CN104494702A - 一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统 - Google Patents

一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域,特指一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,包括两条纵向大梁和若干横梁,若干横梁分布于两条纵向大梁的不同高度层面及不同纵向位置,若干横梁榫接于两条纵向大梁形成整体受力的双纵梁多层底盘架;双纵梁多层底盘架的前部连接有前桥架,前桥架通过两条纵向大梁进行固定;双纵梁多层底盘架的后部连接有后桥架;后桥架通过两条纵向大梁进行固定;前桥架连接有前桥总成,后桥架连接有后桥总成,双纵梁多层底盘架设置有驱动总成和能源总成,纵向大梁的整体结构刚性较好,简化前、后桥架与底盘架的组装工艺,连接牢靠并实现整体受力,多层地板结构设计便于电池、电机的安装,节约底盘空间。

Description

一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,特指一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统。
背景技术
无论是传统汽车还是新能源汽车,车身轻量化已成为研究热点,尤其对电动汽车,轻量化的意义更大,对轻量化的要求更高。为了达到显著的轻量化效果,需要从材料、结构和制造工艺上寻找新的解决方案。
现有汽车大都采用双空间纵梁式底盘承载结构,在纵梁上布置一系列安装点用于安装底盘零部件和车厢,因此两条纵梁既是安装基础件,又是主要受力结构件。该双空间纵梁式底盘存在如下几大缺陷:1、纵梁空间形状复杂,成型困难;2、只能设计成存载式底盘,很难支持承载车身结构;3、支撑前悬挂系统的硬点位置角度固定,前后轴位置固定,缺乏可调性,难以支持系列化产品的开发。
现有技术的汽车底盘一般为全钢材单层底盘,作为新能源驱动的电动汽车并不适用于该底盘,一方面该底盘的重量较重,不便于轻量化的设计,另一方面该底盘不便于设置多层地板空间,需要另外开辟用于容置电池和电机的空间,占用底盘的位置。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,纵向大梁的整体结构刚性较好,简化前、后桥架与底盘架的组装工艺,连接牢靠并实现整体受力;实现多层地板结构设计,便于电池、电机的安装,节约底盘空间。
为实现上述目的,本发明的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,包括两条纵向大梁和若干横梁,若干横梁分布于两条纵向大梁的不同高度层面及不同纵向位置,若干横梁榫接于两条纵向大梁形成整体受力的双纵梁多层底盘架;所述双纵梁多层底盘架的前部连接有前桥架,所述前桥架通过两条纵向大梁进行固定;所述双纵梁多层底盘架的后部连接有后桥架;所述后桥架通过两条纵向大梁进行固定;所述前桥架连接有前桥总成,所述后桥架连接有后桥总成,所述双纵梁多层底盘架设置有驱动总成和能源总成。
作为优选,所述若干横梁榫接于两条纵向大梁的中部形成电池仓;所述能源总成包括若干电池包,若干电池包安装于电池仓内部。
作为优选,所述前桥架的整体呈U形,U形前桥架的两个竖直端内侧面均与纵向大梁的外侧面贴合固定;所述纵向大梁的内部插设有连接插杆,所述连接插杆的一端与纵向大梁固定连接,所述连接插杆的另一端与U形前桥架固定连接。
作为优选,所述前桥总成包括上摆臂、下摆臂、避震器、拉力杆和扭力杆弹簧,所述避震器连接于上摆臂与下摆臂之间,所述上摆臂、下摆臂连接有前轮毂组件,所述拉力杆连接于纵向大梁与前轮毂组件之间,所述扭力杆弹簧的一端固定安装于横梁,所述扭力杆弹簧的另一端与上摆臂连接。
作为优选,所述后桥架包括前挑梁、后挑梁、前挂耳座和后挂耳座,所述前挑梁、后挑梁分别榫接于纵向大梁,所述前挂耳座、后挂耳座对应固定于所述前挑梁和后挑梁;所述后桥总成通过钢板弹簧装配固定于前挂耳座和后挂耳座。
作为优选,所述前挑梁和后挑梁的数量各为两条,两条前挑梁呈水平分布或竖直分布,两条后挑梁呈水平分布或竖直分布,两条前挑梁之间连接有前跨梁,两条后挑梁之间连接有后跨梁,所述前挂耳座、后挂耳座分别对应设置于所述前跨梁、后跨梁。
作为优选,所述前挑梁和后挑梁的数量各为四条,四条前挑梁和四条后挑梁各呈口字型分布,相邻的两条前挑梁之间连接有前跨梁,相邻的两条后挑梁之间连接有后跨梁,所述前挂耳座、后挂耳座分别对应设置于所述前跨梁、后跨梁。
作为优选,所述双纵梁多层底盘架的后部连接有电机固定架,所述电机固定架包括若干相互连接的横梁与纵梁;所述横梁榫接固定于纵向大梁;所述驱动总成的电机固定于纵梁,所述电机通过十字铰传动轴与后桥总成的输入轴连接。
作为优选,所述纵向大梁的横截面呈倒L型、T字型、工字型或                                                字型,所述若干横梁分别榫接于纵向大梁的上中下三个层面形成双纵梁三层底盘架。
作为优选,纵向大梁与横梁均为铝合金型材梁,所述纵向大梁的横截面内布置若干空腔,所述空腔与横梁形成榫接的几何关系。
本发明的有益效果:本发明的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,通过纵向大梁与横梁榫接形成双纵梁多层底盘架,使前、后桥架分别通过两条纵向大梁进行固定;它既综合了整体受力式车身结构和双纵梁车身结构的优点,又有效避免其缺点,在保证整体结构刚性优良的同时,大大实现了轻量化,简化了成型工艺和装配工艺,既能有效安装底盘系统,又能够灵活地调整轴距和轮距,支持系列化底盘开发;该双纵梁多层底盘架具有多层地板空间,有充足的空间用于容置电池和电机,充分利用底盘的空间位置。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明双纵梁多层底盘架的立体结构示意图。
图4为本发明前桥架与纵向大梁连接的结构示意图。
图5为本发明实施例一的后桥架与纵向大梁连接的结构示意图。
图6为本发明实施例二的后桥架与纵向大梁连接的结构示意图。
图7为本发明实施例三的后桥架与纵向大梁连接的结构示意图。
图8为本发明实施例三的后桥架与纵向大梁连接的立体结构示意图。
图9为图3中A处的局部放大示意图。
图10为沿图2中 B-B线的剖切视图。
图11为沿图10中 C-C线的剖切视图。
附图标记包括:
1—纵向大梁                11—横梁             12—空腔
2—双纵梁多层底盘架   21—底层地板         22—中间过道地板
23—座椅脚踏地板      3—前桥总成          31—竖直端
32—上摆臂               33—下摆臂           34—拉力杆
35—前轮毂组件        36—连接插杆         37—扭力杆弹簧
4—后桥架               41—前挑梁           42—后挑梁
43—前挂耳座           44—后挂耳座         45—前跨梁
46—后跨梁                5—前桥架            6—后桥总成
61—钢板弹簧             7—电池仓            71—电池包
8—电机固定架           81—电机              82—纵梁
83—直角钢架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
实施例一。
如图1至图5,图9至图11所示,本发明的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,包括两条纵向大梁1和若干横梁11,若干横梁11分布于两条纵向大梁1的不同高度层面及不同纵向位置,若干横梁11榫接于两条纵向大梁1形成整体受力的双纵梁82多层底盘架2;所述双纵梁82多层底盘架2的前部连接有前桥架5,所述前桥架5通过两条纵向大梁1进行固定;所述双纵梁82多层底盘架2的后部连接有后桥架4;所述后桥架4通过两条纵向大梁1进行固定;所述前桥架5连接有前桥总成3,所述后桥架4连接有后桥总成6,所述双纵梁82多层底盘架2设置有驱动总成和能源总成。
通过纵向大梁1与横梁11榫接形成双纵梁82多层底盘架2,使前、后桥架分别通过两条纵向大梁1进行固定;它既综合了整体受力式车身结构和双纵梁82车身结构的优点,又有效避免其缺点,在保证整体结构刚性优良的同时,大大实现了轻量化,简化了成型工艺和装配工艺,既能有效安装底盘系统,又能够灵活地调整轴距和轮距,支持系列化底盘开发;该双纵梁82多层底盘架2具有多层地板空间,有充足的空间用于容置电池包71和电机81,充分利用底盘的空间位置。
作为优选,所述若干横梁11榫接于两条纵向大梁1的中部形成电池仓7;所述能源总成包括若干电池包71,若干电池包71安装于电池仓7内部。多层底盘架可以开辟出足够的空间用于放置电池包71,无需另外开辟空间,充分利用底盘的空间位置。
作为优选,所述前桥架5的整体呈U形,U形前桥架5的两个竖直端31内侧面均与纵向大梁1的外侧面贴合固定;所述纵向大梁1的内部插设有连接插杆36,所述连接插杆36的一端与纵向大梁1固定连接,所述连接插杆36的另一端与U形前桥架5固定连接。前桥架5采用U形结构,其结构简单,而且连接强度高。两个竖直端31内侧面与纵向大梁1的外侧面贴合固定。具体地,前桥架5的内侧面焊接有钢板,所述纵向大梁1通过另一钢板与前桥架5的钢板固定连接。本实施例的连接插杆36可以采用钢管,钢管与纵向大梁1连接的一端采用螺栓连接,钢管与前桥架5连接的一端采用焊接,实现前桥架5与纵向大梁1的牢固连接。
本发明的双纵梁82多层底盘架2由下往上包括底层地板21、中间过道地板22和座椅脚踏地板23,底层地板21与座椅脚踏地板23之间可形成电池仓7的空间。中间过道地板22与底层地板21同样也也可以形成一定的放置空间。本实施例在双纵梁82的基础上形成三层底盘架,能够充分的利用底盘架的内部空间。
作为优选,所述前桥总成3包括上摆臂32、下摆臂33、避震器、拉力杆34和扭力杆弹簧37,所述避震器连接于上摆臂32与下摆臂33之间,所述上摆臂32、下摆臂33连接有前轮毂组件35,所述拉力杆34连接于纵向大梁1与前轮毂组件35之间,所述扭力杆弹簧37的一端固定安装于横梁11,所述扭力杆弹簧37的另一端与上摆臂32连接。在前桥架5的基础上安装上摆臂32、下摆臂33、避震器、拉力杆34和扭力杆弹簧37,实现前桥总成3的设计,结构简单,充分利用纵向大梁1与横梁11形成的定位面,安装牢固。
作为优选,所述后桥架4包括前挑梁41、后挑梁42、前挂耳座43和后挂耳座44,所述前挑梁41、后挑梁42分别榫接于纵向大梁1,所述前挂耳座43、后挂耳座44对应固定于所述前挑梁41和后挑梁42;所述后桥总成6通过钢板弹簧61装配固定于前挂耳座43和后挂耳座44。当前挑梁41、后挑梁42具备足够强度时,本实施例的后桥架4可采用单一的前挑梁41和单一的后挑梁42。前挑梁41和后挑梁42可以灵活榫接于纵向大梁1的不同位置,前挂耳座43、后挂耳座44对应固定于前挑梁41和后挑梁42,使得前挂耳座43、后挂耳座44之间的间距可灵活调整,安装方便快捷,满足不同轴距的需要调整。
作为优选,所述双纵梁82多层底盘架2的后部连接有电机固定架8,所述电机固定架8包括若干相互连接的横梁11与纵梁82;所述横梁11榫接固定于纵向大梁1;所述驱动总成的电机81固定于纵梁82,所述电机81通过十字铰传动轴与后桥总成6的输入轴连接。电机固定架8可安装于双纵梁82多层底盘架2,电机81可固定于电机固定架8,多层底盘架有充分空间位置用于放置电机81,无需另外开辟空间便可完成电机81的安装。
作为优选,所述纵向大梁1的横截面呈T字型、工字型或字型,所述若干横梁11分别榫接于纵向大梁1的上中下三个层面形成双纵梁82三层底盘架。当纵向大梁1的横截面可以呈倒T字型,所述若干横梁11分别水平榫接于T字型纵向大梁1的上中下三个层面,形成三层地板底盘架。T字型的纵向大梁1可以有三个定位面,通过上述定位面满足汽车承载底盘结构的形成及与前桥架5、后桥架4的连接定位,形成三层地板底盘架。
该T字型的纵向大梁1可以一体拉伸成型,也可以通过在纵向大梁1的转角位卡接插接梁形成。前桥架5的内侧面焊接有钢板,所述钢板的两侧延伸出前桥架5的外部,所述纵向大梁1与前桥架5的钢板之间连接有直角钢架83,直角钢架83的一直角面与纵向大梁1连接,直角钢架83的另一直角面与钢板连接,实现前桥架5与纵向大梁1的牢固连接。
当纵向大梁1的横截面呈工字型时,所述若干横梁11分别水平榫接于工字型纵向大梁1的上中下三个层面,形成三层地板底盘架。所述工字型纵向大梁1的上下两个水平榫接梁具有较宽的夹持面,对榫接于其中的横梁11具有较好的定位,使三层地板底盘架的连接强度更高,并可设计出电池空间和电机81空间,充分利用底盘的空间。
当纵向大梁1的横截面呈字型时,所述若干横梁11分别水平榫接于字型纵向大梁1的上中下三个层面,形成三层地板底盘架。该字型纵向大梁1的上中下三个层面同样具有较宽的夹持面,对榫接于其中的横梁11具有较好的定位,使三层地板底盘架的连接强度更高,满足底盘的结构强度
作为优选,本实施例的纵向大梁1与横梁11均为铝合金型材梁;所述纵向大梁1的横截面内布置若干子空腔12,所述子空腔12与横梁11形成榫接的几何关系。拉伸成型的铝型材纵向大梁1内部设置有子空腔12。该子空腔12成为铝合金型的横梁11榫接的夹持面与定位面,使铝型材的榫接牢固。
本发明客车底盘的纵向大梁1和横梁11也可以采用为矩形截面的钢梁或其它材质构成,同样也能实现客车底盘的榫接安装,满足客车底盘的承载强度和其它汽车总成的安装固定。
实施例二。
如图6所示,本实施例与实施例一的不同之处在于,所述前挑梁41和后挑梁42的数量各为两条,两条前挑梁41呈水平分布或竖直分布,两条后挑梁42呈水平分布或竖直分布,两条前挑梁41之间连接有前跨梁45,两条后挑梁42之间连接有后跨梁46,所述前挂耳座43、后挂耳座44分别对应设置于所述前跨梁45、后跨梁46。
采用多个前挑梁41和后挑梁42结构的后桥架4,可以进一步提高后桥架4的连接强度,为后桥总成6的安装提供高强度的支撑点,前跨梁45、后跨梁46可以分担前挂耳座43和后挂耳座44的受力,并分别传递至前挑梁41和后挑梁42,使客车底盘的结构受力强度更好。
本实施例的其余部分与实施例一相同,这里不再赘述。
实施例三。
如图7~图8所示,本实施例与实施例二的不同之处在于,作为优选,所述前挑梁41和后挑梁42的数量各为四条,四条前挑梁41和四条后挑梁42各呈口字型分布,相邻的两条前挑梁41之间连接有前跨梁45,相邻的两条后挑梁42之间连接有后跨梁46,所述前挂耳座43、后挂耳座44分别对应设置于所述前跨梁45、后跨梁46。进一步,本实施例采用口字型分布的前挑梁41结构和后挑梁42结构,在实施例二的基础上进一步提高后桥架4的连接强度,为后桥总成6的安装提供高强度的支撑点,前跨梁45、后跨梁46可以分担前挂耳座43和后挂耳座44的受力,并传递至前挑梁41和后挑梁42,使客车底盘的结构受力强度更好。
发明的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其纵向大梁1的整体结构刚性较好,成型工艺简单,简化前、后桥架与底盘架的组装工艺,连接牢靠并实现整体受力;实现多层地板结构设计,便于驱动总成、能源总成的安装,节约底盘空间。
本实施例的其余部分与实施例二相同,这里不再赘述。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:包括两条纵向大梁和若干横梁,若干横梁分布于两条纵向大梁的不同高度层面及不同纵向位置,若干横梁榫接于两条纵向大梁形成整体受力的双纵梁多层底盘架;
所述双纵梁多层底盘架的前部连接有前桥架,所述前桥架通过两条纵向大梁进行固定;所述双纵梁多层底盘架的后部连接有后桥架;所述后桥架通过两条纵向大梁进行固定;
所述前桥架连接有前桥总成,所述后桥架连接有后桥总成,所述双纵梁多层底盘架设置有驱动总成和能源总成。
2. 根据权利要求1所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:所述若干横梁榫接于两条纵向大梁的中部形成电池仓;所述能源总成包括若干电池包,若干电池包安装于电池仓内部。
3. 根据权利要求1所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:所述前桥架的整体呈U形,U形前桥架的两个竖直端内侧面均与纵向大梁的外侧面贴合固定;
所述纵向大梁的内部插设有连接插杆,所述连接插杆的一端与纵向大梁固定连接,所述连接插杆的另一端与U形前桥架固定连接。
4. 根据权利要求3所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:所述前桥总成包括上摆臂、下摆臂、避震器、拉力杆和扭力杆弹簧,所述避震器连接于上摆臂与下摆臂之间,所述上摆臂、下摆臂连接有前轮毂组件,所述拉力杆连接于纵向大梁与前轮毂组件之间,所述扭力杆弹簧的一端固定安装于横梁,所述扭力杆弹簧的另一端与上摆臂连接。
5. 根据权利要求1所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:所述后桥架包括前挑梁、后挑梁、前挂耳座和后挂耳座,所述前挑梁、后挑梁分别榫接于纵向大梁,所述前挂耳座、后挂耳座对应固定于所述前挑梁和后挑梁;所述后桥总成通过钢板弹簧装配固定于前挂耳座和后挂耳座。
6. 根据权利要求5所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:所述前挑梁和后挑梁的数量各为两条,两条前挑梁呈水平分布或竖直分布,两条后挑梁呈水平分布或竖直分布,两条前挑梁之间连接有前跨梁,两条后挑梁之间连接有后跨梁,所述前挂耳座、后挂耳座分别对应设置于所述前跨梁、后跨梁。
7. 根据权利要求5所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:所述前挑梁和后挑梁的数量各为四条,四条前挑梁和四条后挑梁各呈口字型分布,相邻的两条前挑梁之间连接有前跨梁,相邻的两条后挑梁之间连接有后跨梁,所述前挂耳座、后挂耳座分别对应设置于所述前跨梁、后跨梁。
8. 根据权利要求1所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:所述双纵梁多层底盘架的后部连接有电机固定架,所述电机固定架包括若干相互连接的横梁与纵梁;所述横梁榫接固定于纵向大梁;所述驱动总成的电机固定于纵梁,所述电机通过十字铰传动轴与后桥总成的输入轴连接。
9. 根据权利要求1所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:所述纵向大梁的横截面呈倒L型、T字型、工字型或                                               字型,所述若干横梁分别榫接于纵向大梁的上中下三个层面形成双纵梁三层底盘架。
10. 根据权利要求1~9任意一项所述的一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统,其特征在于:纵向大梁与横梁均为铝合金型材梁,所述纵向大梁的横截面内布置若干空腔,所述空腔与横梁形成榫接的几何关系。
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