CN210000408U - 用于电动汽车的前机舱总成、车身总成及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于电动汽车的前机舱总成、车身总成及电动汽车。该前机舱总成包括：沿前机舱总成的YZ平面相互连接形成第三传力路径的A柱下内板、风挡下横梁及前围下挡板；沿前机舱总成的XY平面相互连接形成第一传力路径的防撞梁、前纵梁、前围下挡板与门槛纵梁；以及其中，在前纵梁上布置有减震塔；A柱下内板具有沿X方向朝前延伸凸出的纵向延伸件，纵向延伸件经由外侧连接板连接至减震塔；A柱下内板、减震塔及前纵梁形成第二传力路径；且第三传力路径、第一传力路径与第二传力路径相互耦合。根据本申请的用于电动汽车的前机舱总成、车身总成及电动汽车，强化了车身结构的连接，并有效改善碰撞能量的传递。

Description

用于电动汽车的前机舱总成、车身总成及电动汽车

技术领域

本申请涉及电动汽车领域，更具体而言，其涉及一种电动汽车的车架组件。

背景技术

目前，由汽油驱动的传统汽车通常在车身地板下方的车架位置设置地板下纵梁，由此来对整个车身起到重要的支承作用，并可以实现正碰能量向车身门槛梁传递。但此种承载方式对于部分电动车而言并不适用。因为部分纯电动汽车将电池布置在车身地板下方，该元件将会占据车身底板下方的绝大部分空间，而导致无法在此处额外设计地板下纵梁，此外，还需要额外考虑对布置在此处的电池部件的碰撞保护。因此，需要重新构建车身各零件及其连接方式来解决电动汽车车身结构的强度、刚度、稳定性及耐久性问题，以满足各种各样的复杂工况，包括正面碰撞，40%重叠偏置碰撞，25%小重叠偏置碰撞及行人保护设计等。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种用于电动汽车的车架连接件、车架组件及电动汽车，从而有效解决了或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。

为实现本申请的目的，根据本申请的一个方面，提供一种用于电动汽车的前机舱总成，所述前机舱总成的纵向为X方向，横向为Y方向，且竖向为Z方向；其中，所述前机舱总成包括：沿所述前机舱总成的XY平面相互连接形成第一传力路径的防撞梁、前纵梁、前围下挡板与门槛纵梁；沿所述前机舱总成的YZ平面相互连接形成第三传力路径的A柱下内板、风挡下横梁及前围下挡板；以及其中，在所述前纵梁上布置有减震塔；所述A柱下内板具有沿X方向朝前延伸凸出的纵向延伸件，所述纵向延伸件经由外侧连接板连接至所述减震塔；所述A柱下内板、减震塔及前纵梁形成第二传力路径；且所述第一传力路径、第二传力路径与第三传力路径相互耦合。

可选地，连接在所述前机舱总成两侧的所述减震塔之间稳定杆，所述稳定杆经由连接板连接至所述前围下挡板的上部，并形成第四传力路径。

可选地，所述中央连接板为冲压件。

可选地，所述中央连接板采用强度及刚度不低于6000系铝材的材料制成。

可选地，所述纵向延伸件设置在所述A柱下内板的上部。

可选地，所述纵向延伸件为铸造件。

可选地，所述前纵梁采用强度及刚度不低于6000系铝材的材料制成。

可选地，所述风挡下横梁采用强度及刚度不高于5000系铝材的材料制成。

可选地，所述风挡下横梁的厚度不大于1.2mm。

可选地，还包括：车架连接件，所述车架连接件具有前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分、门槛纵梁连接部分及前围下挡板连接部分；其中，所述前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分、门槛纵梁连接部分及前围下挡板连接部分上具有加强筋，且车架连接件内具有让位空间。

可选地，还包括：搭设在所述前围下挡板后侧的仪表板安装部，其沿所述前机舱总成的X方向延伸。

根据本申请的又一方面，还提供一种用于电动汽车的车身总成，其包括如前所述的前机舱总成。

根据本申请的再一方面，还提供一种电动汽车，其包括如前所述的车身总成。

根据本申请的用于电动汽车的前机舱总成、车身总成及电动汽车，通过在A柱下内板上朝向减震塔设置纵向延伸件，并通过外侧连接板将二者连接，实现碰撞状态下力沿此路径的良好传递与此路径上的碰撞稳定性；此外通过构建多个传力路径，并使之与前述传力路径相互耦合，实现了碰撞能量的有效传递、分散与吸收，提高，提高结构稳定性和刚性，在碰撞发生时有效遏制乘员舱的侵入量和结构变形，改善碰撞安全性能。

附图说明

图1是本申请的用于电动汽车的前机舱总成的一个实施例在组装状态下的第一视角示意图。

图2是本申请的用于电动汽车的前机舱总成的一个实施例在组装状态下的第二视角示意图。

图3是本申请的用于电动汽车的前机舱总成的一个实施例在分解状态下的示意图。

图4是本申请的用于电动汽车的前机舱总成的一个实施例的力的传递路径示意图。

具体实施方式

首先，为便于在本申请中描述各零件的相对位置关系及设置点，在此首先引入一套坐标系以作明确。在坐标系中，将该前机舱总成从车尾至车头的纵向定义为X方向，将前机舱总成从车左侧至右侧的横向定义为Y方向，且将前机舱总成从车底部至车顶部的竖向定义为Z方向。应当知道的是，此处所述的X方向、Y方向及Z方向属于一种示例性的坐标系定义方式。在本申请下述实施例的教示下，本领域技术人员也可以不付出创造性劳动而对坐标系的定义方式进行改型，其同样应纳入本申请的保护范围内。

在此坐标系下，该前机舱总成可包括多个零件从而沿不同平面构建成闭合或开放的力传递路径。本领域技术人员本应知晓的是，坐标系的引入仅出于便于使用文字描述复杂的车体结构的目的，而非强制性地要求车身中的各零件严格遵守垂直或水平等坐标系的限制，一定的工艺误差或零件加工误差应被允许。类似地，车身的零部件通常为异形结构，而难以设计成矩形或圆形等规则的几何形状。因此，在此类异形零部件的相互连接或耦合中，同样不应要求其必须严格遵守垂直或水平等坐标系的限制。

参见图1-3，其示出了一种用于电动汽车的前机舱总成100的实施例。该前机舱总成100包括：沿前机舱总成100的XY平面相互连接形成第一传力路径的防撞梁140、前纵梁150、前围下挡板130与门槛纵梁160；以及沿前机舱总成100的YZ平面相互连接形成第三传力路径的A柱下内板110、风挡下横梁120及前围下挡板130。

此外，在前纵梁150上还布置有减震塔171；且A柱下内板110具有沿X方向朝前延伸凸出的纵向延伸件111，纵向延伸件111经由外侧连接板173连接至减震塔171。此时，A柱下内板110、减震塔171及前纵梁150形成第二传力路径；且其与第一传力路径及第三传力路径相互耦合，从而实现力的传递。

在此种布置下，该前机舱总成通过在A柱下内板上朝向减震塔设置纵向延伸件，并通过外侧连接板将二者连接，实现碰撞状态下力沿此路径的良好传递与此路径上的碰撞稳定性；此外通过构建多个传力路径，并使之与前述传力路径相互耦合，实现了碰撞能量的有效传递、分散与吸收，提高，提高结构稳定性和刚性，在碰撞发生时有效遏制乘员舱的侵入量和结构变形，改善碰撞安全性能。

此外，应当知道的是，本文所述的耦合旨在描述各传力路径之间的力传递关系，表明力可以在这些相互耦合的传力路径之间传递。至于构成各传力路径的零件直接是否存在直接或间接连接关系，则不是耦合方式的主要关注点。

同样应到知道的是，前述传力路径中相互连接的各零件，其间可以是直接连接，例如，在一个实施例中，A柱下内板110与风挡下横梁120直接连接；各零件间也可以是间接连接。例如，在另一个实施例中，如在下文中将会述及的，在具有车架连接件的情况下，A柱下内板110通过车架连接件连接至前围下挡板130。

在前述实施例的基础上，还可对电动汽车的前机舱总成100的各部分或其间位置设计进行改型，或者出于其他目的额外增设其他部分，如下将结合附图予以示例性说明。

例如，该前机舱总成100还包括连接在前机舱总成100两侧的减震塔171之间稳定杆172；该稳定杆172经由中央连接板174连接至前围下挡板130的上部，并由此形成了第四传力路径。此时，在碰撞时沿前纵梁所传递的力的一部分将会经由减震塔171、稳定杆172、中央连接板174传递至前围下挡板130，且随后转移至车架底部或车辆底盘处，实现了力的可靠传递与均匀分散。更具体而言，该中央连接板174为冲压件，且该中央连接板174可采用强度及刚度不低于6000系铝材的材料制成。

备选地，前机舱总成100还可包括搭设在前围下挡板130后侧的仪表板安装部176，其沿前机舱总成100的X方向延伸，由此在提供仪表板安装支承的同时还额外生成又一传力路径。

此外，出于提高结构强度的目的，前述外侧连接板173可为铸造件。又如，前述纵向延伸件111可设置在A柱下内板110的上部，且为铸造件。还如，前述前纵梁150可采用强度及刚度不低于6000系铝材的材料制成，从而具有足够稳固的强度。

此外，前述风挡下横梁120可采用强度及刚度不高于5000系铝材的材料制成，例如5754系铝材。且厚度设置成不大于1.2mm。此时，可以在保证足够的前端扭转刚度的前提下，尽可能降低碰撞时对行人的头部伤害值，提高被动行人保护性能。

前述各零件通过采用铝挤出件，铝高压铸造件，铝冲压件的组合，在降低成本的同时，实现有效吸能和能量路径传递，提高结构稳定性和刚性。

另一方面，该前机舱总成100还可包括车架连接件175来用作承接各种车架零件并实现碰撞能量的部分传递与分散的基础之一。为实现前述功能，该车架连接件至少应具有前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分、门槛纵梁连接部分及前围下挡板连接部分，以分别用于连接前纵梁、A柱下内板、门槛纵梁及前围下挡板。

考虑到这些车架零件在车架布置中的常规位置，在沿车架定向时，可将前纵梁连接部分设置成位于车架连接件的前部，将A柱下内板连接部分设置成位于车架连接件的外侧部，将门槛纵梁连接部分设置成位于车架连接件的后部，且将前围下挡板连接部分设置成位于车架连接件的内侧部。在此种布置下，该车架连接件可以替代传统车型的总成，实现对车架组件中的多个零部件的连接，增强车架及其关键接头的连接强度。

当然，该车架连接件可以是分体式或一体式结构。当作为分体式结构时，一方面，由于该车架连接件处于多个车架零件的连接中点，故其具有相对异形的轮廓，此时分体式结构相对于一体式结构而言具有相对较低的铸造难度，更易于加工及广泛应用；另一方面，通过分体式的结构，其可以对在正碰或侧碰过程中的能量实现双路径传递与转移，使得部分碰撞能量经由外侧连接件传递，且部分碰撞能量经由内侧连接件传递，使得碰撞能量得以分散地更为均匀，进一步改善碰撞安全性能。

此外，该车架连接件的前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分、门槛纵梁连接部分及前围下挡板连接部分上还具有加强筋。加强筋的存在将充分利用有限的结构空间来实现对车架连接件的加强，以在一方面用于承受沿车架纵向的能量传递与冲击，这些冲击可能来自前纵梁或门槛纵梁；在另一方面用于承受沿车架竖向的能量传递与冲击，这些冲击可能来自A柱下内板，再一方面还能较大地承受来自侧碰或小偏置碰撞中的冲击与能量，从而使得内侧结构（例如动力电池）得到更好的保护。

再者，该车架连接件内还可具有让位空间。让位空间的存在使得车架连接件在受到碰撞时具有足够的变形与缓冲空间，尤其使得碰撞下的产生的大部分冲击与能量得以由车架连接件在变形过程中承受及予以吸收，使得机舱内结构能够得到更好的保护。

在此将额外结合附图说明此前机舱总成在受到碰撞时的能量传递形式。

参见图4，具体而言，在车辆受到正面冲撞时，首先为防撞梁140承受冲击，且通过其与前纵梁150之间的压溃件的压溃变形来吸收一部分碰撞能量。剩余的碰撞能量将分成两路传递至减震塔171与车架连接件175。其中第一路能量一方面经由减震塔171、外侧连接板173、纵向延伸件111传递至A柱下内板110，且随后实现向上车身与风挡下横梁120的传递及分散；第一路能量另一方面经由减震塔171、稳定杆172、中央连接板174传递至前围下挡板130，且随后实现向地板的传递与分散。其中第二路能量经由车架连接件175分散地传递至A柱下内板110、门槛纵梁160与前围下挡板130，从而达成了向多个方向传递与分散碰撞能量的效果。在前述过程中，更好地实现了分散冲击，提高车辆安全性能。

当然，本申请还提供了具有前述实施例中任意一种前机舱总成或其组合的车身总成，因而也具有相近的技术效果，在此不再赘述。

此外，虽然图中未示出，本申请还提供了具有前述实施例中任意一种车身总成或其组合的电动汽车，因而也具有相近的技术效果，在此同样不再赘述。

以上例子主要说明了本申请的用于电动汽车的前机舱总成、车身总成及电动汽车。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (13)

1.一种用于电动汽车的前机舱总成，所述前机舱总成的纵向为X方向，横向为Y方向，且竖向为Z方向；其特征在于，所述前机舱总成包括：

沿所述前机舱总成的XY平面相互连接形成第一传力路径的防撞梁、前纵梁、前围下挡板与门槛纵梁；

沿所述前机舱总成的YZ平面相互连接形成第三传力路径的A柱下内板、风挡下横梁及前围下挡板；以及

其中，在所述前纵梁上布置有减震塔；所述A柱下内板具有沿X方向朝前延伸凸出的纵向延伸件，所述纵向延伸件经由外侧连接板连接至所述减震塔；所述A柱下内板、减震塔及前纵梁形成第二传力路径；且所述第一传力路径、第二传力路径与第三传力路径相互耦合。

2.根据权利要求1所述的前机舱总成，其特征在于，还包括：连接在所述前机舱总成两侧的所述减震塔之间稳定杆，所述稳定杆经由中央连接板连接至所述前围下挡板的上部，并形成第四传力路径。

3.根据权利要求2所述的前机舱总成，其特征在于，所述中央连接板为铸造件。

4.根据权利要求2所述的前机舱总成，其特征在于，所述中央连接板采用强度及刚度不低于6000系铝材的材料制成。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的前机舱总成，其特征在于，所述纵向延伸件设置在所述A柱下内板的上部。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的前机舱总成，其特征在于，所述纵向延伸件为铸造件。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的前机舱总成，其特征在于，所述前纵梁采用强度及刚度不低于6000系铝材的材料制成。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的前机舱总成，其特征在于，所述风挡下横梁采用强度及刚度不高于5000系铝材的材料制成。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的前机舱总成，其特征在于，所述风挡下横梁的厚度不大于1.2mm。

10.根据权利要求1至4任意一项所述的前机舱总成，其特征在于，还包括：车架连接件，所述车架连接件具有前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分、门槛纵梁连接部分及前围下挡板连接部分；其中，所述前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分、门槛纵梁连接部分及前围下挡板连接部分上具有加强筋，且车架连接件内具有让位空间。

11.根据权利要求1至4任意一项所述的前机舱总成，其特征在于，还包括：搭设在所述前围下挡板后侧的仪表板安装部，其沿所述前机舱总成的X方向延伸。

12.一种用于电动汽车的车身总成，其特征在于，包括：如权利要求1至11任意一项所述的前机舱总成。

13.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求12所述的车身总成。

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