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燃料电池车辆

文献发布时间:2023-06-29 06:30:04


燃料电池车辆

技术领域

本发明的实施方案涉及燃料电池车辆。

背景技术

燃料电池是一种数百个堆叠的单元电池产生电力的发电装置。产生的电力收集在设置在电池堆的各个端部的集电器(current collector)中,并且通过设置在电池堆的上端的电力分配器(power distributor)传输至各个部件。然而,在燃料电池车辆发生碰撞的情况下,连接至电力分配器以将电力传输至各个部件的高压电缆可能会与燃料电池车辆的仪表板接触,这会导致各种问题,例如,燃料电池车辆燃烧或爆炸或者触电。因此,正在进行旨在避免上述问题的研究。

发明内容

因此,本发明的实施方案致力于提供一种燃料电池车辆,其能够基本上避免由于相关技术的局限性和缺点而导致的一个或多个问题。

本发明的实施方案提供了一种燃料电池车辆,其可以在涉及电压电缆的碰撞的情况下保护电压电缆。

然而,通过实施方案实现的特征不限于上述特征,并且本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解本文未提及的其它特征。

根据实施方案的燃料电池车辆可以包括:燃料电池;电力分配器,其配置为接收由燃料电池产生的电力并且设置在燃料电池上;电压电缆,其连接至电力分配器的后侧;电缆缓冲件,其接合至电力分配器的后侧,以环绕电压电缆的至少一部分。

例如,燃料电池可以包括电池堆,所述电池堆配置为使得多个单元电池沿与燃料电池车辆行驶的方向相交的方向堆叠。

例如,所述电缆缓冲件可以位于电力分配器的后侧与燃料电池车辆的仪表板之间,所述仪表板沿燃料电池车辆行驶的方向面对电压电缆。

例如,所述电缆缓冲件可以可拆卸地接合至电力分配器的后侧。

例如,所述电力分配器可以包括:壳体;至少一个电缆端子,其设置在所述壳体的后侧,以连接至电压电缆;盒接合部,其设置在所述壳体的后侧,以接合至电缆缓冲件。

例如,所述电缆缓冲件的第一下表面可以位于距地面比壳体的第二下表面更高的位置或者距地面与第二下表面相同的高度。

例如,盒接合部可以包括第一至第N(其中,“N”是2或更大的正整数)盒接合部,所述第一至第N盒接合部设置在壳体的后侧,以沿与第一方向相交的第二方向彼此间隔开,所述第一方向平行于燃料电池车辆行驶的方向,电缆缓冲件可以包括第一至第N缓冲件接合部,所述第一至第N缓冲件接合部分别接合至第一至第N盒接合部。

例如,第n(1≤n≤N)盒接合部和接合至第n盒接合部的第n缓冲件接合部中的一个可以包括沿第一方向突出的突出部,并且第n盒接合部和第n缓冲件接合部中的剩余一个可以包括形成为容纳突出部的凹进部。

例如,所述电缆缓冲件可以包括:第一部分,其具有沿第二方向延伸的杆的形状;第二部分,其从第一部分的前表面的两个端部中的一个端部沿第一方向朝向电力分配器的后侧突出,以接合至第一至第N盒接合部中的一个盒接合部;第三部分,其从第一部分的前表面的两个端部中的剩余一个端部沿第一方向朝向电力分配器的后侧突出,以接合至第一至第N盒接合部中的另一个盒接合部。第一部分、第二部分和第三部分的各个内表面可以限定环绕电压电缆的第一容纳孔。

例如,所述电缆缓冲件可以进一步包括第四部分,所述第四部分从第一部分的前表面的两个端部之间的中间部分沿第一方向朝向电力分配器的后侧突出,以接合至第一至第N盒接合部中的又一盒接合部。第一部分、第二部分和第四部分的内表面可以限定容纳电压电缆的一部分的第二容纳孔,第一部分、第三部分和第四部分的内表面可以限定容纳电压电缆的一部分的第三容纳孔。

例如,所述电压电缆可以包括:连接部,其连接至电缆端子;延伸部,其沿第三方向从连接部弯曲并延伸,所述第三方向与第一方向和第二方向相交。延伸部和连接部的至少一部分可以容纳在容纳孔中。

例如,所述电缆缓冲件可以包括设置于第一部分、第二部分或第三部分的至少一个的冲击吸收构件。

例如,所述冲击吸收构件可以包括:第一冲击吸收构件,其设置在第二部分中;第二冲击吸收构件,其设置在第三部分中。

例如,所述电缆缓冲件可以进一步包括沿第一方向与第一部分间隔开的第五部分。所述冲击吸收构件可以包括:第三冲击吸收构件,其设置在第一部分与第五部分之间的空间中沿第一方向与第二部分对齐重叠的位置;第四冲击吸收构件,其设置在第一部分与第五部分之间的空间中沿第一方向与第三部分对齐重叠的位置。

例如,所述冲击吸收构件可以包括第五冲击吸收构件,所述第五冲击吸收构件设置在与第一部分的前表面相反地形成的第一部分的后表面。

例如,第五冲击吸收构件可以包括设置为沿第二方向彼此间隔开的多个第五冲击吸收构件。

例如,电缆缓冲件可以具有第一刚性,第一部分、第二部分或第三部分的至少一个可以包括具有低于第一刚性的第二刚性的冲击分散构件。

例如,所述冲击分散构件可以包括:第一冲击分散构件,其设置在第二部分中;第二冲击分散构件,其设置在第三部分中。

例如,所述冲击分散构件可以设置为嵌入在第一部分中。

例如,所述第一部分可以包括:第一区域,其沿第一方向与第二部分对齐重叠;第二区域,其沿第一方向与第三部分对齐重叠;第三区域,其形成在第一区域与第二区域之间。冲击分散构件可以设置在整个第三区域中或者第三区域的中间部分的周围。

附图说明

包括的所附附图提供对发明的进一步的理解并且被纳入并构成本申请的一部分,所附附图示出了本发明的实施方案并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在这些附图中:

图1是根据实施方案的燃料电池车辆的立体图;

图2是沿图1的线A-A’截取的截面图;

图3是沿图1的线B-B’截取的截面图;

图4是示意性地示出从左侧观看时根据实施方案的燃料电池车辆的形状;

图5是根据实施方案的燃料电池车辆的示意性接线图;

图6A是电力分配器和电缆缓冲件的实施方案的分解立体图;

图6B是图6A所示的电力分配器和电缆缓冲件的实施方案的接合立体图;

图6C是电力分配器、电压电缆和电缆缓冲件的其他实施方案的接合立体图;

图7是图6A和6B所示的壳体和电缆缓冲件的实施方案的部分分解立体图;

图8A和图8B分别是图6C所示的壳体和电缆缓冲件的实施方案的接合立体图和分解立体图;

图9A是图6A、图6B和图7所示的电缆缓冲件的平面图;

图9B是图6C、图8A和图8B所示的电缆缓冲件的平面图;

图10是图6A、图6B和图7所示的燃料电池车辆的侧视图;

图11A和11B是电压电缆的实施方案的侧视图;

图12A至图12D是包括各种类型的冲击吸收构件的电缆缓冲件的实施方案的平面图;

图13A至图13D是包括各种类型的冲击分散构件的电缆缓冲件的实施方案的平面图;

图14A至图14D是用于解释制造根据实施方案的燃料电池车辆的方法的过程的立体图;

图15是示出燃料电池车辆在第一方向受到冲击的状态的平面图;

图16A至图16D是图15中的“C”部分的放大平面图;以及

图17是示出包括图13A所示的冲击分散构件的燃料电池车辆在第一方向受到冲击的状态的平面图。

具体实施方式

现在将在下文中参考所附附图更全面地描述本发明,在这些附图中示出了各种实施方案。然而,这些示例可以以许多不同的形式实施并且不应解释为限于本文阐述的实施方案。相反,提供这些实施方案使得本发明更加完整和充分,并且使得本发明的范围将更充分地呈现给本领域技术人员。

将理解的是,当一个元件称为在另一元件“上方”或“下方”时,该元件可以直接在另一元件上方/下方,或者还可以存在一个或更多中间元件。

当一个元件称为在“上方”或“下方”时,可以基于该元件包括“在元件上方”以及“在元件下方”。

此外,诸如“第一”,“第二”,“上/上部/上方”和“下/下部/下方”的关系术语仅用于区分一个对象或元件与另一对象或元件,而不一定要求或涉及对象或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。

在下文中,将参考所附附图描述根据实施方案的燃料电池车辆100。为了便于描述,将利用笛卡尔坐标系(x轴、y轴、z轴)描述燃料电池车辆100,但也可以利用其它坐标系进行描述。在笛卡尔坐标系中,x轴、y轴和z轴彼此垂直,但实施方案并不限于此。也就是说,x轴、y轴和z轴可以倾斜地彼此相交。在下文中,为了便于描述,将作为燃料电池车辆100行驶方向或平行于燃料电池车辆100行驶方向的方向的x轴方向称为“第一方向”,将y轴方向称为“第二方向”,将z轴方向称为“第三方向”。

图1是根据实施方案的燃料电池车辆100的立体图。图2是沿图1的线A-A’截取的截面图。图3是沿图1的线B-B’截取的截面图。图4是示意性地示出从左侧观看时根据实施方案的燃料电池车辆100的形状。图5是根据实施方案的燃料电池车辆100的示意性接线图。

根据实施方案的燃料电池车辆100可以包括燃料电池110、电力分配器(高压接线盒或接线盒)120、电压电缆(或高压电缆)130、电缆缓冲件140和仪表板180。此外,燃料电池车辆100可以进一步包括端子块150。

例如,燃料电池110可以是聚合物电解质膜燃料电池(或质子交换膜燃料电池)(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC),其作为用于驱动车辆的电源,已被最广泛地研究。然而,实施方案不限于任何特定形式的燃料电池110。

燃料电池110可以包括电池堆112、加热器H1和H2、正极母线(bus bar)BP、负极母线BN、正极导线WP、负极导线WN和集电器(或集电端子)(未示出)。

电池堆112可以包括多个单元电池C1、C2、...和CM,所述多个单元电池C1、C2、...和CM沿与第一方向相交的第二方向堆叠,所述第一方向是燃料电池车辆100行驶的方向。这里,“M”是1或更大的正整数,并且范围可以从几十到几百。例如,“M”的范围可以从100至300,但实施方案不限于任何特定值的“M”。每个单元电池Cm可以产生0.6伏至1.0伏的电力。在此,1≤m≤M。“M”可以根据待从燃料电池110供应至负载的电力强度而确定。在此,“负载”可以指燃料电池车辆100中需要电力的部件。如上所述,包括在根据实施方案的燃料电池车辆100中的燃料电池110是横向类型的,但实施方案并不限于此。

此外,尽管未示出,但是燃料电池110可以进一步包括设置在电池堆112的各个端部的第一端板和第二端板。第一端板或第二端板的至少一个以及电池堆112可以包括第一流入连通部(或第一入口歧管)IN1、第二流入连通部IN2、第三流入连通部IN3、第一流出连通部(或第一出口歧管)OUT1、第二流出连通部OUT2和第三流出连通部OUT3。

氢气可以通过第一流入连通部IN1从外部流入电池堆112,氧气可以通过第二流入连通部IN2从外部流入电池堆112,并且冷却介质可以通过第三流入连通部IN3从外部流入电池堆112。

此外,氢气(其为反应气体)可以通过第一流出连通部OUT1流出电池堆112,氧气(其为反应气体)和冷凝水可以通过第二流出连通部OUT2流出电池堆112,并且冷却介质可以通过第三流出连通部OUT3流出电池堆112。

图2所示的第一流入连通部至第三流入连通部IN1、IN2和IN3以及第一流出连通部至第三流出连通部OUT1、OUT2和OUT3仅是说明性的。根据实施方案的燃料电池车辆100不限于特定位置或特定形状的连通部。

由燃料电池110产生并且从燃料电池110输出的电池堆电压对应于燃料电池110的正极输出端子与负极输出端子之间的电位差。正极输出端子可以通过正极母线BP连接至端子块150,负极输出端子可以通过负极母线BN连接至端子块150。

电池堆112的一个端部可以设置有第一加热器H1,并且所述第一加热器H1可以连接至负极导线WN。电池堆112的另一端可以设置有第二加热器H2,并且所述第二加热器H2可以连接至正极导线WP。

在燃料电池110中,加热器H1和H2以及集电器可以通过端子块150连接至电力分配器120。为此,正极母线BP和负极母线BN可以将集电器电连接至端子块150,并且正极导线WP和负极导线WN可以将加热器H1和H2电连接至端子块150。与第一加热器H1接触的集电器将称为“第一集电器”,与第二加热器H2接触的集电器将称为“第二集电器”。

端子块150可以包括正极母线端子部BTP和负极母线端子部BTN以及正极加热器端子部HTP和负极加热器端子部HTN。

例如,负极母线BN可以将第一集电器电连接至端子块150的负极母线端子部BTN,并且正极母线BP可以将第二集电器电连接至端子块150的正极母线端子部BTP。由于负极母线BN和正极母线BP将第一集电器和第二集电器连接至端子块150,由电池堆112产生的电力可以通过端子块150传输至电力分配器120。为此,负极母线BN和正极母线BP中的每一个可以实现为导体。

此外,负极导线WN可以将第一加热器H1电连接至端子块150的负极加热器端子部HTN,并且正极导线WP可以将第二加热器H2电连接至端子块150的正极加热器端子部HTP。

因此,正极母线端子部BTP可以连接至正极母线BP,负极母线端子部BTN可以连接至负极母线BN,正极加热器端子部HTP可以连接至正极导线WP,并且负极加热器端子部HTN可以连接至负极导线WN。为此,端子块150中可以设置有导电导线。

虽然没有示出,但是这些组件(BTP和BP)、(BTN和BN)、(HTP和WP)和(HTN和WN)可以通过导电螺栓等彼此连接,但实施方案不限于组件(BTP和BP)、(BTN和BN)、(HTP和WP)和(HTN和WN)之间的任何特定连接结构。

端子块150的端子部BTP、BTN、HTP和HTN用于将包括在燃料电池110中的母线BP和BN以及导线WP和WN连接至电力分配器120。

提供图5所示的接线图以帮助理解实施方案。根据实施方案的燃料电池车辆100不限于燃料电池110与端子块150之间的特定的接线结构或者端子块150的特定配置。

电力分配器120可以用于通过端子块150接收由燃料电池110产生的电力,并且通过电压电缆130将接收的电力分配至用于驱动燃料电池车辆100的外围高压部件(例如,车辆的负载)。

例如,电力分配器120可以包括第一开关单元126和第二开关单元128。

第一开关单元126可以设置在正极导线WP和正极母线BP之间,并且第二开关单元128可以设置在负极导线WN和负极母线BN之间。

参考图5,端子块150的正极母线端子部BTP将正极母线BP连接至第一开关单元126的第一端部。正极加热器端子部HTP将正极导线WP连接至第一开关单元126的与第一端部相反的第二端部。负极母线端子部BTN将负极母线BN连接至第二开关单元128的第三端部。负极加热器端子部HTN将负极导线WN连接至第二开关单元128的与第三端部相反的第四端部。

第一开关单元126可以包括第一熔断器F1和第一开关S1。第一熔断器F1的一侧可以连接至第一开关单元126的第一端部,并且第一开关S1可以设置在第一熔断器F1的另一侧与第一开关单元126的第二端部之间。

第二开关单元128可以包括第二熔断器F2和第二开关S2。第二熔断器F2的一侧可以连接至第二开关单元128的第三端部,并且第二开关S2可以设置在第二熔断器F2的另一侧与第二开关单元128的第四端部之间。

当第一开关单元126和第二开关单元128接通时,电流可以供应至第一加热器H1和第二加热器H2,以形成闭合回路,因此,第一加热器H1和第二加热器H2可以发出热量。

电力分配器120和燃料电池110可以位于燃料电池车辆100的发动机舱的中心。电力分配器120可以设置在燃料电池110上。

根据实施方案,如图2所示,电力分配器120可以包括部分120P1和剩余部分120P2。部分120P1可以设置在燃料电池110上,并且剩余部分120P2可以从部分120P1超出燃料电池110的端部110E朝向燃料电池车辆100的后侧(即,沿x轴方向)突出。

根据另一实施方案,与图2中所示的不同,整个电力分配器120可以设置在燃料电池110上。也就是说,不仅部分120P1而且剩余部分120P2可以设置在燃料电池110上。

电压电缆130可以连接至电力分配器120的后侧。具体地,电压电缆130可以连接至电力分配器120的剩余部分120P2。

根据实施方案的电缆缓冲件140可以接合至电力分配器120的后侧,以环绕电压电缆130的至少一部分。

参考图4,仪表板180设置在电力分配器120的后方。

电缆缓冲件140可以位于在第一方向(其为燃料电池车辆100行驶的方向)上最接近电压电缆130的部件(例如,仪表板180)与电力分配器120的后侧之间。

根据实施方案,电缆缓冲件140可以可拆卸地接合至电力分配器120的后侧。

根据另一实施方案,电缆缓冲件140可以与电力分配器120集成。

在下文中,将参考所附附图详细描述包括在根据实施方案的燃料电池车辆100中的电力分配器120、电压电缆130和电缆缓冲件140。

图6A是电力分配器120和电缆缓冲件140的实施方案的分解立体图,图6B是图6A所示的电力分配器120和电缆缓冲件140的实施方案的接合立体图,图6C是电力分配器120、电压电缆130和电缆缓冲件140的其他实施方案的接合立体图。

为了便于描述,图6A和图6B省略了电压电缆130的图示。然而,电压电缆130可以以与图6C所示的电压电缆130-1至130-4相同的方式连接至图6A和图6B所示的电力分配器120。在图6C所示的情况下,四根电压电缆130(130-1至130-4)可以连接至电力分配器120。然而,在图6A和6B所示的情况下,两根电压电缆130可以连接至电力分配器120。

电力分配器120可以包括壳体122、容纳空间124、电缆端子和盒接合部(box-coupling portion)。

壳体122限定了设置有图5所示的第一开关单元126和第二开关单元128的容纳空间124,并且保护包括在电力分配器120中的部件(例如,F1、F2、S1和S2)不受外部环境影响。

例如,壳体122可以划分为下部122L和上部122U,下部122L和上部122U能够沿第三方向彼此接合或彼此分离。部件F1、F2、S1和S2可以设置在下部122L的内部,并且电缆端子和盒接合部可以设置在下部122L的后侧,以便从中露出。在图6A和图6B所示的情况下,两个电缆端子CT1和CT2以及四个盒接合部BC1、BC2、BC3和BC4可以从下部122L的后侧露出。在图6C所示的情况下,四个电缆端子CT1、CT2、CT3和CT4以及三个盒接合部BC1、BC4和BC5可以从下部122L的后侧露出。

例如,参考图6C,电缆端子CT1、CT2、CT3和CT4可以设置于壳体122,例如,下部122L的后侧,并且可以连接至电压电缆130-1至130-4。可以按照与电压电缆相同的数量设置电缆端子。

尽管在图6A至图6C中示出了设置多个电缆端子和多个电压电缆,但是可以设置单个电缆端子和单个电压电缆。

由燃料电池110产生的电力可以通过电力分配器120的电缆端子CT1、CT2、CT3和CT4以及电压电缆130-1至130-4提供至燃料电池车辆100的负载。

盒接合部设置在下部122L的后侧,并且接合至电缆缓冲件140。为此,盒接合部可以包括第一至第N盒接合部,所述第一至第N盒接合部设置在壳体122(例如,下部122L)的后侧,以沿第二方向彼此间隔开,所述第二方向与第一方向(其平行于燃料电池车辆100行驶的方向)相交。这里,“N”是2或更大的正整数。如图6A和6B所示,“N”可以是四,或者如图6C所示,可以是三。

电缆缓冲件可以包括第一至第N缓冲件接合部(bumper-coupling portion),所述第一至第N个缓冲件接合部分别接合至第一至第N盒接合部。在此,第一至第N盒接合部的数量和第一至第N缓冲件接合部的数量可以彼此相同。也就是说,在图6A和图6B所示的情况下,盒接合部的数量和缓冲件接合部的数量分别可以为四,在图6C所示的情况下,盒接合部的数量和缓冲件接合部的数量分别可以为三。

缓冲件接合部可以对应于图9A和图9B所示的第二部分P2、第三部分P3和第四部分P4的相应的端部,这将在后面进行描述。

根据实施方案,至少一个电缆端子可以位于第一至第N盒接合部之间。

例如,在图6A和6B所示的情况下,两个电缆端子CT1和CT2可以位于第一盒接合部BC1至第四盒接合部BC4之间。具体地,第一电缆端子CT1可以位于第一盒接合部BC1和第二盒接合部BC2之间,并且第二电缆端子CT2可以位于第三盒接合部BC3和第四盒接合部BC4之间。

或者,在图6C所示的情况下,四个电缆端子CT1至CT4可以位于第一盒接合部BC1、第四盒接合部BC4和第五盒接合部BC5之间。具体地,第一电缆端子CT1和第二电缆端子CT2可以位于第一盒接合部BC1与第五盒接合部BC5之间,并且第三电缆端子CT3和第四电缆端子CT4可以位于第五盒接合部BC5与第四盒接合部BC4之间。

盒接合部和缓冲件接合部可以以各种形式彼此接合。实施方案不限于盒接合部和缓冲件接合部彼此接合的具体形式。

图7是图6A和图6B所示的壳体122和电缆缓冲件140A-1的实施方案的部分分解立体图。

根据实施方案,第n盒接合部和第n缓冲件接合部中的一个可以包括沿第一方向突出的突出部,并且另一个可以包括容纳突出部的凹进部。在此,1≤n≤N。

例如,参考图7,在第一盒接合部BC1和第一缓冲件接合部BPC1之中,第一缓冲件接合部BPC1可以包括沿第一方向突出的突出部PT,并且第一盒接合部BC1可以包括容纳突出部PT的凹进部RE。或者,与图7所示的相反,在第一盒接合部BC1和第一缓冲件接合部BPC1之中,第一盒接合部BC1可以包括沿第一方向突出的突出部PT,并且第一缓冲件接合部BPC1可以包括容纳突出部PT的凹进部RE。在这种情况下,突出部PT可以沿第三方向(其由箭头AW1表示并且与第一和第二方向相交)插入并接合到凹进部RE中。图6A至图6C所示的盒接合部BC2、BC3和BC4以及缓冲件接合部也可以利用图7所示的突出部PT和凹进部RE以接合的方式彼此接合。

图8A和图8B分别是图6C所示的壳体122和电缆缓冲件140B的实施方案的接合立体图和分解立体图。

根据另一实施方案,第n盒接合部沿第一方向朝向电缆缓冲件突出并且包括沿第三方向形成的第一通孔。第n缓冲件接合部突出,沿第三方向与第n盒接合部重叠,并且包括沿第三方向形成的第二通孔。在这种情况下,第n盒接合部和第n缓冲件接合部可以通过将紧固构件沿第三方向插入到第一和第二通孔中来彼此接合。

例如,参考图8A和图8B,第五盒接合部BC5沿第一方向朝向第五电缆缓冲件140B突出并且包括沿第三方向形成的第一通孔TH1。第五缓冲件接合部BPC5突出,沿第三方向与第五盒接合部BC5重叠并且包括沿第三方向形成的第二通孔TH2。在这种情况下,第五盒接合部BC5和第五缓冲件接合部BPC5可以通过将紧固构件(例如,螺栓BOL)沿第三方向插入到第一通孔TH1和第二通孔TH2中来彼此接合。

根据实施方案,电缆缓冲件可以包括沿第二方向彼此相邻设置的多个电缆缓冲件,并且多个电缆缓冲件中的每一个可以包括位于沿第二方向的各个端部的第一缓冲件接合部和第二缓冲件接合部。例如,如图6A和图6B所示,电缆缓冲件140A可以包括沿第二方向彼此相邻设置的多个电缆缓冲件140A-1和140A-2,并且多个电缆缓冲件140A-1和140A-2中的每一个可以包括位于沿第二方向的各个端部的第一缓冲件接合部和第二缓冲件接合部。参考图9A(其将在后面描述),第二部分P2的端部可以对应于第一缓冲件接合部,并且第三部分P3的端部可以对应于第二缓冲件接合部。此外,参考图7,第一电缆缓冲件140A-1可以包括第一缓冲件接合部BPC1,所述第一缓冲件接合部BPC1位于沿第二方向的两个端部中的一个端部。

根据另一实施方案,如图6C所示,可以设置单个的电缆缓冲件140B(140B-1和140B-2)。也就是说,如图6C所示,第一电缆缓冲件140B-1和第二电缆缓冲件140B-2可以集成。

在下文中,将参考所附附图描述电缆缓冲件140A和140B的部分。

图9A是图6A、图6B和图7所示的电缆缓冲件140A的平面图,图9B是图6C、图8A和图8B所示的电缆缓冲件140B的平面图。

图9A所示的电缆缓冲件140A的平面图可以对应于图6A和图6B所示的第一电缆缓冲件140A-1和第二电缆缓冲件140A-2的平面图。根据实施方案,图9A所示的电缆缓冲件140A可以包括第一部分P1、第二部分P2和第三部分P3。

第一部分P1可以形成为沿第二方向延伸的杆的形状。在这种情况下,第一部分P1可以包括沿第一方向面对电力分配器120的前表面FS和与前表面FS相反地形成的后表面BS。

第二部分P2从第一部分P1的前表面FS的两个端部中的一个端部沿第一方向朝向电力分配器120的后侧突出。第二部分P2的端部对应于接合至第一至第N盒接合部中的一个盒接合部(例如,BC1或BC3)的缓冲件接合部。

第三部分P3从第一部分P1的前表面FS的两个端部中的另一个端部沿第一方向朝向电力分配器120的后侧突出。第三部分P3的端部对应于接合至第一至第N盒接合部中的另一个盒接合部(例如,BC2或BC4)的缓冲件接合部。

第一部分P1的内表面P1I、第二部分P2的内表面P2I和第三部分P3的内表面P3I可以限定第一容纳孔RH1,所述第一容纳孔RH1环绕电压电缆130的至少一部分。

根据另一实施方案,图9B所示的电缆缓冲件140B可以包括第一部分P11和P12、第二部分P2、第三部分P3和第四部分P4。

第一部分P11和P12可以形成为沿第二方向延伸的杆的形状。在这种情况下,第一部分P11和P12可以包括沿第一方向面对电力分配器120的前表面FS和与前表面FS相反地形成的后表面BS。

第二部分P2从第一部分P11和P12的前表面FS的两个端部中的一个端部沿第一方向朝向电力分配器120的后侧突出。第二部分P2的端部对应于接合至第一至第N盒接合部中的一个盒接合部(例如,BC1)的缓冲件接合部。

第三部分P3从第一部分P11和P12的前表面FS的两个端部中的另一个端部沿第一方向朝向电力分配器120的后侧突出。第三部分P3的端部对应于接合至第一至第N盒接合部中的另一个盒接合部(例如,BC4)的缓冲件接合部。

第四部分P4从第一部分P11和P12的前表面FS的两个端部之间的中间部沿第一方向朝向电力分配器120的后侧突出。第四部分P4的端部对应于接合至第一至第N盒接合部中的又一盒接合部(例如,BC5)的缓冲件接合部。

第一部分P11的内表面P11I、第二部分P2的内表面P2I和第四部分P4的内表面P41I可以限定第二容纳孔RH2,所述第二容纳孔RH2环绕电压电缆(例如,130-1和130-2)的至少一部分。第一部分P12的内表面P12I、第三部分P3的内表面P3I和第四部分P4的内表面P42I可以限定第三容纳孔RH3,所述第三容纳孔RH3容纳电压电缆(例如,130-3和130-4)的至少一部分。

如图9A和图9B所示,电缆缓冲件140A和140B可以实施为一种缓冲件式的引导杆的形式,因此,第一至第三容纳孔RH1、RH2和RH3可以在燃料电池车辆100发生碰撞的情况下吸收外部冲击。

图10是图6A、图6B和图7所示的燃料电池车辆的侧视图。

根据实施方案,电缆缓冲件140的第一下(或者底)表面可以位于距地面比壳体122的第二下(或者底)表面更高的位置或者与第二下(或者底)表面处于相同高度。例如,参考图10,电缆缓冲件140A-1的第一下表面140BS可以位于距地面比壳体122的第二下表面122BS高指定高度h的位置。

图11A是电压电缆130的实施方案130A的侧视图,图11B是电压电缆130的另一个实施方案130B的侧视图。

根据实施方案,如图11A所示,电压电缆130A可以包括连接部132和延伸部134。连接部132连接至电缆端子(图6A和图6B所示的CT1和CT2或者图6C所示的CT1、CT2、CT3和CT4)。延伸部134沿第三方向(其与第一和第二方向相交)从连接部132弯曲并延伸。此外,电压电缆130A可以进一步包括引出线136,所述引出线136将延伸部134连接至燃料电池车辆100的负载(未示出)。

根据另一实施方案,如图11B所示,电压电缆130B可以包括连接部132,但是可以不包括延伸部134。此外,电压电缆130B可以进一步包括引出线136,所述引出线136将连接部132连接至燃料电池车辆100的负载(未示出)。

连接部132可以容纳在上述第一容纳孔RH1、第二容纳孔RH2或第三容纳孔RH3中,并且延伸部134的至少一部分可以容纳在第一容纳孔RH1、第二容纳孔RH2或第三容纳孔RH3中。

根据实施方案的电缆缓冲件可以包括冲击吸收构件或冲击分散构件的至少一种。

在下文中,将参考所附附图描述包括在根据实施方案的电缆缓冲件中的冲击吸收构件和冲击分散构件。尽管图9A所示的电缆缓冲件140A将在下面描述,但以下描述也可以应用于电缆缓冲件140具有图9B所示的形状的情况。也就是说,当以下描述应用于图9B所示的电缆缓冲件140A时,第一部分P1、第二部分P2和第三部分P3(其将在下面提及)分别对应于图9B所示的第一部分P11和P12、第二部分P2和第三部分P3。

图12A至图12D是包括各种类型的冲击吸收构件的电缆缓冲件140A的实施方案的平面图。

电缆缓冲件140A可以包括冲击吸收构件,所述冲击吸收构件设置在第一部分P1、第二部分P2或第三部分P3的至少一个中。

根据实施方案,如图12A所示,电缆缓冲件140A可以包括第一冲击吸收构件160A-1和第二冲击吸收构件160A-2。第一冲击吸收构件160A-1可以设置在第二部分P2中,第二冲击吸收构件160A-2可以设置在第三部分P3中。在这种情况下,第一冲击吸收构件160A-1和第二冲击吸收构件160A-2可以具有沿第二方向彼此对称的平面形状。

根据另一实施方案,如图12B所示,电缆缓冲件140A可以包括第三冲击吸收构件160B-1和第四冲击吸收构件160B-2。在这种情况下,电缆缓冲件140A可以进一步包括沿第一方向与第一部分P1间隔开的第五部分P5,这与图9A中所示的不同。

第三冲击吸收构件160B-1可以设置在第一部分P1与第五部分P5之间的空间中沿第一方向与第二部分P2对齐重叠的位置。第四冲击吸收构件160B-2可以设置在第一部分P1与第五部分P5之间的空间中沿第一方向与第三部分P3对齐重叠的位置。在这种情况下,第三冲击吸收构件160B-1和第四冲击吸收构件160B-2可以具有沿第二方向彼此对称的平面形状。

根据又一实施方案,如图12C或图12D所示,电缆缓冲件140A可以包括第五冲击吸收构件160C或160D。第五冲击吸收构件160C或160D可以设置在第一部分P1的与前表面FS相反地形成的后表面BS。在这种情况下,第五冲击吸收构件160D可以包括设置为沿第二方向彼此间隔开的多个冲击吸收构件160D-1、160D-2和160D-3。

为了实现上述操作,如图12A和图12B所示,冲击吸收构件可以实施为弹簧,或者如图12C和12D所示,冲击吸收构件可以实施为弹性构件,例如,橡胶或硅胶。

图13A至图13D是包括各种类型的冲击分散构件的电缆缓冲件140A的实施方案的平面图。

根据实施方案,电缆缓冲件140A可以具有第一刚性,并且可以包括具有低于第一刚性的第二刚性的冲击分散构件。冲击分散构件可以设置在第一部分P1、第二部分P2或第三部分P3的至少一个中。也就是说,第一部分P1、第二部分P2或第三部分P3的至少一个可以包括冲击分散构件。例如,电缆缓冲件140A可以由铝或钢制成,以具有第一刚性,并且冲击分散构件可以由具有远低于第一刚性的第二刚性的金属、塑料或其组合制成。

根据实施方案,如图13A所示,电缆缓冲件140A可以包括第一和第二冲击分散构件170A(170A-1和170A-2)。第一冲击分散构件170A-1可以设置在第二部分P2中,第二冲击分散构件170A-2可以设置在第三部分P3中。第一冲击分散构件170A-1和第二冲击分散构件170A-2可以具有沿第二方向彼此对称的平面形状。

根据另一实施方案,如图13B所示,电缆缓冲件140A可以包括第三冲击分散构件170B,所述第三冲击分散构件170B嵌入在第一部分P1中。

根据又一实施方案,如图13C或图13D所示,电缆缓冲件140A可以包括设置在第一部分P1中的第四冲击分散构件170C或第五冲击分散构件170D。

第一部分P1可以包括第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3。第一区域A1是沿第一方向与第二部分P2重叠的区域,第二区域A2是沿第一方向与第三部分P3重叠的区域,第三区域A3是形成在第一区域A1与第二区域A2之间的区域。在这种情况下,如图13C所示,第四冲击分散构件170C可以设置在整个第三区域A3中,并且如图13D所示,第五冲击分散构件170D可以设置在第三区域A3的中间部分的周围,而不是设置在第三区域A3的中间部分中。

此外,尽管未示出,但是根据实施方案的电缆缓冲件140(140A或140B)可以包括冲击吸收构件和冲击分散构件两者。在这种情况下,根据实施方案的电缆缓冲件140(140A或140B)可以配置为使得图12A至图12D所示的冲击吸收构件和图13A至图13D所示的冲击分散构件以各种方式组合。

在下文中,将参考所附附图描述制造根据实施方案的燃料电池车辆100的方法。以下描述涉及制造图6A和图6B所示的燃料电池车辆100的方法。然而,以下描述也可以应用于制造图6C所示的燃料电池车辆100的方法。

图14A至图14D是用于解释制造根据实施方案的燃料电池车辆100的方法的过程的立体图。在此,与根据上述实施方案的燃料电池车辆100的部件相同的部件用相同的附图标记表示,并且将省略其重复的描述。

参考图14A,准备在上方设置有端子块150的燃料电池110。

之后,如图14B所示,在燃料电池110上安装电力分配器120,以电连接至端子块150。

之后,如图14C所示,将电压电缆130-1和130-2连接至电力分配器120的电缆端子CT1和CT2。

之后,如图14D所示,将电缆缓冲件140A-1和140A-2接合至从电力分配器120的后侧露出的盒接合部BC1、BC2、BC3和BC4,以环绕电压电缆130-1和130-2。

在下文中,将参考所附附图对根据比较示例的燃料电池车辆和根据实施方案的燃料电池车辆进行描述。

根据比较示例的燃料电池车辆不包括电缆缓冲件140。

图15是示出燃料电池车辆在第一方向受到冲击的状态的平面图,图16A至图16D是图15中的“C”部分的放大平面图。为了便于描述,在图15至图16D中仅示出了电力分配器120、电压电缆130、电缆缓冲件140和仪表板180。

如图16A所示,根据比较示例的燃料电池车辆不包括电缆缓冲件140。因此,当燃料电池车辆在第一方向受到冲击时,电压电缆130-1至130-5可能与仪表板180接触,因此会可能损坏或卡在仪表板180与电力分配器120之间。在这种情况下,当电压电缆130-1至130-5损坏时,高强度的漏电流可能会流过燃料电池车辆的车身,这可能会对燃料电池车辆中的乘员产生电击。此外,燃料电池车辆可能会燃烧、着火或者爆炸。因此,燃料电池车辆中乘员的安全可能会受到威胁。具体地,如图2所示,在电力分配器120的剩余部分120P2超出电池堆112的端部110E朝向仪表板180突出的情况下,电压电缆130(130-1至130-5)和仪表板180之间的距离减小,因此,上述问题更容易发生。此外,在燃料电池车辆发生碰撞的情况下,电压电缆130-1至130-5和电力分配器120可能会超过仪表板180并且对乘员造成直接打击。

相反,图16B至图16D所示的根据实施方案的燃料电池车辆100包括电缆缓冲件140。因此,当燃料电池车辆100在第一方向受到冲击时,与图16A所示的比较示例相比,由于与仪表板180接触而导致的对电压电缆130-1至130-5的损坏程度减小。因此,与比较示例相比,由于电压电缆130-1至130-5损坏而导致的乘员受到电击的可能性或燃料电池车辆燃烧或着火的可能性减小。因此,可以确保燃料电池车辆中乘员的安全,并且符合燃料电池车辆的高压安全规定。

例如,电缆缓冲件140的材料可以包括钢或铝的至少一种,并且电缆缓冲件140的厚度可以为1毫米至10毫米,例如,3毫米或5毫米,优选5毫米。

与电缆缓冲件140的材料为铝并且电缆缓冲件140的厚度为3毫米的情况相比(如图16B所示),当电缆缓冲件140的材料是铝并且电缆缓冲件140的厚度为5毫米时(如图16D所示),由于与仪表板180接触(其由在第一方向上施加的冲击导致)而导致的电压电缆130-1至130-5的损坏程度减小。此外,与电缆缓冲件140的材料为钢并且电缆缓冲件140的厚度为3毫米的情况相比(如图16C所示),当电缆缓冲件140的材料是铝并且电缆缓冲件140的厚度为5毫米时(如图16D所示),由于与仪表板180接触(其由在第一方向上施加的冲击导致)而导致的电压电缆130-1至130-5的损坏程度减小。因此,可取的是,电缆缓冲件140的材料为铝并且电缆缓冲件140的厚度为5毫米,但实施方案并不限于此。

此外,与根据比较示例的燃料电池车辆不同,根据实施方案的燃料电池车辆包括冲击吸收构件160A至160D,因此,可以缩短燃料电池车辆的碰撞时间,并且施加至电压电缆130-1至130-5的冲击的大小可以降低。

图17是示出包括图13A所示的冲击分散构件170A的燃料电池车辆100在第一方向受到冲击的状态的平面图。

与根据比较示例的燃料电池车辆不同,根据实施方案的燃料电池车辆100包括冲击分散构件170A至170D,因此,在第一方向上施加的冲击可以由冲击分散构件170A至170D分散。因此,由于与仪表板180接触(其由外部冲击导致)而导致的电压电缆130损坏的可能性可以进一步减小。例如,参考图17,当燃料电池车辆100在箭头AW2和AW3所表示的方向上受到冲击时,具有第二刚性(其低于电缆缓冲件140A的第一刚性)的冲击分散构件170A-1和170A-2断裂,因此分散了冲击并降低了冲击的大小,从而更有效地保护电压电缆130免受外部冲击。

此外,由于根据实施方案的燃料电池车辆包括冲击吸收构件160A至160D或冲击分散构件170A至170D,因此在燃料电池车辆发生碰撞的情况下,可以防止电压电缆130损坏,或使电压电缆130的损坏最小化。此外,可以保护包括在电力分配器120和电池堆112中的部件(例如,熔断器和开关)免受由碰撞而导致的外部冲击。

根据燃料电池车辆100的类型,可能不需要根据实施方案的电缆缓冲件140。例如,当燃料电池车辆100是乘用车辆时,如图4所示,可能需要电缆缓冲件140,但是当燃料电池车辆100是商用车辆(例如,商用公共车辆或商用卡车)时,可能不需要电缆缓冲件140。由于电缆缓冲件140可拆卸地接合至电力分配器120,单一类型的壳体122能够应用于各种类型的燃料电池车辆,而不需要针对各种类型的燃料电池车辆提供各种类型的壳体,因此降低了制造成本。此外,可以容易地更换损坏的电缆缓冲件140。

此外,由于在电缆缓冲件140(其包括在根据实施方案的燃料电池车辆100中)中形成的第一至第三容纳孔RH1、RH2和RH3,因此,电压电缆130A可以形成为直角形状,例如

此外,如图7所示,在盒接合部(例如,BC1)和缓冲件接合部(例如,BPC1)以装配的方式彼此接合的情况下,可以防止在燃料电池车辆100的行驶过程中由于振动而导致的盒接合部和缓冲件接合部的移动。此外,可以提高盒接合部和缓冲件接合部的易装配性和质量。

此外,根据实施方案,如图10所示,电缆缓冲件(例如,140A-1)的第一下(或者底)表面140BS位于距地面比壳体122的第二下(或者底)表面122BS更高的位置或者与第二下(或者底)表面122BS处于相同高度。因此,可以防止电缆缓冲件与外围部件(例如,燃料电池110)之间的干扰或者使电缆缓冲件与外围部件(例如,燃料电池110)之间的干扰最小化。

从上面的描述中可以明显看出,根据实施方案的燃料电池车辆,由于电压电缆损坏而导致的乘员受到电击的可能性或燃料电池车辆燃烧或着火的可能性可以减小。因此,可以确保燃料电池车辆中乘员的安全,并且符合燃料电池车辆的高压安全规定。此外,通过冲击吸收构件,可以缩短燃料电池车辆的碰撞时间并且可以降低施加于电压电缆的冲击的大小。此外,由于冲击分散构件在施加外部冲击时断裂,因此可以分散冲击并降低冲击的大小,从而更有效地保护电压电缆免受外部冲击。由于电缆缓冲件可拆卸地接合至电源分配器,因此可以降低制造成本。此外,可以防止盒接合部和缓冲件接合部在燃料电池车辆行驶过程中因振动而移动,并且可以提高盒接合部和缓冲件接合部的易装配性和质量。

然而,通过本发明的实施方案可实现的效果不限于上述效果,本领域技术人员通过以上描述将清楚地理解本文未提及的其他效果。

上述各种实施方案可以在不脱离本发明的实施方案的情况下彼此组合,除非其彼此不兼容。

此外,对于在各种实施方案的任一实施方案中未详细描述的任何元件,可以参考在另一实施方案中具有相同附图标记的元件的描述。

虽然本发明已经参考示例性实施方案进行了具体示出和描述,但这些实施方案仅为了说明的目的而提出,并不限制本发明,并且对于本领域技术人员来说显而易见的是,可以在不偏离在本文中阐述的实施方案的基本特征的情况下对形式和细节进行各种更改。例如,在实施方案中阐述的各个配置可以修改并应用。此外,此类修改和应用的差异应解释为落入由所附权利要求限定的本发明的范围之内。

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  • 一种燃料电池动力系统和包含该燃料电池动力系统的车辆
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技术分类

06120116024020