氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架

1.本发明属于氢能电池辅助器具技术领域，尤其涉及一种氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架。


背景技术：

2.氢能电池是通过利用氢气制造和储存的。基本原理是电解水的逆反应，分别向阳极和阴极供给氢气和氧气，在商用车领域，氢能混合动力的燃料电池具有较高的利用前景，燃料电池一般通过支架固定安装于车架底部，传统车架多为钢制结构，吸能抗震能力较弱；为了保护燃料电池，目前部分技术采用弹簧减振装置进行吸振保护。
3.对于商用车，燃料电池通常为多块结构设置，传统的减振装置一般是将多个燃料电池模块集中放置在单个箱体中，箱体再通过减振装置与车架连接；但是燃料电池重量较大时，减振装置的刚度、阻尼系数往往较大，这样的设置对于高频振动效果较差；也可以采用空气弹簧系统，但空气弹簧系统的成本及维护昂贵；为了改进吸振效果，部分商用车采用分布式设置，即对每个燃料电池单独设置减振机构，再统一与支架连接，支架再与车架连接；分布式设置可以优化减振装置中的刚度、阻尼系数设置，但是多个减振装置在对抗冲击时，各减振机构之间容易发生振动传导，例如车辆行驶时，受到前后方向的单侧冲击后，前侧的冲击晃动向后侧传导，使得后侧的减振机构振动幅度较大；针对该问题，需要进行相应的优化设置。
4.另外，目前的分布式减振装置在安装时较为复杂，需要多个燃料电池分别单独安装，因此，在安装设计时，通常采用柔性安装方式，例如，中国专利cn109249793b公开了一种减振结构及蓄电池箱体安装结构，减振结构包括：减振支架，包括由内向外依次设置的内芯、橡胶件以及外壳；支座，所述外壳固定于所述支座上。该方案的减振结构通过分体设置的减振支架以及支座，无需蓄电池箱体倾斜，即可实现蓄电池箱体的安装，使蓄电池箱体和车架之间实现柔性连接，减小了装配难度，但在实际使用时，由于支架在对蓄电池箱体装置后，离地距离即以固定，在吸能时若电池发生弹跳，容易与地面凸起发生接触导致损毁，因此需要一定的离地空间，对装置空间较高，因此，存在一定改进的空间。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了解决支架离地空间固定适应性不足的问题，而提出的一种氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架，包括底架，所述底架顶部设有柔性散热机构，所述柔性散热机构顶部固定连接有中架机构，所述中架机构包括主支撑架，所述主支撑架包括支撑部，且支撑部两侧均设有铰接部，且铰接部通过铰接杆铰接有偏振部，所述主支撑架顶部通过连接架固定连接有顶架，所述顶架顶部两侧均固定安装有用于与车架连接的连接机构，所述底架顶部两侧均设有调节机构，且调节机构与偏振部一
侧固定连接；所述调节机构包括电动推杆，所述电动推杆顶部固定连接在顶架底部一侧，所述电动推杆底部固定连接有固定块，所述固定块一侧固定连接有吸能槽箱，所述吸能槽箱底部设有铰接座，所述铰接座固定连接在底架顶部一侧，用于通过电动推杆带动吸能槽座和底架调控离地间隙。
7.作为上述技术方案的进一步描述：所述铰接座内腔铰接杆铰接有铰接块，所述铰接块顶部固定连接有滑动杆，所述吸能槽箱底部开设有滑孔，所述滑动杆滑动连接在滑孔内，所述滑动杆顶端固定连接有阶装块，所述滑动杆外侧壁套设有吸能弹簧，所述吸能弹簧两端分别与阶装块和吸能槽箱内腔一侧对应位置固定连接。
8.作为上述技术方案的进一步描述：所述吸能槽箱顶部通孔内滑动连接有支撑杆，所述支撑杆底端固定连接有套箍，且套箍内转动连接有转杆，所述转杆固定连接在主支撑架一侧，所述支撑杆顶端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆外部伸缩部固定安装有多个用于吸能的尼阻垫圈，所述伸缩杆固定部固定连接在顶架底部。
9.作为上述技术方案的进一步描述：所述吸能槽箱两端均开设有吸能槽，且吸能槽横截面形状为锥形。
10.作为上述技术方案的进一步描述：所述柔性散热机构包括多个矩阵阵列排布的换热座，所述换热座底部固定连接有介质箱，所述介质箱底部四角处均设有多个间距可调的散热鳍片，且多个介质箱之间相连通，且相邻的四个介质箱组成用于安装电池主体的承接部，且介质箱顶部一侧通过螺栓固定安装有连接角码，且连接角码另一侧通过螺栓与安装电池外侧安装孔螺纹连接。
11.作为上述技术方案的进一步描述：所述散热鳍片内部设有介质流通腔，且多个的散热鳍片之间连通有柔性介质管，且对角侧的两个柔性介质管与顶部对应位置的介质箱相连通，且纵向的两个柔性介质管顶部之间通过管路连通，且横向的两个柔性介质管底部之间通过管路相连通，用于散热介质在多个柔性介质管之间单向流通，且横向的两个柔性介质管底部之间还固定连接有固定槽块，所述固定槽块固定连接在底架顶部。
12.作为上述技术方案的进一步描述：所述换热座为铝制换热构件，且纵向相邻的两个换热座以及横向相邻的两个换热座之间通过循环管相连通，且横向的两个循环管外侧均连通有连接管，且两侧连接管分别与外部介质泵相连通。
13.作为上述技术方案的进一步描述：所述连接机构还包括两个连接螺杆，且两个连接螺杆固定连接在顶架顶部一侧的两端，且连接螺杆与车架预留位置一侧螺纹相连通，且两侧连接螺杆顶部两侧均套设有连接套架。
14.作为上述技术方案的进一步描述：所述主支撑架外侧壁滑动连接有连接座，且连接座内腔滑动连接有支撑侧板，且支撑侧板固定连接在介质箱底部固定连接的安装座内，所述连接座顶部嵌设有螺母，且螺
母内螺纹内连接有限位螺栓，且限位螺栓螺纹连接在柱支撑架顶部开设的螺纹孔内。
15.作为上述技术方案的进一步描述：所述底架、顶架和主支撑架均为碳纤维支架。
16.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明中，支撑杆移动挤压伸缩杆后，伸缩杆伸缩部缩短能够挤压外部尼阻垫圈，尼阻垫圈能够吸收主支撑架产生的振动，同时，在底架与地面接触时发生晃动时，底架能够通过铰接座通过铰接杆带动铰接块移动，铰接块移动能够推动滑动杆移动，滑动杆移动能够拉动吸能弹簧进行吸能减震通过对底架和主支撑架的分散吸能，能够实现对运动过程中车辆自身运动和外部接触冲击的同步吸收，提高电池安装安全性，底架、支架和柱支撑架和支撑侧板均设为碳纤维减振支架，在保证轻量化设置的同时，保证吸能减振效果。
17.2、本发明中，通过设计的主支撑架，主支撑架能够通过支撑侧板与电池主体进行支撑，并且主支撑架通过连接架和顶部顶架与车架连接后，在车辆运动产生晃动时，主支撑架能够通过两侧转杆在套箍内转动，通过在主支撑架设置转杆，能够通过前后转杆在套箍内的转动进行相对倾斜转动，避免振动向前侧或后侧的传导，并且底架两侧能够通过铰接座进行相对转动，通过能够相对转动偏移的底架和主支撑架，在对冲击进行单侧吸能后，避免前侧的冲击晃动向后侧的传导，提高多个分布式安装的电池主体的安装稳定性。
18.3、本发明中，通过控制电动推杆工作伸长，电动推杆伸长能够带动固定块拉动吸能槽箱移动，吸能槽箱移动能够挤压吸能弹簧并通过阶装块带动滑动杆和铰接块拉动铰接座移动，铰接座移动能够拉动底架移动，能够调节底架局域主支撑架的相对间距，提高对地面凸起的适应能力，满足不同距地间隙车架的装配，提高不同路况下的快速通过能力，配合柔性散热机构，在良好路段展开后，能够提高对电池主体的散热能力。
19.4、本发明中，通过设计的柔性散热机构，外部介质泵能够将换热介质通过连接管送入对应位置的介质箱内，介质箱能够通过与换热座的热量交换与电池进行换热，电池在换热后介质升温进入柔性介质管内，柔性介质管能将换热后介质送入散热鳍片内，散热鳍片能够通过车辆行进过程的空气介入进行热量交换降温，同时，散热鳍片能够通过柔性介质管的收缩调节展开间距，有利于在间距调节后对散热鳍片的展开进行调节适应，通过柔性介质管的设置，提高对不同安装间距的适应能力，并且提高对分组安装的电池包的换热处理。
附图说明
20.图1为本发明提出的氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架的整体结构示意图；图2为本发明提出的氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架的爆炸拆分结构示意图；图3为本发明提出的氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架的侧视结构示意图；图4为本发明的图3中a部分放大的结构示意图；图5为本发明提出的氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架的吸能槽箱半剖结构示意图；
图6为本发明的图5中b部分放大的结构示意图；图7为本发明提出的氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架的俯视角结构示意图；图8为本发明提出的氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架的部分结构示意图；图9为本发明提出的氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架的柔性散热机构部分结构示意图；图10为本发明提出的氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架的侧向结构示意图；图11为本发明的图10中c部分放大的结构示意图。
21.图例说明：1、底架；2、柔性散热机构；201、换热座；202、介质箱；203、连接角码；204、连接管；205、散热鳍片；206、柔性介质管；207、固定槽块；208、循环管；3、电池主体；4、顶架；5、调节机构；501、铰接座；502、铰接块；503、滑动杆；504、吸能弹簧；505、吸能槽箱；506、转杆；507、套箍；508、支撑杆；509、固定块；510、电动推杆；511、尼阻垫圈；512、伸缩杆；6、中架机构；601、主支撑架；6011、支撑部；6012、铰接部；6013、铰接杆；6014、偏振部；602、连接座；603、限位螺栓；604、支撑侧板；7、连接机构；701、连接螺杆；702、连接套架；8、连接架。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：氢能混合动力商用车燃料电池用碳纤维减振支架，包括底架1，所述底架1顶部设有柔性散热机构2，所述柔性散热机构2顶部固定连接有中架机构6，所述中架机构6包括主支撑架601，所述主支撑架601包括支撑部6011，且支撑部6011两侧均设有铰接部6012，且铰接部6012通过铰接杆6013铰接有偏振部6014，所述主支撑架601顶部通过连接架8固定连接有顶架4，所述顶架4顶部两侧均固定安装有用于与车架连接的连接机构7，所述底架1顶部两侧均设有调节机构5，且调节机构5与偏振部6014一侧固定连接；调节机构5包括电动推杆510，电动推杆510顶部固定连接在顶架4底部一侧，电动推杆510底部固定连接有固定块509，固定块509一侧固定连接有吸能槽箱505，吸能槽箱505底部设有铰接座501，铰接座501固定连接在底架1顶部一侧，用于通过电动推杆510带动吸能槽座和底架1调控离地间隙，铰接座501内腔铰接杆铰接有铰接块502，铰接块502顶部固定连接有滑动杆503，吸能槽箱505底部开设有滑孔，滑动杆503滑动连接在滑孔内，滑动杆503顶端固定连接有阶装块，滑动杆503外侧壁套设有吸能弹簧504，吸能弹簧504两端分别与阶装块和吸能槽箱505内腔一侧对应位置固定连接，吸能槽箱505顶部通孔内滑动连接有支撑杆508，支撑杆508底端固定连接有套箍507，且套箍507内转动连接有转杆506，转杆506固定连接在主支撑架601一侧，支撑杆508顶端固定连接有伸缩杆512，伸缩杆512外部伸缩
部固定安装有多个用于吸能的尼阻垫圈511，伸缩杆512固定部固定连接在顶架4底部，底架1、顶架4和主支撑架601均为碳纤维支架。
24.实施方式具体为：当电池主体3装配后，主支撑架601能够通过支撑侧板604与电池主体3进行支撑，并且主支撑架601通过连接架8和顶部顶架4与车架连接后，在车辆运动产生晃动时，主支撑架601能够通过两侧转杆506在套箍507内转动，通过在主支撑架601设置转杆506，能够通过前后转杆506在套箍507内的转动进行相对倾斜转动，避免振动向前侧或后侧的传导，并且底架1两侧能够通过铰接座501进行相对转动，从而能够通过能够相对转动偏移的底架1和主支撑架601，在对冲击进行单侧吸能后，避免前侧的冲击晃动向后侧的传导，提高多个分布式安装的电池主体3的安装稳定性；同时，当套箍507受力后能够带动支撑杆508移动，支撑杆508移动挤压伸缩杆512后，伸缩杆512伸缩部缩短能够挤压外部尼阻垫圈511，尼阻垫圈511能够吸收主支撑架601产生的振动，同时，在底架1与地面接触时发生晃动时，底架1能够通过铰接座501通过铰接杆带动铰接块502移动，铰接块502移动能够推动滑动杆503移动，滑动杆503移动能够拉动吸能弹簧504进行吸能减震通过对底架1和主支撑架601的分散吸能，从而能够实现对运动过程中车辆自身运动和外部接触冲击的同步吸收，提高电池安装安全性，并且，底架1、支架和柱支撑架和支撑侧板604均可设为碳纤维减振支架，能够在保证轻量化设置的同时，保证吸能减振效果，并且，底架1、支架和柱支撑架均为模块化装置，利于更换维护，提高装配生产便携性；进一步的，为适应不同地形或底盘高度的车辆安装，在装置后，能够通过控制电动推杆510工作伸长，其中电动推杆510也可选用液压推杆，液压推杆的液压系统与车辆悬挂系统同步连接并控制，电动推杆510也与车辆悬挂系统电路进行同步控制，电动推杆510伸长能够带动固定块509拉动吸能槽箱505移动，吸能槽箱505移动能够在支撑杆508和滑动杆503外滑动，避免影响到两侧吸能处理效果，并且吸能槽箱505移动能够挤压吸能弹簧504并通过阶装块带动滑动杆503和铰接块502拉动铰接座501移动，铰接座501移动能够拉动底架1移动，从而能够调节底架1局域主支撑架601的相对间距，从而能够提高对地面凸起的适应能力，并且能够满足不同距地间隙车架的装配，满足不同路况下的快速通过能力，并且配合柔性散热机构2，在良好路段展开后，能够提高对电池主体3的散热能力。
25.请参阅图1-3，吸能槽箱505两端均开设有吸能槽，且吸能槽横截面形状为锥形；通过设计的吸能槽，在支架或车体受到强烈冲击时，吸能槽能够通过锥形槽进行断裂，避免冲击向后侧支架的传导，并且吸能槽通过铰接杆与铰接座501连接，方便进行更换维护，提高对冲击的吸能处理效果。
26.请参阅图2、图5-6和图9，柔性散热机构2包括多个矩阵阵列排布的换热座201，换热座201底部固定连接有介质箱202，介质箱202底部四角处均设有多个间距可调的散热鳍片205，且多个介质箱202之间相连通，且相邻的四个介质箱202组成用于安装电池主体3的承接部，且介质箱202顶部一侧通过螺栓固定安装有连接角码203，且连接角码203另一侧通过螺栓与安装电池外侧安装孔螺纹连接，散热鳍片205内部设有介质流通腔，且多个的散热鳍片205之间连通有柔性介质管206，且对角侧的两个柔性介质管206与顶部对应位置的介质箱202相连通，且纵向的两个柔性介质管206顶部之间通过管路连通，且横向的两个柔性介质管206底部之间通过管路相连通，用于散热介质在多个柔性介质管206之间单向流通，
且横向的两个柔性介质管206底部之间还固定连接有固定槽块207，固定槽块207固定连接在底架1顶部，换热座201为铝制换热构件，且纵向相邻的两个换热座201以及横向相邻的两个换热座201之间通过循环管208相连通，且横向的两个循环管208外侧均连通有连接管204，且两侧连接管204分别与外部介质泵相连通。
27.实施方式具体为：通过设计的柔性散热机构2，外部介质泵能够将换热介质通过连接管204送入对应位置的介质箱202内，介质箱202能够通过与换热座201的热量交换与电池进行换热，电池在换热后介质升温进入柔性介质管206内，柔性介质管206能将换热后介质送入散热鳍片205内，散热鳍片205能够通过车辆行进过程的空气介入进行热量交换降温，同时，通过在调节底架1与主支撑架601之间的距离时，散热鳍片205能够通过柔性介质管206的收缩调节展开间距，有利于在间距调节后对散热鳍片205的展开进行调节适应，通过柔性介质管206的设置，提高对不同安装间距的适应能力，并且提高对分组安装的电池包的换热处理。
28.请参阅图2，连接机构7还包括两个连接螺杆701，且两个连接螺杆701固定连接在顶架4顶部一侧的两端，且连接螺杆701与车架预留位置一侧螺纹相连通，且两侧连接螺杆701顶部两侧均套设有连接套架702，主支撑架601外侧壁滑动连接有连接座602，且连接座602内腔滑动连接有支撑侧板604，且支撑侧板604固定连接在介质箱202底部固定连接的安装座内，连接座602顶部嵌设有螺母，且螺母内螺纹内连接有限位螺栓603，且限位螺栓603螺纹连接在柱支撑架顶部开设的螺纹孔内。
29.实施方式具体为：通过设计的连接机构7，能够通过连接螺杆701实现与车架的快速连接，并且通过多个支撑侧板604与连接座602的滑动配合，能够调节支撑侧板604与介质箱202的装置间距，适应对不同尺寸型号电池包的紧密贴合装配，同时通过设置的限位螺栓603，能够在支撑侧板604宽度位置调节后，保证贴合处理效果。
30.请参阅图11，在另一实施例中，通过设计的铰接部6012，在两侧调节机构5振动时，单侧的冲击力传导至偏振部6014时，偏振部6014能够通过铰接部6012围绕支撑部6011发生相对转动进行进一步吸能，从而能够降低两侧冲击力的相互传导。
31.工作原理：使用时，通过连接螺杆701实现与车架的快速连接，通过多个支撑侧板604与连接座602的滑动配合，调节支撑侧板604与介质箱202的装置间距，将电池主体3与对应位置的支撑侧板604连接，当电池主体3装配后，主支撑架601通过支撑侧板604与电池主体3进行支撑，主支撑架601通过连接架8和顶部顶架4与车架连接后，在车辆运动产生晃动时，主支撑架601通过两侧转杆506在套箍507内转动，通过在主支撑架601设置转杆506，通过前后转杆506在套箍507内的转动进行相对倾斜转动，底架1两侧通过铰接座501进行相对转动，对冲击进行单侧吸能；当套箍507受力后带动支撑杆508移动，支撑杆508移动挤压伸缩杆512后，伸缩杆512伸缩部缩短挤压外部尼阻垫圈511，尼阻垫圈511吸收主支撑架601产生的振动，在底架1与地面接触时发生晃动时，底架1通过铰接座501通过铰接杆带动铰接块502移动，铰接块502移动推动滑动杆503移动，滑动杆503移动拉动吸能弹簧504进行吸能减震通过对底架1和主支撑架601的分散吸能，对运动过程中车辆自身运动和外部接触冲击的同步吸收；通过控制电动推杆510工作伸长，电动推杆510伸长带动固定块509拉动吸能槽箱505移动，吸能槽箱505移动在支撑杆508和滑动杆503外滑动，吸能槽箱505移动挤压吸能弹
簧504并通过阶装块带动滑动杆503和铰接块502拉动铰接座501移动，铰接座501移动拉动底架1移动，从而调节底架1局域主支撑架601的相对间距；外部介质泵将换热介质通过连接管204送入对应位置的介质箱202内，介质箱202通过与换热座201的热量交换与电池进行换热，电池在换热后介质升温进入柔性介质管206内，柔性介质管206能将换热后介质送入散热鳍片205内，散热鳍片205通过车辆行进过程的空气介入进行热量交换降温，通过在调节底架1与主支撑架601之间的距离时，散热鳍片205通过柔性介质管206的收缩调节展开间距。
32.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。