一种燃料电池氢能汽车的电堆悬置系统

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池氢能汽车的电堆悬置系统。

背景技术

燃料电池氢能汽车是指以氢作为能源的汽车。氢能汽车一般包括两套动力总成，一套是以氢为能源进行化学反应产生电能的电堆总成，另一套是以驱动电机作为直接动力源为整车提供驱动力的电机总成。因此，氢能汽车一般需要两套悬置系统：电机悬置系统和电堆悬置系统。

在燃料电池氢能汽车中，电堆悬置系统是指安装在燃料电池系统(简称“电堆”)与车身或副车架之间的并对燃料电池系统起到支撑、限位和隔振作用的装置。

与传统的燃油车和纯电动汽车相比，燃料电池电堆几乎没有源头激励，具有更好的低振动、低噪声和高平顺性等NVH性能。但是，燃料电池汽车的电堆内部零件均为精密件，为了防止路面振动对电堆内部零件产生影响，因此燃料电池汽车的电堆需要悬置系统进行隔振。

国内燃料电池氢能汽车尚处于初步发展阶段，对于电堆悬置系统设计往往直接参考现有技术中的燃油车或纯电动汽车的悬置系统进行设计，有的甚至直接采用橡胶块进行隔振。

对于燃料电池氢能汽车的电堆悬置系统，如果直接采用该燃油或纯电动汽车的悬置系统会导致系统中的悬置支座、支架等零件过大、过强，占用过多的整车布置空间，而且这种电堆悬置系统的集成度较差；如果直接采用橡胶块进行隔振，则会导致悬置系统对电堆的隔振性能不足，而且橡胶块自身的限位能力较差，不满足对电堆的限位要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种燃料电池氢能汽车的电堆悬置系统。

本发明提供一种燃料电池氢能汽车的电堆悬置系统，包括后悬置总成、左悬置总成和右悬置总成，所述后悬置总成可拆卸安装在车身横梁上，所述左悬置总成设置在车身左侧纵梁上，并分别与所述车身左侧纵梁和车身左侧减震塔座可拆卸连接，所述右悬置总成设置在车身右侧纵梁上，并分别和所述车身右侧纵梁和车身右侧减震塔座可拆卸连接，所述后悬置总成、所述左悬置总成和所述右悬置总成均与燃料电池电堆的外壳可拆卸连接。

进一步地，所述后悬置总成包括后悬置支座和后悬置支架，所述后悬置支架设置在所述车身纵梁的下方，其上端与所述车身纵梁的下端可拆卸连接，其下端设有竖直设置并左右间隔分布的连接板，两个所述连接板限定出空腔结构，所述后悬置支座为“T”型结构，其包括连接部和固定部，所述后悬置支座沿左右方向竖直设置其固定部伸入所述空腔内，并分别与两个所述连接板可拆卸连接，所述壳体与所述连接部可拆卸连接。

进一步地，所述后悬置支架包括底板和两块所述连接板，所述底板为“几”字型结构，其上设有两个沿左右方向设置的第一圆形腰孔，且两个所述第一圆形腰孔对称设置，所述连接板为“L”型结构，两个所述连接板的水平段分别对应设有与所述第一圆形腰孔相适配的第二圆形腰孔，且所述第一圆形腰孔与所述第二圆形腰孔连通，两个所述连接板的竖直段限定出用于固定所述固定部的空腔，且其上均设有沿竖直方向设置的第三圆形通孔，两个所述第二圆形腰孔相互连通。

进一步地，所述固定部设有沿左右方向贯穿其设置的第一通孔，所述第一通孔内设有第一减震单元，所述第一减震单元分别与两个所述连接板可拆卸连接。

进一步地，所述左悬置总成包括左悬置支臂和左悬置支座，所述左悬置支座为圆筒结构，其设置在所述车身左侧纵梁的上方，其轴向沿左右方向设置，其内同轴设有第二减震单元，所述左悬置支座的外侧设有多个第一连接座，其中一个所述第一连接座与所述车身左侧减震塔座可拆卸连接，其余所述第一连接座均与所述车身左侧纵梁可拆卸连接，所述左悬置支臂为倒置的“Z”字型结构，其设置在所述左悬置支座的右侧，其左侧与所述左悬置支座可拆卸连接，其右侧与所述壳体可拆卸连接。

进一步地，所述右悬置总成包括右悬置支座、右悬置支臂和右悬置支架，所述右悬置支座为圆筒结构，其设置在所述车身右侧纵梁的上方，其轴向沿左右方向设置，其内同轴设有第三减震单元，所述右悬置支座的外侧设有多个第二连接座，其中一个所述第二连接座与所述车身右侧减震塔座可拆卸连接，其余所述第二连接座均与所述车身右侧纵梁可拆卸连接，所述右悬置支臂为“L”型结构，其沿前后方向设置在所述右悬置支座的左侧，并与所述右悬置支座可拆卸连接，所述右悬置支架为倒“L”型结构，其沿前后方向设置可拆卸的安装在所述右悬置支臂的下方，所述右悬置支架左侧与所述壳体可拆卸连接。

进一步地，所述第二减震单元和第三减震单元均包括橡胶衬套本体，所述橡胶衬套本体与所述右悬置支座和所述左悬置支座均过盈配合，所述橡胶衬套本体的一侧同轴设有橡胶垫圈。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所述电堆悬置系统分别设置左悬置总成、后悬置总成和右悬置总成与车身的可拆卸结构，以方便拆装，且采用钟摆式三点悬置布置方法，将左、右悬置总成安装在车身的纵梁上，后悬置支座挂接在车身横梁中间，而后悬置总成由于挂接在车身而非连接在副车架，即保证了对燃料电池电堆的固定效果，还减小了后悬置总成的尺寸。此外，左、右悬置总成与车身纵梁和减震塔座均设有安装点，能够提高左、右悬置总成侧向受力时的强度。

附图说明

图1是本发明所述一种燃料电池氢能汽车的电堆悬置系统的装配图；

图2是本发明所述一种燃料电池氢能汽车的电堆悬置系统的结构示意图；

图3是本发明所述后悬置总成的结构示意图；

图4是本发明所述后悬置支架的结构示意图；

图5是本发明所述左悬置总成的结构示意图；

图6是本发明所述左悬置总成的结构爆炸示意图；

图7是本发明所述右悬置总成的结构示意图；

图8是本发明所述第二减震单元和第三减震单元的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1-8，本发明的实施例提供了一种燃料电池氢能汽车的电堆悬置系统，包括后悬置总成10、左悬置总成20和右悬置总成30，所述后悬置总成10可拆卸安装在车身横梁100上，所述左悬置总成20设置在车身左侧纵梁101上，并分别与所述车身左侧纵梁101和车身左侧减震塔座102可拆卸连接，所述右悬置总成30设置在车身右侧纵梁103上，并分别和所述车身右侧纵梁103和车身右侧减震塔座104可拆卸连接，所述后悬置总成10、左悬置总成20和所述右悬置总成30均与燃料电池电堆的外壳可拆卸连接。

在本发明中，需要说明的是，燃料电池电堆、车身横梁100、车身左侧纵梁101、车身左侧减震塔座102、车身右侧纵梁103和车身右侧减震塔座104均为现有结构，现有氢能汽车上的燃料电池电堆、车身横梁、车身右侧纵梁、车身右侧减震塔座、车身左侧纵梁和车身左侧减震塔座均为本发明中燃料电池电堆、车身横梁100、车身左侧纵梁101、车身左侧减震塔座102、车身右侧纵梁103和车身右侧减震塔座104的具体实施例，因此，本发明对其结构不再进行赘述。本发明所述电堆悬置系统分别设置后悬置总成10、左悬置总成20和右悬置总成30与车身的可拆卸结构，以方便拆装，且采用钟摆式三点悬置布置方法，将左悬置总成20、右悬置总成30安装在车身的纵梁上，后悬置支座11挂接在车身横梁中间，而后悬置总成10由于挂接在车身而非连接在副车架，即保证了对燃料电池电堆的固定效果，还减小了后悬置总成10的尺寸。此外，左、右悬置总成30与车身横梁100和减震塔座均设有安装点，能够提高左悬置总成20、右悬置总成30侧向受力时的强度。

在上述实施例中，所述后悬置总成10包括后悬置支座11和后悬置支架12，所述后悬置支架12设置在所述车身横梁100的下方，其上端与所述车身横梁100的下端可拆卸连接，其下端设有竖直设置并左右间隔分布的连接板13，两个所述连接板13限定出空腔14结构，所述后悬置支座11为“T”型结构，其包括连接部121和固定部122，所述后悬置支座11沿左右方向竖直设置，其固定部122伸入所述空腔14内，并分别与两个所述连接板13可拆卸连接，所述壳体与所述连接部121可拆卸连接。

在本发明中，后悬置支座11与车身横梁100的可拆卸连接设计，以及后悬置支座11与后悬置支架12的可拆卸连接设计，可方便后悬置总成10的拆装，具体的，后悬置支座11与车身横梁100、后悬置支座11与后悬置支架12均通过螺栓进行连接固定，而螺栓的可拆卸连接结构具有拆装方便和实施成本低等优点。此外，本发明所述后悬置总成10体积小、零部件少和集成度高，显著降低了空间的利用率，还能实现对燃料电池电堆的有效固定，固定效果好。

在上述实施例中，所述固定部122设有沿左右方向贯穿其设置的第一通孔，所述第一通孔内设有第一减震单元15，所述第一减震单元15分别与两个所述连接板13可拆卸连接。

在本发明中，第一减震单元15为橡胶衬套，后悬置支座11通过橡胶衬套和贯穿螺栓与两个连接板13螺纹连接。

在上述实施例中，所述后悬置支架12包括底板16和两块所述连接板13，所述底板16为“几”字型结构，其上设有两个沿左右方向设置的第一圆形腰孔161，且两个所述第一圆形腰孔161对称设置，所述连接板13为“L”型结构，两个所述连接板13的水平段分别对应设有与所述第一圆形腰孔161相适配的第二圆形腰孔131，且所述第一圆形腰孔161与所述第二圆形腰孔131连通，两个所述连接板13的竖直段限定出用于固定所述固定部122的空腔14，且其上均设有沿竖直方向设置的第三圆形腰孔141，两个所述第二圆形腰孔131相互连通。

在本发明中，第一圆形腰孔161和第二圆形腰孔131用于实现底板16的固定，而第三圆形腰孔141用于实现对所述固定部122的连接固定，第一圆形腰孔161、第二圆形通孔和第三圆形腰孔141还可实现后悬置总成10在XY平面上进行横向和纵向的调节，不仅能够保证后悬置总成10本身的装配调节，而且有利于整个悬置系统的装配调节。此外，为了加强连接板13的强度，连接板13上设有第一加强筋132。其中，连接板13与底板16之间为焊接。

在上述实施例中，所述左悬置总成20包括左悬置支臂21和左悬置支座22，所述左悬置支座22为圆筒结构，其设置在所述车身左侧纵梁101的上方，其轴向沿左右方向设置，其内同轴设有第二减震单元，所述左悬置支座22的外侧设有多个第一连接座24，其中一个所述第一连接座24与所述车身左侧减震塔座102可拆卸连接，其余所述第一连接座24均与所述车身左侧纵梁101可拆卸连接，所述左悬置支臂21为倒置的“Z”字型结构，其设置在所述左悬置支座22的右侧，其左侧与所述左悬置支座22可拆卸连接，其右侧与所述壳体可拆卸连接。

在本发明中，第一连接座24设有3个，其中2个第一连接座24与车身左侧纵梁101通过螺栓可拆卸连接，另一个第一连接座24通过螺栓与车身左侧减震塔座102螺纹连接，而左悬置支臂21通过贯穿螺栓与第二减震单元螺纹连接。具体的，为了提高对壳体的固定效果，左悬置支臂21的右侧间隔分布有3个螺纹安装孔，左悬置支臂21通过螺栓与壳体连接固定。需要说明的是，第一连接座24用于方便左悬置支座22与车身左侧纵梁101的连接固定，本发明对其具体结构不进行限定。而当左悬置支臂21受到沿左右方向力的作用时，左悬置支臂21的左侧与设置在左悬置支座22内的第一减震单元15接触，第一减震单元15对左悬置支臂21产生轴向支撑作用，从而限制左悬置支臂21在该方向上的运动。

在上述实施例中，右悬置总成30包括右悬置支座31、右悬置支臂32和右悬置支架33，所述右悬置支座31为圆筒结构，其设置在所述车身右侧纵梁103的上方，其轴向沿左右方向设置，其内同轴设有第三减震单元，所述右悬置支座31的外侧设有多个第二连接座34，其中一个所述第二连接座34与所述车身右侧减震塔座104可拆卸连接，其余所述第二连接座34均与所述车身右侧纵梁103可拆卸连接，所述右悬置支臂32为“L”型结构，其沿前后方向设置在所述右悬置支座31的左侧，并与所述右悬置支座31可拆卸连接，所述右悬置支架33为倒“L”型结构，其沿前后方向设置可拆卸的安装在所述右悬置支臂32的下方，所述右悬置支架33左侧与所述壳体可拆卸连接。

在本发明中，同理，第二连接座34也设有3个，且第二连接座34的结构与第一连接座24的结构一致。具体的，右悬置支臂32与第三减震单元通过贯穿螺栓进行螺纹连接固定，右悬置支臂32与右悬置支架33也通过螺栓进行螺纹连接固定，且右悬置支臂32的左侧设有3个螺纹安装孔，并在每个螺纹安装孔内设有螺栓，以连接固定燃料电池电堆的外壳，而在实际应用中，为了提高对外壳的固定效果，可根据需要增加螺纹安装孔的数量。此外，为了提高右悬置支臂32的强度，其上均布有多个第二加强筋321。同理，右悬置支架33的前后两侧也设有加强板331。本发明分别设置右悬置支臂32与右悬置支架33两个连接件，目的在于方便实现将外壳与车身的连接固定，还有利于提高燃料电池电堆的固定效果。

在上述实施例中，所述第二减震单元和第三减震单元均包括橡胶衬套本体40，所述橡胶衬套本体40与所述右悬置支座31和所述左悬置支座22均过盈配合，所述橡胶衬套本体40的一侧同轴设有橡胶垫圈41。

在本发明中，橡胶垫圈41可起到缓冲的作用，且需要说明的是，橡胶衬套本体40同轴安装在所述右悬置支座31和所述左悬置支座22内，其橡胶垫圈41对应的所述左悬置支臂21和所述右悬置支臂32设置并贴合。此外，本发明的橡胶衬套本体40，其外筒42和金属内筒43之间填充橡胶44，以提高橡胶衬套的减震效果。在本发明中的橡胶衬套本体40提高了系统的零件通用性。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。