CN108609058A - 车身地板总成及汽车 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种车身地板总成及汽车。所述车身地板总成包括地板(10)、门槛梁(20)和地板纵梁(30)，所述地板纵梁(30)连接在所述地板(10)上且与所述门槛梁(20)相对设置，所述车身地板总成还包括将来自所述门槛梁(20)的集中碰撞力(F)分散传递至所述地板纵梁(30)的加强装置(40)，该加强装置(40)的一端与所述门槛梁(20)相连，另一端与所述地板纵梁(30)相连。在本公开的车身地板总成中，通过在门槛梁和地板纵梁之间增设加强装置，使得门槛梁和地板纵梁之间的结构强度增加，在汽车发生侧面柱碰时，加强装置能够很好地传递和承载碰撞力，避免车身出现较大变形，防止乘员受伤和蓄电池包受损。
Description
技术领域
本公开涉及汽车车身技术领域，具体地，涉及一种车身地板总成和具有该车身地板总成的汽车。
背景技术
新能源汽车已经成为我国汽车发展的新方向，尤其是纯电动汽车的发展日新月异。纯电动汽车的蓄电池包的碰撞安全性能已经成为大家关注的焦点，因此如何在碰撞中保护电池以免发生大变形导致爆炸、起火等事故成为业界关注的重点。
汽车在行驶过程中车身侧面撞击到路边的大树、电线杆等物体是比较常见的交通事故形态，类似工况称为侧面柱碰。
纯电动汽车相比普通燃油车增加了重量较大的蓄电池包，由于整车重量的增加，在发生侧面柱碰时车身的变形量相比普通车会增大，如果蓄电池包周围的结构强度不足，会导致蓄电池包的破坏。在电动汽车的碰撞法规评价中，除了在碰撞中车身对人体要有较好的保护外，蓄电池包本身的变形量也要满足要求。
图1是现有技术的电动汽车的车身地板总成的俯视图，图2是现有技术的电动汽车的车身地板总成的立体图。如图1和图2所示，在现有技术的电动汽车的车身地板总成中，门槛梁20与地板纵梁30之间无加强结构，在发生侧面柱碰时，门槛梁20与地板纵梁30之间的薄弱区域将发生严重变形，碰撞力F会集中地传递到地板纵梁30上，导致地板纵梁30变形过大，从而导致安装在地板纵梁30上的蓄电池包50受到直接冲击而产生较大变形，造成破裂、泄漏等危险。从侧面柱碰过程中力的传递情况来看，侧面的集中碰撞力F首先由门槛梁20经过地板10传递到地板纵梁30，再通过地板纵梁30传递给蓄电池包50。
发明内容
本公开的目的是提供一种能够更有效地抵抗侧面柱碰冲击的车身地板总成结构。
为了实现上述目的，本公开的提供一种车身地板总成，包括地板、门槛梁和地板纵梁，所述地板纵梁连接在所述地板上且与所述门槛梁相对设置，所述车身地板总成还包括将来自所述门槛梁的集中碰撞力分散传递至所述地板纵梁的加强装置，该加强装置的一端与所述门槛梁相连，另一端与所述地板纵梁相连。
可选地，所述加强装置的两端分别连续焊接到所述门槛梁和地板纵梁上，并且所述加强装置与门槛梁的焊缝长度小于所述加强装置与地板纵梁的焊缝长度。
可选地，所述加强装置与所述门槛梁的连接点沿所述门槛梁的长度方向分布，所述加强装置与所述地板纵梁的连接点沿所述地板纵梁的长度方向分布，所述加强装置与所述门槛梁的连接点中距离最远的两个连接点之间的距离小于所述加强装置与所述地板纵梁的连接点中距离最远的两个连接点之间的距离。
可选地，所述加强装置包括弓形管，该弓形管包括一个碰撞接触段和两个碰撞传力段，所述碰撞接触段沿所述门槛梁的长度方向延伸并与所述门槛梁相连，每个碰撞传力段的一端与所述碰撞接触段相连，另一端与所述地板纵梁相连。
可选地，所述加强装置还包括与所述弓形管大体共面设置的连接板，该连接板的一侧与所述弓形管的内侧相连，该连接板的另一侧与所述地板纵梁相连。
可选地，所述连接板大体呈弓形，所述连接板的两端分别形成有与所述地板纵梁相连的凸耳。
可选地，所述加强装置大体形成为等腰梯形板，所述加强装置较窄的一端连接于所述门槛梁，所述加强装置较宽的一端连接于所述地板纵梁。
可选地，所述加强装置上形成有加强筋。
可选地，所述加强装置焊接于所述门槛梁和所述地板纵梁。
可选地，所述加强装置具有多个第一安装孔和多个第二安装孔，所述加强装置与门槛梁经由穿过各个第一安装孔的螺栓连接，所述加强装置与地板纵梁经由穿过各个第二安装孔的螺栓连接。
在本公开的车身地板总成中，通过在门槛梁和地板纵梁之间增设加强装置，使得门槛梁和地板纵梁之间的结构强度增加，在汽车发生侧面柱碰时，利用加强装置将集中碰撞力分散传递到地板纵梁上，可以增大地板纵梁的受力范围，防止地板纵梁因某一点集中受力而在该点处产生较大变形，防止乘员受伤和蓄电池包受损。
本公开还提供一种汽车，包括如上所述的车身地板总成。
可选地，所述汽车为电动汽车。
可选地，所述加强装置螺栓连接于所述地板纵梁，所述加强装置与所述地板纵梁的至少部分连接点与蓄电池包在所述地板纵梁上的安装点重合。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是现有技术的车身地板总成的仰视立体图；
图2是现有技术的车身地板总成的仰视平面图；
图3是现有技术的车身地板总成在汽车发生侧面柱碰时的传力路径图；
图4是根据本公开的一种实施方式的加强装置的立体图；
图5是根据本公开的一种实施方式的加强装置的主视图；
图6是根据本公开的一种实施方式的车身地板总成的仰视立体图；
图7是根据本公开的一种实施方式的车身地板总成的仰视平面图；
图8是根据本公开的一种实施方式的车身地板总成的仰视立体图，其中同时示出了蓄电池包；
图9是根据本公开的一种实施方式的车身地板总成的仰视平面图，其中同时示出了蓄电池包；
图10是根据本公开的一种实施方式的车身地板总成在汽车发生侧面柱碰时的传力路径图；
图11是根据本公开的另一种实施方式的加强装置的立体图；
图12是NHTSA侧面柱碰试验位置示意图。
附图标记说明
10 地板 20 门槛梁 30 地板纵梁
40 加强装置 41 弓形管 42 连接板
43 加强筋 411 碰撞接触段 412 碰撞传力段
4121 弯管段 4122 直管段 421 凸耳
401 第一安装孔 402 第二安装孔 50 蓄电池包
70 刚性柱
61 加强装置与门槛梁的连接点
62 加强装置与地板纵梁的连接点
63 蓄电池包与地板纵梁的连接点
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
根据本公开的一个方面，如图6和图7所示，提供一种车身地板总成，包括地板10、门槛梁20、地板纵梁30和加强装置40，门槛梁20设置于地板10的侧边，地板纵梁30连接在地板10上且与门槛梁20相对设置，加强装置40的一端与门槛梁20相连，另一端与地板纵梁30相连。
在本公开的车身地板总成中，通过在门槛梁20和地板纵梁30之间增设加强装置40，使得门槛梁20和地板纵梁30之间的结构强度增加，在汽车发生侧面柱碰时，加强装置40能够很好地传递和承载碰撞力，避免车身出现较大变形，防止乘员受伤和蓄电池包受损。
在本公开中，加强装置40的一端可以连接于门槛梁20的柱碰撞击区域，以在发生侧面柱碰时更充分地传递和承载碰撞力，减小柱碰撞击区域的变形，有效保护蓄电池包50。这里，门槛梁20的柱碰撞击区域可以是在NHTSA(美国高速公路安全管理局)的侧面柱碰试验中，门槛梁20与刚性柱70的接触区域。图12是NHTSA侧面柱碰试验位置示意图，其中，测试车辆以32Km/h的速度、75°斜向撞击刚性柱。
如上所述，在汽车侧面柱碰工况下，刚性柱70向门槛梁20施加集中碰撞力F。为了防止地板纵梁30在汽车侧面柱碰时因集中受力而变形过大，优选地，如图10所示，加强装置40可以构造为将来自门槛梁20的集中碰撞力F分散传递到地板纵梁30上，从而增大地板纵梁30的受力范围，防止地板纵梁30因某一点集中受力而在该点处产生较大变形，从而有效保护蓄电池包50。
可以通过多种方式实现集中碰撞力的分散传递。例如，可以将加强装置40的两端分别连续焊接到门槛梁20和地板纵梁30上，并且使加强装置40与门槛梁20的焊缝长度小于加强装置40与地板纵梁30的焊缝长度。
再例如，如图9所示，加强装置40与门槛梁20可以具有多个连接点61，该多个连接点61沿门槛梁20的长度方向上分布，加强装置40与地板纵梁30可以具有多个连接点62，该多个连接点62沿地板纵梁30的长度方向上分布，加强装置40与门槛梁20的多个连接点61中距离最远的两个连接点之间的距离小于加强装置40与地板纵梁30的多个连接点62中距离最远的两个连接点之间的距离。在这种情况下，多个连接点61可以连续设置(例如，加强装置40连续焊接到门槛梁20上以形成焊缝)，也可以间隔设置(例如，加强装置40点焊或通过螺栓连接到门槛梁20上)；同样地，多个连接点62可以连续设置(例如，加强装置40连续焊接到地板纵梁30上以形成焊缝)，也可以间隔设置(例如，加强装置40点焊或通过螺栓连接到地板纵梁30上)。在图9示出的实施方式中，多个连接点61间隔设置，并且多个连接点62也间隔设置。
在本公开中，加强装置40可以具有各种适当的结构，本公开对此不作限制。作为本公开的第一种实施方式，如图4至图10所示，加强装置40可以包括弓形管41，该弓形管41的中部连接于门槛梁20，该弓形管41的两端连接于地板纵梁30。弓形管状结构抗弯能力较强，能够很好地抵抗集中碰撞力的冲击。在本公开中，弓形管41不仅可以具有圆形截面，也可以具有椭圆形或方形截面。
弓形管41的中部与门槛梁20可以具有任意多个连接点61。在图6至图10示出的实施方式中，弓形管41的中部与门槛梁20具有两个连接点61。
为了使弓形管41在柱碰过程中能够与刚性柱70充分接触，优选地，如图5所示，弓形管41包括一个碰撞接触段411和两个碰撞传力段412，碰撞接触段411形成为沿门槛梁20的长度方向延伸的直管段并与门槛梁20相连，每个碰撞传力段412的一端与碰撞接触段411相连，另一端与地板纵梁30相连。
在NHTSA的侧面柱碰试验中，刚性柱70的直径为254mm，因此，为保证碰撞接触段411能够充分接触刚性柱70，碰撞接触段411的长度可以为250-500mm。
具体地，如图5所示，碰撞传力段412可以包括弯管段4121和直管段4122，弯管段4121的一端与碰撞接触段411相连，弯管段4121的另一端与直管段4122相连，弯管段4121形成为碰撞接触端411和直管段4122之间的圆滑过渡部分。直管段4122的末端连接于地板纵梁30。
如图5所示，当直管段4122的中心轴线与碰撞接触段411的中心轴线之间的夹角θ过小时，碰撞传力段412可能无法将集中碰撞力充分地分散开；当直管段4122的中心轴线与碰撞接触段411的中心轴线之间的夹角θ过大时，可能难以保证弓形管41具有足够的抗弯强度。因此，为了兼顾弓形管41的分散传力性能和抗弯强度，优选地，120°≤θ≤150°。
为了增加加强装置40与地板纵梁30的连接点数量，同时增加加强装置40的结构强度，优选地，如图4至图10所示，加强装置40还可以包括与弓形管41大体共面设置的连接板42，该连接板42的一侧与弓形管41的内侧相连，该连接板42的另一侧与地板纵梁30相连。
这里，连接板42可以具有各种适当的形状。在图4至图10示出的实施方式中，连接板42大体呈弓形，连接板42的两端分别形成有与地板纵梁30相连的凸耳421。也就是说，在这种实施方式中，加强装置40与地板纵梁30有四个连接点62，并且弓形管41与地板纵梁30的两个连接点为该四个连接点62中距离最远的两个连接点，连接板42与地板纵梁30的两个连接点处于弓形管41与地板纵梁30的两个连接点之间。
在第一种实施方式中，如图10所示，在汽车侧面柱碰工况下，加强装置40将来自门槛梁20的集中碰撞力F分散成四个分力(即，F1、F2、F3、F4)并将该四个分力分别传递至四个连接点62。
连接板42可以通过各种适当的方式连接于弓形管41的内侧，例如，可以通过二氧化碳保护焊焊接于弓形管41的内侧。
为提高加强装置40的结构强度，弓形管41及连接板42可以使用高强度钢管和高强度钢板。弓形管41的外径可以为30-50mm，壁厚可以为1.5-2.5mm。
作为本公开的第二种实施方式，如图10所示，加强装置40可以大体形成为等腰梯形板，加强装置40较窄的一端(即，等腰梯形板的上底)连接于门槛梁20，加强装置40较宽的一端(即，等腰梯形板的下底)连接于地板纵梁30。
在第二种实施方式中，加强装置40与门槛梁20可以有任意多个连接点，并且加强装置40与地板纵梁30也可以由任意多个连接点。在图10示出的实施方式中，加强装置40较窄的一端与门槛梁20具有等间隔分布的三个连接点，加强装置40较宽的一端与地板纵梁30具有等间隔分布的三个连接点。
在第二种实施方式中，如图10所示，为了提高加强装置40的结构强度，可以在加强装置40上冲压出多个加强筋43。
在本公开的上述第一种和第二种实施方式中，加强装置40与门槛梁20的连接点61以及加强装置40与地板纵梁30的连接点62可以为焊点，也就是说，加强装置40与门槛梁20之间以及加强装置40与地板纵梁30之间可以采用焊接。
为了便于加强装置40的拆卸，同时不影响地板其它结构的焊接，优选地，加强装置40与门槛梁20之间以及加强装置40与地板纵梁30之间采用螺栓连接。具体地，如图4和图5所示，加强装置40可以具有多个第一安装孔401和多个第二安装孔402，加强装置40与门槛梁20经由穿过各个第一安装孔401的螺栓连接，加强装置40与地板纵梁30经由穿过各个第二安装孔402的螺栓连接。
在加强装置40与地板纵梁30之间采用螺栓连接的情况下，更优选地，如图8所示，加强装置40与地板纵梁30的至少部分连接点62与蓄电池包50在地板纵梁30上的安装点63重合。通过将加强装置40与蓄电池包50的安装点63相连，可以形成类似蓄电池包50的防撞梁结构，因此能够在碰撞时有效保护蓄电池包50的安全。并且，通过将加强装置40与蓄电池包50的安装点63相连，可以利用蓄电池包50传递和承载一部分的碰撞力，使整个地板总成受力更均匀，防止地板总成产生较大变形。
综上所述，在根据本公开的优选实施方式中，利用加强装置40将门槛梁20和地板纵梁30横向连接起来，使侧面柱碰的碰撞区域加强，在发生侧面柱碰时可以大幅减小该区域的变形，因此可以有效保护蓄电池包50。另外，加强装置40可以分散柱碰产生的集中碰撞力，将碰撞能量分散传递到地板纵梁30和蓄电池包50上，可防止蓄电池包50出现尖锐侵入变形。
根据本公开的另一方面，提供一种汽车，该汽车包括本公开的车身地板总成。
本公开的车身地板总成不仅适用于电动汽车，也适用于普通燃油汽车。本公开的车身地板总成中的加强装置40，除可以用于保护蓄电池包之外，也能起到加强车身、增加乘员生存空间的作用。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (13)
1.一种车身地板总成，包括地板(10)、门槛梁(20)和地板纵梁(30)，所述地板纵梁(30)连接在所述地板(10)上且与所述门槛梁(20)相对设置，其特征在于，所述车身地板总成还包括将来自所述门槛梁(20)的集中碰撞力(F)分散传递至所述地板纵梁(30)的加强装置(40)，该加强装置(40)连接在所述门槛梁(20)和地板纵梁(30)之间。
2.根据权利要求1所述的车身地板总成，其特征在于，所述加强装置(40)的两端分别连续焊接到所述门槛梁(20)和地板纵梁(30)上，并且所述加强装置(40)与门槛梁(20)的焊缝长度小于所述加强装置(40)与地板纵梁(30)的焊缝长度。
3.根据权利要求1所述的车身地板总成，其特征在于，所述加强装置(40)与所述门槛梁(20)的连接点(61)沿所述门槛梁(20)的长度方向分布，所述加强装置(40)与所述地板纵梁(30)的连接点(62)沿所述地板纵梁(30)的长度方向分布，所述加强装置(40)与所述门槛梁(20)的连接点(61)中距离最远的两个连接点之间的距离小于所述加强装置(40)与所述地板纵梁(30)的连接点(62)中距离最远的两个连接点之间的距离。
4.根据权利要求3所述的车身地板总成，其特征在于，所述加强装置(40)包括弓形管(41)，该弓形管(41)包括一个碰撞接触段(411)和两个碰撞传力段(412)，所述碰撞接触段(411)沿所述门槛梁(20)的长度方向延伸并与所述门槛梁(20)相连，每个碰撞传力段(412)的一端与所述碰撞接触段(411)相连，另一端与所述地板纵梁(30)相连。
5.根据权利要求4所述的车身地板总成，其特征在于，所述加强装置(40)还包括与所述弓形管(41)大体共面设置的连接板(42)，该连接板(42)的一侧与所述弓形管(41)的内侧相连，该连接板(42)的另一侧与所述地板纵梁(30)相连。
6.根据权利要求5所述的车身地板总成，其特征在于，所述连接板(42)大体呈弓形，所述连接板(42)的两端分别形成有与所述地板纵梁(30)相连的凸耳(421)。
7.根据权利要求3所述的车身地板总成，其特征在于，所述加强装置(40)大体形成为等腰梯形板，所述加强装置(40)较窄的一端连接于所述门槛梁(20)，所述加强装置(40)较宽的一端连接于所述地板纵梁(30)。
8.根据权利要求7所述的车身地板总成，其特征在于，所述加强装置(40)上形成有加强筋(43)。
9.根据权利要求3-8中任一项所述的车身地板总成，其特征在于，所述加强装置(40)焊接于所述门槛梁(20)和所述地板纵梁(30)。
10.根据权利要求3-8中任一项所述的车身地板总成，其特征在于，所述加强装置(40)具有多个第一安装孔(401)和多个第二安装孔(402)，所述加强装置(40)与门槛梁(20)经由穿过各个第一安装孔(401)的螺栓连接，所述加强装置(40)与地板纵梁(30)经由穿过各个第二安装孔(402)的螺栓连接。
11.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的车身地板总成。
12.根据权利要求11所述的汽车，其特征在于，所述汽车为电动汽车。
13.根据权利要求12所述的汽车，其特征在于，所述加强装置(40)螺栓连接于所述地板纵梁(30)，所述加强装置(40)与所述地板纵梁(30)的至少部分连接点(62)与蓄电池包(50)在所述地板纵梁(30)上的安装点(63)重合。
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- 2016-12-12 CN CN201611141716.9A patent/CN108609058B/zh active Active
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