CN109808774A - 电动汽车及其碰撞保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车及其碰撞保护装置，该碰撞保护装置包括安装于前副车架底部且位于动力电池前方的横梁；所述横梁包括朝向前方的前侧壁、固接于所述前侧壁上端的顶壁及固接于所述前侧壁下端的底壁；所述前侧壁的中部具有凹形结构；所述横梁的一端部具有供紧固件贯穿的安装孔，另一端部具有供紧固件贯穿的开口槽，所述开口槽沿所述横梁的长度方向延伸；或者，所述顶壁设有用于与所述前副车架焊接的焊接区域，所述焊接区域包括位于所述顶壁一端部的焊接位，所述焊接位沿所述横梁的长度方向延伸，且其长度不超过预设值。在电动汽车发生托底现象时，该碰撞保护装置能够压馈变形，以吸收能量，缓解碰撞对动力电池及周边结构的冲击，避免损伤。

Description

电动汽车及其碰撞保护装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车及其碰撞保护装置。

背景技术

随着新能源汽车市场竞争的日益激烈，纯电动汽车在使用中的安全性要求也越来越高；同时，新能源汽车在二、三线城市市场的普及率也越来越高，这就要求新能源汽车能够应对消费者的各种使用需求。

其中，车辆在不平路面的托底现象经常发生，由此引发车辆底部的动力电池的碰撞安全性问题，若是托底的障碍物直接撞击电池，将会导致失去动力、燃烧、爆炸等不可预知的风险。

因此，如何避免电动汽车在不平路面托底时，障碍物对动力电池及周边结构的冲击，成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车及其碰撞保护装置，在电动汽车发生托底现象时，该碰撞保护装置能够压馈变形，以吸收能量，缓解碰撞对动力电池及周边结构的冲击，避免损伤。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车的碰撞保护装置，包括安装于前副车架底部且位于动力电池前方的横梁；

所述横梁包括朝向前方的前侧壁、固接于所述前侧壁上端的顶壁及固接于所述前侧壁下端的底壁；所述前侧壁的中部具有凹形结构；

所述横梁的一端部具有供紧固件贯穿的安装孔，另一端部具有供紧固件贯穿的开口槽，所述开口槽沿所述横梁的长度方向延伸；或者，

所述顶壁设有用于与所述前副车架焊接的焊接区域，所述焊接区域包括位于所述顶壁一端部的焊接位，所述焊接位沿所述横梁的长度方向延伸，且其长度不超过预设值。

本发明提供的碰撞保护装置，安装于电动汽车的前副车架的底部，且位于动力电池的前方，该碰撞保护装置包括横梁，显然，该横梁沿电动汽车的横向延伸，该横梁包括朝向前方的前侧壁、固接于前侧壁上端的顶壁及固接于前侧壁下端的底壁，也就是说，该横梁为框架结构，在其前侧壁的中部设有凹形结构；其中，横梁的一端部具有供紧固件贯穿的安装孔，另一端部具有供紧固件贯穿的开口槽，以便于通过紧固件将横梁固定在前副车架底部，开口槽沿横梁的长度方向延伸，或者，在横梁的顶壁设有用于与前副车架底部焊接的焊接区域，该焊接区域包括预设长度的沿横梁长度方向延伸的焊接位；这样，当电动汽车在行驶过程中出现托底碰撞事故时，托底的障碍物首先撞击横梁，前侧壁的凹形结构将撞击力量集中在横梁的中部，使得横梁的中部位置发生压馈变形，随着撞击力的增加，变形加剧，因横梁的一端设有开口槽，所以，横梁会沿开口槽的延伸方向向另一侧滑动，使开口槽脱离与之配合的紧固件，或者横梁与副车底架在焊接位处的焊缝脱落，在此过程中，横梁吸收撞击能量，可保护前副车架不受损坏，同时又起到保护后方动力电池的作用。

可选的，所述横梁还包括朝向后方的后侧壁，其上端和下端分别与所述顶壁和所述底壁固接。

可选的，所述顶壁和所述底壁均具有长条孔，两所述长条孔的位置上下对应。

可选的，所述顶壁和所述底壁均具有沿横向排布的多个通孔。

可选的，位于所述顶壁的多个所述通孔与位于所述底壁的多个所述通孔的位置一一对应。

可选的，所述横梁通过两块钢制板件焊接成型，一块所述钢制板件包括第一板体和沿所述第一板体两侧折弯形成的两第一折板，另一块所述钢制板件包括第二板体和沿所述第二板体两侧折弯形成的两第二折板，所述第一折板分别与对应侧的所述第二折板焊接；

其中，所述第一板体和所述第二板体中的一者形成所述顶壁，另一者形成所述底壁；一侧的所述第一折板和所述第二折板形成所述前侧壁，另一侧的所述第一折板和所述第二折板形成所述后侧壁。

可选的，所述前侧壁包括连续连接的若干弯曲段，所述若干弯曲段形成所述凹形结构。

可选的，所述凹形结构相对所述横梁的中心对称。

本发明还提供一种电动汽车，包括前副车架和位于所述前副车架后方的动力电池；还包括上述任一项所述的碰撞保护装置，所述碰撞保护装置固装于所述前副车架的底部。

由于上述碰撞保护装置具有上述技术效果，所以包括该碰撞保护装置的电动汽车也具有相应的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为本发明所提供碰撞保护装置与前副车架、动力电池的装配示意图；

图2为本发明所提供碰撞保护装置一种具体实施例的结构示意图；

图3为图2所示碰撞保护装置的俯视图；

图4为图2所示碰撞保护装置的仰视图；

图5为图2所示碰撞保护装置在受到撞击时的压馈变形示意图；

图6为具体实施例中碰撞保护装置的爆炸图。

其中，图1至图6中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

前副车架10，动力电池20，横梁30，紧固件40；

前侧壁31，凹形结构311，第一弯曲段311a，第二弯曲段311b，第三弯曲段311c，顶壁32，开口槽321，底壁33，后侧壁34，安装孔36，长条孔37；

第一钢制板件301，第二钢制板件302，焊料303。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

为便于理解和描述简洁，下文结合电动汽车及其碰撞保护装置一并说明，有益效果不再重复论述。

请参考图1至图4，图1为本发明所提供碰撞保护装置与前副车架、动力电池的装配示意图；图2为本发明所提供碰撞保护装置一种具体实施例的结构示意图；图3为图2所示碰撞保护装置的俯视图；图4为图2所示碰撞保护装置的仰视图。

该实施例中，电动汽车包括前副车架10和位于前副车架10后方的动力电池20，在前副车架10的底部固装有碰撞保护装置，显然，装配后，该碰撞保护装置位于动力电池20的前方。

这里需要说明的是，本文中的前、后，及后续会提及的上、下等方位词均是电动汽车处于正常状态为基准定义的，其车头方向为前，车尾方向为后；应当理解，所述方位词的使用只是为了描述技术方案的方便，不应构成对保护范围的限制。

该实施例中，碰撞保护装置包括安装于前副车架10底部的横梁30，该横梁30包括朝向前方的前侧壁31、固接于前侧壁31上端的顶壁32及固接于前侧壁31下端的底壁33，也就是说，横梁30呈框架结构。其中，前侧壁31的中部具有凹形结构311。

横梁30的一端部具有供紧固件40贯穿的安装孔36，另一端部具有供紧固件40贯穿的开口槽321，该开口槽321沿横梁30的长度方向延伸。也就是说，本实施例中，横梁30的两端部通过紧固件40固装于前副车架10底部。

需要指出的是，实际操作时，可在顶壁32和底壁33的同一端部开设位置对应的安装孔36，紧固件40穿过两安装孔36与前副车架10固接；可以理解，实际上，也可只在横梁30的顶壁32上开设安装孔36，因横梁30为框架结构，紧固件40可通过横梁30端部的开口进入横梁30内部，从顶壁32下方穿过安装孔36与前副车架10固接，考虑到车下安装空间的限制，可优选在顶壁32和底壁33上均开设安装孔36的方案。

实际设置时，在顶壁32的另一端部开设开口槽321。

请一并参考图5，图5为图2所示碰撞保护装置在受到撞击时的压馈变形示意图。

在电动汽车上安装如上碰撞保护装置后，当电动汽车在行驶过程中出现托底碰撞事故时，托底的障碍物首先撞击横梁30，前侧壁31的凹形结构311将撞击力量集中在横梁30的中部，使得横梁30的中部位置发生压馈变形，随着撞击力的增加，变形加剧，因横梁30的一端设有开口槽321，所以，横梁30会沿开口槽321的延伸方向向另一侧滑动，如图5中箭头所示方向，使开口槽321脱离与之配合的紧固件40，在此过程中，横梁30吸收撞击能量，可保护前副车架10不受损坏，同时又起到保护后方动力电池20的作用。

具体的方案中，为提高电动汽车在遭遇托底撞击时，横梁30的吸收能量的大小，横梁30还包括有朝向后方的后侧壁34，该后侧壁34的上端和下端分别与顶壁32和底壁33固接。

进一步的，横梁30的顶壁32和底壁33均设有长条孔37，两长条孔37的位置上下对应。

这样设计后，横梁30的顶壁32和底壁33实为镂空结构，可在一定程度上降低横梁30的刚度，避免在托底碰撞发生时，横梁30因刚度较大而不容易被压馈变形，可提高横梁30的吸能能力，进一步降低对前副车架10及动力电池20的损伤。

除了图示方案中的设置长条孔37的结构形式，实际设置时，还可在顶壁32和底壁33上沿横向排布多个通孔。

更进一步的，位于顶壁32的多个通孔与位于底壁33的多个通孔的位置一一对应，更有利于提高横梁30的吸能能力。

具体的方案中，前侧壁31包括连续连接的若干弯曲段，该若干弯曲段形成凹形结构311。

参考图2至图4，图示方案中，凹形结构311具体由第一弯曲段311a、第二弯曲段311b和第三弯曲段311c连接形成，可以理解，实际设置时，弯曲段的数目不限于此，可以有更多。

通过若干弯曲段连续连接形成凹形结构311的方式，可使凹形结构311过渡平缓，有利于托底碰撞发生时压馈变形而吸收能量。

更具体地，凹形结构311相对横梁30的中心对称设置，这样，作为缓冲区域的凹形结构311更能发挥作用。

请一并参考图6，图6为具体实施例中碰撞保护装置的爆炸图。

为提高横梁30的加工工艺性，本实施例中，横梁30具体由两块钢制板件加工形成，这里为便于描述，将两块钢制板件称之为第一钢制板件301和第二钢制板件302。

其中，第一钢制板件301包括第一板体和沿第一板体两侧折弯形成的两第一折板，即第一钢制板件301为一体结构件；第二钢制板件302包括第二板体和沿第二板体两侧折弯形成的两第二折板，即第二钢制板件301也为一体结构件。

其中，将第一钢制板件301的两第一折板分别与第二钢制板件302的两第二折板焊接固定，以形成横梁30，图6中示例性地示出了焊料303。

以图6所示方位，焊接后，第一钢制板件301的第一板体即形成横梁30的顶壁31，第二钢制板件302的第二板体即形成横梁30的底壁33，位于前侧的第一折板和第二折板即形成横梁30的前侧壁31，位于后侧的第一折板和第二折板即形成横梁30的后侧壁34。

如此设计，横梁30的焊缝位于中部，可使其在遇到撞击时，受力均衡。

需要指出的是，在将横梁30安装于前副车架10时，与安装孔36配合的紧固件40的安装力矩应当满足其引起的平面摩擦力小于撞击障碍物的力与凹形结构311的变形力之和；可以理解，这与碰撞缓冲保护需求相关，具体地，可通过试验或仿真计算等获取凹形结构311变形力与碰撞时冲击力大小的关系，结合实际保护需求来设定前述安装力矩的具体值。

上述实施例中，横梁30是通过紧固件40的方式与前副车架10固接，实际操作时，也可通过焊接的方式将横梁30与前副车架10相对固定。此方案中，可具体在横梁30的顶壁31设置与前副车架10焊接的焊接区域，其中，该焊接区域包括位于顶壁32一端部的焊接位，该焊接位沿横梁30的长度方向延伸，且其长度不超过预设值。

这样，当发生托底碰撞事故时，托底的障碍物首先撞击横梁30，前侧壁31的凹形结构311将撞击力量集中在横梁30的中部，使得横梁30的中部位置发生压馈变形，随着撞击力的增加，变形加剧，该焊接位的焊缝受力脱落，在此过程中，横梁吸收撞击能量，可保护前副车架不受损坏，同时又起到保护后方动力电池的作用。

应当理解，与前述安装力矩类似，该方案中，所述焊接位的长度的预设值也可根据实际缓冲保护需求等多方因素来确定，比如使其不超过10mm等。

以上对本发明所提供的一种电动汽车及其碰撞保护装置均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.电动汽车的碰撞保护装置，其特征在于，包括安装于前副车架(10)底部且位于动力电池(20)前方的横梁(30)；

所述横梁(30)包括朝向前方的前侧壁(31)、固接于所述前侧壁(31)上端的顶壁(32)及固接于所述前侧壁(31)下端的底壁(33)；所述前侧壁(31)的中部具有凹形结构(311)；

所述横梁(30)的一端部具有供紧固件(40)贯穿的安装孔(36)，另一端部具有供紧固件(40)贯穿的开口槽(321)，所述开口槽(321)沿所述横梁(30)的长度方向延伸；或者，

所述顶壁(32)设有用于与所述前副车架(10)焊接的焊接区域，所述焊接区域包括位于所述顶壁(32)一端部的焊接位，所述焊接位沿所述横梁(30)的长度方向延伸，且其长度不超过预设值。

2.根据权利要求1所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述横梁(30)还包括朝向后方的后侧壁(34)，其上端和下端分别与所述顶壁(32)和所述底壁(33)固接。

3.根据权利要求2所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述顶壁(32)和所述底壁(33)均具有长条孔(37)，两所述长条孔(37)的位置上下对应。

4.根据权利要求2所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述顶壁(32)和所述底壁(33)均具有沿横向排布的多个通孔。

5.根据权利要求4所述的碰撞保护装置，其特征在于，位于所述顶壁(32)的多个所述通孔与位于所述底壁(33)的多个所述通孔的位置一一对应。

6.根据权利要求2所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述横梁(30)通过两块钢制板件焊接成型，一块所述钢制板件包括第一板体和沿所述第一板体两侧折弯形成的两第一折板，另一块所述钢制板件包括第二板体和沿所述第二板体两侧折弯形成的两第二折板，所述第一折板分别与对应侧的所述第二折板焊接；

其中，所述第一板体和所述第二板体中的一者形成所述顶壁(32)，另一者形成所述底壁(33)；一侧的所述第一折板和所述第二折板形成所述前侧壁(31)，另一侧的所述第一折板和所述第二折板形成所述后侧壁(34)。

7.根据权利要求1所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述前侧壁(31)包括连续连接的若干弯曲段，所述若干弯曲段形成所述凹形结构(311)。

8.根据权利要求7所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述凹形结构(311)相对所述横梁(30)的中心对称。

9.电动汽车，包括前副车架(10)和位于所述前副车架(10)后方的动力电池(20)；其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的碰撞保护装置，所述碰撞保护装置固装于所述前副车架(10)的底部。