燃料电池车辆的制作方法

1.本公开涉及燃料电池车辆，更具体地涉及能够防止其各个部件断裂的燃料电池车辆。


背景技术：

2.通常，包括燃料电池的车辆(以下称为“燃料电池车辆”)在各种行驶环境中行驶。在燃料电池车辆中，燃料电池和安装有燃料电池的系统框架可以使用螺栓紧固到车辆的侧构件。然而，在这种情况下，取决于燃料电池车辆的行驶环境，螺栓可能会断裂。因此，对于防止该问题的研究正在进行中。


技术实现要素：

3.因此，本公开涉及基本上消除了由相关技术的限制和缺点导致的一个或多个问题的燃料电池车辆。本公开提供了能够防止其各个部件断裂的燃料电池车辆。然而，示例性实施例要实现的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员将从以下描述中清楚地理解本文未提及的其他目的。
4.根据示例性实施例的燃料电池车辆可以包括：系统框架，在该系统框架上安装有燃料电池；第一侧构件和第二侧构件，该第一侧构件和第二侧构件在第一方向上延伸并在与第一方向交叉的第二方向上彼此面对，第一方向是车辆的行驶方向；以及第一紧固部件，该第一紧固部件被配置成将系统框架紧固到第一侧构件和第二侧构件中的每者。系统框架可以包括在水平方向上形成在其中的第一开孔。
5.第一紧固部件可以包括：第一支撑托架，该第一支撑托架包括在水平方向上与第一开孔的两个相对端部部分中的第一端部部分连通的第二开孔、在水平方向上与第一开孔的两个相对端部部分中的第二端部部分连通的第一插入孔，以及在水平方向上从第一插入孔延伸的第一凸片部分；以及第一螺栓，该第一螺栓包括在水平方向上插入第一开孔、第二开孔和第一插入孔中的第一柄部分，以及从第一柄部分延伸以与第一凸片部分接合的第一螺纹部分。
6.例如，第一螺栓的第一柄部分可以在竖直方向上与第一开孔的第一端部部分和第二开孔之间的边界重叠，并且可以在竖直方向上与第一开孔的第二端部部分和第一插入孔之间的边界重叠。竖直方向可以是与第一方向和第二方向中的每者交叉的方向。例如，第一紧固部件可以将系统框架的角部紧固到第一侧构件和第二侧构件中的每者。
7.例如，燃料电池车辆还可以包括嵌入第一支撑托架中的第一管螺母，并且在第一管螺母中可以具有第一凸片部分。例如，系统框架和第一支撑托架中的一者可以包括第一突出部分，该第一突出部分具有凸形形状并且朝向系统框架和第一支撑托架中的剩余一者突出，并且系统框架和第一支撑托架中的剩余一者可以包括用于接收第一突出部分的凹入部分。例如，第一突出部分可以在第二方向上突出。
8.系统框架可以包括第一突出部分，第一支撑托架可以包括凹入部分。第一开孔可
以在水平方向上穿透第一突出部分。凹入部分可以包括：第一内表面，该第一内表面面对第一突出部分的前表面；第一侧部分，该第一侧部分面对第一突出部分的两个相对侧表面中的一个并在该第一侧部分中具有第二开孔；以及第二侧部分，该第二侧部分面对第一突出部分的两个相对侧表面中的另一个并在该第二侧部分中具有第一插入孔和第一凸片部分。第一内表面、第一侧部分和第二侧部分可以形成接收第一突出部分的空间。第一突出部分可以在水平方向上位于第一侧部分与第二侧部分之间。
9.例如，在第一螺栓的第一柄部分与第一螺纹部分之间可以具有高度差。例如，第一柄部分的直径可以大于第一螺纹部分的直径，并且第一插入孔的直径可以大于第一凸片部分的直径。例如，第一螺栓还可以包括头部，该头部的直径大于第一柄部分的直径，并且该头部可以与第二开孔的端部部分接触。
10.根据另一示例性实施例的燃料电池车辆可以包括：系统框架，在该系统框架上安装有燃料电池；第一侧构件和第二侧构件，该第一侧构件和第二侧构件在第一方向上延伸并在与第一方向交叉的第二方向上彼此面对，第一方向是车辆的行驶方向；以及第二紧固部件，该第二紧固部件被配置成将系统框架紧固到第一侧构件和第二侧构件中的每者。系统框架可以包括朝向第二紧固部件突出的第二突出部分。第二紧固部件可以具有凹形形状，以通过保持第二突出部分的顶表面和底表面来接收第二突出部分的至少一部分。
11.例如，系统框架可以包括在水平方向上形成在第二突出部分中的第二插入孔以及在水平方向上从第二插入孔延伸的第二凸片部分。第二紧固部件可以包括第二支撑托架以及第二螺栓，在该第二支撑托架中包括在水平方向上与第二插入孔连通的第三开孔，该第二螺栓包括在水平方向上插入第三开孔和第二插入孔中的第二柄部分以及与第二凸片部分接合的第二螺纹部分。
12.例如，燃料电池车辆还可以包括嵌入系统框架中的第二管螺母，并且在第二管螺母中可以具有第二凸片部分。例如，第二支撑托架可以包括：第二内表面，该第二内表面面对第二突出部分的前表面；上端，该上端设置在第二内表面上，该上端与第二突出部分的顶表面接触；以及下端，该下端设置在第二内表面的下方，该下端与第二突出部分的底表面接触。第二内表面、上端和下端可以形成接收第二突出部分的空间。第二突出部分可以在竖直方向上位于上端与下端之间。
13.例如，第二支撑托架的第二内表面可以与第二突出部分的前表面接触。第二支撑托架的上端的底表面可以与第二突出部分的顶表面的整个区域接触，并且第二支撑托架的下端的顶表面可以与第二突出部分的底表面的整个区域接触。例如，第二支撑托架的上端和下端可以形成为分别卡在第二突出部分的顶表面和底表面中。
14.例如，第二支撑托架的第二内表面可以在水平方向上与第二突出部分的前表面间隔开。第二支撑托架的上端的底表面可以形成为悬挂在第二突出部分的顶表面的一部分上，并且第二支撑托架的下端的顶表面可以形成为悬挂在第二突出部分的底表面的一部分上。例如，第二支撑托架可以具有左方括号形的横截面以接收第二突出部分的至少一部分。
附图说明
15.可以参考以下附图详细描述布置和实施例，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
16.图1是根据示例性实施例的燃料电池车辆的平面图；
17.图2是图1所示的紧固部件和系统框架的示例性实施例的透视图；
18.图3a是示出了图2所示的系统框架、第一支撑托架和第一螺栓的接合的局部透视图；
19.图3b是图3a所示的系统框架、第一支撑托架和第一螺栓的局部分解透视图；
20.图3c是示出了图3a所示的系统框架和第一螺栓的接合的透视图；
21.图3d是沿图3a中的线i-i’截取的剖视图，以示出图3a所示的系统框架、第一支撑托架和第一螺栓的示例性实施例的接合；
22.图4a是图3a、图3b和图3d所示的第一支撑托架的透视图；
23.图4b是沿图4a中的线ii-ii’截取的剖视图，以示出图4a所示的第一支撑托架的示例性实施例；
24.图4c是图3a至图3d所示的第一螺栓的示例性实施例的透视图；
25.图5a是沿图3a中的线i-i’截取的剖视图，以示出图3a所示的系统框架、第一支撑托架和第一螺栓的其他示例性实施例的接合；
26.图5b是沿图4a中的线ii-ii’截取的剖视图，以示出图4a所示的第一支撑托架的另一示例性实施例；
27.图5c是图3a所示的第一螺栓的另一示例性实施例的透视图；
28.图6是沿图3a中的线i-i’截取的剖视图，以示出图3a所示的系统框架、第一支撑托架和第一螺栓的再其他示例性实施例的接合；
29.图7是根据另一示例性实施例的燃料电池车辆的后透视图；
30.图8a是图7所示的燃料电池车辆的示例性实施例的后分解透视图；
31.图8b是沿图7所示的燃料电池车辆中的线iii-iii’截取的剖视图；
32.图9是根据又另一示例性实施例的燃料电池车辆的剖视图；
33.图10是沿图7中的线iii-iii’截取的剖视图，以示出图7所示的燃料电池车辆的另一示例性实施例；以及
34.图11是根据比较例的燃料电池车辆的剖视图。
具体实施方式
35.现在将参考附图在下文中更全面地描述本公开，在附图中示出各种示例性实施例。然而，这些示例可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例使得本公开更加彻底和完整，并将本公开的范围更充分地传达给本领域技术人员。
36.应当理解，当元件被称为在另一元件“上”或“下”时，它可以直接在该元件上/下，或者也可以存在一个或多个中间元件。当元件被称为“在
···
上”或“在
···
下”时，可以基于该元件而包括“在该元件下”以及“在该元件上”。此外，关系术语例如“第一”、“第二”、“在
···
上/上部/上方”和“在
···
下/下部/下方”仅用于区分一个主题或元件与另一个主题或元件，而不一定要求或涉及主题或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。
37.应当理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或如本文中使用的其他类似术语一般包括机动车辆，诸如包括运动型多用途汽车(suv)、公共汽车、卡车、各种商业车辆的乘用
车、包括各种船只和船舶的水运工具、飞行器，等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机车辆、插入式混合动力车辆、氢动力车辆，以及其他代用燃料车辆(例如，源自除石油之外的资源的燃料)。
38.虽然示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解，示例性过程也可以由一个或多个模块来执行。另外，应当理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器并且专门编程以执行本文描述的过程的硬件设备。存储器被配置成存储该模块，并且处理器被特别配置成实行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个过程。
39.如在本文中使用的，除非特别说明或从上下文显而易见，否则术语“大约”被理解为在本领域中的正常公差范围内，例如，在平均值的2个标准差之内。“大约”可以被理解为在设定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文另外明确，否则本文中提供的所有数值均由术语“大约”来修饰。
40.在下文中，将参照附图描述根据示例性实施例的燃料电池车辆100。为了便于描述，将使用笛卡尔坐标系(x轴、y轴、z轴)来描述燃料电池车辆100，但是也可以使用其他坐标系来描述。在笛卡尔坐标系中，x轴、y轴和z轴彼此垂直，但是示例性实施例不限于此。换句话说，x轴、y轴和z轴可以彼此倾斜地交叉。为了便于描述，
±
x轴方向被称为“第一方向”，
±
y轴方向被称为“第二方向”，并且
±
z轴方向被称为“第三方向”。
41.图1是根据示例性实施例的燃料电池车辆100的平面图。图1所示的燃料电池车辆100可以包括燃料电池102、系统框架(或系统安装框架)110、车身部件和紧固部件130。燃料电池102安装到系统框架110。如上所述，根据示例性实施例的燃料电池车辆100可以包括至少一个单元燃料电池。
42.包括在根据示例性实施例的燃料电池车辆100中的燃料电池102可以包括单个单元燃料电池，而不是在第三方向(其为竖直方向)上或在第一方向和第二方向(其为水平方向)上堆叠的多个单元燃料电池。可替换地，包括在根据另一示例性实施例的燃料电池车辆100中的燃料电池102可以包括在竖直方向或水平方向中的至少一个上堆叠的多个单元燃料电池。例如，燃料电池102可以包括在第一方向、第二方向或第三方向中的至少一个上堆叠的多个单元燃料电池。
43.单元燃料电池可以是聚合物电解质膜燃料电池(或质子交换膜燃料电池)(pemfc)，其作为用于驱动车辆的动力源已被最广泛地研究。然而，示例性实施例不限于单元燃料电池的任何特定配置或外观。包括在燃料电池102中的单元燃料电池可以包括端板(或压板或压缩板)(未示出)、集电器(未示出)和电池堆(未示出)。
44.电池堆可以包括在宽度方向(例如第一方向或第二方向)上堆叠的多个单元电池。可以堆叠几十至几百个单元电池，例如大约100至400个单元电池，以形成电池堆。每个单元电池可以产生大约0.6伏至1.0伏的电力。因此，包括在燃料电池102中的单位燃料电池的数量和包括在单位燃料电池的电池堆中的单位电池的数量可以根据待从燃料电池102供应到负载的电力的强度来确定。这里，“负载”可以指燃料电池车辆100的需要电力的部分。
45.第一端板和第二端板可以设置在电池堆的相应端部处，并且可以支撑和固定多个单元电池。换句话说，第一端板可以设置在电池堆的两端中的第一端处，并且第二端板可以设置在电池堆的两端中的第二端处。此外，燃料电池102还可以包括夹持构件。例如，在每个
单元燃料电池中，夹持构件用于在水平方向(例如，第一方向或第二方向)上将多个单元电池与端板夹持在一起。
46.车身部件可以包括第一侧构件和第二侧构件(或车身框架)120(122和124)。第一侧构件122和第二侧构件124可以在第一方向(其为车辆行驶的方向)上延伸，并且可以设置成在与第一方向交叉的第二方向上彼此面对。第一侧构件122和第二侧构件124可以设置在燃料电池102的两个相对侧。具体地，第一侧构件122和第二侧构件124可以对应于燃料电池车辆100的车身。特别地，第一侧构件122和第二侧构件124可以对应于燃料电池车辆100的车身的形成发动机机舱侧部的部分。
47.此外，车身部件还可以包括至少一个横向构件140。至少一个横向构件140是设置在车身部件中的第一侧构件122与第二侧构件124之间的部分。横向构件140可以与第一侧构件122或第二侧构件124中的至少一个一体地形成。然而，根据示例性实施例的燃料电池车辆100不限于横向构件140的存在或不存在、其具体布置位置或其具体布置形式。
48.根据示例性实施例的燃料电池车辆100可以是商用车辆，例如卡车或乘用车，但是示例性实施例不限于任何特定类型的车辆。如果燃料电池车辆100是商用车辆，则横向构件140可以用于支撑商用车辆的驾驶室(未示出)、装载部件(未示出)或储氢部件(未示出)中的至少一者。可替换地，横向构件140可以不支撑驾驶室、装载部件和储氢部件中的任一者，并且可以省略。
49.系统框架110可以安装到(或由其支撑或连接到)第一侧构件122或第二侧构件124中的至少一者，并且用于支撑燃料电池102和电源控制器(未示出)中的每者的至少一部分。例如，系统框架110可以直接安装到第一侧构件122和第二侧构件124，或者可以经由紧固部件130间接安装到第一侧构件122和第二侧构件124。
50.在下文中，将根据示例性实施例的燃料电池车辆100描述为被构造成使得系统框架110经由紧固部件130间接安装到第一侧构件122和第二侧构件124，但是实施例不限于此。换句话说，以下描述也可以适用于紧固部件130与系统框架110成一体且系统框架110的紧固部件130直接安装到第一侧构件122和第二侧构件124的结构。此外，以下描述也可以适用于紧固部件130与第一侧构件122或第二侧构件124成一体且第一侧构件122或第二侧构件124的紧固部件130直接安装到系统框架110的结构。
51.紧固部件130用于将系统框架110紧固到第一侧构件122和第二侧构件124中的每者。例如，如图1所示，紧固部件130可以将系统框架110的角部紧固到第一侧构件122和第二侧构件124中的每者，但是示例性实施例不限于此。换句话说，紧固部件130可以将系统框架110的角部或边缘中的至少一者连接到第一侧构件122和第二侧构件124中的每者。紧固部件130的数量可以是多个。多个紧固部件130可以具有彼此相同的形状，或者可以具有彼此不同的形状。在下文中，将描述彼此具有相同形状的多个紧固部件130中的仅一个。因此，以下描述可以同样适用于其他紧固部件。
52.紧固部件130连接到系统框架110的位置可以彼此相同，或者可以彼此不同。换句话说，系统框架110的与紧固部件130连接的部分可以彼此相同，例如，系统框架110的角部或边缘(或侧部)。可替换地，紧固部件130中的一些可以连接到系统框架110的角部，而其余的紧固部件130可以连接到系统框架110的边缘。
53.如图1所示，系统框架110可以通过四个紧固部件130间接紧固到第一侧构件122和
第二侧构件124，但是实施例不限于此。换句话说，根据另一示例性实施例，与图1所示不同，系统框架110的一部分可以通过紧固部件130间接紧固到第一侧构件122或第二侧构件124，并且系统框架110的其余部分可以直接紧固到第一侧构件122或第二侧构件124，而不使用紧固部件130作为连接介质。
54.图2是图1所示的紧固部件130和系统框架110的示例性实施例的透视图。具体地，系统框架110a是图1所示的系统框架110的示例性实施例，并且第一紧固部件130a是图1所示的紧固部件130的示例性实施例。为了便于描述，图1所示的燃料电池102以及第一侧构件122和第二侧构件124在图2中未示出。
55.第一紧固部件130a可以包括第一支撑托架(或安装支撑托架)132、第一螺栓134、紧固螺栓136和绝缘体(或安装绝缘体或衬套)138，但是示例性实施例不限于此。换句话说，除了第一紧固部件130a的第一支撑托架132和第一螺栓134之外，紧固螺栓136和绝缘体138可以具有各种形状中的任一种。紧固螺栓136用于紧固第一支撑托架132和绝缘体138。因此，紧固螺栓136可以被实施为双头螺栓，其插入图3a中示出的螺纹孔136h(将在后面描述)中以紧固第一支撑托架132和绝缘体138。
56.绝缘体138可以设置在图1所示的第一侧构件122或第二侧构件124与系统框架110之间，并且可以直接连接到第一侧构件122或第二侧构件124。虽然没有详细示出，但是绝缘体138可以通过将螺栓插入其螺纹孔(例如，钻孔)138h1和138h2中而螺栓连接到第一侧构件122或第二侧构件124。绝缘体138可以对于振动提供绝缘。因此，绝缘体138可以防止或最小化从系统框架110到第一侧构件122和第二侧构件124的振动传递，或者可以防止或最小化从第一侧构件122和第二侧构件124到系统框架110的振动传递。
57.图3a是示出了图2所示的系统框架110a、第一支撑托架132a和第一螺栓134a的接合的局部透视图，图3b是图3a所示的系统框架110a、第一支撑托架132a和第一螺栓134a的局部分解透视图，图3c是示出了图3a所示的系统框架110a和第一螺栓134a的接合的透视图，以及图3d是沿图3a中的线i-i’截取的剖视图，以示出图3a所示的系统框架110a、第一支撑托架132a和第一螺栓134a的实施例的接合。
58.图4a是图3a、图3b和图3d所示的第一支撑托架132a的透视图，图4b是沿图4a中的线ii-ii’截取的剖视图以示出图4a所示的第一支撑托架132a的实施例，以及图4c是图3a至图3d所示的第一螺栓134a的实施例的透视图。图3a至图3d和图4c所示的第一螺栓134a对应于图2所示的第一螺栓134的示例性实施例。
59.根据示例性实施例，系统框架110a和第一支撑托架132a中的一者可以包括具有凸形形状并朝向其中另一者突出的第一突出部分，并且系统框架110a和第一支撑托架132a中的另一者可以包括用于接收第一突出部分的凹入部分。
60.在下文中，如图3a至图3d所示，将示例性实施例描述为被构造成使得系统框架110a包括第一突出部分pp1，并且使得第一支撑托架132a包括凹入部分。然而，以下描述也可以适用于第一支撑托架132a包括第一突出部分pp1且系统框架110a包括凹入部分的结构。
61.系统框架110a的第一突出部分pp1可以在朝向第一支撑托架132a定向的方向上(例如，在第二方向上)突出。如图4b所示，凹入部分rp可以包括第一内表面is1以及第一侧部分sp1和第二侧部分sp2。第一内表面is1是面对第一突出部分pp1的前表面fs1的表面。
62.第一侧部分sp1是面对第一突出部分pp1的两个相对侧表面pp1s1和pp1s2中的一个pp1s1的部分，并且其中具有第二开孔th2。第二侧部分sp2是面对第一突出部分pp1的两个相对侧表面pp1s1和pp1s2中的另一个pp1s2的部分，并且其中具有第一插入孔ih1(例如，钻孔)和第一凸片部分(或螺纹部分)t1。
63.如图所示，凹入部分rp的第一内表面is1、第一侧部分sp1和第二侧部分sp2可以形成接收第一突出部分pp1的空间as1。因此，如图3a所示，第一突出部分pp1可以在水平方向上(例如在第一方向上)设置在第一侧部分sp1与第二侧部分sp2之间。
64.系统框架110a可以包括在水平方向上形成在其中的第一开孔th1。例如，水平方向可以是平行于第一方向的方向。第一开孔th1可以以在第一方向(其为水平方向)上穿透第一突出部分pp1的方式形成。第一支撑托架132a可以在其中包括第二开孔th2、第一插入孔ih1和第一凸片部分t1。
65.参考图3d和图4b，第二开孔th2在水平方向上与第一开孔th1的两个相对端部部分th1e1和th1e2中的第一端部部分th1e1连通。第一插入孔ih1在水平方向上与第一开孔th1的两个相对端部部分th1e1和th1e2中的第二端部部分th1e2连通。第一凸片部分t1与第一插入孔ih1连通，并且在水平方向上从第一插入孔ih1延伸。
66.第一螺栓134a可以包括头部a1、第一柄部分a2和第一螺纹部分a3。在第一螺栓134a中，第一柄部分a2可以是在水平方向上(例如，在第一方向上)插入第一开孔th1、第二开孔th2和第一插入孔ih1中的部分。第一螺栓134a的第一柄部分a2可以在竖直方向上与第一开孔th1的第一端部部分th1e1和第二开孔th2之间的边界x2(即，第一开孔th1的第一端部部分th1e1和第二开孔th2彼此接触的部分x2)重叠。
67.此外，第一螺栓134a的第一柄部分a2可以在竖直方向上与第一开孔th1的第二端部部分th1e2和第一插入孔ih1之间的边界x1(即，第一开孔th1的第二端部部分th1e2和第一插入孔ih1彼此接触的部分x1)重叠。例如，竖直方向可以是第三方向(或平行于第三方向的方向)，与第一方向和第二方向中的每者交叉。
68.连接到一个第一支撑托架132a的第一螺栓134a的数量可以是一个或多个。例如，如图2、图3a、图3b和图3c所示，连接到一个第一支撑托架132a的第一螺栓134a的数量可以是两个。第一螺纹部分a3可以在第一方向(其为水平方向)上从第一柄部分a2延伸，并且可以与第一凸片部分t1接合。
69.图5a是沿图3a中的线i-i’截取的剖视图以示出图3a所示的系统框架110a、第一支撑托架132a和第一螺栓134a的其他示例性实施例110a、132b和134b的接合，图5b是沿图4a中的线ii-ii’截取的剖视图以示出图4a所示的第一支撑托架132a的另一示例性实施例132b，并且图5c是图3a所示的第一螺栓134a的另一示例性实施例134b的透视图。除了第一螺栓134b的形状与第一支撑托架132b的形状之间的差异之外，图5a、图5b和图5c所示的部件与图3d、图4b和图4c所示的部件相同。因此，相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。
70.根据示例性实施例，如图4b和图4c所示，第一螺栓134a的第一柄部分a2和第一螺纹部分a3之间可以具有高度差(或台阶)。例如，第一柄部分a2的第一直径φ1可以大于第一螺纹部分a3的第二直径φ2，并且第一插入孔ih1的第三直径φ3可以大于第一凸片部分t1的第四直径φ4。
71.根据另一示例性实施例，如图5b和图5c所示，第一螺栓134b的第一柄部分a2和第一螺纹部分a3之间可以没有高度差。例如，第一柄部分a2的第一直径φ1可以与第一螺纹部分a3的第二直径φ2相同，并且第一插入孔ih1的第三直径φ3可以与第一凸片部分t1的第四直径φ4相同。
72.参考图4c和图5c，第一螺栓134a或134b的头部a1可以具有比第一柄部分a2的第一直径φ1大的直径φh，并且可以与第二开孔th2的端部部分th2e1接触。此外，第二开孔th2的直径φ5可以大于第一螺栓134a或134b的第一柄部分a2的第一直径φ1，第一插入孔ih1的第三直径φ3可以大于第一螺栓134a或134b的第一柄部分a2的第一直径φ1，并且第一凸片部分t1的第四直径φ4可以大于第一螺栓134a或134b的第一螺纹部分a3的第二直径φ2。此外，第一开孔th1的直径φ6可以大于第一螺栓134a或134b的第一柄部分a2的第一直径φ1。
73.图6是沿图3a中的线i-i’截取的剖视图，以示出图3a所示的系统框架110a、第一支撑托架132a和第一螺栓134a的其他示例性实施例的接合。根据示例性实施例，如图4b和图5b所示，第一凸片部分t1可以通过机械加工第一支撑托架132a而形成。
74.根据另一示例性实施例，如图6所示，燃料电池车辆还可以包括第一管螺母150a。第一管螺母150a嵌入第一支撑托架132a中，并且在其中具有第一凸片部分t1。除了这种配置之外，图6所示的部件与图3d所示的部件相同。因此，相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。虽然未示出，但是图5a所示的燃料电池车辆也可以包括第一管螺母，在该第一管螺母中具有第一凸片部分t1。
75.图7是根据另一示例性实施例的燃料电池车辆100b的后透视图。图8a是图7所示的燃料电池车辆100b的示例性实施例的后分解透视图，并且图8b是沿图7所示的燃料电池车辆100b中的线iii-iii’截取的剖视图。图7所示的燃料电池车辆100b可以包括燃料电池(未示出)、系统框架110b、第一侧构件122和第二侧构件124以及第二紧固部件130c。
76.虽然未示出，但是图7所示的燃料电池车辆100b的燃料电池102可以安装在系统框架110b上，如图1所示，并且第二紧固部件130c可以将系统框架110b连接到图1所示的第一侧构件122和第二侧构件124中的每者。如上所述，紧固部件130可以将系统框架110的角部紧固到第一侧构件122和第二侧构件124中的每者，如图1所示，并且第二紧固部件130c可以将系统框架110的角部附近的边缘紧固到第一侧构件122和第二侧构件124中的每者，如图7所示。
77.图1至图6所示的燃料电池车辆100(100a)的描述可以同样适用于在此未描述或示出的图7所示的燃料电池车辆100b的部件。换句话说，除了紧固部件130(130a或130b)的形状与第二紧固部件130c的形状之间的差异之外，图7所示的燃料电池车辆100b与上述燃料电池车辆100(100a)相同。
78.根据示例性实施例，如图8b所示，系统框架110b可以在其中包括第二插入孔ih2(例如，钻孔)和第二凸片部分t2。第二插入孔ih2可以在水平方向上(例如，在第一方向上(或者在平行于第一方向的方向上))形成在第二突出部分pp2中。第二凸片部分t2可以形成为在水平方向上从第二插入孔ih2延伸。
79.根据另一示例性实施例，与图8b所示的不同，可以省略第二插入孔ih2，并且可以形成第二凸片部分t2来代替第二插入孔ih2。具体地，第二凸片部分t2可以在水平方向上形
成在第二突出部分pp2中。第二紧固部件130c将系统框架110b紧固到第一侧构件122和第二侧构件124中的每者。
80.因此，第二紧固部件130c可以包括第二支撑托架132c和第二螺栓134c。此外，第二紧固部件130c还可以包括紧固螺栓136和绝缘体138。紧固螺栓136和绝缘体138分别对应于图2所示的紧固螺栓136和绝缘体138并执行与其相同的功能。因此，紧固螺栓136和绝缘体138由与图2所示的紧固螺栓136和绝缘体138相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。此外，在图7和图8a中省略了图8b所示的紧固螺栓136和绝缘体138的图示。
81.与上述第一紧固部件130a或130b不同，第二紧固部件130c可以在保持系统框架110b的顶表面110bt和底表面110bb的状态下紧固到系统框架110b，如图7所示。例如，系统框架110b还可以包括朝向第二紧固部件130c突出的第二突出部分pp2。具体地，如图8b所示，第二紧固部件130c可以具有凹形形状，以通过保持第二突出部分pp2的顶表面pp2t和底表面pp2b来接收第二突出部分pp2的至少一部分。
82.第二紧固部件130c的第二支撑托架132c可以在其中包括第三开孔th3。第三开孔th3可以在第一方向(其为水平方向)上与第二插入孔ih2连通。如果省略了图8b所示的第二插入孔ih2，则第三开孔th3可以在第一方向(其为水平方向)上与第二凸片部分t2连通。
83.与图4c或图5c所示的第一螺栓134a或134b类似，第二螺栓134c可以包括柄部分(以下称为“第二柄部分”)和螺纹部分(以下称为“第二螺纹部分”)。第二柄部分可以在水平方向上(例如在第一方向上)插入第三开孔th3和第二插入孔ih2中，并且第二螺纹部分可以与第二凸片部分t2接合。
84.第二支撑托架132c可以包括第二内表面is2、上端up和下端lp。第二内表面is2面对第二突出部分pp2的前表面fs2。上端up可以设置在第二内表面is2上，并且可以与第二突出部分pp3的顶表面pp2t接触。下端lp可以设置在第二内表面is2的下方，并且可以与第二突出部分pp3的底表面pp2b接触。
85.第二内表面is2、上端up和下端lp可以形成用于接收第二突出部分pp2的空间as2。因此，第二突出部分pp2可以在竖直方向上(例如在第三方向上(或在平行于第三方向的方向上))设置在上端up与下端lp之间。
86.图9是根据又另一示例性实施例的燃料电池车辆100b的剖视图。除了图9所示的第二紧固部件130d的第二支撑托架132d和系统框架110c的形状与图7至图8b所示的第二支撑托架132c和系统框架110b的形状之间的差异之外，图9所示的燃料电池车辆与图8b所示的燃料电池车辆相同。因此，相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。
87.根据一示例性实施例，如图8b所示，第二支撑托架132c的第二内表面is2可以与第二突出部分pp2的前表面fs2接触。具体地，第二支撑托架132c的上端up的底表面upb的整个区域可以与第二突出部分pp2的顶表面pp2t接触，并且第二支撑托架132c的下端lp的顶表面lpt的整个区域可以与第二突出部分pp2的底表面pp2b接触。
88.根据另一示例性实施例，如图9所示，第二支撑托架132d的上端up和下端lp可以形成为分别卡在第二突出部分pp2的顶表面pp2t和底表面pp2b中。参照图9，第二支撑托架132d的第二内表面is2可以在第一方向(其为水平方向)上与第二突出部分pp2的前表面fs2间隔开。具体地，第二支撑托架132的上端up的底表面upb的一部分可以形成为悬挂在第二突出部分pp2的顶表面pp2t上，并且第二支撑托架132的下端lp的顶表面lpt的一部分可以
形成为悬挂在第二突出部分pp2的底表面pp2b上。
89.如图8b或图9所示，第二支撑托架132c或132d可以具有左方括号形的横截面，以接收第二突出部分pp2的至少一部分。此外，连接到一个第二支撑托架132c和132d的第二螺栓134c的数量可以是一个或多个。例如，如图7所示，连接到一个第二支撑托架132c的第二螺栓134c的数量可以是三个。
90.图10是沿图7中的线iii-iii’截取的剖视图，以示出图7所示的燃料电池车辆100b的另一示例性实施例。根据一示例性实施例，第二凸片部分t2可以通过机械加工系统框架110b或110c而形成，如图8b和图9所示。
91.根据另一示例性实施例，如图10所示，燃料电池车辆还可以包括第二管螺母150b。第二管螺母150b嵌入系统框架110c中，并且具有形成在其中的第二凸片部分t2。除了这种配置之外，图10所示的部件与图8b所示的部件相同。因此，相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。虽然未示出，但是图9所示的燃料电池车辆也可以包括第二管螺母，该第二管螺母具有形成在其中的第二凸片部分t2。
92.在下文中，将参照附图描述根据比较例的燃料电池车辆和根据示例性实施例的燃料电池车辆。图11是根据比较例的燃料电池车辆的剖视图。
93.根据比较例的燃料电池车辆可以包括系统框架10、支撑托架30和紧固螺栓40。具体地，由于系统框架10和支撑托架30分别执行与根据示例性实施例的系统框架110以及第一支撑托架和第二支撑托架130、130a、130b和130c相同的功能，所以将省略其重复描述。在根据比较例的燃料电池车辆中，系统框架10和支撑托架30使用紧固螺栓40彼此耦接。
94.图2所示的双头螺栓136由于用于紧固的轴向力而承受拉伸载荷，但是不承受燃料电池系统的重量的载荷。具体地，“燃料电池系统”统称为燃料电池102和系统框架110。相反，由于燃料电池系统的重量而产生的拉伸载荷以及由于用于紧固的轴向力而产生的拉伸载荷被额外地施加到图11所示的紧固螺栓40。当燃料电池车辆行驶时，由于路面的不平整，而在第一方向(其为车辆行驶的前后方向)、第二方向(其为车辆的左右宽度方向)和第三方向(其为车辆的上下高度方向)上将加速度施加到车身。特别地，当车辆在不平的道路上行驶时，在第三方向上的加速度幅度最大。当燃料电池系统的重量为“m”并且加速度为“a”时，惯性力f1被施加到燃料电池系统，如使用以下等式1所表达。
95.等式1
96.f1＝m
·a97.因此，由于惯性力f1导致的在拉伸方向上的疲劳载荷可以施加到图11所示的紧固螺栓40。当燃料电池车辆撞到隆起物，例如碾过石头，并且因此其车身在第三方向(其为竖直方向)上弹跳时，在与将抵抗车身弹跳的惯性力f1施加到燃料电池车辆的系统框架10的方向相反的方向上，使安装到车身的支撑托架30向上移动的力f2被施加到紧固螺栓40。因此，最大量的拉伸应力被施加到紧固螺栓40。
98.紧固螺栓40具有多个凹口以形成螺纹42，并因此当向其施加拉伸载荷时特别容易疲劳。当疲劳载荷在垂直方向(其为轴向方向)上施加到紧固螺栓40时，由于螺纹42的形状而出现凹口效应(即，应力集中)，这进一步增加了紧固螺栓40的疲劳失效的可能性。此外，由于行驶振动引起的疲劳载荷被额外地施加到紧固螺栓40，所以由于疲劳载荷在轴向方向上的累积而增加了疲劳失效的风险。因此，紧固螺栓40的螺纹起点44承受最大量的应力，这
可能导致紧固螺栓40断裂。
99.相反，根据示例性实施例的燃料电池车辆100(100a)，当燃料电池车辆在第三方向上振动时，剪切应力在横向方向上被施加到第一螺栓134a或134b，如图3d、图5a和图6中的箭头所示。此时，如图3d、图5a和图6所示，剪切应力在位置x1(以下称为“最大剪切应力点”)处最大化，在该位置处系统框架110a和第一支撑托架132a或132b在水平方向上彼此接触。如果第一螺栓134a或134b的第一螺纹部分a3在第三方向(其为竖直方向)上与最大剪切应力点x1重叠，则第一螺栓134a或134b由于疲劳失效而断裂的可能性会增加，与图11所示的紧固螺栓40类似。
100.然而，根据示例性实施例，第一螺栓134a或134b在水平方向上被紧固，使得第一螺栓134a或134b的第一柄部分a2(其没有凹口)在剪切方向上承受重复载荷。换句话说，第一螺栓134a或134b的第一柄部分a2而不是其第一螺纹部分a3设置成在竖直方向上与最大剪切应力点x1重叠，从而消除凹口效应，因此防止第一螺栓134a或134b的疲劳失效和断裂。
101.此外，根据另一示例性实施例的燃料电池车辆100b，第二支撑托架132c或132d形成为左方括号形的结构，以卡在系统框架110b的顶表面110bt和底表面110bb中。因此，当燃料电池车辆100b在第三方向(其为竖直方向)上振动时，由绝缘体138向上推动第二支撑托架132c或132d的力(图8b所示的f3)的大部分因燃料电池系统的惯性力而衰减，并因此可以使施加到第二螺栓134c的剪切应力(图8b所示的f4)最小化。
102.此外，施加到第二螺栓134c的垂直应力f5与力f61和f62平衡，系统框架110b利用力f61和f62推动第二支撑托架132c和132d，作为抵抗紧固第二螺栓134c的轴向力起作用的力，并因此燃料电池车辆的行驶振动对第二螺栓134c的影响可以忽略不计。因此，施加到第二螺栓134的垂直应力不大。具体地，第二支撑托架132c或132d支撑竖直上下方向上的惯性载荷，因此在水平方向上紧固的第二螺栓134c仅用于执行紧固功能。因此，使凹口效应最小化，并且使施加到第二螺栓134c的剪切应力最小化，并因此防止了第二螺栓134c断裂。
103.此外，因为第二支撑托架132c或132d在上下方向上支撑系统框架110b的第二突出部分pp2，所以第二螺栓134c不支撑燃料电池系统的重量或惯性力，并因此第二螺栓134c仅用于紧固第二支撑托架132c或132d和系统框架110b或110c。因此，根据示例性实施例，可以使施加到第一螺栓和第二螺栓134a、134b和134c的应力的大小最小化，从而防止第一螺栓和第二螺栓134a、134b和134c的疲劳失效。
104.此外，如果第二支撑托架132c和系统框架110b的尺寸不准确，则其组装可能困难。因此，为了防止这个问题，如图9所示，第二支撑托架132d的上端up的底表面(其滑动地接触第二突出部分pp2的顶表面pp2t)和第二支撑托架132d的下端lp的顶表面(其滑动地接触第二突出部分pp2的底表面pp2b)形成为楔形w形状，使得第二支撑托架132d机械地卡在第二突出部分pp2中，从而便于组装第二支撑托架132d和第二突出部分pp2，并且允许第二支撑托架132d和第二突出部分pp2更紧密地彼此接触。
105.如从上面的描述可见，根据示例性实施例的燃料电池车辆能够防止将系统框架和支撑托架彼此连接的第一螺栓和第二螺栓断裂，并且能够将支撑托架和系统框架彼此紧密接合。然而，通过本公开可实现的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从上述描述中将清楚地理解本文未提及的其他效果。
106.上述各种示例性实施例可以彼此组合，而不脱离本公开的范围，除非它们彼此不
兼容。此外，对于在任何各种示例性实施例中未详细描述的任何元件或过程，除非另有说明，否则可以参考在另一实施例中具有相同附图标记的元件或过程的描述。
107.虽然已经参考本公开的示例性实施例具体示出和描述了本公开，但是这些实施例仅是为了说明的目的而提出且不限制本公开，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本文阐述的实施例的本质特征的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。例如，可以修改和应用实施例中阐述的各个配置。此外，这种修改和应用中的差异应该被解释为落入由所附权利要求限定的本公开的范围内。