CN104787123A - 一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，它包括车身前地板；车身前地板的下前方设置有前地板下横梁；前地板下横梁两端与前地板边纵梁固定连接；前地板下横梁的中部与中通道固定连接；车身前纵梁的后端与前地板下横梁固定连接；前地板内纵梁的前端与前地板下横梁固定连接。本发明结构简单、装配方便、使用可靠，在不大幅度改变传统汽车车身结构的前提下实现了汽车电池包的安装和固定，同时保证了电动车车身地板下方纵向和横向的刚度，有效地提升了车身抗正面和侧面碰撞性能，提高了电动车的安全性和稳定性，同时降低了电动车的制造成本，缩短了电动车的工装耗时。

Description

一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构

技术领域

本发明涉及一种汽车车身前地板下横梁连接结构，尤其涉及一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，包括车身前地板；所述车身前地板在沿车辆行驶方向上的左右两端设置有前地板边纵梁；所述车身前地板的中间设置有与前地板边纵梁平行的中通道；所述车身前地板在沿车辆行驶方向上的下方设置有车身前纵梁，前地板内纵梁，内纵梁连接板；所述车身前地板在沿车辆行驶方向上的上方设置有座椅横梁；所述车身前纵梁设置在所述车身前地板沿车辆行驶方向上的前端；所述前地板内纵梁设置在所述车身前地板中部；位于所述车身前地板下方的所述内纵梁连接板一端与所述前地板内纵梁固接，另一端与所述前地板边纵梁固接；位于所述车身前地板上方的所述座椅横梁通过跨越搭接的形式一端与所述前地板边纵梁固接，另一端与所述中通道固接。

背景技术

纯电动汽车多依赖在量产的传统汽车基础上进行开发的，在实现动力电池包安装和固定的前提下，从节省成本考虑，希望能少改车身，达到更多的零件沿用。但是，车身地板下方布置电池，前地板内纵梁受电池影响需外移，造成前地板内纵梁和车身前纵梁的错位，另外传统车贴着地板走的座椅横梁在电动车上不复存在，现在如何设计电动汽车车身地板骨架结构，实现电动车车身前地板下方纵向、横向的稳定就成为面临的技术难题。

中国发明专利说明书CN101941467A中公开了一种电动汽车前地板，它由前安装横梁、左大纵梁总成中的内侧左大纵梁、后安装横梁、右大纵梁总成中的内侧右大纵梁顺次连接，形成安装电池组的框架结构。其中左大纵梁总成又由内侧左大纵梁、外侧左大纵梁、第一左加强横梁、第二左加强横梁形成承受左面电池安装点的小框架。右大纵梁总成又由内测右大纵梁、外侧右大纵梁、第一右加强横梁、第二右加强横梁形成承受电池组右侧安装点的小框架。该发明虽然为电动车动力电池包的安装和固定提供了一种方案，但是其没有有效地利用传统汽车本身的零件，所以对汽车车身的改动较大，从而提高了电动车的制造成本；同时由于该发明是在前地板上单独增加的一套供电池安装的前地板电池组安装结构，所有无法有效地实现电动车车身前地板下方纵向和横向的稳定性，减小车身遭遇正面或者侧面冲击时对车身以及电池组造成破坏。

中国发明专利说明书CN102050152A中披露了一种及一种新型电动汽车前地板系统，包括前地板、前地板下横梁组件、前地板左纵梁组件及前地板右纵梁组件，所述的前地板、前地板下横梁组件、前地板左纵梁组件及前地板右纵梁组件组焊形成一个可安装电池托盘的盒体结构，且在盒体结构中设置有前地板左前横梁组件、前地板右前横梁组件、前地板左后横梁组件、前地板右后横梁组件、地板下加强件和前后地板连接件的交叉加强结构，所述的前地板左前横梁组件、前地板右前横梁组件、前地板左后横梁组件、前地板右后横梁组件和前后地板连接件与前地板下横梁组件平行，地板下加强件为一纵梁与前底板下横梁组件垂直，前地板左前横梁组件和前地板右前横梁组件以及前地板左后横梁组件和前地板右后横梁组件在盒体结构中部通过地板下加强件连接，另一端分别连接前地板左纵梁组件和前地板右纵梁组件。该发明虽然提出了一种电动汽车前地板系统框架结构，提升了安装电池总成框架的强度以及电动汽车行驶过程中下车身的稳定性，但是该发明无法有效的沿用传统汽车的前地板结构，若在电动汽车上安装该发明则对车身的改动较大，从而增加了制造成本；同时该发明也无法有效地提高电动汽车车身侧面和正面的防碰性能，保证电动汽车的安全性。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，它不仅能有效地沿用传统汽车前地板原有零件，而且在保证车身前地板骨架结构紧凑简单的情况下，有效地提高车身正面和侧面的防碰撞性能，提升电动汽车的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，包括车身前地板；所述车身前地板在沿车辆行驶方向上的左右两端设置有前地板边纵梁；所述车身前地板的中间设置有与前地板边纵梁平行的中通道；所述车身前地板在沿车辆行驶方向上的下方设置有车身前纵梁，前地板内纵梁，内纵梁连接板；所述车身前地板在沿车辆行驶方向上的上方设置有座椅横梁；所述车身前纵梁设置在所述车身前地板沿车辆行驶方向上的前端；所述前地板内纵梁设置在所述车身前地板中部；位于所述车身前地板下方的所述内纵梁连接板一端与所述前地板内纵梁固接，另一端与所述前地板边纵梁固接；位于所述车身前地板上方的所述座椅横梁通过跨越搭接的形式一端与所述前地板边纵梁固接，另一端与所述中通道固接；所述车身前地板在沿车辆行驶方向上的下前方还设置有前地板下横梁；所述前地板下横梁垂直于所述中通道；所述前地板下横梁两端与所述前地板边纵梁固定连接；所述前地板下横梁的中部与所述中通道固定连接；所述车身前纵梁的后端与所述前地板下横梁固定连接；所述前地板内纵梁的前端与所述前地板下横梁固定连接。

通过在原有车身前地板前下方增加前地板下横梁结构，并将其与前地板左、右边纵梁、中通道、车身前纵梁、前地板内纵梁的固定连接，有效地沿用了原车身前纵梁、前地板内纵梁，节约了设计制造成本，同时由于在原车身前地板骨架上增加了前地板下横梁，有效地增加了车身前地板的纵向和横向刚度，保证了车辆在发生正面或者侧面碰撞时电池包和汽车乘员得到有效地保护，增加了电动汽车的安全性；最后由于前地板下横梁的设计完全可以满足电池包的安装空间要求，而电动车地板中通道下方不带有排气管，所以前地板下横梁的设计也不会影响车身制造工艺性，从而节约了电动车的设计工装时间，提高了工装效率。

在本发明的一种优选实施方案中，所述车身前地板在沿车辆行驶方向上的上方还设置有纵向加强梁。

在本发明的一种优选实施方案中，所述纵向加强梁呈之字形；所述纵向加强梁呈之字形；所述纵向加强梁的一端与所述车身前纵梁的末端固定连接；所述纵向加强梁的另一端与所述前地板内纵梁的前端固定连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述车身前纵梁、所述纵向加强梁以及所述前地板下横梁三者围成一三角形。

通过在车身前地板的上方设置连接车身前纵梁与前地板内纵梁的纵向加强梁，并且使得车身前纵梁、纵向加强梁以及前地板下横梁三者形成三角形的连接关系，有效地提升了车身前地板的纵向刚度，即使前地板内纵梁与车身前纵梁的接头处有些错位的情况下，纵向加强梁的设置也能很好的保证车身前地板的纵向刚度和前地板内纵梁上的电池包固定点强度，从而提升了汽车的安全性能。

在本发明的一种优选实施方案中，在所述车身前纵梁与所述前地板下横梁两者的连接处还设置有辅助连接板。

在本发明的一种优选实施方案中，所述辅助连接板呈T字形；所述辅助连接板一端与车身前纵梁固定连接，另一端与所述前地板下横梁固定连接。

通过设置在所述车身前纵梁的后端与所述前地板下横梁连接处设置辅助连接板更有利于车身前纵梁的后端与前地板下横梁的稳定连接，提升了加强车身前地板的纵向刚度，增强了车身抗正面碰撞的性能，保证了电动汽车的安全性。

在本发明的一种优选实施方案中，所述前地板下横梁的中部还设置有辅助加强板。

在本发明的一种优选实施方案中，所述辅助加强板中部带有沉台，周边设置有搭接边。

通过在所述前地板下横梁的中部设置辅助加强板有利于所述前地板下横梁与所述中通道的固定连接，保证了前地板下横梁中段的强度。

在本发明的一种优选实施方案中，所述前地板下横梁横截面呈几字形。

在本发明的一种优选实施方案中,所述前地板下横梁上设置有减重孔、定位孔和制动管路固定孔；所述前地板下横梁四周的搭接边上设置有缺口。

通过将前地板下横梁设计成断面为几字形的横梁，两端通过平滑过渡成搭接边的形式，有利于前地板下横梁与前地板边纵梁、中通道的焊接；通过在前地板下横梁上设计减重孔、定位孔和制动管路固定孔有利于前地板下横梁的制造安装和维护使用；通过在前地板下横梁的搭接边上设计缺口有利于避免前地板下横梁在焊接时造成四层焊。

本发明在有效地沿用传统汽车前地板零件位置结构的情形下，通过前地板下横梁与周边零件的连接设计出了一套结构紧凑、性能稳定的车身前地板骨架，有效地降低的电动汽车设计制造成本的同时，提升了电动汽车车身前地板的纵向和横向刚度，增强了电动汽车防正面和侧面撞击的性能，提高了电动汽车的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例的车身前地板骨架结构仰视图(沿车辆行驶的前后方向)；

图2是本发明实施例的车身前地板骨架结构俯视图(沿车辆行驶的前后方向)；

图3是本发明实施例的车身前地板的下方各零部件连接关系示意图；

图4是本发明实施例的车身前地板的上方各零部件连接关系示意图；

图5是本发明实施例的位于车身前地板下方的前地板下横梁与其他零部件的连接关系示意图；

图6是图5位于车身前地板下方的前地板下横梁与其他零部件的连接关系的局部放大视图；

图7是本发明实施例的位于车身前地板下方的前地板下横梁与其他零部件位置关系的放大视图；

图8是本发明实施例的位于车身前地板上方的纵向加强梁与其他零部件的连接关系示意图；

图9是本发明实施例的位于车身前地板上方的纵向加强梁与其他零部件的位置关系示意图；

图10是本发明实施例的前地板下横梁与其他零件连接关系的爆炸视图；

图11是本发明实施例的前地板下横梁、纵向加强梁与其他零件的层叠位置的示意图；

图12是本发明实施例的前地板下横梁结构示意图；

图13是本发明实施例的前地板下横梁的横截面剖面图；

图14是本发明实施例的辅助加强板示意图；

图15是本发明实施例的前地板结构示意图；

图16是本发明实施例的电池包及其固定点、接插口结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由图1本发明实施例的车身前地板骨架结构沿车辆行驶方向的仰视图可知，车身前地板1的下方设置有前地板下横梁2，车身前纵梁4，前地板内纵梁5，辅助连接板7，中通道8，前地板边纵梁9和内纵梁连接板10。相比于传统汽车车身前地板骨架结构，电动汽车由于需要在车身地板下方布置动力电池，所以本发明的车身前地板骨架结构中的前地板内纵梁5会向外移从而造成了前地板内纵梁与车身前纵梁的错位；所述前地板下横梁2安装于车身前地板1的前下方，并且位于电池包之前。

由图2本发明实施例的车身前地板骨架结构俯视图可知，车身前地板1的上方设置有纵向加强梁6和座椅横梁11；纵向加强梁6焊接在车身前地板面的上方，前后段不在一条直线上，中间弯折过渡；座椅横梁11包括前座椅横梁和后座椅横梁，并且均位于车身前地板中部的上方，座椅横梁11采用跨越式连接将其两端焊接在前地板边纵梁9和中通道8上。

由图3所示本发明实施例的车身前地板的下方各零部件连接关系示意图和图5本发明实施例的位于车身前地板下方的前地板下横梁与其他零部件的连接关系示意图可知，车身前地板1在沿车辆行驶方向上的左右两端设置有前地板边纵梁9；车身前地板1的中间设置有与前地板边纵梁9平行的中通道8；车身前纵梁4设置在车身前地板1沿车辆行驶方向上的前端；前地板内纵梁5设置在车身前地板1中部；位于车身前地板1下方的内纵梁连接板10一端与前地板内纵梁5焊接，另一端与前地板边纵梁9焊接；所述车身前纵梁4为基础车沿用件，其后端同前地板下横梁2焊接，并增加辅助连接板7进行加强。通过图6本发明实施例的前地板下横梁与其他零部件的连接关系示意图局部放大视图可知，所述辅助连接板7呈T字形；所述辅助连接板7一端与车身前纵梁4的后端通过CO2保护焊焊接或者螺栓连接固定，另一端与所述前地板下横梁2通过CO2保护焊焊接或者螺栓连接固定。前地板内纵梁5的前端同样焊接在前地板下横梁2上。通过图12和图13所示的前地板下横梁结构示意图和横截面剖面图可知，所述前地板下横梁2呈几字形的梁，两端平滑过渡成搭接边的形式，可与车身前地板左、右边纵梁相连接。前地板下横梁2的主体面上设计有减重孔2a、定位孔2b和制动管路固定用孔2c，另外，在搭接边上设计缺口2d是为了避免四层焊。前地板下横梁2的设计，将前地板左右边纵梁、中通道、车身前纵梁、前地板内纵梁连接起来，实现了车身地板横向的稳定，也实现了车身地板纵向的稳定，同时保留车身前纵梁的沿用。从图15所示的本发明实施例的前地板结构示意图可知，车身前地板1包括左前地板1a，和右前地板1b，左前地板1a和右前地板1b固接在中通道8的两端；中通道8在传统燃油车上有纵向加强作用和下方布置排气管的作用，由于中通道8同样为几字形结构，所以当前地板下横梁2的中部与地板中通道8的左右边沿焊接后，前地板下横梁2的中间段部分处于悬空状态从而导致前地板下横梁2中段强度较弱，所以在前地板下横梁2的中段部分设置了如图14所示辅助加强板3，该辅助加强板3中部带有沉台3a，周边设置有搭接边3b，辅助加强板的沉台3a可配合安装在几字形前地板下横梁2的中间段凹槽部分，通过辅助加强板3的搭接边3b与前地板下横梁2焊接连接；辅助加强板3的安装位置如图7所示。通过在前地板下横梁2的中部设置辅助加强板3，保证了前地板下横梁2中段的强度。

为了提升连接之后车身前纵梁4与前地板内纵梁5之间的纵向刚度，在车身前地板1的上方增加了纵向加强梁6对车身地板纵向方向进行加强，如图4所示。纵向加强梁6位于车身前地板1的上前方，并且位于跨接式的座椅横梁11的下方；纵向加强梁6的两端连接车身前纵梁4和前地板内纵梁5。通过图8所示纵向加强梁与其他零部件的连接关系示意图和图9纵向加强梁与其他零部件的位置关系示意图可知，纵向加强梁6为之字形，纵向加强梁6的前段焊接在车身前纵梁4的上方，后段焊接在前地板内纵梁5的上方，中段进行弯折过渡；纵向加强梁6与车身前纵梁4的后段、前地板下横梁2三者连接形成一稳定的三角形连接关系，有效地加强了车身地板的纵向横向刚度，即使前地板内纵梁与车身前纵梁的接头处有些错位，也不会削弱车身地板的纵向刚度。同时也为电池包提供可靠的固定点。

由图10本发明实施例的前地板下横梁与其他零件连接关系的爆炸视图和图11本发明实施例的前地板下横梁、纵向加强梁与其他零件的层叠位置的示意图可以更清楚的显示本发明所包含的各零件以及零件之间的连接关系；通过在车身前地板1前下方设置前地板下横梁2，将前地板边纵梁9、中通道8、车身前纵梁4、前地板内纵梁5连接起来，通过在地板上方增加纵向加强梁6加强车身前纵梁4与前地板内纵梁5之间的连接，实现电动汽车车身地板骨架横向稳定的同时也达到纵向稳定，同时保留了基础车车身前纵梁4等零部件的沿用。

由图16本发明实施例的电池包的固定点及插接扣的结构示意图可知，电池包的整体形状为长方体状，四周设置有固定点11，中间设置有接插扣12，所述电池包将固接于车身前地板1的下方，并位于所述前地板下横梁2的后方，从而使得前地板下横梁的设计完全可以满足电池包的安装空间要求。另外，电动车地板中通道8下方不带有排气管，前地板下横梁2的设计也不影响车身制造工艺性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以对上述发明加以改进或变换，如车身前纵梁后端与前地板下横梁连接处增设的辅助连接板在焊接上采用气体保护焊连接等。所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，包括车身前地板(1)；所述车身前地板(1)在沿车辆行驶方向上的左右两端设置有前地板边纵梁(9)；所述车身前地板(1)的中间设置有与前地板边纵梁(9)平行的中通道(8)；所述车身前地板(1)在沿车辆行驶方向上的下方设置有车身前纵梁(4)，前地板内纵梁(5)，内纵梁连接板(10)；所述车身前地板(1)在沿车辆行驶方向上的上方设置有座椅横梁(11)；所述车身前纵梁(4)设置在所述车身前地板(1)沿车辆行驶方向上的前端；所述前地板内纵梁(5)设置在所述车身前地板(1)中部；位于所述车身前地板(1)下方的所述内纵梁连接板(10)一端与所述前地板内纵梁(5)固接，另一端与所述前地板边纵梁(9)固接；位于所述车身前地板(1)上方的所述座椅横梁(11)通过跨越搭接的形式一端与所述前地板边纵梁(9)固接，另一端与所述中通道(8)固接；其特征在于：所述车身前地板(1)在沿车辆行驶方向上的下前方还设置有前地板下横梁(2)；所述前地板下横梁(2)垂直于所述中通道(8)；所述前地板下横梁(2)两端与所述前地板边纵梁(9)固定连接；所述前地板下横梁(2)的中部与所述中通道(8)固定连接；所述车身前纵梁(4)的后端与所述前地板下横梁(2)固定连接；所述前地板内纵梁(5)的前端与所述前地板下横梁(2)固定连接。

2.如权利要求1所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：所述车身前地板(1)在沿车辆行驶方向上的上方还设置有纵向加强梁(6)。

3.如权利要求2所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：所述纵向加强梁(6)呈之字形；所述纵向加强梁(6)的一端与所述车身前纵梁(4)的末端固定连接；所述纵向加强梁(6)的另一端与所述前地板内纵梁(5)的前端固定连接。

4.如权利要求3所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：所述车身前纵梁(4)、所述纵向加强梁(6)以及所述前地板下横梁(2)三者围成一三角形。

5.如权利要求1所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：在所述车身前纵梁(4)与所述前地板下横梁(2)两者的连接处还设置有辅助连接板(7)。

6.如权利要求5所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：所述辅助连接板(7)呈T字形；所述辅助连接板(7)一端与车身前纵梁(4)固定连接，另一端与所述前地板下横梁(2)固定连接。

7.如权利要求1所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：所述前地板下横梁(2)的中部还固接有辅助加强板(3)。

8.如权利要求7所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：所述辅助加强板(3)中部带有沉台(3a)，周边设置有搭接边(3b)。

9.如权利要求1所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：所述前地板下横梁(2)横截面呈几字形。

10.如权利要求1所述的一种换电式电动汽车车身前地板下横梁连接结构，其特征在于：所述前地板下横梁(2)上设置有减重孔(2a)、定位孔(2b)和制动管路固定孔(2c)；所述前地板下横梁(2)四周的搭接边上设置有缺口(2d)。