燃料电池电动车辆的制作方法

1.本公开涉及一种配备有燃料电池的电动车辆的结构。


背景技术：

2.本部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可能不构成现有技术。
3.配备有燃料电池的电动车辆使用由燃料电池生成的动力来驱动发动机以获得车辆的驱动力。
4.因为燃料电池接收氢来发电并且利用电驱动发动机，所以能够储存大量氢的储氢容器必须安装在车辆上。此外，能够储存由燃料电池或发动机生成的电并且然后将电供应至发动机的电池安装在车辆上。
5.因此，为了将诸如燃料电池堆、储氢容器和电池的多个部件安装在燃料电池电动车辆中，车辆的内部空间或后备箱空间趋于减小。因此，当车辆的内部空间或者后备箱空间减小时，存在车辆的市场性能劣化的问题。
6.作为本公开的背景技术描述的内容仅用于增强对本公开的背景的理解，而不应视为承认它们对应于本领域普通技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

7.本公开提供了一种燃料电池电动车辆，该燃料电池电动车辆有效地布置待安装在车辆上的燃料电池堆、储氢容器、发动机、电池等，以尽可能地增加车辆的内部空间和后备箱空间。
8.在本公开的一个实施方式中，一种燃料电池电动车辆包括：发动机、燃料电池堆和集成控制器，均容纳在设置在车身前部的pe室(即动力总成室)中；电池组件，配置为包括电连接至发动机和燃料电池堆的高压电池以及用于将电力供应至车辆电气部分的低压电池，其中，电池组件安装在pe室的后方处并且在车身下方；idc，安装在pe室与电池组件之间，idc将高压电池电连接至发动机和燃料电池堆并且转换高压电池的电力以供应到低压电池；以及多个储氢容器，安装在电池组件的后方处并在车身的下方。
9.电池组件可在车外安装在车身的第一排座椅的下方。
10.电池组件可以以水密的方式将高压电池和低压电池一起容纳在电池外壳中，并且电池外壳可以固定至车辆的框架。
11.在电池组件中，穿过电池外壳和车身并且连接至内部的入口管道可形成为从电池外壳向上突出，以便通过吸入车辆内部的空气来冷却高压电池；并且将高压电池的冷却后空气排放至车辆的下侧的出口管道可形成为延伸至电池外壳的外部。
12.入口管道可连接到在第一排中的驾驶员座椅的下侧；出口管道可以从电池外壳的上侧延伸到车辆的朝向在第一排中的乘客座椅的侧部，并且出口管道可以安装成将空气排放至车身的下侧。
13.在电池外壳的前侧上可设置有用于将高压电池连接至idc的高压连接器和用于将
高压电池的bms连接至外部的信号连接器。
14.在电池外壳的后侧处可设置有用于从低压电池汲取电力并且将电力供应至车辆电气部分的低压连接器。
15.电池外壳可在电池外壳的两侧上分别设置有多个联接凸缘，以便联接至车辆的框架的纵向构件；多个联接支架设置在电池外壳的后部，以联接至车辆的框架的横向构件。
16.多个储氢容器可布置为在电池组件后方形成单层。
17.多个储氢容器可通过配置为固定储氢容器的托架固定到车辆的框架的纵向构件。
18.多个储氢容器可通过固定和支撑储氢容器的两端的容器支架固定到车辆的框架的横向构件。
19.在pe室与电池组件之间可以安装v2l，该v2l用于根据用户的需要提供高压电池的电力以在车辆外部使用。
20.本公开可以通过有效地布置待安装在车辆上的燃料电池堆、储氢容器、发动机、电池等，使得车辆的内部空间和后备箱空间尽可能不减小，从而防止燃料电池电动车辆的市场性降低。
附图说明
21.为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图描述通过实例给出的本公开的各种形式，在附图中：
22.图1是示出了根据本公开的一个实施方式的燃料电池电动车辆的结构的视图，如从车辆的底部观察；
23.图2是沿着图1的线ii-ii截取的截面图；
24.图3是示出了图1的电池组件的视图；
25.图4是示出了图3的电池组件的内部的视图；
26.图5是示出了图1的车辆下方的车辆框架的视图；
27.图6是详细示出了本公开的一个实施方式中电池组件安装在车辆框架上的状态的视图；
28.图7是示出了本公开的一个实施方式中储氢容器通过托架安装在车辆框架上的状态的视图；以及
29.图8是示出了本公开的一个实施方式中储氢容器通过容器支架安装在车辆框架上的状态的视图。
30.本文描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
31.在本说明书或应用中公开的本公开的实施方式的具体结构或功能的描述仅用于描述根据本公开的实施方式的目的，并且根据本公开的实施方式可以以各种形式实现，并且不应被解释为限于在本说明书或应用中描述的实施方式。
32.因为根据本公开的实施方式可以具有各种变化并且可以具有各种形式，所以在附图中示出并且在本说明书或应用中详细描述具体实施方式。然而，这不旨在将根据本公开的概念的实施方式限制为具体公开的形式，而是应当理解为包括在本公开的精神和范围内
的所有改变、等同替代或替换。
33.可以使用诸如第一和/或第二的术语来描述多个部件，但是这些部件不应受这些术语限制。上述术语仅用于将一个部件与另一个部件进行区分的目的，例如，在不背离本公开的范围的情况下，第一部件可称为第二部件，类似地，第二部件也可称为第一部件。
34.当部件被称为“连接”或“接触”至另一部件时，其可直接连接或接触至其他部件，但应当理解，其间可存在其他部件。另一方面，当提及某个部件与另一部件“直接连接”或“直接接触”时，应当理解的是，在它们中间不存在其他部件。描述部件之间的关系的其他表述，诸如“位于
…
之间”和“紧位于
…
之间”或者“邻近于”和“直接邻近于”等，应当以类似的方式进行解释。
35.本文中使用的术语仅用于描述具体实施方式，而并非旨在限制本公开。除非上下文另有明确规定，否则单数表达包括复数表达。在本说明书中，诸如“包括”或“具有”的术语旨在指定存在所描述的特征、数量、步骤、操作、部件、部分或其组合，但是应理解的是，其并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、部件、部分或其组合的可能性。
36.当本公开的部件、装置、元件等被描述为具有目的或执行操作、功能等时，该部件、装置或元件在本文中应当认为是“配置为”满足该目的或执行该操作或功能。
37.除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。诸如通常使用的词典中限定的那些术语应解释为具有与相关技术的背景一致的含义，并且除非本说明书中明确限定，否则它们不应解释为理想的或过于正式的含义。
38.在下文中，通过参考附图描述本公开的一些实施方式来详细描述本公开。在每个附图中，相同的参考标号表示相同的部件。
39.参考图1至图8，本公开的燃料电池电动车辆的实施方式配置为包括：发动机3、燃料电池堆5和集成控制器7，它们容纳在设置在车身前部的pe室1中；高压电池9，电连接至发动机3和燃料电池堆5；低压电池11，用于向车辆电气部分提供电力；电池组件13，安装在pe室1的后方处并且在车身下方；以及集成dc-dc转换器(idc)15，安装在pe室1和电池组件13之间且将高压电池9电连接至发动机3和燃料电池堆5，并且集成dc-dc转换器转换高压电池9的电力以供应至低压电池11。燃料电池电动车辆还包括：多个储氢容器17，安装在电池组件13的后方并位于车身的下方。
40.在一个实施方式中，发动机3直接生成车辆的驱动力，燃料电池堆5生成用于驱动发动机3的电，并且集成控制器7控制发动机3。在电动车辆中，发动机3、燃料电池堆5和集成控制器7等布置在pe室1中且在车辆的前部处。在另一个实施方式中，电池组件13和储氢容器17顺序地布置在后部且在车身的下方，并且电连接燃料电池堆5和电池组件13的高压电池9的idc 15布置在pe室1和高压电池9之间。
41.因为由于电池组件13和储氢容器17的车载安装而不需要减小车辆的内部空间和后备箱空间，所以可有效地提高车辆的市场性能。
42.此外，如上所述，通过在pe室1和电池组件13之间设置idc 15，高压电池9、燃料电池堆5和发动机3之间的高压缆线可以连接成直线而无需缠绕或过度弯曲。因此，由于高压缆线的长度变得相对较短，这可以有助于车辆的成本降低和重量减轻。
43.在此，idc 15是双向高压dc-dc转换器(bhdc)和低压dc-dc转换器(ldc)的组合。
bhdc执行燃料电池堆5和高压电池9之间的电力转换，并且ldc执行电力转换而使得可以用高压电池9的电力对低压电池11进行充电。
44.同时，除了idc 15之外，还可以在pe室1和电池组件13之间安装根据用户的需要提供高压电池9的电力以在车辆外部使用的车辆对外供电部(vehicle to load)(v2l)19，并且v2l 19可以与idc15一体地配置。
45.如图2所示，电池组件13在车外安装在车身的第一排座椅的下方。
46.因此，电池组件13配置成将高压电池9和低压电池11一起以水密方式容纳在电池外壳21内，使得抑制或防止由于高压电池9与低压电池11之间的潮气引起的短路、漏电等问题。
47.在电池组件13中，穿过电池外壳21和车身并且连接至内部的入口管道23形成为从电池外壳21向上突出，以便通过吸入车辆内部的空气来冷却高压电池9。
48.此外，用于将高压电池9的冷却后空气排放到车辆下侧的出口管道25形成为延伸到电池外壳21的外部。
49.在一个实施方式中，除了入口管道23和出口管道25以外，电池外壳21配置为提供充分的密封性以防止异物或潮气从外部渗透到内部。
50.入口管道23连接到在第一排的驾驶员座椅的下侧，以吸入车辆内部的空气来冷却高压电池9，并且出口管道25从电池外壳21的上侧延伸到车辆的朝向第一排的乘客座椅的侧部，并且出口管道安装成直接将空气排放到车身的下侧。
51.入口管道23设置在高压电池9的上侧，并且入口管道穿过电池外壳21和车身面板而与车辆的内部连通。
52.从车辆的内部引入到入口管道23中的空气从高压电池9的上侧分流到构成高压电池9的每个电池单元。
53.在另一个实施方式中，电池外壳21可具有从安装高压电池9的位置进一步向上突出的形状，并且入口管道23可形成为突出超过车辆内部的地毯表面。
54.在其他实施方式中，如上所述的入口管道23安装成在第一排座椅的下方突出以便确保乘客的使用空间，并且因此，电池外壳21在车外安装在第一排座椅下方。
55.作为参考，图4中示出了容纳在电池外壳21内部的部分的实例。电池外壳21设置有高压电池9、低压电池11、用于高压电池9的功率继电器组件27、用于低压电池11的功率继电器组件(pra)29、电池管理系统(bms)31以及风机33，该风机将空气抽吸到入口管道以冷却高压电池9，并且然后将空气排放至出口管道。
56.在一个实施方式中，在电池外壳21的前侧上设置有用于将高压电池9连接到idc 15的高压连接器35以及用于将高压电池9的bms 31连接到外部的信号连接器37。
57.另外，在电池外壳21的后侧上设置有低压连接器39，以从低压电池11汲取电力并将电力供给至车辆电气部分。
58.低压电池11可为电气部分提供例如12v的电压，并且电气部分是指例如车辆的各种电灯和音频部件。
59.电池外壳21牢固地固定到车辆的框架41。
60.在一个实施方式中，电池外壳21在电池外壳21的两侧上分别设置有多个联接凸缘45，以便联接至车辆的框架41的纵向构件43。另外，在电池外壳21的后部设置有多个联接支
架49，以便联接到车辆的框架41的横向构件47。
61.例如，如图6所示，总共六个联接凸缘45从电池外壳21的两侧联接到框架41的纵向构件43，并且总共两个联接支架49从电池外壳21的后部联接到框架41的横向构件47，使得电池外壳21以非常牢固的状态固定到车辆的框架41。
62.多个储氢容器17布置为在车身下方且在电池组件13后方形成单层。
63.换言之，通过将多个储氢容器17布置为在车辆的下侧形成单层而不占据传统技术所占据的后备箱空间，这可以防止由于车辆的内部空间或后备箱空间的减少引起的市场性能降低。
64.如图7所示，多个储氢容器17可通过配置为固定储氢容器17的托架51固定到车辆的框架41的纵向构件43。
65.此外，与以上不同，如图8所示，储氢容器17可通过固定和支撑储氢容器17的两端的容器支架53固定到车辆的框架41的横向构件47。
66.尽管已经参考具体实施方式示出并描述了本公开，但是对于本领域普通技术人员应当显而易见的是，在不背离本公开的技术精神的情况下，可以对本公开进行各种改进和改变。

技术特征：
1.一种燃料电池电动车辆，包括：发动机、燃料电池堆和集成控制器，容纳在设置在车身前部的室中；电池组件，包括：高压电池，电连接至所述发动机和所述燃料电池堆，以及低压电池，配置为将电力供应至车辆电气部分并且安装在所述室的后方且在车身的下方；集成dc-dc转换器，安装在所述室与所述电池组件之间，并且所述集成dc-dc转换器配置为：将所述高压电池电连接至所述发动机和所述燃料电池堆，并且转换所述高压电池的电力以供应到所述低压电池；以及多个储氢容器，安装在所述电池组件的后方处并且在车身的下方。2.根据权利要求1所述的燃料电池电动车辆，其中，所述电池组件在车外安装在车身的第一排座椅的下方。3.根据权利要求2所述的燃料电池电动车辆，其中：所述电池组件将所述高压电池和所述低压电池以水密的方式一起容纳在电池外壳中；并且所述电池外壳固定到车辆的框架。4.根据权利要求3所述的燃料电池电动车辆，其中，在所述电池组件中，穿过所述电池外壳和车身并且连接至内部的入口管道形成为从所述电池外壳向上突出，以通过抽吸车辆内部的空气来冷却所述高压电池；并且将所述高压电池的冷却后空气排放至车辆的下侧的出口管道形成为延伸至所述电池外壳的外部。5.根据权利要求4所述的燃料电池电动车辆，其中：所述入口管道连接到在第一排中的驾驶员座椅的下侧；并且所述出口管道从所述电池外壳的上侧延伸到车辆的朝向第一排中的乘客座椅的侧部，并且所述出口管道安装成将空气排放至车身的下侧。6.根据权利要求3所述的燃料电池电动车辆，其中，在所述电池外壳的前侧上设置有用于将所述高压电池连接至所述集成dc-dc转换器的高压连接器以及用于将所述高压电池的电池管理系统连接至外部的信号连接器。7.根据权利要求3所述的燃料电池电动车辆，其中，在所述电池外壳的后侧处设置有用于从所述低压电池汲取电力并将电力供应至所述车辆电气部分的低压连接器。8.根据权利要求3所述的燃料电池电动车辆，其中，所述电池外壳在所述电池外壳的两侧上分别设置有多个联接凸缘，以便联接到车辆的所述框架的纵向构件；并且其中，多个联接支架设置在所述电池外壳的后部，以联接至车辆的所述框架的横向构件。9.根据权利要求1所述的燃料电池电动车辆，其中，所述多个储氢容器布置为在所述电池组件后方形成单层。10.根据权利要求9所述的燃料电池电动车辆，其中，所述多个储氢容器通过配置为固定所述储氢容器的托架固定到车辆的框架的纵向构件。
11.根据权利要求9所述的燃料电池电动车辆，其中，所述多个储氢容器通过固定和支撑所述多个储氢容器的两端的容器支架固定到车辆的框架的横向构件。12.根据权利要求1所述的燃料电池电动车辆，其中，在所述室与所述电池组件之间安装车辆对外供电部，所述车辆对外供电部用于根据用户的需要提供所述高压电池的电力以在车辆外部使用。

技术总结
一种燃料电池电动车辆，包括：发动机、燃料电池堆和集成控制器，它们容纳在设置在车身前部的PE室中；电池组件，包括电连接至发动机和燃料电池堆的高压电池以及用于将电力供应至车辆电气部分的低压电池；IDC，安装在PE室与电池组件之间，并且将高压电池电连接至发动机和燃料电池堆；以及多个储氢容器，安装在电池组件的后方并在车身的下方。具体地，电池组件安装在PE室的后方并位于车身下方，并且IDC转换高压电池的电力以供应到低压电池。高压电池的电力以供应到低压电池。高压电池的电力以供应到低压电池。


技术研发人员：林埈煐 尹宣逸
受保护的技术使用者：起亚株式会社
技术研发日：2022.09.08
技术公布日：2023/6/28