车架连接结构及燃料电池车的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池车领域，特别涉及车架连接结构及燃料电池车。


背景技术：

2.目前燃料电池物流车中，燃料电池模块采用螺栓与车架的主梁进行装配连接，但是在安装完成后，由于燃料电池模块质量大重心高，车架上螺栓连接结构在长时间运行后，螺栓易松脱甚至疲劳断裂，使燃料电池车在行驶过程中存在安全隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出车架连接结构，其能在承受载荷时，减少对螺栓产生的应力。
4.本实用新型还提出燃料电池车，其能够减少对螺栓的产生的应力。
5.根据本实用新型第一方面实施例的车架连接结构，包括：第一连接件，设置有第一抵压部，所述第一抵压部上设置有至少第一通孔；第二连接件，设置有第二抵压部，所述第二抵压部上设置有与所述第一通孔对应的第二通孔；增高件，与所述第一连接件或所述第二连接件连接，所述增高件与所述第一抵压部或所述第二抵压部之间留有间隔空间，所述增高件设置有与所述第一通孔对应的第三通孔；螺栓以及螺母，所述螺栓一一对应穿设在所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔中，所述螺母与所述螺栓螺纹连接以驱使所述第一抵压部与所述第二抵压部相互抵压。
6.根据本实用新型实施例的车架连接结构，至少具有如下有益效果：通过设置有增高件，增高件与第一连接件连接并且增高件与第一抵压部之间留有间隔空间，或者增高件与第二连接件连接并且增高件与第二抵压部之间留有间隔空间。以此，螺栓穿设在第一通孔、第二通孔以及第三通孔中并且螺栓与螺母连接，使得第一抵压部与第二抵压部相互抵压，固定第一连接件与第二连接件。由于间隔空间的存在，使得螺栓的长度增加，令螺栓的刚度降低，进而螺栓的刚度与第一连接件和第二连接件形成连接结构的刚度比值减少，即相对刚度减少，因为在超静定结构中，连接结构按照器件刚度的相对量值来分配，所以在载荷产生应力一定时，以此结构分配给螺栓的应力会减少，有利于提高螺栓的疲劳性能以及可靠性。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述增高件有两个分别为第一增高件以及第二增高件，所述第一增高件与所述第一连接件连接，所述第二增高件与所述第二连接件连接。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述第一抵压部以及所述第二抵压部位于所述螺栓的螺杆中部。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述第一增高件与所述第一抵压部之间和/或所述第二增高件与所述第二抵压部之间设置有支撑结构。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述支撑结构包括至少一块加强件，所述加强件分别与所述第一增高件以及所述第一连接件连接，或者所述加强件与所述第二增高件以及
所述第二连接件连接。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述加强件有多块，多块所述加强件均匀排布在所述间隔空间。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述螺栓有多个，相邻所述螺栓之间至少设置有一块加强件。
13.根据本实用新型的一些实施例，还包括套设在所述螺栓上的第一垫片以及第二垫片，所述第一垫片与所述螺栓的螺帽相抵接，所述第二垫片与所述螺母相抵接。
14.根据本实用新型第二方面实施例的燃料电池车，包括上述的车架连接结构，还包括框架、横梁以及燃料电池模块，所述框架与所述第一连接件连接，所述横梁与所述第二连接件连接，所述燃料电池模块与所述框架连接。
15.根据本实用新型实施例的燃料电池车，至少具有如下有益效果：框架与第一连接件连接，横梁与第二连接件连接，燃料电池模块与框架连接固定。螺栓穿设在第一通孔、第二通孔以及第三通孔中，螺栓与螺母连接以令第一抵压部与第二抵压部相互抵压，使得第一连接件与第二连接件固定连接，进而固定横梁与框体。同时，增高件与第一连接件或第二连接件连接，使得增高件与第一抵压部或第二抵压部之间形成间隔空间，令螺栓的长度增加，螺栓的刚度降低，进而螺栓的刚度与第一连接件和第二连接件形成连接结构的刚度比值减少，在载荷产生应力一定时，分配给螺栓的应力会减少，有利于提高螺栓的疲劳性能以及可靠性。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述燃料电池模块包括与所述框架连接的储氢罐、电堆装置以及空压机，所述储氢罐与所述电堆装置的氢气输入端连接，所述空压机与所述电堆装置的空气输入端连接。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本实用新型车架连接结构其中一种实施例的立体图；
20.图2为本实用新型车架连接结构其中一种实施例的立体分解图；
21.图3为本实用新型燃料电池车其中一种实施例的立体图；
22.图4为本实用新型燃料电池车其中一种实施例的正视图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用
新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
27.如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的车架连接结构，包括：第一连接件100，设置有第一抵压部110，第一抵压部110上设置有至少第一通孔120；第二连接件200，设置有第二抵压部210，第二抵压部210上设置有与第一通孔120 对应的第二通孔220；增高件300，与第一连接件100或第二连接件200连接，增高件300与第一抵压部110或第二抵压部 210之间留有间隔空间301，增高件300设置有与第一通孔120 对应的第三通孔302；螺栓400以及螺母500，螺栓400一一对应穿设在第一通孔120、第二通孔220以及第三通孔302中，螺母500与螺栓400螺纹连接以驱使第一抵压部110与第二抵压部210相互抵压。
28.通过设置有增高件300，增高件300与第一连接件100连接并且增高件300与第一抵压部110之间留有间隔空间301，或者增高件300与第二连接件200连接并且增高件300与第二抵压部210之间留有间隔空间301。以此，螺栓400穿设在第一通孔120、第二通孔220以及第三通孔302中并且螺栓400 与螺母500连接，使得第一抵压部110与第二抵压部210相互抵压，固定第一连接件100与第二连接件200。由于间隔空间 301的存在，使得螺栓400的长度增加，令螺栓400的刚度降低，进而螺栓400的刚度与第一连接件100和第二连接件200 形成连接结构的刚度比值减少，即相对刚度减少，因为在超静定结构中，连接结构按照器件刚度的相对量值来分配，所以在载荷产生应力一定时，以此结构分配给螺栓400的应力会减少，有利于增强螺栓400的疲劳性能以及提高可靠性。
29.根据预紧螺栓400的最大拉伸力f0计算公式：
[0030][0031]
其中：f0为最大拉伸力；f
′
为预紧力；c
l
为螺栓400的刚度；cf为中间夹紧结构的刚度；f为轴向载荷力。
[0032]
螺栓400的刚度c
l
随螺栓400长度的增加而减小，中间夹紧结构的刚度cf虽然在长度增加时亦会下降，但是螺栓400的刚度c
l
下降幅度比中间结构的刚度cf下降幅度更大。因此，系数减少，进而螺栓400从载荷分配的应力大小亦会减少，因此，在载荷力一定的情况下，增加螺栓400的长度会使得螺栓400受到的最大拉伸力减小，有利于增强螺栓400的疲劳性能以及提高可靠性。
[0033]
参照图1和图2，在本实用新型的一些实施例中，增高件 300有两个分别为第一增高件310以及第二增高件320，第一增高件310与第一连接件100连接，第二增高件320与第二连接件200连接。
[0034]
通过第一增高件310与第一连接件100连接，第二增高件 320与第二连接件200连
接，即第一增高件310与第一抵压部 110之间留有间隔空间301，同时第二增高件320与第二抵压部210之间亦留有间隔空间301，以此有利于增长螺栓400的长度。
[0035]
参照图1和图2，在本实用新型的一些实施例中，第一抵压部110以及第二抵压部210位于螺栓400的螺杆中部。
[0036]
螺栓400的螺杆部分穿设在第一通孔120和第二通孔220 中，第一抵压部110与第二抵压部210在螺栓400的螺杆中部位置相互抵压，在载荷发生形变时，形成第一通孔120的壁面、形成第二通孔220的壁面与螺栓400的螺杆中部抵压，螺栓400 的螺杆中部能够承受产生形变的幅度范围较大，有利于降低螺栓400的螺杆部分发生断裂的几率。
[0037]
参照图1和图2，在本实用新型的一些实施例中，第一增高件310与第一抵压部110之间和/或第二增高件320与第二抵压部210之间设置有支撑结构600。
[0038]
通过设置有支撑结构600，支撑结构600能够防止第一增高件310靠近第一抵压部110和/或防止第二增高件320靠近第二抵压部210之间，以此能够在载荷时，降低第一增高件310、第二增高件320因形变导致间隔空间301减少的几率，避免螺栓400发生松动，有利于提高可靠性。
[0039]
参照图2，在本实用新型的一些实施例中，支撑结构600 包括至少一块加强件610，加强件610分别与第一增高件310 以及第一连接件100连接，或者加强件610与第二增高件320 以及第二连接件200连接。
[0040]
通过加强件610分别与第一增高件310以及第一连接件 100连接，以增强第一增高件310与第一连接件100之间位置的稳定性；通过加强件610分别与第二增高件320以及第二连接件200连接，以增强第二增高件320与第二连接件200之间位置的稳定性，结构简单，便于实施。
[0041]
在本实用新型的一些实施例中，第一增高件310与第一连接件100可以是为一体结构，第二增高件320与第二连接件200 可以是为一体结构。
[0042]
参照图1和图2，在本实用新型的一些实施例中，加强件 610有多块，多块加强件610均匀排布在间隔空间301。
[0043]
加强件610有多块并且均匀排布在间隔空间301，有利于令第一增高件310与第一连接件100之间、第二增高件320与第二连接件200之间更加稳定，提高可靠性。
[0044]
参照图1和图2，在本实用新型的一些实施例中，螺栓400有多个，相邻螺栓400之间至少设置有一块加强件610。
[0045]
相邻螺栓400之间至少设置有一块加强件610，使得螺栓 400两侧分别设置有加强件610，在载荷时，进一步降低螺栓 400挤压第一增高件310、第二增高件320导致变形的几率，有利于提高结构的稳定性。
[0046]
参照图2，在本实用新型的一些实施例中，还包括套设在螺栓400上的第一垫片410以及第二垫片420，第一垫片410 与螺栓400的螺帽相抵接，第二垫片420与螺母500相抵接。
[0047]
螺栓400与螺母500螺纹连接驱使第一抵压部110与第二抵压部210相互抵压固定时，通过螺栓400套设有第一垫片410 和第二垫片420，使得螺栓400的螺帽通过第一垫片410与第一增高件310或第二增高件320抵接，螺母500通过第二垫片 420与第二增高件320或第一增高件310抵接，以此，能够增大螺帽、螺母500的抵接面积，有利于防止松动，提高结构的可靠性。
[0048]
参照图3和图4，根据本实用新型的第二方面实施例的燃料电池车，包括上述的车架连接结构，还包括框架700、横梁 800以及燃料电池模块900，框架700与第一连接件100连接，横梁800与第二连接件200连接，燃料电池模块900与框架700 连接。
[0049]
框架700与第一连接件100连接，横梁800与第二连接件 200连接，燃料电池模块900与框架700连接固定。螺栓400 穿设在第一通孔120、第二通孔220以及第三通孔302中，螺栓400与螺母500连接以令第一抵压部110与第二抵压部210 相互抵压，使得第一连接件100与第二连接件200固定连接，进而固定横梁800与框体。同时，增高件300与第一连接件100 或第二连接件200连接，使得增高件300与第一抵压部110或第二抵压部210之间形成间隔空间301，令螺栓400的长度增加，螺栓400的刚度降低，进而螺栓400的刚度与第一连接件 100和第二连接件200形成连接结构的刚度比值减少，在载荷产生应力一定时，分配给螺栓400的应力会减少，有利于提高螺栓400的疲劳性能以及可靠性。
[0050]
在本实用新型的一些实施例中，框架700与第一连接件100 可以是为一体结构，横梁800与第二连接件200可以是为一体结构。
[0051]
参照图3和图4，在本实用新型的一些实施例中，燃料电池模块900包括与框架700连接的储氢罐910、电堆装置920 以及空压机930，储氢罐910与电堆装置920的氢气输入端连接，空压机930与电堆装置920的空气输入端连接。
[0052]
储氢罐910想电堆装置920传输氢气，同时空压机930将空气压缩输入至电堆装置920，电堆装置920通过消耗氢气与氧气反应产生电能，以能够驱使燃料电池车的电动组件工作。
[0053]
上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0054]
当然，本实用新型创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。