图1的车辆结构在前车体的车体空间内的侧面示意图。
[0016]
附图标记说明：
[0017]
50：车辆结构；
[0018]
52：前车体；
[0019]
52a、52b、62a、62b、72a：安装部；
[0020]
54：驾驶座；
[0021]
56：操舵部件；
[0022]
58：操舵固定点；
[0023]
59a、59b：车轮；
[0024]
60：电动机；
[0025]
70：变速箱；
[0026]
80：支撑框架；
[0027]
100：燃料电池系统；
[0028]
110：第一燃料电池堆；
[0029]
112、122：后端部；
[0030]
114、124：前端部；
[0031]
120：第二燃料电池堆；
[0032]
130：辅机；
[0033]
d：车辆下方向；
[0034]
d1、d2：间距；
[0035]
fr：车辆前方向；
[0036]
l：车辆左方向；
[0037]
l1、l2：长度；
[0038]
r：车辆右方向；
[0039]
rr：车辆后方向；
[0040]
s：车体空间；
[0041]
u：车辆上方向；
[0042]
w：障碍物。
具体实施方式
[0043]
图1是依照本实用新型的一实施例的车辆结构在前车体的车体空间内的平面示意图。请参考图1，在本实施例中，车辆结构50包括前车体52、以及收容在前车体52的车体空间s内来作为燃料电池系统100的多个燃料电池堆。其中，车辆结构50可依据需求配置有其他组件。例如，在前车体52的在车辆宽度方向(即车辆左方向l与车辆右方向r)上的一侧(图1中示出为位在对应于车辆左方向l的一侧即左侧，但不以此为限制)设有驾驶座54，且在前车体52设有对应于驾驶座54的操舵部件56与操舵固定点58。所述操舵部件56例如是操舵杆(steering rod)，经由未示出的贯通部贯通仪表板下板(dash board lower)，其上端延伸到车厢内而设有操舵轮(steering wheel)，且其下端而延伸到前车体52的车体空间s内而设有操舵固定点58。所述操舵固定点58例如是万向接头(universal joint)所用的接头盖(joint cover)，而所述操舵固定点58构成往车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)的前方在车体空间s内凸出的结构。然而，本实用新型并不限制车辆结构50的具体结构，其可依据需求调整。
[0044]
具体来说，请参考图1，在本实施例中，燃料电池系统100的多个燃料电池堆例如至少包括第一燃料电池堆110以及第二燃料电池堆120，但亦可包括三个以上的燃料电池堆，本实用新型不限制燃料电池系统100的燃料电池堆的数量。第一燃料电池堆110受到前车体52支撑，第二燃料电池堆120配置在第一燃料电池堆110的在车辆宽度方向(即车辆左方向l与车辆右方向r)上的侧边。其中，第二燃料电池堆120的在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上的长度l1小于第一燃料电池堆110的在车辆前后方向上的长度l2，且第二燃料电池堆120配置在靠近驾驶座54的位置，例如是配置在车辆宽度方向(即车辆左方向l与车辆右方向r)上对应于车辆左方向l的一侧即左侧来对应驾驶座54，但不以此为限制。
[0045]
再者，在本实施例中，车辆结构50所用的燃料电池系统100还包括辅机130。辅机130配置成在车辆宽度方向(即车辆左方向l与车辆右方向r)上夹持在第一燃料电池堆110与第二燃料电池堆120之间，并对第一燃料电池堆110与第二燃料电池堆120供给燃料气体。也就是说，所述辅机130是对第一燃料电池堆110与第二燃料电池堆120供给燃料气体的燃气供给装置等(例如是经由未示出的燃料气体配管对第一燃料电池堆110与第二燃料电池堆120供给燃料气体)。如此，第一燃料电池堆110与第二燃料电池堆120由同一辅机130进行操作，能够有效率地对第一燃料电池堆110与第二燃料电池堆120供给燃料气体。并且，将辅机130配置成夹持在第一燃料电池堆110与第二燃料电池堆120之间，能够使用短的燃料气体配管来供给燃料气体，因而有助于确保车体空间s内的布局。然而，本实用新型不限制辅机130的位置、具体结构以及配置手段，其可依据需求调整。
[0046]
由此可知，在本实施例中，由于车辆结构50的前车体52设有驾驶座54、操舵部件56
等其他组件，因此当将燃料电池系统100的多个燃料电池堆收容在前车体52的车体空间s内时，必须考量燃料电池系统100与驾驶座54附近的操舵部件56的操舵固定点58之间的相对关系。由此，在车辆结构50中，将燃料电池系统100所用的多个燃料电池堆中在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上的长度小的第二燃料电池堆120配置在靠近驾驶座54的位置，因而能够避开车体空间s内原有的其他搭载物(如对应于驾驶座54的操舵部件56等)，以确保车体空间s内的布局。
[0047]
详细来说，在本实施例中，第二燃料电池堆120配置在与操舵部件56的操舵固定点58在车辆宽度方向(即车辆左方向l与车辆右方向r)上重叠的位置。也就是说，第二燃料电池堆120与操舵部件56的操舵固定点58配置在车辆宽度方向上的同一侧(如对应于车辆左方向l的一侧即左侧)，其中第二燃料电池堆120配置在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上的前方，而操舵部件56的操舵固定点58配置在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上的后方。由此，在车辆宽度方向上的对应于驾驶座54与操舵部件56的操舵固定点58的一侧(如对应于车辆左方向l的一侧即左侧)配置有在车辆前后方向上的长度小的第二燃料电池堆120，在车辆宽度方向的另一侧(如对应于车辆右方向r的一侧即右侧)配置有在车辆前后方向上的长度大的第一燃料电池堆110，因而长度大的第一燃料电池堆110不会干涉车体空间s内原有的其他搭载物如操舵部件56的操舵固定点58。如此，可以确保车体空间s内的布局。
[0048]
此外，在本实施例中，第二燃料电池堆120的在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上的后方的端部即后端部122相较于第一燃料电池堆110的在车辆前后方向上的后方的端部即后端部112更位在车辆前后方向上的前方。也就是说，长度小的第二燃料电池堆120配置成后端部122相较于长度大的第一燃料电池堆110的后端部112更靠近前方。如此，第二燃料电池堆120的后端部122能够避开设置在第二燃料电池堆120的在车辆前后方向上的后方的操舵部件56的操舵固定点58。
[0049]
举例来说，当第一燃料电池堆110的在车辆前后方向上的前方的端部即前端部114与第二燃料电池堆120的在车辆前后方向上的前方的端部即前端部124对齐设置时，在第二燃料电池堆120的后端部122与第一燃料电池堆110的后端部112之间形成具有间距d1的空间，而第二燃料电池堆120的在车辆前后方向上的长度l1加上间距d1等于第一燃料电池堆110的在车辆前后方向上的长度l2。然而，本实用新型不限制第一燃料电池堆110的前端部114与第二燃料电池堆120的前端部124对齐设置，也不限制第二燃料电池堆120的后端部122与第一燃料电池堆110的后端部112之间的间距d1的实际距离，其可依据需求调整。
[0050]
图2是图1的车辆结构在产生前方碰撞时的状态的平面示意图。请参考图1与图2，在本实施例中，当车辆结构50产生前方碰撞时，例如车辆结构50的前车体52的在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上对应于车辆前方向fr的一端碰撞到障碍物w时，此时如图2所示，车辆结构50的前车体52的在车辆前后方向上的对应于车辆前方向fr的一端受到碰撞而凹陷，且燃料电池系统100因前方碰撞时所承受的冲击负载而产生朝向车辆后方向rr的位移。在此情况下，操舵部件56的操舵固定点58位在第二燃料电池堆120的在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上的后方，即操舵固定点58位在第二燃料电池堆120因前方碰撞时所承受的冲击负载而产生位移的移动路径的延伸方向上，因此有第二燃料电池堆120冲击操舵固定点58的疑虑。
[0051]
对此，在本实施例中，由于第二燃料电池堆120的后端部122相较于第一燃料电池堆110的后端部112更靠近前方而形成具有间距d1的空间，因而即使第二燃料电池堆120因前方碰撞时所承受的冲击负载而产生朝向车辆后方向rr的位移，长度小的第二燃料电池堆120与操舵固定点58之间具有间距d1，因而长度小的第二燃料电池堆120在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上具有相当于间距d1的移动空间，由此能够降低第二燃料电池堆120往车辆后方向rr移动而碰撞到操舵固定点58的可能性，进而避免第二燃料电池堆120碰撞到操舵固定点58后破坏操舵部件56附近的仪表板等部件而侵入车厢的状况。据此，能够确保车体空间s内的布局，且确保当车辆结构50产生前方碰撞时在驾驶座54的驾驶者的安全。
[0052]
较佳地，在本实施例中，第一燃料电池堆110的后端部112在车辆前后方向上与车体空间s的后侧之间也形成具有间距d2的空间，间距d2较佳地等于或大于前述的间距d1。如此，即使第一燃料电池堆110因前方碰撞时所承受的冲击负载而产生朝向车辆后方向rr的位移，所述具有间距d2的空间能够降低第一燃料电池堆110碰撞车体空间s的后侧的可能性，以确保车体空间s内的布局。然而，本实用新型不限制所述间距d1与间距d2在车辆前后方向(即车辆前方向fr与车辆后方向rr)上的实际距离，也不限制间距d1与间距d2的设置与否，其可依据需求调整。
[0053]
图3是图1的车辆结构在前车体的车体空间内的侧面示意图。请参考图1与图3，在本实施例中，在搭载有燃料电池系统100的车辆结构50中，还包括电动机60、变速箱70、以及支撑框架80。电动机60配置在车体空间s内来驱动车辆。变速箱70在车辆宽度方向(即车辆左方向l与车辆右方向r)上与电动机60邻接配置，来将电动机60的旋转传达至车轮59a、59b。较佳地，电动机与变速箱70并排设置在第一燃料电池堆110的在车辆上下方向(即车辆上方向u与车辆下方向d)上的下方，例如是设置在车辆结构50的底部。并且，支撑框架80将电动机60与变速箱70支撑在前车体52上。
[0054]
具体来说，在本实施例中，第一燃料电池堆110在各方向上的尺寸均大于第二燃料电池堆120，第一燃料电池堆110的堆叠数大于第二燃料电池堆120的堆叠数，且第一燃料电池堆110的重量大于第二燃料电池堆120的重量。也就是说，第一燃料电池堆110采用大型结构来确保燃料电池系统100的电力，而第二燃料电池堆120采用轻量结构来实现燃料电池系统100的轻量化。如此，第一燃料电池堆110可选用坚固的板材制作外壳来提升其刚性，而第二燃料电池堆120可选用轻量的板材制作外壳。再者，辅机130也采用相对于第一燃料电池堆110轻量的结构，电动机60与变速箱70亦同。然而，本实用新型不以此为限制，其可依据需求调整。
[0055]
由此，在本实施例中，尺寸大且重量重的第一燃料电池堆110安装在前车体52上而受到前车体52支撑，例如是在车辆宽度方向上的一侧(如对应于车辆左方向l的一侧即左侧)经由支撑框架80连接到前车体52的在车辆宽度方向上的所述一侧(如对应于车辆左方向l的一侧即左侧)的安装部52a，并在车辆宽度方向上的另一侧(如对应于车辆右方向r的一侧即右侧)连接到车体52的在车辆宽度方向上的所述另一侧(如对应于车辆右方向r的一侧即右侧)的另一安装部52b，由此受到前车体52与支撑框架80支撑。
[0056]
再者，在本实施例中，支撑框架80可选用坚固的板材来提升其刚性，且支撑框架80的相对两端受到第一燃料电池堆110与前车体52支撑，例如是在车辆宽度方向上的一侧(如
对应于车辆左方向l的一侧即左侧)连接到前车体52的在车辆宽度方向上的所述一侧(如对应于车辆左方向l的一侧即左侧)的安装部52a，并在车辆宽度方向上的另一侧(如对应于车辆右方向r的一侧即右侧)经由第一燃料电池堆110连接到车体52的在车辆宽度方向上的所述另一侧(如对应于车辆右方向r的一侧即右侧)的另一安装部52b，由此受到第一燃料电池堆110与前车体52支撑。也就是说，支撑框架80与第一燃料电池堆110在车辆宽度方向上彼此连接且并排设置，进而安装在前车体52上而受到前车体52支撑且彼此支撑。因此，前车体52的用于支撑框架80与第一燃料电池堆110的安装部52a、52b可进一步提升强度来强化结构的支撑效果，但本实用新型不以此为限制，其可依据需求调整。
[0057]
相对于此，在本实施例中，由于第二燃料电池堆120、辅机130、电动机60与变速箱70采用相对于第一燃料电池堆110轻量的结构，因此可以经由支撑框架80而支撑在前车体52上。较佳地，支撑框架80在车辆上下方向(即车辆上方向u与车辆下方向d)上的上方支撑第二燃料电池堆120与辅机130，并在车辆上下方向上的下方支撑电动机60与变速箱70，例如是经由安装部62a支撑电动机60且经由安装部72a支撑变速箱70。进而，第一燃料电池堆110还可以在车辆上下方向上的下方经由安装部62b支撑电动机60，由此提升将电动机60支撑在前车体52上的效果。
[0058]
如此，车辆结构50在车辆上下方向上能够具有较为紧密的配置，以确保车体空间s内的布局。并且，能够省略将第二燃料电池堆120、辅机130、电动机60与变速箱70等构件安装在前车体52上所需的结构，由此实现车辆结构50的轻量化。然而，本实用新型不限制电动机60、变速箱70、以及支撑框架80的位置、具体结构以及配置手段，也不限制电动机60、变速箱70、以及支撑框架80的配置与否，其可依据需求调整。
[0059]
综上所述，在本实用新型的车辆结构中，多个燃料电池堆至少包括第一燃料电池堆以及第二燃料电池堆，第一燃料电池堆受到前车体支撑，第二燃料电池堆配置在第一燃料电池堆的在车辆宽度方向上的侧边，且第二燃料电池堆的在车辆前后方向上的长度小于第一燃料电池堆的在车辆前后方向上的长度，其中，在前车体的在车辆宽度方向上的一侧设有驾驶座，第二燃料电池堆配置在靠近驾驶座的位置。较佳地，在前车体设有对应于驾驶座的操舵固定点，第二燃料电池堆配置在与操舵固定点在车辆宽度方向上重叠的位置，并且第二燃料电池堆的后方的端部相较于第一燃料电池堆的后方的端部更位在前方。如此，将多个燃料电池堆中在车辆前后方向上的长度小的第二燃料电池堆配置在靠近驾驶座的位置，因而能够避开车体空间内原有的其他搭载物(如对应于驾驶座的操舵部件等)。据此，本实用新型的车辆结构能够在搭载有多个燃料电池堆的情况下避开车体空间内原有的其他搭载物，以确保车体空间内的布局。
[0060]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的实施例的技术方案的范围。