专利名称：燃料电池汽车动力系统集成框架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃料电池汽车内的机械配置，更具体的说，涉及一种燃料电池汽车动力系统集成框架。
背景技术：
燃料电池汽车作为一种新能源汽车，具有节能、零排放、无污染、效率高等优点。在国家863计划的支持下，国内燃料电池汽车的研发取得较大进展，但基本还处于功能样车研发阶段，存在动力系统物理结构分散，在整车上布置散乱，管路、线路是错综交杂、装配工艺性差等缺点。这既不利于燃料电池动力系统及整车性能的提高，也不能适应未来燃料电池汽车产业化生产。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种动力系统集成框架，能克服目前燃料电池汽车动力系统物理结构分散，在整车上布置散乱，管路、线路是错综交杂、装配工艺性差等缺点。本实用新型采用以下技术方案一种动力系统集成框架，所述动力系统集成框架为多面体结构，包括底部框架总成、顶部框架总成、左侧框架总成、右侧框架总成、前侧框架总成、和后侧框架总成，所述底部框架总成分别与左侧框架总成、右侧框架总成、前侧框架总成、后侧框架总成连接，所述前侧框架总成、右侧框架总成、后侧框架总成和左侧框架总成依次连接，所述顶部框架总成分别与左侧框架总成、右侧框架总成、前侧框架总成、后侧框架总成连接。进一步地，所述底部框架总成后端设有与后车架连接的后悬置连接块，所述左侧框架总成顶部设有与整车连接的左悬置连接块，所述右侧框架总成顶部设有与整车连接的右悬置连接块，所述后悬置连接块、左悬置连接块、和右悬置连接块分别通过螺栓与后车架、整车连接。进一步地，所述底部框架总成包括底部前框架和底部后框架，所述底部前框架通过第一底部框架连接块、第二底部框架连接块与底部后框架螺栓连接。进一步地，所述底部前框架上设有驱动电机左前连接块，所述右侧框架总成上设有驱动电机右连接块。进一步地，所述底部前框架上设有空压机左后连接块和空压机右后连接块，所述前侧框架总成上设有空压机前部下连接块、空压机前部左上连接块，空压机前部右上连接块。进一步地，所述后侧框架总成上设有减速器左支架和减速器右支架。进一步地，所述底部前框架左端设有第一突出部，前端设有第二突出部，右端设有第三突出部，相应地，左侧框架总成底部设有第一凹陷部，所述前侧框架总成底部设有第二凹陷部，所述右侧框架总成底部设有第三凹陷部，所述第一突出部与第一凹陷部配合，所述第二突出部与第二凹陷部配合，所述第三突出部与第三凹陷部配合；所述底部后框架的右端设有第四突出部，所述后悬置连接块上设有第五突出部，所述底部后框架的左端设有第六、第七突出部，相应地，所述右侧框架总成还设有第四凹陷部，所述后侧框架总成设有第五凹陷部，所述左侧框架总成底部设有第六、第七凹陷部，所述第四凹陷部与第四突出部配合，第五凹陷部与第五突出部配合，第六凹陷部与第六突出部配合，所述第七凹陷部与第七突出部配合。进一步地，所述顶部框架总成包括靠前的P⑶框架和靠后的FCV框架，所述P⑶框架和FCV框架相连接。进一步地，所述PCU框架前端设有第八突出部，右侧设有第九、第十突出部，相应地，所述前侧框架总成顶部设有第八凹陷部，所述右侧框架总成设有第九、第十凹陷部，所述第八突出部与第八凹陷部配合，第九突出部与第九凹陷部配合，第十突出部与第十凹陷部配合；所述FCV框架后端设有第十一突出部，左端设有第十二、十三突出部，相应地，所述后侧框架总成顶部设有第十一凹陷部，所述左侧框架总成上设有第一凹槽、第二凹槽，所述第i^一突出部与第i^一凹陷部配合，所述第十二突出部伸入第一凹槽内，第十三突出部伸·入第二凹槽内。进一步地，所述前侧框架总成右端设有第十四突出部，相应地，所述右侧框架总成前端设有第十四凹陷部，第十四突出部与第十四凹陷部配合；所述右侧框架总成后端设有第十五凹陷部，相应地，所述后侧框架总成右端设有第十五突出部，第十五凹陷部与第十五突出部配合；所述后侧框架总成左端设有第十六突出部，相应地，所述左侧框架总成后端设有第十六凹陷部，第十六突出部与第十六凹陷部配合。进一步地，所述底部框架总成、顶部框架总成、左侧框架总成、右侧框架总成、前侧框架总成、和后侧框架总成为铝合金镂空件。本实用新型涉及的动力系统集成框架有六个分总成，均可单独拆卸其中一面而保持框架整体的结构稳定，方便了动力总成的维护。主要动力系统零部件集成在框架内，并能方便地以传统车的形式布置于前舱。有利于燃料电池动力系统及整车性能的提高，适应未来燃料电池汽车产业化生产。
图I为本实用新型涉及的动力系统集成框架的结构示意图，图I为总装图。图2为图I的分解图。图3为本实用新型涉及的动力系统集成框架中底部框架总成的结构示意图。图4为本实用新型涉及的动力系统集成框架中前侧框架总成的结构示意图。图5为本实用新型涉及的动力系统集成框架中右侧框架总成的结构示意图。图6为本实用新型涉及的动力系统集成框架中后侧框架总成的结构示意图。图7为本实用新型涉及的动力系统集成框架中左侧框架总成的结构示意图。图8为本实用新型涉及的动力系统集成框架中顶部框架总成的结构示意图。图9为本实用新型涉及的动力系统集成框架的结构示意图，在图中，顶部框架总成未示出。
具体实施方式
见图1-2，图I为本实用新型涉及的动力系统集成框架，为多面体结构，图2为分解图。包括六个分总成，分别是底部框架总成I、顶部框架总成6、左侧框架总成5、右侧框架总成3、前侧框架总成2、和后侧框架总成4，所述底部框架总成I分别与左侧框架总成5、右侧框架总成3、前侧框架总成2、后侧框架总成4连接，所述前侧框架总成2、右侧框架总成3、后侧框架总成4和左侧框架总成5依次连接，所述顶部框架总成6分别与左侧框架总成5、右侧框架总成3、前侧框架总成2、后侧框架总成4连接。参见图3、5、7，所述底部框架总成I后端设有与后车架连接的后悬置连接块101，所述左侧框架总成5顶部设有与整车连接的左悬置连接块501，所述右侧框架总成3顶部设有与整车连接的右悬置连接块301，所述后悬置连接块101、左悬置连接块501、和右悬置 连接块301分别通过螺栓与后车架、整车连接。参见图3，为底部框架总成I的结构示意图。所述底部框架总成I包括底部前框架104和底部后框架102，所述底部前框架104通过第一底部框架连接块103、第二底部框架连接块105与底部后框架102螺栓连接。参见图3和图5，所述底部前框架104上设有驱动电机左前连接块106，所述右侧框架总成3上设有驱动电机右连接块302。参见图3和图4，所述底部前框架104上设有空压机左后连接块107和空压机右后连接块108，所述前侧框架总成2上设有空压机前部下连接块201、空压机前部左上连接块202，空压机前部右上连接块203。参见图6，所述后侧框架总成4上设有减速器左支架401和减速器右支架402。参见图8,所述顶部框架总成6包括靠前的P⑶(power control unit)框架和靠后的FCV(fuelcell vehicle)框架，所述PCU框架601和FCV框架602相连接。所述底部框架总成I、顶部框架总成6、左侧框架总成5、右侧框架总成3、前侧框架总成2、和后侧框架总成4的材质为铝合金，且为镂空件。本发明涉及的动力系统集成框架以铝合金镂空构件组合成框架结构形式，实现燃料电池汽车动力系统一体化集成。具有质轻、结构稳定、承载能力强的特点。各框架总成之间相互交叉卡嵌(榫式结构)并以螺栓锁紧，具有简单可靠、定位准确、方便拆装的特点。所述底部前框架104左端设有第一突出部109，前端设有第二突出部110，右端设有第三突出部111，相应地，左侧框架总成5底部设有第一凹陷部502，所述前侧框架总成2底部设有第二凹陷部204，所述右侧框架总成3底部设有第三凹陷部303，所述第一突出部109与第一凹陷部502配合，所述第二突出部110与第二凹陷部204配合，所述第三突出部111与第三凹陷部303配合；所述底部后框架102的右端设有第四突出部112，所述后悬置连接块101上设有第五突出部113，所述底部后框架102的左端设有第六、第七突出部114、115，相应地，所述右侧框架总成3还设有第四凹陷部304，所述后侧框架总成4设有第五凹陷部403，所述左侧框架总成5底部设有第六、第七凹陷部503、504，所述第四凹陷部304与第四突出部112配合，第五凹陷部403与第五突出部113配合，第六凹陷部503与第六突出部114配合，所述第七凹陷部504与第七突出部115配合。所述P⑶框架601前端设有第八突出部603，右侧设有第九、第十突出部604、605，相应地，所述前侧框架总成2顶部设有第八凹陷部205，所述右侧框架总成3设有第九、第十凹陷部305、306，所述第八突出部603与第八凹陷部205配合，第九突出部604与第九凹陷部305配合，第十突出部605与第十凹陷部306配合；所述FCV框架602后端设有第i^一突出部606，左端设有第十二、十三突出部，相应地，所述后侧框架总成4顶部设有第十一凹陷部406，所述左侧框架总成5上设有第一凹槽505 (即第十二凹陷部)、第二凹槽506 (即第十三凹陷部)，所述第i^一突出部606与第i^一凹陷部406配合，所述第十二突出部607伸入第一凹槽505内，第十三突出部608伸入第二凹槽506内。所述前侧框架总成2右端设有第十四突出部206，相应地，所述右侧框架总成3前端设有第十四凹陷部307，第十四突出部206与第十四凹陷部307配合；所述右侧框架总成3后端设有第十五凹陷部308，相应地，所述后侧框架总成4右端设有第十五突出部404，第十五凹陷部308与第十五突出部404配合；所述后侧框架总成4左端设有第十六突出部405，相应地，所述左侧框架总成5后端设有第十六凹陷部507，第十六突出部405与第十六 凹陷部507配合。本实用新型具有以下特点I)集成框架以铝合金构件组合成框架结构形式实现了燃料电池汽车动力系统一体化集成。具有质轻、结构稳定、承载能力强的特点。2)集成框架以内部挂装驱动电机、空压机、水泵、增湿器等零件，顶部托装电堆、P⑶等零件，框架整体以三个悬置点吊装于整车的承载形式。具有载荷分散、传力路径合理的特点。3)集成框架能够实现上、下、左、右、前、后六面拆装而保持整体结构稳定的功能，方便燃料电池动力系统模块的维护。4)框架主要结构件之间以榫式结构+螺栓锁紧连接。具有简单可靠、定位准确、方便拆装的特点。参照图9，装配过程如下a.将底部框架总成I固定于工作台上，然后将前侧框架总成2、后侧框架总成4、左侧框架总成5、右侧框架总成3分别与底部框架进行组装锁紧，两相邻侧框架之间亦相互组装锁紧；b.将驱动模块、空压机、水泵、控制器，预装管线等框架内部的动力系统零件装配到集成框架内部；c.将PCU、电堆、预装管线等动力系统零件装配到顶部框架总成6上。力系统零部件的一体化集成；d.动力系统集成框架，通过左悬置连接块501、右悬置连接块301、后悬置连接块101，分别与整车左前纵梁悬置、右前纵梁悬置和副车架悬置螺栓连接。
权利要求1.ー种动カ系统集成框架，其特征是所述动カ系统集成框架为多面体结构,包括底部框架总成(I)、顶部框架总成出)、左侧框架总成(5)、右侧框架总成(3)、前侧框架(2)成、和后侧框架总成(4)，所述底部框架总成(I)分别与左侧框架总成(5)、右侧框架总成(3)、前侧框架总成(2)、后侧框架总成(4)连接，所述前侧框架总成(2)、右侧框架总成(3)、后侧框架总成(4)和左侧框架总成(5)依次连接，所述顶部框架总成(6)分别与左侧框架总成(5)、右侧框架总成(3)、前侧框架总成(2)、后侧框架总成(4)连接。
2.根据权利要求I所述的动カ系统集成框架，其特征是所述底部框架总成(I)后端设有与后车架连接的后悬置连接块(101)，所述左侧框架总成(5)顶部设有与整车连接的左悬置连接块(501)，所述右侧框架总成(3)顶部设有与整车连接的右悬置连接块(301)，所述后悬置连接块(101)、左悬置连接块(501)、和右悬置连接块(301)分别通过螺栓与后车架、整车连接。
3.根据权利要求I所述的动カ系统集成框架，其特征是所述底部框架总成(I)包括底部前框架(104)和底部后框架(102)，所述底部前框架(104)通过第一底部框架连接块(103)、第二底部框架连接块(105)与底部后框架(102)螺栓连接。
4.根据权利要求3所述的动カ系统集成框架，其特征是所述底部前框架(104)上设有驱动电机左前连接块(106)，所述右侧框架总成(3)上设有驱动电机右连接块(302)。
5.根据权利要求3所述的动カ系统集成框架，其特征是所述底部前框架(104)上设有空压机左后连接块(107)和空压机右后连接块(108)，所述前侧框架总成(2)上设有空压机前部下连接块(201)、空压机前部左上连接块(202)，空压机前部右上连接块(203)。
6.根据权利要求I所述的动カ系统集成框架，其特征是所述后侧框架总成(4)上设有减速器左支架(401)和减速器右支架(402)。
7.根据权利要求3所述的动カ系统集成框架，其特征是所述底部前框架(104)左端设有第一突出部(109)，前端设有第二突出部(110)，右端设有第三突出部(111)，相应地，左侧框架总成(5)底部设有第一凹陷部(502)，所述前侧框架总成(2)底部设有第二凹陷部(204)，所述右侧框架总成(3)底部设有第三凹陷部(303)，所述第一突出部(109)与第一凹陷部(502)配合，所述第二突出部(110)与第二凹陷部(204)配合，所述第三突出部(111)与第三凹陷部(303)配合；所述底部后框架(102)的右端设有第四突出部(112)，所述后悬置连接块(101)上设有第五突出部(113)，所述底部后框架(102)的左端设有第六、第七突出部(114、115)，相应地，所述右侧框架总成(3)还设有第四凹陷部(304)，所述后侧框架总成(4)设有第五凹陷部(403)，所述左侧框架总成(5)底部设有第六、第七凹陷部(503、504)，所述第四凹陷部(304)与第四突出部(112)配合，第五凹陷部(403)与第五突出部(113)配合，第六凹陷部(503)与第六突出部(114)配合，所述第七凹陷部(504)与第七突出部(115)配合。
8.根据权利要求I所述的动カ系统集成框架，其特征是所述顶部框架总成(6)包括靠前的PCU框架(601)和靠后的FCV框架￠02)，所述PCU框架(601)和FCV框架(602)相连接。
9.根据权利要求8所述的动カ系统集成框架，其特征是所述PCU框架(601)前端设有第八突出部￠03)，右侧设有第九、第十突出部出04、605)，相应地，所述前侧框架总成(2)顶部设有第八凹陷部(205)，所述右侧框架总成(3)设有第九、第十凹陷部(305、306)，所述第八突出部(603)与第八凹陷部(205)配合，第九突出部(604)与第九凹陷部(305)配合，第十突出部(605)与第十凹陷部(306)配合；所述FCV框架(602)后端设有第i^ 一突出部(606)，左端设有第十二、第十三突出部出07、608)，相应地，所述后侧框架总成(4)顶部设有第i^一凹陷部(406)，所述左侧框架总成(5)上设有第一凹槽(505)、第二凹槽(506)，所述第i^一突出部￠06)与第i^一凹陷部(406)配合，所述第十二突出部(607)伸入第一凹槽(505)内，第十三突出部(608)伸入第二凹槽(506)内。
10.根据权利要求I所述的动カ系统集成框架，其特征是所述前侧框架总成(2)右端设有第十四突出部(206)，相应地，所述右侧框架总成(3)前端设有第十四凹陷部(307)，第十四突出部(206)与第十四凹陷部(307)配合；所述右侧框架总成(3)后端设有第十五凹陷部(308)，相应地，所述后侧框架总成(4)右端设有第十五突出部(404)，第十五凹陷部(308)与第十五突出部(404)配合；所述后侧框架总成(4)左端设有第十六突出部(405)，相应地，所述左侧框架总成(5)后端设有第十六凹陷部(507)，第十六突出部(405)与第十六凹陷部(507)配合。
11.根据权利要求ι- ο任ー项所述的动カ系统集成框架，其特征是所述底部框架总成(I)、顶部框架总成(6)、左侧框架总成(5)、右侧框架总成(3)、前侧框架总成(2)、和后侧框架总成(4)为铝合金镂空件。
专利摘要本实用新型公开了一种动力系统集成框架，所述动力系统集成框架为多面体结构，包括底部框架总成、顶部框架总成、左侧框架总成、右侧框架总成、前侧框架成、和后侧框架总成，所述底部框架总成分别与左侧框架总成、右侧框架总成、前侧框架总成、后侧框架总成连接，所述前侧框架总成、右侧框架总成、后侧框架总成和左侧框架总成依次连接，所述顶部框架总成分别与左侧框架总成、右侧框架总成、前侧框架总成、后侧框架总成连接。本实用新型有六个分总成，均可单独拆卸其中一面而保持框架整体的结构稳定，方便了动力总成的维护。主要动力系统零部件集成在框架内，并能方便地以传统车的形式布置于前舱。
文档编号B62D23/00GK202463929SQ20112053130
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者何健, 冷如波, 凌天钧, 周庆伟, 周锋, 谢泽金, 黄伟科 申请人:上海汽车集团股份有限公司