Модуль контейнеров высокого давления и транспортное средство на топливных элементах
Изобретения относится к модулю контейнеров высокого давления и транспортному средству на топливных элементах. Модуль (10) контейнеров высокого давления содержит несколько уложенных корпусов (18) контейнеров, соединительный элемент (20, 21), кожух (22) в форме короба и направляющую трубу (32). Каждый корпус (18) контейнера выполнен с цилиндрической круглой формой и содержит отверстие (30В) по меньшей мере на одном концевом участке в его осевом направлении. Соединительный элемент (20, 21) присоединен к отверстию (30В) каждого корпуса (18) контейнера и таким образом объединяющий вместе несколько корпусов контейнеров, причем соединительный элемент содержит проточный канал, устанавливающий соединение внутренних полостей корпусов (18) контейнеров друг с другом. Кожух (22) выполнен с возможностью размещения нескольких корпусов (18) контейнеров и соединительного элемента (20, 21). Кожух (22) содержит сквозное отверстие (46А). Направляющая труба (32), которой оснащен соединительный элемент (20, 21), выведенная наружу из кожуха (22) через сквозное отверстие (46А) и к которой присоединен клапан (34), выполненный с возможностью открытия и перекрытия проточного канала. Кожух (22) содержит оболочку (40) кожуха, включающую нижнюю стенку (44) и периферийную стенку (46) в форме рамы, выступающую вверх от нижней стенки (44) и охватывающую несколько корпусов (18) контейнеров, а также закрывающий элемент (42). Периферийная стенка (44) имеет замкнутую форму поперечного сечения. Технический результат: создание модуля контейнеров высокого давления, обладающего возможностью достижения высокой емкости, а также простой и вместе с тем устойчивой к ударным нагрузкам конструкцией. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники
[0001] Настоящее описание изобретения относится к модулю контейнеров высокого давления и транспортному средству на топливных элементах. Предшествующий уровень техники
[0002] Выложенная патентная заявка Японии (JP-А) №2008-49961 раскрывает конструкцию, в которой несколько корпусов контейнеров (резервуаров высокого давления) помещено в корпус с открытым верхом. Эта технология предусматривает присоединение клапанов к каждому корпусу контейнера, причем клапаны соединены вместе трубой, например, запитывающей или пополняющей трубой. Кроме того, заявка ТР-А №2009-270707 раскрывает конструкцию, в которой в корпусе с ручкой находится несколько бочкообразных резервуаров с водородом различного диаметра, и корпус установлен над полом в задней части. [0003] Корпус, описанный в заявке IP-A №2009-270707, представляет собой простой пример транспортировки резервуаров с водородом и, следовательно, допускает усовершенствование в плане обеспечения устойчивости к ударным нагрузкам при установке в транспортном средстве. В качестве ответной стратегии можно рассмотреть способ, в частности, раскрытый в заявке JP-A №2008-49961, согласно которому несколько корпусов контейнеров размещено в кожухе в форме короба. Однако, поскольку каждый корпус контейнера оснащен клапаном, и клапаны соединены вместе трубой, при увеличении количества корпусов контейнеров с целью увеличения емкости, конструкция усложняется.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Принимая во внимание вышеуказанные обстоятельства, настоящее описание изобретения раскрывает транспортное средство и модуль контейнеров высокого давления, характеризующийся возможностью достижения высокой емкости, а также простой и вместе с тем устойчивой к ударным нагрузкам конструкцией.
[0005] Первый аспект настоящего описания раскрывает модуль контейнеров высокого давления, содержащий несколько уложенных корпусов контейнеров, причем каждый корпус контейнера выполнен в цилиндрической круглой формой и содержит отверстие, по меньшей мере, на одном концевом участке в его осевом направлении; соединительный элемент, присоединенный с отверстием каждого корпуса контейнера и объединяющий вместе несколько корпусов контейнеров, причем соединительный элемент содержит проточный канал, устанавливающий соединение внутренних полостей корпусов контейнеров друг с другом; кожух в форме короба, выполненный с возможностью размещения нескольких корпусов контейнеров и соединительного элемента, причем кожух содержит сквозное отверстие; и направляющую трубу, которой оснащен соединительный элемент, выведенную наружу из кожуха через сквозное отверстие в кожухе, и к которой присоединен клапан, выполненный с возможностью открытия и перекрытия проточного канала.
[0006] В модуле контейнеров высокого давления, согласно первому аспекту, уложено несколько корпусов контейнеров с цилиндрической круглой формой. По меньшей мере, на одном концевом участке в осевом направлении каждого корпуса контейнера выполнено отверстие, причем отверстия соединены между собой соединительным элементом. Внутренние полости нескольких корпусов контейнеров сообщаются друг с другом посредством соединительного элемента. Направляющая труба присоединена к соединительному элементу и к ней прикреплен клапан. Это позволяет заливать и выводить топливо, открывая и закрывая отдельный клапан, даже если количество корпусов контейнеров увеличивается с целью увеличения емкости. В частности, несколько корпусов контейнеров образуют модуль, способный функционировать в качестве единого контейнера высокого давления, что позволяет увеличить емкость с использованием простой конструкции.
[0007] Несколько корпусов контейнеров и соединительный элемент помещены в кожух в форме короба, а направляющая труба, которой оснащен соединительный элемент, выходит наружу из кожуха через сквозное отверстие. Такое размещение нескольких корпусов контейнеров в кожухе позволяет обезопасить корпуса контейнеров и соединительный элемент, обеспечивая устойчивость к ударным нагрузкам. Следует отметить, что под «формой короба» понимают форму, включающую нижнюю стенку, служащую опорой для помещенных в кожух объектов, и периферийную стенку, охватывающую помещенные в кожух объекты, в том числе форму, объединяющую не упомянутые в описании.
[0008] Таким образом, модуль контейнеров высокого давления согласно первому аспекту изобретения позволяет увеличить емкость с использованием простой конструкции, обеспечивающей устойчивость к ударным нагрузкам.
[0009] Согласно первому аспекту, направляющая труба может находиться в средней части соединительного элемента в направлении укладки корпусов контейнеров.
[0010] В вышеприведенной конфигурации при заполнении топливом нескольких корпусов контейнеров топливо поступает в соединительный элемент через направляющую трубу, размещенную в средней части соединительного элемента в направлении укладки корпусов контейнеров. Это позволяет предотвратить заполнение соответствующих корпусов контейнеров неодинаковым количеством топлива по сравнению с конструкциями, в которых направляющая труба размещена на одном концевом участке соединительного элемента. И наоборот, если топливо, которым заполнены корпуса контейнеров, подается наружу, из каждого корпуса контейнера может подаваться примерно одинаковое количество топлива. Это позволяет предотвратить изменения температуры соответствующих корпусов контейнеров в кожухе в результате изменений давления в корпусах контейнерах.
[0011] Сконфигурированный таким образом модуль контейнеров высокого давления может устранять изменение температуры соответствующих корпусов контейнеров в кожухе в результате изменений давления в корпусах контейнеров.
[0012] Согласно первому аспекту, кожух может содержать оболочку, включающую нижнюю стенку и периферийную стенку в форме рамы, выступающую вверх от нижней стенки и охватывающую несколько корпусов контейнеров, а также закрывающий элемент. Кроме того, периферийная стенка оболочки кожуха имеет замкнутую форму поперечного сечения.
[0013] В вышеприведенной конфигурации кожух содержит оболочку корпуса и закрывающий элемент, что позволяет исключить попадание посторонних предметов и иных подобных объектов в оболочку кожуха. Кроме того, поскольку периферийная стенка оболочки кожуха имеет замкнутую форму поперечного сечения, деформация периферийной стенки может подавляться более эффективно по сравнению с конструкциями, в которых периферийная стенка выполнена из элемента с открытым поперечным сечением. В конечном итоге это позволяет снизить передачу ударной нагрузки на корпуса контейнеров внутри кожуха.
[0014] Таким образом, модуль контейнеров высокого давления, сконфигурированный согласно вышеприведенному описанию, способен исключить попадание посторонних предметов в кожух и усилить устойчивость кожуха к ударным нагрузкам.
[0015] Первый аспект может дополнительно предусматривать крепежный кронштейн на нижней стенке, и корпуса контейнеров могут быть размещены с помощью крепежного кронштейна таким образом, чтобы эти корпуса контейнеров не соприкасались с нижней стенкой.
[0016] В вышеуказанной конфигурации корпуса контейнеров не соприкасаются с нижней стенкой. Это позволяет предотвращать прямую передачу ударной нагрузки на корпуса контейнеров от нижней стенки, если, например, кожух соприкасается в дорожным покрытием во время движения транспортного средства на топливных элементах, оборудованного модулем контейнеров высокого давления. Кроме того, можно исключить шум, вызванный контактом нижней стенки и корпусами контейнеров.
[0017] Таким образом, модуль контейнеров высокого давления, сконфигурированный согласно вышеприведенному описанию, способен усилить устойчивость к ударным нагрузкам и подавить возникновение шумов.
[0018] Первый аспект может дополнительно предусматривать участок передачи нагрузки с замкнутой формой поперечного сечения, который может быть размещен, по меньшей мере, на одном из элементов - на нижней стенке или закрывающем элементе и простираться между двумя противоположными краями периферийной стенки
[0019] В вышеуказанной конфигурации в случае, когда к кожуху приложена нагрузка, эта нагрузка может быть передана на противоположную сторону кожуха через участок передачи нагрузки.
[0020] Это позволяет повысить способность выдерживать нагрузку модуля контейнеров высокого давления.
[0021] Согласно первому аспекту участок передачи нагрузки может быть расположен на закрывающем элементе со стороны корпусов контейнеров, между закрывающим элементом и участком передачи нагрузки может быть сформирован воздушный канал, и воздушный канал может содержать вентиляционное отверстие, позволяющее выпускать газ наружу из корпуса.
[0022] В вышеприведенной конфигурации воздушный канал предусмотрен на закрывающем элементе между закрывающим элементом и участком передачи нагрузки, а вентиляционное отверстие выполнено в воздушном канале. Это позволяет предотвратить задержку газа внутри кожуха вследствие блокировки выпуска участком передачи нагрузки.
[0023] Таким образом, модуль контейнеров высокого давления, сконфигурированный описанным выше образом, способен эффективно выпускать наружу газ, содержащийся внутри кожуха.
[0024] Второй аспект настоящего изобретения предусматривает транспортное средство на топливных элементах, содержащее модуль контейнеров высокого давления согласно первому аспекту, причем модуль контейнеров высокого давления может быть размещен в нижней части транспортного средства под панелью пола, формирующей поверхность пола в салоне транспортного средства.
[0025] Согласно второму аспекту изобретения, модуль контейнеров высокого давления размещен в нижней части транспортного средства под панелью пола, что позволяет разместить пространство для модуля контейнеров высокого давления, не уменьшая объема пространства салона или багажного отделения.
[0026] Таким образом, в транспортном средстве на топливных элементах согласно второму аспекту изобретения можно исключить уменьшение объема пространства салона и багажного отделения.
[0027] Согласно второму аспекту изобретения, корпуса контейнеров могут быть уложены в поперечном направлении транспортного средства, в то время как осевое направление корпусов контейнеров является продольным направлением транспортного средства.
[0028] В вышеприведенной конфигурации соединительные элементы, соединяющие корпуса контейнеров, расположены на передней или задней стороне транспортного средства. Подача топлива в батарею топливных элементов, расположенную в передней или задней части транспортного средства, может быть выполнена плавно.
[0029] Таким образом, модуль контейнеров высокого давления, сконфигурированный описанным выше образом, способен плавно подавать топливо в батарею топливных элементов.
[0030] Согласно второму аспекту изобретения, корпуса контейнеров могут быть уложены в продольном направлении транспортного средства, в то время как осевое направление корпусов контейнеров является поперечным направлением транспортного средства.
[0031] В вышеуказанной конфигурации, поскольку осевое направление корпусов контейнеров является поперечным направлением транспортного средства, длина корпуса контейнера в осевом направлении не будет оказывать влияние, даже если блок управления мощностью и иные устройства, расположенные в передней части транспортного средства, будут перенесены в заднюю часть транспортного средства. То есть, длину корпуса контейнера в осевом направлении можно поддерживать в определенном размере, независимо от размеров компонентов, расположенных в передней или задней части транспортного средства.
[0032] Таким образом, модуль контейнеров высокого давления, сконфигурированный описанным выше образом, позволяет увеличить гибкость конструирования.
[0033] Согласно второму аспекту корпуса контейнеров, уложенные в задней части транспортного средства в виде модуля контейнеров высокого давления, можно расположить ярусами в вертикальном направлении транспортного средства.
[0034] В вышеприведенной конфигурации топливная емкость может быть увеличена за счет ярусной укладки контейнеров.
[0035] Таким образом, модуль контейнеров высокого давления, сконфигурированный описанным выше образом, позволяет увеличить топливную емкость.
[0036] Согласно второму аспекту изобретения, обе стороны задней части кожуха в поперечном направлении транспортного средства могут в плане быть вогнуты к передней стороне транспортного средства.
[0037] В вышеуказанной конфигурации можно исключить негативное воздействие кожуха на периферийные компоненты даже в случае установки кожуха в задней концевой части транспортного средства.
[0038] Таким образом, транспортное средство на топливных элементах, сконфигурированное описанным выше образом, способно исключить негативное воздействие кожуха на периферийные компоненты, при одновременном сохранении топливной емкости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0039] Примерный вариант осуществления настоящего изобретения подробно раскрыт на основе следующих фигур:
На фиг. 1 изображен схематичный вид сбоку транспортного средства на топливных элементах, в котором установлен модуль контейнеров высокого давления в соответствии с первым примерным вариантом осуществления;
На фиг. 2 изображен вид в аксонометрии с пространственно разнесенными деталями модуля контейнеров высокого давления в соответствии с первым примерным вариантом осуществления;
На фиг. 3 изображено в плане поперечное сечение половины модуля контейнеров высокого давления в соответствии с первым примерным вариантом осуществления, расположенной на левой стороне транспортного средства;
На фиг. 4 в увеличенном виде изображена передняя часть модуля контейнеров высокого давления в соответствии с первым примерным вариантом осуществления; и
На фиг. 5 в увеличенном виде изображена задняя часть модуля контейнеров высокого давления в соответствии с первым примерным вариантом осуществления;
На фиг. 6 схематично изображено (вид в плане) транспортное средство на топливных элементах, в котором установлен модуль контейнеров высокого давления в соответствии с частным случаем первого примерного варианта осуществления;
На фиг. 7 изображен вид в аксонометрии с пространственно разнесенными деталями модуля контейнеров высокого давления в соответствии со вторым примерным вариантом осуществления;
На фиг. 8А в увеличенном виде показано поперечное сечение вдоль линии 8А-8А на фигуре 7.
На фиг. 8В в увеличенном виде показано поперечное сечение вдоль линии 8В-8В на фигуре 7.
На фиг. 9 в увеличенном виде изображено поперечное сечение соответствующей части модуля контейнеров высокого давления согласно второму примерному варианту осуществления, вид с передней стороны транспортного средства.
На фиг. 10 схематично изображено (вид в плане) транспортное средство на топливных элементах, в котором установлен модуль контейнеров высокого давления в соответствии с третьим примерным вариантом осуществления;
На фиг. 11 в увеличенном виде показано поперечное сечение вдоль линии 11-11 на фигуре 10.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0040] Первый примерный вариант осуществления
Нижеследующее описание относится к транспортному средству 11 на топливных элементах, в котором установлен модуль 10 контейнеров высокого давления в соответствии с первым примерным вариантом осуществления, и ссылается на прилагаемые фигуры. Следует отметить, что на фигурах стрелки ВПЕРЕД, ВВЕРХ и ВПРАВО указывают, соответственно, направление вперед и вверх, а также правую сторону транспортного средства 11 на топливных элементах. В нижеследующем описании, если явно не указано иное, ссылка на переднее, заднее, верхнее, нижнее, левое и правое направления относится к передней и задней части в продольном направлении транспортного средства, верху и низу в вертикальном направлении транспортного средства, левой и правой стороне в поперечном направлении транспортного средства для ориентации при направлении движения вперед.
[0041] Как показано на фигуре 1, транспортное средство 11 на топливных элементах (в дальнейшем «транспортное средство 11»), оснащенное модулем 10 контейнеров высокого давления в соответствии с первым примерным вариантом осуществления, содержит приводной двигатель 12, батарею 14 топливных элементов (батарею ТЭ) и модуль 10 контейнеров высокого давления.
[0042] В качестве примера в первом примерном варианте осуществления приводной двигатель 12 расположен в задней части транспортного средства. При включении приводного двигателя 12 мощность приводного двигателя 12 передается на задние колеса 13 через трансмиссию, не показанную на фигурах.
[0043] Батарея 14 топливных элементов размещена в передней части транспортного средства. Батарея 14 топливных элементов имеет многоярусную структуру, формируемую несколькими ярусами отдельных ячеек, являющихся структурными единицами, и выполняет функцию источника высокого напряжения. Каждая отдельная ячейка, входящая в батарею 14 топливных элементов, генерирует электроэнергию за счет электрохимической реакции между газообразным водородом, поступающим из описанного ниже модуля 10 контейнеров высокого давления, и сжатым воздухом, поступающим из воздушного компрессора, не показанного на фигурах. Кроме того, транспортное средство 11 оборудовано аккумуляторной батареей, не показанной на фигурах. Аккумуляторная батарея представляет собой перезаряжаемую батарею; возможно использование никель-водородной вторичной батареи, литий-водородной вторичной батареи и т.п. Электрическая мощность подается на приводной двигатель 12 от аккумуляторной батареи с целью приведения его в действие, а регенерированная мощность от приводного двигателя 12 восстанавливается за счет рекуперативного торможения
[0044] Модуль 10 контейнеров высокого давления размещен в нижней части транспортного средства под панелью 16 пола, формирующей поверхность пола салона транспортного средства. Кроме того, как показано на фигуре 2, модуль 10 контейнеров высокого давления содержит несколько корпусов 18 контейнеров, трубы 20, 21, служащие соединительными элементами, кожух 22 и направляющую трубу 32.
[0045] Как показано на фигуре 3, корпуса 18 контейнеров выполнены с продолговатой, по существу, цилиндрической круглой формой, продольное направление которых совпадает с осевым направлением. Несколько корпусов 18 контейнеров размещено в одном ряду друг с другом. В качестве примера в первом примерном варианте осуществления одиннадцать корпусов 18 контейнеров, осевые направления которых совпадают с продольным направлением транспортного средства, размещены с равномерными интервалами в поперечном направлении транспортного средства (для удобства описания на фигуре 3 изображена только левая половина транспортного средства и показаны шесть корпусов 18 контейнеров).
[0046] Положения передних концов одиннадцати корпусов 18 контейнеров в транспортном средстве выровнены относительно друг с друга, а семь корпусов 18 контейнеров, расположенных наиболее близко к центру транспортного средства, имеют одинаковую длину в осевом направлении друг относительно друга. Два корпуса 18 контейнера на левой стороне транспортного средства и два корпуса 18 контейнера на правой стороне транспортного средства выполнены с меньшей длиной в направлении от передней к задней части транспортного средства (осевом направлении) по сравнению с другими корпусами 18 контейнеров. Таким образом, задние концевые части этих четырех корпусов 18 контейнеров смещены к передней части транспортного средства дальше, чем задние концевые части других корпусов 18 контейнеров.
[0047] Как показано на фигуре 2, каждый из корпусов 18 контейнеров содержит оболочку 24, крышки 30, первый армирующий слой 26 и второй армирующий слой 28. Каждая оболочка 24 имеет цилиндрическую круглую форму, открытую на обоих концевых участках в осевом направлении, и в первом примерном варианте осуществления выполнена, например, из алюминиевого сплава. Тем не менее, это не ограничивается, и оболочка 24 может быть выполнена из полимера или иного подобного материала.
[0048] Крышки 30 предусмотрены на обоих концевых участках каждой оболочки 24 в осевом направлении. Осевое направление каждой крышки 30 ориентировано вдоль продольного направления транспортного средства; и крышка имеет, по существу, форму полусферы, выступающей в направлении наружной (в осевом направлении) стороны оболочки 24. Два концевых участка каждой оболочки 24 перекрыты крышками 30. В первом примерном варианте осуществления крышки 30 в передней части транспортного средства и крышки 30 в задней части транспортного средства выполнены идентично друг другу. Кроме того, соединительный элемент 30А выступает наружу в осевом направлении от оконечности каждой крышки 30. Каждый соединительный элемент 30А оснащен отверстием 30В. Отверстия 30В присоединены к трубам 20, 21, описанными ниже.
[0049] Первый армирующий слой 26 предусмотрен на внешней периферийной поверхности оболочки 24. Первый армирующий слой 26 выполнен из углепластика (CFRP). В частности, лист углепластика, пропитанный термореактивной смолой, в частности, эпоксидной смолой, оборачивают вокруг внешней периферийной поверхности оболочки 24 и нагревают с образованием первого армирующего слоя 26. Хотя это не показано на фигурах, волокна первого армирующего слоя 26 ориентированы в окружном направлении оболочки 24.
[0050] Второй армирующий слой 28 предусмотрен на внешней периферийной поверхности первого армирующего слоя 26. Второй армирующий слой 28 выполнен из углепластика (CFRP). В частности, нити углепластика, пропитанные термореактивной смолой, в частности, эпоксидной смолой, оборачивают вокруг внешних периферийных поверхностей первого армирующего слоя 26 и крышек 30, после чего нагревают с образованием второго армирующего слоя 28. Хотя это не показано на фигурах, волокна второго армирующего слоя 28 ориентированы в осевом направлении оболочки 24 или направлении, расположенном под заранее заданным углом относительно осевого направления.
[0051] Корпуса 18 контейнеров, выполненные описанным выше образом, соединены вместе в поперечном направлении транспортного средства трубами 20, 21. Труба 20 представляет собой удлиненную трубу, проходящую в поперечном направлении транспортного средства (то есть в направлении укладки корпусов 18 контейнеров) и размещенную в передней части корпусов 18 контейнеров относительно транспортного средства. Труба 20 оснащена крепежными элементами 20А, прикрепленными к соединительным элементам 30А крышек 30. Несколько крепежных элементов 20А предусмотрено в соответствии с положениями корпусов 18 контейнеров, причем одиннадцать из крепежных элементов 20А предусмотрено в первом примерном варианте осуществления. Каждый крепежный элемент 20А имеет наружную резьбу, выступающую в сторону соответствующего корпуса 18 контейнера, а отверстие ЗОВ (соединительный элемент 30А) крышки 30 навинчивается на наружную резьбу, фиксируя тем самым корпуса 18 контейнеров на трубе 20. Внутри трубы 20 сформирован проточный канал, и внутренние полости нескольких корпусов 18 контейнеров сообщаются друг с другом посредством этого проточного канала. Кроме того, труба 20 оснащена несколькими передними крепежными пластинами 36. Передние крепежные пластины 36 будут подробно описаны ниже.
[0052] Направляющая труба 32 находится на среднем участке трубы 20 в поперечном направлении транспортного средства (то есть на среднем участке в направлении укладки корпусов 18 контейнеров). В первом примерном варианте осуществления направляющая труба 32 представляет собой цилиндрический корпус, выступающий из трубы 20 в направлении передней части транспортного средства и размещенный на крепежном элементе 20А в середине трубы 20 вдоль поперечного направления транспортного средства. Направляющая труба 32 выходит наружу через сквозное отверстие 46А, выполненное в периферийной стенке 46 кожуха 22 (см. ниже). Клапан 34, выполненный с возможностью открытия и перекрытия проточного канала через трубу 20, присоединен к направляющей трубе 32.
[0053] Труба 21 размещена в задней части транспортного средства относительно корпусов 18 контейнеров. Задние части контейнеров 18 соединены друг с другом в поперечном направлении транспортного средства трубой 21. Труба 21 оснащена несколькими (одиннадцать в первом примерном варианте осуществления) крепежными элементами 21А, аналогично трубе 20. В крепежных элементах 21А выполнены установочные отверстия, через которые введены соединительные элементы 30А крышек 30. Как показано на фигуре 3, трубу 21 крепят к корпусам 18 контейнеров посредством вворачивания болтов 23 в отверстия 30В (см. фиг. 2) соединительных элементов 30А с внешней стороны вдоль осевого направления в положении, в котором соединительные элементы 30А вставлены через крепежные элементы 21А. Кроме того, внутри трубы 21 сформирован проточный канал, и внутренние полости нескольких корпусов 18 контейнеров сообщаются друг с другом посредством этого проточного канала. Как показано на фигуре 2, труба 21 оснащена несколькими задними крепежными пластинами 38. Задние крепежные пластины 38 будут подробно описаны ниже.
[0054] Корпуса 18 контейнеров и труба 20 помещены в кожух 22. Кожух 22 выполнен, по существу, в форме прямоугольного короба в горизонтальной проекции и содержит оболочку 40 кожуха и закрывающий элемент 42.
[0055] Оболочка 40 кожуха имеет форму короба, открытого с верхней стороны, и содержит нижнюю стенку 44 и периферийную стенку 46. Нижняя стенка 44 выполнена из алюминиевого сплава или иного подобного материала и имеет в горизонтальной проекции, по существу, прямоугольную форму со скругленными углами. Крепежные отверстия 44А выполнены с интервалами вокруг внешней периферийной части нижней стенки 44, что позволяет прикрепить стенку 44 днища к элементам каркаса, например, опорам, с помощью крепежных элементов, например, болтов.
[0056] Периферийная стенка 46 выступает вверх от нижней стенки 44 и изготовлена методом экструзии из алюминиевого сплава. Периферийная стенка 46 имеет в плане прямоугольную форму. Размер внешнего контура периферийной стенки 46 достаточен для обхвата нескольких корпусов 18 контейнеров, а в первом примерном варианте осуществления размер периферийной стенки 46 достаточен для размещения одиннадцати корпусов 18 контейнеров.
[0057] Периферийная стенка 46 содержит переднюю стенку 48, проходящую в поперечном направлении транспортного средства в передней части транспортного средства, заднюю стенку 50, проходящую в поперечном направлении транспортного средства в задней части транспортного средства, а также правую стенку 52 и левую стенку 53, соединяющие вместе два концевых участка передней стенки 48 и задней стенки 50 в продольном направлении транспортного средства. Передняя стенка 48, задняя стенка 50, правая стенка 52 и левая стенка 53 выполнены с замкнутой формой поперечного сечения. Ниже подробно раскрыто вышесказанное.
[0058] Как показано на фигуре 4, передняя стенка 48 выполнена с замкнутой формой поперечного сечения, если смотреть в поперечном направлении транспортного средства. В частности, передняя стенка 48 содержит переднюю и заднюю пару передних вертикальных стенок 48А, выступающих вверх от нижней стенки 44 с промежутком между ними в продольном направлении транспортного средства, переднюю верхнюю стенку 48 В, соединяющую верхние концевые участки передних вертикальных стенок 48А друг с другом в направлении спереди назад, и переднюю промежуточную стенку 48С, соединяющую вертикальные промежуточные участки передних вертикальных стенок 48А друг с другом в направлении спереди назад.
[0059] Как показано на фигуре 2, сквозное отверстие 46А, проходящее через переднюю стенку 48 в продольном направлении транспортного средства, выполнено в передней стенке 48 в средней части поперечного направления транспортного средства. Как показано на фигуре 3, направляющая труба 32, предусмотренная на трубе 20, выходит наружу из кожуха 22 через сквозное отверстие 46А. Кроме того, клапан 34, выполненный с возможностью открытия и перекрытия проточного канала через трубу 20, закреплен на направляющей трубе 32. Это позволяет регулировать количество жидкости, протекающей через проточный канал. Одна концевая часть трубы, не показанной на фигуре, соединена с клапаном 34, а другая концевая часть этой трубы соединена с батареей топливных элементов или иным подобным узлом.
[0060] Как показано на фигуре 5, задняя стенка 50, подобно передней стенке 48, выполнена с замкнутой формой поперечного сечения, если смотреть в поперечном направлении транспортного средства. В частности, задняя стенка 50 содержит переднюю и заднюю пару задних вертикальных стенок 50А, выступающих вверх от нижней стенки 44 с промежутком между ними в продольном направлении транспортного средства, заднюю верхнюю стенку 50В, соединяющую верхние концевые участки задних вертикальных стенок 50А друг с другом в направлении спереди назад, и заднюю промежуточную стенку 50С, соединяющую вертикальные промежуточные участки задних вертикальных стенок 50А друг с другом в направлении спереди назад.
[0061] Как показано на фигуре 2, если смотреть в продольном направлении транспортного средства, то правая стенка 52 и левая стенка 53 имеют замкнутую форму поперечного сечения, подобно передней стенке 48 и задней стенке 50. Правая стенка 52 включает пару из левой и правой вертикальных стенок 52А, выступающих вверх от нижней стенки 44 с промежутком между ними в поперечном направлении транспортного средства, правую верхнюю стенку 52В, соединяющую верхние концевые участки правых вертикальных стенок 52А друг с другом слева направо, и правую промежуточную стенку 52С, соединяющую вертикальные промежуточные участки правых вертикальных стенок 52А друг с другом слева направо. Левая стенка 53 включает пару из левой и правой вертикальных стенок 53А, выступающих вверх от нижней стенки 44 с промежутком между ними в поперечном направлении транспортного средства, левую верхнюю стенку 53В, соединяющую верхние концевые участки левых вертикальных стенок 53А друг с другом слева направо, и левую промежуточную стенку 53С, соединяющую вертикальные промежуточные участки левых вертикальных стенок 53А друг с другом слева направо. Периферийная стенка 46 выполнена в виде элемента рамы с замкнутой формой поперечного сечения, соответствующего вышеприведенному описанию.
[0062] Как показано на фигуре 3 на горизонтальной проекции, вогнутые участки 51, вогнутые к передней части транспортного средства, сформированы в поперечном направлении транспортного средства с обеих сторон задней концевой части периферийной стенки 46 (на фигуре 3 показан только вогнутый участок 51 на левой стороне транспортного средства). Таким образом, длина внутренней полости кожуха 22 в продольном направлении транспортного средства на двух концевых участках будет меньше в поперечном направлении транспортного средства, чем в средней части в поперечном направлении транспортного средства. Таким образом, корпуса 18 контейнеров, расположенные с двух сторон в поперечном направлении транспортного средства, имеют меньшую длину в продольном (осевом) направлении транспортного средства по сравнению с другими корпусами 18 контейнеров, как описано выше.
[0063] Как показано на фигуре 2, закрывающий элемент 42 выполнен в форме плоской пластины из алюминиевого сплава или иного подобного материала и имеет контур, соответствующий контуру периферийной стенки 46. Таким образом, вогнутые участки 42А, вогнутые на горизонтальной проекции к передней части транспортного средства, формируются соответствующими периферийной стенке 46 на заднем конце закрывающего элемента 42 на обоих концевых участках в поперечном направлении транспортного средства. Как показано на фигурах 4 и 5, уступ 42В сформирован вдоль внешнего периферийного краевого участка закрывающего элемента 42. Часть на периферической внешней стороне от уступа 42В перекрывает верхнюю поверхность периферийной стенки 46 и крепится к ней с помощью крепежных элементов, например, болтов. Верхнее отверстие оболочки 40 кожуха перекрывается закрывающим элементом 42. Следует отметить, что между закрывающим элементом 42 и корпусами 18 контейнеров предусмотрен зазор, формирующий конструкцию, подавляющую, например, шум, обусловленный контактом между закрывающим элементом 42 и корпусами 18 контейнеров.
[0064] Как показано на фигуре 2, первые крепежные кронштейны 60, служащие в качестве крепежных кронштейнов, предусмотрены на передней относительно транспортного средства части нижней стенки 44. Несколько первых крепежных кронштейнов 60 расположено с интервалами в поперечном направлении транспортного средства, при этом в первом примерном варианте осуществления предусмотрено три первых крепежных кронштейна 60.
[0065] Как показано на фигуре 4, первые крепежные кронштейны 60 присоединены к нижней стенке 44 и передней стенке 48 (периферийной стенке 46) и поддерживают трубу 20. Каждый первый крепежный кронштейн 60 содержит опорную часть 60А, стойки 60В и выступающую вперед часть 60С.
[0066] Опорная часть 60А является узлом в форме плоской пластины, выполненной с, практически, прямоугольной формой в плане, и размещена в месте, отделенном от нижней стенки 44 в направлении верхней части транспортного средства. Три стойки 60В проходят в направлении к нижней стенке 44 от опорной части 60А - от заднего края и двух краев в поперечном направлении транспортного средства (на фигуре 4 показана только стойка 60В, проходящая к задней части транспортного средства, и стойка 60В, проходящая к правой части транспортного средства). Каждая из стоек 60В направлена по диагонали вниз от опорной части 60А в направлении нижней стенки 44, а нижний концевой участок каждой стойки 60 В изогнут таким образом, чтобы он проходил вдоль нижней стенки 44 и присоединялся к нижней стенкой 44.
[0067] Выступающая вперед часть 60С проходит по диагонали вверх от переднего края опорной части 60А в направлении периферийной стенки 46. Передний концевой участок выступающей вперед части 60С изогнут вверх таким образом, чтобы он проходил вдоль периферийной стенки 46 и соединялся с передней стенкой 48 (то есть периферийной стенкой 46).
[0068] Передние крепежные пластины 36 прикреплены к трубе 20. Каждая передняя крепежная пластина 36 простирается вниз из области между соседними крепежными участками 20А трубы 20, а нижний концевой участок каждой передней крепежной пластины 36 оснащен фланцем 36А, изогнутым к задней части транспортного средства. Каждый фланец 36А перекрывается с опорной частью 60А соответствующего первого крепежного кронштейна 60 и присоединен к ней болтом 100 и гайкой 102.
[0069] Как показано на фигуре 2, вторые крепежные кронштейны 62, служащие в качестве крепежных кронштейнов, предусмотрены на задней относительно транспортного средства части нижней стенки 44. Несколько вторых крепежных кронштейнов 62 расположено с интервалами в поперечном направлении транспортного средства, при этом в первом примерном варианте осуществления предусмотрено три вторых крепежных кронштейна 62 (на фигуре 2 показаны только два вторых крепежных кронштейна 62). Вторые крепежные кронштейны 62 предусмотрены в положениях, соответствующих первым крепежным кронштейнам 60 в поперечном направлении транспортного средства.
[0070] Как показано на фигуре 5, вторые крепежные кронштейны 62 присоединены к нижней стенке 44 и поддерживают трубу 21. Каждый из вторых крепежных кронштейнов 62 содержит опорную часть 62А и стойки 62В.
[0071] Опорная часть 62А является узлом в форме плоской пластины, выполненной с, практически, прямоугольной формой в плане, и размещена в месте, отделенном от нижней стенки 44 в направлении верхней части транспортного средства. На центральном участке опорной части 62А выполнено первое крепежное отверстие 62С, проходящее через опорную часть 62А в направлении его толщины. Четыре стойки 62В проходят от переднего, заднего, левого, и правых концевых участков опорной части 60А в направлении нижней стенки 44. Каждая стойка 62В направлена по диагонали вниз от опорной части 62А в направлении нижней стенки 44, а нижний концевой участок каждой стойки 62В изогнут таким образом, чтобы она проходила вдоль нижней стенки 44 и присоединялась к нижней стенке 44.
[0072] Задние крепежные пластины 38 прикреплены к трубе 21. Каждая задняя крепежная пластина 38 простирается вниз из области между соседними крепежными участками 21А трубы 21, а нижний концевой участок каждой задней крепежной пластины 38 оснащен фланцем 38А, изогнутым к передней части транспортного средства.
[0073] Второе крепежное отверстие 38В выполнено в каждом фланце 38А. Второе крепежное отверстие 38В представляет собой удлиненное отверстие, ориентация продольной оси которого совпадает с направлением оси корпусов 18 контейнеров. Болт 104 вставлен через первое крепежное отверстие 62С, выполненное в опорной части 62А второго крепежного кронштейна 62, и через второе крепежное отверстие 38В на фланце 38А. Болт 104 свинчивают с гайкой 106 на нижней стороне опорной части 62А, соединяя таким образом опорную часть 62А и фланец 38А.
[0074] Между каждым вторым крепежным кронштейном 62 и каждой задней крепежной пластиной 38 предусмотрена полимерная втулка 63. Полимерная втулка 63 соединена с опорной частью 62А и фланцем 38. Полимерная втулка 63 формируется верхней втулкой 64 и нижней втулкой 65. Верхняя втулка 64 содержит верхнее кольцо 64А, протяженное вдоль осевого направления болта 104. Внутренний диаметр верхнего кольца 64А выполнен, немного превышая диаметр стержня болта 104, вставленного в верхнее кольцо 64А. Фланец 64В простирается в радиальном направлении наружу от верхнего концевого участка верхнего кольца 64А.
[0075] Нижняя втулка 65 содержит нижнее кольцо 65А, протяженное вдоль осевого направления болта 104. Верхнее кольцо 64А вставлено в нижнее кольцо 65А. Верхний фланец 65В простирается радиально наружу от верхнего концевого участка нижнего кольца 65А, и верхний фланец 65В помещен между фланцем 64В верхней втулки 64 и фланцем 38А задней крепежной пластины 38. Нижний фланец 65С простирается радиально наружу от нижнего концевого участка нижнего кольца 65А, и нижний фланец 65С помещен между фланцем 38А задней крепежной пластины 38 и опорной частью 62А второго крепежного кронштейна 62. Таким образом, задние крепежные пластины 38 можно перемещать в осевом направлении корпусов 18 контейнеров относительно вторых крепежных кронштейнов 62.
[0076] Труба 20 и труба 21 на обоих концах корпусов 18 контейнеров опираются, соответственно, на первые крепежные кронштейны 60 и вторые крепежные кронштейны 62. В частности, корпуса 18 контейнеров поддерживаются первыми крепежными кронштейнами 60 и вторыми крепежными кронштейнами 62 в положении, в котором корпуса 18 контейнеров не соприкасаются с нижней стенкой 44 (то есть в положении, приподнятом над нижней стенкой 44).
[0077] Использование и полезные эффекты
Дальнейшее описание относится к использованию и полезным эффектам первого примерного варианта осуществления изобретения.
[0078] Модуль 10 контейнеров высокого давления, установленный на транспортном средстве 11 в первом примерном варианте осуществления, содержит несколько корпусов 18 контейнеров, выполненных с круглой цилиндрической формой, уложенных, как изображено на фигуре 2. Соответствующие корпуса 18 контейнеров соединены вместе на одном концевом участке в осевом направлении с помощью трубы 20, а на другом концевом участке в осевом направлении с помощью трубы 21. Внутренние полости корпусов 18 контейнеров сообщаются друг с другом посредством труб 20, 21. Направляющая труба 32 предусмотрена на трубе 20, а клапан 34 закреплен на направляющей трубе 32. Это позволяет заполнять топливом или подавать топливо, открывая и перекрывая отдельный клапан 34, даже если количество корпусов 18 контейнеров увеличивается с целью увеличения емкости. В частности, несколько корпусов 18 контейнеров образуют модуль, функционирующий в качестве единого контейнера высокого давления, что позволяет увеличить емкость с использованием простой конструкции. Кроме того, поскольку труба 20 расположена на передней относительно транспортного средства стороне модуля 10 контейнеров высокого давления, возможна плавная подача топлива в батарею 14 топливных элементов, расположенную в передней части транспортного средства.
[0079] Кроме того, в первом примерном варианте осуществления корпуса 18 контейнеров и трубы 20, 21 размещены в кожухе 22 в форме короба, а направляющая труба 32 отходит от трубы 20 наружу из кожуха 22. Такое размещение нескольких контейнеров 18 в кожухе 22 позволяет обезопасить корпуса 18 контейнеров и трубы 20, 21, обеспечивая стойкость к ударным нагрузкам. Таким образом, модуль 10 контейнеров высокого давления согласно первому примерному варианту осуществления позволяет увеличить емкость с использованием простой конструкции, обеспечивающей стойкость к ударным нагрузкам.
[0080] Кроме того, первый примерный вариант осуществления предусматривает конструкцию, в которой клапан 34 прикреплен к направляющей трубе 32, выходящей на наружную часть кожуха 22; это обеспечивает доступ к клапану 34 даже при перекрытии закрывающим элементом 42 кожуха 22. В частности, нет необходимости в открытии закрывающего элемента 42, чтобы, например, отсоединить трубу от клапана 34; это позволяет повысить эксплуатационную надежность по сравнению с конструкциями, в которых клапан 34 предусмотрен внутри кожуха 22.
[0081] Кроме того, в первом примерном варианте осуществления, поскольку направляющая труба 32 расположена на среднем участке в направлении укладки корпусов 18 контейнеров, при заполнении нескольких корпусов контейнеров топливом через трубу 20 топливо проходит по направляющей трубе 32, присоединенной к среднему участку трубы 20, и практически равномерно поступает в каждый из корпусов 18 контейнеров. Это позволяет предотвратить неравномерное заполнение топливом соответствующих корпусов 18 контейнеров. Кроме того, если топливо, которым заполнены корпуса 18 контейнеров, подается наружу, из каждого корпуса 18 контейнера может подаваться примерно одинаковое количество топлива. При очень высоком внутреннем давлении в корпусе 18 контейнера изменения давления приводят к большим колебаниям температуры. Однако в первом примерном варианте осуществления количество топлива в каждом из корпусов 18 контейнеров изменяется на примерно равное количество. Это позволяет предотвратить изменения температуры соответствующих корпусов 18 контейнеров в кожухе 22 в результате изменений давления в корпусах 18 контейнеров.
[0082] Кроме того, в первом примерном варианте осуществления кожух 22 содержит оболочку 40 кожуха и закрывающий элемент 42, что позволяет предотвратить попадание посторонних предметов и иных подобных объектов в оболочку 40 кожуха. Поскольку периферийная стенка 46 оболочки 40 кожуха имеет замкнутую форму поперечного сечения, деформация периферийной стенки 46 может подавляться более эффективно по сравнению с конструкциями, в которых периферийная стенка 46 выполнена в форме пластины. Это позволяет воспрепятствовать передаче ударной нагрузки на контейнеры 18 в кожухе 22. В частности, можно предотвратить проникновение посторонних предметов в кожух 22 и повысить устойчивость кожуха 22 к ударным нагрузкам.
[0083] Кроме того, в первом варианте осуществления корпуса 18 контейнеров поддерживаются первыми крепежными кронштейнами 60 и вторыми крепежными кронштейнами 62 в положении, в котором корпуса 18 контейнеров не соприкасаются с нижней стенкой 44. В частности, корпуса 18 контейнеров приподняты над нижней стенкой 44. Это предотвращает прямую передачу ударной нагрузки на корпуса 18 контейнеров от нижней стенки 44, например, когда кожух 22 соприкасается с дорожным покрытием. Кроме того, можно устранить шум, вызванный контактом нижней стенки 44 и корпусов 18 контейнеров.
[0084] Кроме того, как показано на фигуре 1, модуль 10 контейнеров высокого давления размещен под панелью 16 пола транспортного средства 11 согласно первому варианту осуществления, что позволяет надежно закрепить полость для размещения модуля 10 контейнеров высокого давления, не уменьшая объема пространства салона или багажного отделения. Кроме того, как показано на фигуре 2 в плане, обе стороны в продольном направлении транспортного средства задней части кожуха 22 вогнуты к передней части транспортного средства, что позволяет предотвратить столкновение углов задней концевой части кожуха 22 с периферийными компонентами, например, шинами, без уменьшения топливной емкости.
[0085] В первом примерном варианте осуществления положения передних относительно транспортного средства оконечностей одиннадцати корпусов 18 контейнеров выровнены друг относительно друга, как показано на фигуре 3. Тем не менее, изобретение не ограничивается этим вариантом, и, например, допускает конфигурацию варианта осуществления, показанную на фигуре 6.
[0086] Вариант осуществления
Как показано на фигуре 6, в модуле 70 контейнеров высокого давления согласно данному варианту осуществления несколько корпусов 18 контейнеров уложено в поперечном направлении транспортного средства, при этом направления их осей совпадают с продольным направлением транспортного средства. Семь корпусов 18 контейнеров, расположенных в центральной части в продольном направлении транспортного средства, выполнены таким образом, чтобы их длина в осевом направлении была одинаковой.
[0087] Два корпуса 18 контейнеров на левой стороне транспортного средства и два корпуса 18 контейнеров на правой стороне транспортного средства выполнены таким образом, чтобы их длина в продольном направлении транспортного средства (то есть в их осевом направлении) была меньше длины других корпусов 18 контейнеров. Задние оконечности этих четырех корпусов 18 контейнеров расположены ближе к передней стороне транспортного средства, чем задние оконечности других корпусов 18 контейнеров. Кроме того, передние оконечности этих четырех корпусов 18 контейнеров расположены ближе к задней стороне транспортного средства, чем передние оконечности других корпусов 18 контейнеров. Для повышения наглядности на фигуре 6 модуль 70 контейнеров высокого давления изображен в упрощенном виде, а трубы 20, 21 и клапан 34 не показаны.
[0088] Модуль 70 контейнеров высокого давления прикреплен к паре левых и правых опор 72, проходящих в продольном направлении транспортного средства. Пара из левого и правого переднего бокового элемента 74 расположена на передней относительно транспортного средства стороне опор 72. Передние боковые элементы 74 ориентированы в направлении продольной оси транспортного средства, в то время как батарея 14 топливных элементов и блок управления мощностью (PCU), не показанный на фигуре, размещены в виде ярусов. Задние концы передних боковых элементов 74 изогнуты таким образом, чтобы они выступали в поперечном направлении к внутренней стороне и в заднюю сторону транспортного средства и присоединялись к опорам 72.
[0089] Пара из левого и правого заднего бокового элемента 76 расположена на задней относительно транспортного средства стороне опор 72. Элемент 77 подвески установлен на задних боковых элементах 76. Приводной двигатель 12 расположен в плане между элементом 77 подвески и модулем 70 контейнеров высокого давления. Передние оконечности задних боковых элементов 76 изогнуты таким образом, чтобы они выступали в поперечном направлении транспортного средства к внутренней стороне и в переднюю сторону транспортного средства и соединялись с опорами 72.
[0090] Обе оконечности в поперечном направлении транспортного средства задней стенки 50, образующей периферийную стенку 46 оболочки 40 кожуха модуля 70 контейнеров высокого давления, выполнены таким образом, чтобы сформировать вогнутые участки 51, вогнутые в плане к передней части транспортного средства. Кроме того, обе оконечности в поперечном направлении транспортного средства передней стенки 48, образующей периферийную стенку 46, выполнены в виде вогнутых участков 71, вогнутых в плане к задней части транспортного средства. Иными словами, периферийная стенка 46 оболочки 40 кожуха имеет форму, в которой центральная часть по ширине транспортного средства увеличена в продольном направлении транспортного средства. Такая конфигурация позволяет увеличивать длину корпусов 18 контейнеров в осевом направлении и сохранять топливную емкость, одновременно устраняя негативное воздействие между оболочкой 40 кожуха, элементами рамы и периферийными элементами транспортного средства.
[0091] Второй примерный вариант осуществления
Нижеследующее описание относится к модулю 80 контейнеров высокого давления в соответствии со вторым примерным вариантом осуществления, и ссылается на фигуры 7-9. Конфигурации, аналогичные первому примерному варианту осуществления, имеют такие же ссылочные обозначения и не сопровождаются подробными пояснениями.
[0092] Как показано на фигуре 7, модуль 80 контейнеров высокого давления согласно второму примерному варианту осуществления имеет конфигурацию, аналогичную первому примерному варианту осуществления, за исключением кожуха 22. Кожух 22 согласно второму примерному варианту осуществления имеет в плане форму, по существу, прямоугольного короба и содержит оболочку 40 кожуха и закрывающий элемент 81.
[0093] Оболочка 40 кожуха имеет форму короба, открытого с верхней стороны, и содержит нижнюю стенку 44 и периферийную стенку 46. Нижняя стенка 44 выполнена из алюминиевого сплава или иного подобного материала и имеет в плане, по существу, прямоугольную форму со скругленными углами. Периферийная стенка 46 выступает вверх от нижней стенки 44 и изготовлена из конструктивного элемента из экструдированного алюминиевого сплава. Периферийная стенка 46 имеет в плане прямоугольную форму. Периферийная стенка 46 содержит переднюю стенку 48, проходящую в поперечном направлении транспортного средства в передней части транспортного средства, заднюю стенку 50, проходящую в поперечном направлении транспортного средства в задней части транспортного средства, а также правую стенку 52 и левую стенку 53, соединяющие две концевые части передней стенки 48 и задней стенки 50 вместе в продольном направлении транспортного средства.
[0094] Нижние усиливающие элементы 82, служащие участком передачи нагрузки, расположены со стороны верхней поверхности (то есть со стороны корпусов 18 контейнеров) нижней стенки 44. Например, во втором примерном варианте осуществления между противоположными участками периферийной стенки 46 предусмотрены три нижних усиливающих элемента 82, разнесенные друг от друга в продольном направлении транспортного средства. В частности, нижние усиливающие элементы 82 выполнены с возможностью соединения правой стенки 52 и левой стенки 53 периферийной стенки 46.
[0095] Каждый из нижних усиливающих элементов 82 выполнен, по существу, в виде шляпного профиля, открытого к нижней стороне транспортного средства, если смотреть в поперечном направлении транспортного средства. Фланцевые участки 82А проходят от передней и задней оконечности нижнего усиливающего элемента 82 вдоль нижней стенки 44. Фланцевые участки 82А присоединены к нижней стенке 44 с наложением на нижнюю стенку 44. Таким образом, нижний усиливающий элемент 82 совместно с нижней стенкой 44 формирует замкнутый профиль поперечного сечения.
[0096] Закрывающий элемент 81 выполнен в форме пластины из алюминиевого сплава или иного подобного материала и имеет форму, соответствующую периферийной стенке 46. Сквозные отверстия 81А выполнены на четырех угловых участках закрывающего элемента 81. Газ, находящийся внутри кожуха 22, может быть выпущен во внешнюю среду через сквозные отверстия 81А.
[0097] Верхние усиливающие элементы 84, служащие участком передачи нагрузки, расположены со стороны нижней поверхности (то есть со стороны корпусов 18 контейнеров) кожуха 22 (то есть закрывающего элемента 81). Например, во втором примерном варианте осуществления предусмотрены три верхних усиливающих элемента 84, разнесенные друг от друга вдоль продольной оси транспортного средства и проходящие в поперечном направлении транспортного средства от одной стороны закрывающего элемента 81 до другой его стороны. Три верхних усиливающих элемента 84 размещены в положениях, соответствующих нижним усиливающим элементам 82.
[0098] Как показано на фигуре 8А, каждый из верхних усиливающих элементов 84 выполнен, по существу, в виде шляпного профиля, открытого к нижней стороне транспортного средства, если смотреть в поперечном направлении транспортного средства. Фланцевые участки 84А проходят от передней и задней оконечности верхнего усиливающего элемента 84 вдоль закрывающего элемента 81. Фланцевые участки 84А присоединены к закрывающему элементу 81, при этом с наложением на него. Таким образом, верхний усиливающий элемент 84 совместно с закрывающим элементов 81 формирует замкнутый профиль поперечного сечения.
[0099] Как показано на фигуре 7, выпуклые участки 86 сформированы в центральной части закрывающего элемента 81 в поперечном направлении транспортного средства. Выпуклые участки 86 сформированы в положениях, Соответствующих верхним усиливающим элементам 84, и, как показано на фигуре 8В, сформированы путем частичного выгибания закрывающего элемента 81 таким образом, чтобы перекрывать верхний усиливающий элемент 84. В результате между выпуклым участком 86 и верхним усиливающим элементом 84 формируется полость, служащая воздушным каналом 88.
[0100] На выпуклом участке 86 выполнено вентиляционное отверстие 86А. Вентиляционное отверстие 86А выполнено в воздушном канале 88 и выполнено с возможностью выпуска наружу газа, протекающего в воздушном канале 88.
[0101] Использование и полезные эффекты
Дальнейшее описание относится к использованию и полезным эффектам второго примерного варианта осуществления изобретения.
[0102] В случае, например, при столкновении, когда нагрузка воздействует на кожух 22, согласно второму примерному варианту осуществления нагрузка может переноситься на сторону кожуха 22, противоположную стороне столкновения, посредством верхних усиливающих элементов 84 и нижних усиливающих элементов 82. Например, как показано на фигуре 9, в случае бокового столкновения с транспортным средством и приложения ударной нагрузки к левой боковой опоре 72 транспортного средства, ударная нагрузка распределяется на верхние усиливающие элементы 84 и нижние усиливающие элементы 82 через левую стенку 53, и передается в поперечном направлении транспортного средства. Затем ударная нагрузка передается на правую боковую опору 72 транспортного средства через правую стенку 52. Подобная передача нагрузки позволяет улучшить характеристики несущей способности.
[0103] В частности, поскольку усиливающие элементы, служащие участком передачи нагрузки, предусмотрены на нижней стенке 44 кожуха 22 и на закрывающем элементе 81, количество путей передачи нагрузки увеличено по сравнению с конфигурацией, в которой усиливающие элементы предусмотрены только на нижней стенке 44 или закрывающем элементе 81, а характеристики несущей способности улучшены.
[0104] Кроме того, между закрывающим элементом 81 и каждым из верхних усиливающих элементов 84 предусмотрен воздушный канал 88, в котором выполнено вентиляционное отверстие 86А. Это позволяет воспрепятствовать задержке газа в кожухе 22 вследствие перекрытия выпуска верхними усиливающими элементами 84 и обеспечить эффективный выпуск газа изнутри кожуха 22 наружу.
[0105] Во втором примерном варианте осуществления усиливающие элементы предусмотрены как на нижней стенке 44 кожуха 22, так и на закрывающем элементе 81, причем эта конфигурация не носит ограничительного характера. Например, возможны конфигурации, в которых будут предусмотрены только верхние усиливающие элементы 84 или только нижние усиливающие элементы 82. Хотя в таких конфигурациях количество путей передачи нагрузки может быть меньше, чем в конфигурации с верхними усиливающими элементами 84 и нижними усиливающими элементами 82, характеристики несущей способности будут выше, чем в варианте без усиливающих элементов.
[0106] Кроме того, во втором примерном варианте осуществления верхние усиливающие элементы 84 размещены на нижней поверхности закрывающего элемента 81, а нижние усиливающие элементы 82 размещены на верхней поверхности нижней стенки 44. Однако изобретение не ограничивается этим вариантом, и, например, возможна конфигурация, в которой верхние усиливающие элементы 84 будут размещены на верхней поверхности закрывающего элемента 81. Эта конфигурация также характеризуется эффективностью передачи нагрузки столкновения на противоположную от столкновения сторону. Тем не менее, в случае размещения верхних усиливающих элементов 84 на верхней поверхности закрывающего элемента 81 верхние усиливающие элементы 84 будут выступать в направлении верхней части транспортного средства. Поэтому, с точки зрения сохранения объема пространства, предпочтительно размещение верхних усиливающих элементов 84 на нижней поверхности закрывающего элемента 81.
[0107] Третий примерный вариант осуществления
Нижеследующее описание относится к модулю 90 контейнеров высокого давления в соответствии с третьим примерным вариантом осуществления, и ссылается на фигуры 10-11. Конфигурации, аналогичные первому примерному варианту осуществления, имеют такие же ссылочные обозначения и не сопровождаются подробными пояснениями.
[0108] Как показано на фигуре 10, модуль 90 контейнеров высокого давления в третьем примерном варианте осуществления содержит несколько корпусов 18 контейнеров в форме цилиндра. Корпуса 18 контейнеров уложены в продольном направлении транспортного средства, причем направления их осей совпадают с поперечным направлением транспортного средства.
[0109] Кроме того, корпуса 18 контейнеров, уложенные в задней части транспортного средства модуля 90 контейнеров высокого давления, размещены ярусами в вертикальном направлении транспортного средства. То есть, корпуса 18 контейнеров уложены в несколько ярусов в задней стороне транспортного средства модуля 90 контейнеров высокого давления. В частности, как показано на фигуре 11, первый ярус корпусов 18 контейнеров содержит тринадцать корпусов 18 контейнеров, уложенных в продольном направлении транспортного средства. Три корпуса 18 контейнеров уложено на четыре из тринадцати корпусов 18 контейнеров на задней стороне. Три корпуса 18 контейнеров формируют второй ярус и размещены, соответственно, в положениях между парами корпусов 18 контейнеров первого яруса (то есть в шахматном порядке).
[0110] Два корпуса 18 контейнеров уложено на второй ярус корпусов 18 контейнеров. Два этих корпуса 18 контейнеров формируют третий ярус и размещены, соответственно, в положениях между парами корпусов 18 контейнеров второго яруса (то есть в шахматном порядке). Таким образом, три яруса корпусов 18 контейнеров сформированы в задней стороне транспортного средства модуля 90 контейнеров высокого давления.
[0111] Как показано на фигуре 10, корпуса 18 контейнеров размещены в кожухе 92. Кожух 92 имеет в плане форму, по существу, прямоугольного короба и содержит оболочку 94 кожуха и закрывающий элемент 91 (см. также фиг. 11).
[0112] Оболочка 94 кожуха имеет форму короба, открытого с верхней стороны, и содержит нижнюю стенку 95 и периферийную стенку 96. Нижняя стенка 95 выполнена из алюминиевого сплава или иного подобного материала и имеет в плане, по существу, прямоугольную форму со скругленными углами.
[0113] Периферийная стенка 96 содержит переднюю стенку 96А, проходящую в поперечном направлении транспортного средства в передней части транспортного средства, заднюю стенку 96В, проходящую в поперечном направлении транспортного средства в задней части транспортного средства, а также правую стенку 96С и левую стенку 96D, соединяющие две концевые части передней стенки 96А и задней стенки 96В вместе в продольном направлении транспортного средства. Передняя стенка 96А, задняя стенка 96В, правая стенка 96С и левая стенка 96D выполнены, соответственно, с замкнутой формой поперечного сечения.
[0114] На горизонтальной проекции передние вогнутые участки 97, вогнутые к задней части транспортного средства, выполнены на обеих сторонах в поперечном направлении транспортного средства передней стенки 96А. Кроме того, задние вогнутые участки 98, вогнутые к передней части транспортного средства, выполнены на обеих сторонах задней стенки 96В в поперечном направлении транспортного средства.
[0115] Как показано на фигуре 11, закрывающий элемент 91 наложен на верхнюю поверхность периферийной стенки 96 оболочки 94 кожуха и закреплен на ней крепежными элементами, например, болтами. Закрывающий элемент 91 согласно третьему примерному варианту осуществления содержит уступы. В частности, закрывающий элемент 91 содержит уступы, таким образом, что задняя относительно транспортного средства часть закрывающего элемента 91 расположена выше своей передней части, в результате чего высота закрывающего элемента 91 соответствует высоте трех ярусов корпусов 18 контейнеров.
[0116] Модуль 90 контейнеров высокого давления размещен под панелью 99 пола транспортного средства, а часть модуля 90 контейнеров высокого давления с многоярусным расположением корпусов 18 контейнеров служит элементом, на котором установлены задние пассажирские сиденья.
[0117] Как показано на фигуре 10, модуль 90 контейнеров высокого давления прикреплен к паре левых и правых опор 72, проходящих в продольном направлении транспортного средства. Пара из левого и правого переднего бокового элемента 74 размещена на передней относительно транспортного средства стороне опор 72. Передние боковые элементы 74 ориентированы в продольном направлении транспортного средства, в то время как батарея 14 топливных элементов и блок управления мощностью (PCU), не показанный на фигуре, расположены в несколько ярусов. Задние концы передних боковых элементов 74 изогнуты таким образом, чтобы они выступали в поперечном направлении к внутренней стороне и к задней стороне транспортного средства и присоединялись к опорам 72.
[0118] Пара из левого и правого задних боковых элементов 76 размещена на задней относительно транспортного средства стороне опор 72. Элемент 77 подвески установлен на задних боковых элементах 76. Приводной двигатель 12 размещен в плане между элементом 77 подвески и модулем 70 контейнеров высокого давления. Передние концы задних боковых элементов 76 изогнуты таким образом, чтобы они выступали в поперечном направлении к внутренней и к передней стороне транспортного средства и присоединялись к опорам 72.
[0119] Кроме того, усиливающие элементы 92, соединяющие передние боковые элементы 74 и задние боковые элементы 76, ориентированы вдоль продольного направления транспортного средства. Модуль 90 контейнеров высокого давления размещен в плане между усиливающими элементами 92.
[0120] Использование и полезные эффекты
Дальнейшее описание относится к использованию и полезным эффектам третьего примерного варианта осуществления изобретения.
[0121] В третьем примерном варианте осуществления, поскольку ось корпусов 18 контейнеров ориентирована в поперечном направлении транспортного средства, длина корпуса 18 контейнера в осевом направлении не будет ограничиваться, даже если батарея 14 топливных элементов и блок управления мощностью, расположенные в передней части транспортного средства, будут перемещены в заднюю часть транспортного средства. То есть можно сохранять определенную длину корпуса 18 контейнера в осевом направлении, независимо от размеров компонентов, расположенных в передней или задней части транспортного средства. Это позволяет повысить гибкость проектирования.
[0122] Кроме того, в третьем примерном варианте осуществления топливная (газообразного водорода) емкость может быть увеличена путем укладки корпусов 18 контейнеров ярусами. В частности, корпуса 18 контейнеров укладываются ярусами с использованием пространства под задними пассажирскими сиденьями, что предотвращает уменьшение объема салона.
[0123] Пояснения приведены для модуля контейнеров высокого давления и транспортного средства на топливных элементах в соответствии с первым, вторым и третьим примерными вариантами осуществления. Тем не менее, возможны различные реализации в рамках изобретения, не выходящие за рамки настоящего описания. Например, в вышеописанном примерном варианте осуществления оба концевых участка в осевом направлении корпусов 18 контейнеров соединены друг с другом посредством труб 20, 21. Однако эта конструкция не носит ограничительного характера, и возможен вариант, в котором только передние концевые участки корпусов 18 контейнеров будут соединены вместе трубой 20. Даже в таких случаях несколько корпусов 18 контейнеров могут образовывать секцию, функционирующую в качестве единого контейнера высокого давления, благодаря сообщению внутренних полостей корпусов 18 контейнеров друг с другом через трубу 20.
[0124] Кроме того, в вышеописанных примерных вариантах осуществления каждый корпус 18 контейнера скомпонован из оболочки 24 корпуса, первого армирующего слоя 26, крышки 30 и второго армирующего слоя 28. Тем не менее, вышесказанное не носит ограничительного характера. Например, возможен вариант, в котором корпуса 18 контейнеров не оснащаются вторым армирующим слоем 28, а кожух 22 будет усилен для повышения стойкости к ударным нагрузкам. Кроме того, материалы и ориентация волокон первого армирующего слоя 26 и второго армирующего слоя 28 могут быть изменены наиболее подходящим образом, в соответствии со стойкостью к ударным нагрузкам, необходимой для контейнеров 18.
[0125] Кроме того, в вышеописанных примерных вариантах осуществления кожух 22 скомпонован из оболочки 40 корпуса и закрывающего элемента 42. Тем не менее, вышесказанное не носит ограничительного характера. Например, кожух 22 может быть скомпонован только из оболочки 40 корпуса без закрывающего элемента 42. Кроме того, возможен вариант, в котором периферийная стенка 46 будет непосредственно соприкасаться с панелью 16 пола, в результате чего панель 16 пола будет выполнять функции закрывающего элемента оболочки 40 кожуха.
[0126] Кроме того, к расположению корпусов 18 контейнеров и форме кожуха 22 не применяется особых ограничений. Например, в первом примерном варианте осуществления корпуса 18 контейнеров уложены в один ряд (ярус) в поперечном направлении транспортного средства. Также применима двухярусная конфигурация, в которой корпуса 18 контейнеров будут укладываться поверх других корпуса 18 контейнеров.
1. Модуль контейнеров высокого давления, содержащий:
несколько уложенных корпусов контейнеров, причем каждый корпус контейнера выполнен с цилиндрической круглой формой и содержит отверстие по меньшей мере на одном концевом участке в его осевом направлении;
соединительный элемент, присоединенный к отверстию каждого корпуса контейнера и таким образом объединяющий вместе несколько корпусов контейнеров, причем соединительный элемент содержит проточный канал, устанавливающий соединение внутренних полостей корпусов контейнеров друг с другом;
кожух в форме короба, выполненный с возможностью размещения нескольких корпусов контейнеров и соединительного элемента, причем кожух содержит сквозное отверстие; и
направляющую трубу, которой оснащен соединительный элемент, выведенную наружу из кожуха через сквозное отверстие в кожухе и к которой присоединен клапан, выполненный с возможностью открытия и перекрытия проточного канала, при этом
упомянутый кожух содержит:
оболочку кожуха, включающую нижнюю стенку и периферийную стенку в форме рамы, выступающую вверх от нижней стенки и охватывающую несколько корпусов контейнеров, а также
закрывающий элемент; и
периферийная стенка оболочки кожуха имеет замкнутую форму поперечного сечения.
2. Модуль контейнеров высокого давления по п. 1, в котором направляющая труба находится в средней части соединительного элемента в направлении укладки корпусов контейнеров.
3. Модуль контейнеров высокого давления по п. 2, дополнительно содержащий крепежный кронштейн, установленный на нижней стенке,
в котором корпуса контейнеров размещены посредством крепежного кронштейна таким образом, чтобы корпуса контейнеров не соприкасались с нижней стенкой.
4. Модуль контейнеров высокого давления по п. 2, дополнительно содержащий участок передачи нагрузки с замкнутой формой поперечного сечения, причем упомянутый участок передачи нагрузки размещен по меньшей мере на одном из - нижней стенке или закрывающем элементе и простирается между двумя противоположными краями периферийной стенки.
5. Модуль контейнеров высокого давления по п. 4, в котором:
участок передачи нагрузки расположен на закрывающем элементе со стороны корпусов контейнеров,
воздушный канал сформирован между закрывающим элементом и участком передачи нагрузки и
упомянутый воздушный канал содержит отверстие, позволяющее выпускать газ наружу из кожуха.
6. Транспортное средство на топливных элементах, содержащее модуль контейнеров высокого давления по п. 1, в котором:
модуль контейнеров высокого давления размещен в нижней части транспортного средства под панелью пола, формирующей поверхность пола салона транспортного средства.
7. Транспортное средство на топливных элементах по п. 6, в котором корпуса контейнеров уложены в поперечном направлении транспортного средства, в то время как осевое направление корпусов контейнеров является продольным направлением транспортного средства.
8. Транспортное средство на топливных элементах по п. 6, в котором корпуса контейнеров уложены в продольном направлении транспортного средства, в то время как осевое направление корпусов контейнеров является поперечным направлением транспортного средства.
9. Транспортное средство на топливных элементах по п. 8, в котором корпуса контейнеров, уложенные в задней части транспортного средства в виде модуля контейнеров высокого давления, размещены ярусами в вертикальном направлении транспортного средства.
10. Транспортное средство на топливных элементах по п. 6, в котором обе стороны задней части кожуха в поперечном направлении транспортного средства вогнуты в плане к передней стороне транспортного средства.
