CN110435767B - 一种轴距可变的电动汽车车架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴距可变的电动汽车车架，包括前车架、中车架、后车架、轴距可变装置；中车架含有长纵梁、短纵梁、中间横梁，长纵梁下侧为倒凸型，上侧设有半圆形沟槽，前车架、后车架均含有中间纵梁、侧纵梁、横梁，横梁与长纵梁下侧倒凸型配合，中间纵梁半圆形凸台与长纵梁半圆形沟槽配合，侧纵梁与短纵梁两端套接在一起并能相对滑动；轴距可变装置含有平行于中间横梁的丝杆，丝杆中部设有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相互啮合并有电机驱动，滑块布置在从动齿轮两侧并与丝杆螺纹配合，滑块两侧活动斜梁与前车架、后车架的横梁连接。本发明具有可变轴距、电池快换接口、可根据需要安装电池容量的优点，可进一步提高电池效率和汽车空间利用率。

Description

一种轴距可变的电动汽车车架

技术领域

本发明设计电动汽车车身结构，尤其是一种轴距可变的电动汽车车架。

背景技术

电动汽车作为一种在使用中零排放的交通工具，在国家环保与能源政策的压力下，得到迅猛发展，但当前电动车的电池使用效率随着整车重量的增加，单位能量能够行驶的里程却相应缩短，对于短途交通的使用需求，过量电池成为一种里程负担；同时，固定容量的电池大多安装在车内，在电池高频次充放电的情况下，容量会相应下降，电池的慢充多则至少8小时，少则也要4个小时，其充电时间相较燃油车而言，仍然存在效率较低的问题，若采用高电压、高电流充电，对电池使用寿命又存在不利影响，因此，在长途高行驶里程的需求下，电动车显得力不从心，限制了电动车的长距离使用。

车辆在城市使用工况中，大多为一人驾驶，驾驶室乘员空间的利用率较低；长途旅行中，为了乘客数量和载货需求，又需要较大空间；厂家结合人们对汽车使用经济性需求，开发出轴距或大或小的汽车，因此，人们在购买车辆时候，总是纠结于大空间、小空间的问题，有的甚至需要购买两辆及以上的汽车以满足家庭需求。

城市发展中，停车场的投入总是难以跟上人们消费的需求和愿望，尤其有些大型车消耗掉较大的车位空间，而车辆在停置状态下，对人们的生活无任何有益贡献，因此，减少车辆在无贡献状态下的资源占用和消耗也是促进城市空间有效利用的一条途径。

不同轴距的车辆在驾乘体验的舒适度、适应不同路面上有所差异，也是人们在购买车辆时的考虑重点。

因此，开发一个轴距可变，兼顾电池快速换装的纯电动汽车的车架，以适应人们对不同轴距车型的使用需求，显得尤为必要。

发明内容

发明目的：本发明解决的技术问题是提供一种适用于轴距可变、电池换装空间可变的纯电动汽车车架。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种轴距可变的电动汽车车架，包括前车架、中车架、后车架、轴距可变装置；

所述中车架含有长纵梁、短纵梁、中间横梁，短纵梁布置在长纵梁两侧，中间横梁连接长纵梁、短纵梁，长纵梁下侧为倒凸型，上侧为半圆形沟槽；

所述前车架含有前侧中间纵梁、布置在前侧中间纵梁两侧的前侧纵梁、连接前侧中间纵梁、前侧纵梁的前侧横梁一、前侧横梁二；

所述后车架含有后侧中间纵梁、布置在后侧中间纵梁两侧的后侧纵梁、连接后侧中间纵梁、后侧纵梁的后侧横梁一、后侧横梁二；

前侧横梁一、前侧横梁二、后侧横梁一、后侧横梁二、中间横梁侧面设有动力电池安装槽，底面设有与长纵梁下侧倒凸型相匹配的凹型槽，前侧中间纵梁、后侧中间纵梁底面设有与长纵梁上侧半圆形沟槽相配合的半圆形凸台，前侧纵梁、后侧纵梁与短纵梁两端套接在一起并能相对滑动。

所述轴距可变装置含有滑块、丝杆、从动齿轮、活动斜梁，丝杆平行于中间横梁设置，丝杆中部设有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相互啮合，主动齿轮轴通过电机驱动，滑块布置在从动齿轮两侧并与丝杆螺纹配合，滑块两侧设有活动斜梁，活动斜梁一端通过铰链与滑块连接，活动斜梁另一端通过铰链与前侧横梁二、后侧横梁二连接。

进一步的，所述动力电池安装槽沿横向设置。

进一步的，所述丝杆设置在中间横梁上方，中间横梁中部设有丝杆安装基座，两端设有固定支座，丝杆中部通过圆锥滚子轴承与丝杆安装基座相连，丝杆两端通过圆锥滚子轴承与固定支座相连，从动齿轮、主动齿轮设置在丝杆安装基座内。

进一步的，所述中间横梁顶面设有T型槽，滑块底部设有与T型槽相配合的倒T型凸起。

进一步的，所述活动斜梁长度略大于中车架横向宽度的二分之一。

进一步的，所述前车架前侧设有前悬架安装支架，前悬架安装支架设有防撞梁、吸能盒；所述防撞梁为槽型钢；所述吸能盒为台阶状。

进一步的，所述前悬架安装支架是由前侧纵向杆、前侧横杆、前侧垂直短杆、前侧垂直长杆组成的方形框架，前侧纵向杆、前侧横杆、前侧垂直短杆、前侧垂直长杆采用空心方钢；前悬架安装支架与前车架的前侧横梁一焊接。

进一步的，所述后车架后侧设有后悬架安装支架。

进一步的，所述后悬架安装支架是由后侧纵向杆、后侧横杆、后侧垂直杆、后侧底面纵向杆组成的方形框架，后侧纵向杆、后侧横杆、后侧垂直杆、后侧底面纵向杆采用空心方钢；后悬架安装支架与后车架的后侧横梁一焊接；进一步的，所述后侧垂直杆截面为梯形。

本发明与现有技术相比，具有以下显著的进步：

(1)前车架、后车架相对于中车架可前后移动，车架轴距可变，实现电动车的乘坐空间变化，同时，实现电池容量可调整，减少里程负担；

(2)车架的轴距可变装置为纯机械连接，靠低速大扭矩电机实现驱动，前车架、中车架、后车架固定连接和活动连接的点更多，能够有效提升车架整体性，保证垂向刚度和强度；

(3)前悬安装支架、后悬安装支架使底盘具有足够高度，可将电池安装底盘下，实现整车电池的快速换装。

(4)该车架兼具停车方便、适用于复杂弯道等特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为前车架结构示意图；

图3为中车架结构示意图；

图4为轴距可变装置结构示意图；

图5为后车架结构示意图；

图中，I-前车架、II-中车架、III-后车架，IV-轴距可变装置，1-长纵梁、2-短纵梁、3-中间横梁、4-丝杆安装基座、5-固定支座、6-前侧中间纵梁、7-前侧纵梁、8-前侧横梁一、9-前侧横梁二、10-后侧中间纵梁、11-后侧纵梁、12-后侧横梁一、13-后侧横梁二、14-滑块、15-丝杆、16-从动齿轮、17-活动斜梁、18-前悬架安装支架、19-防撞梁、20-吸能盒、21-前侧纵向杆、22-前侧横杆、23-前侧垂直短杆、24-前侧垂直长杆、25-后悬架安装支架、26-后侧纵向杆、27-后侧横杆、28-后侧垂直杆、29-后侧底面纵向杆、30-半圆形沟槽、31-动力电池安装槽、32-凹型槽。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本发明的一种轴距可变的电动汽车车架，包括前车架I、中车架II、后车架III、轴距可变装置IV。

如图1和3所示，所述中车架II含有长纵梁1、短纵梁2、中间横梁3，短纵梁2布置在长纵梁1两侧，中间横梁3连接长纵梁1、短纵梁2，长纵梁1下侧为倒凸型，长纵梁1上侧设有半圆形沟槽30。

如图1和2所示，所述前车架I含有前侧中间纵梁6、布置在前侧中间纵梁6两侧的前侧纵梁7、连接前侧中间纵梁6、前侧纵梁7的前侧横梁，前侧横梁包括平行设置的前侧横梁一8、前侧横梁二9。

如图1和5所示，所述后车架I含有后侧中间纵梁10、布置在后侧中间纵梁10两侧的后侧纵梁11、连接后侧中间纵梁10、后侧纵梁11的后侧横梁，后侧横梁包括平行设置的后侧横梁一12、后侧横梁二13，

前侧横梁一8、前侧横梁二9、后侧横梁一12、后侧横梁二13、中间横梁3侧面设有动力电池安装槽31，所述动力电池安装槽31沿横向设置，便于电池的快速换装。前侧横梁一8、前侧横梁二9、后侧横梁一12、后侧横梁二13底面设有与长纵梁1下侧倒凸型相匹配的凹型槽32。前侧中间纵梁6、后侧中间纵梁10底面设有与长纵梁1上侧半圆形沟槽30相配合的半圆形凸台。前侧纵梁7、后侧纵梁11与短纵梁2两端套接在一起并能相对滑动。

如图1、3、4所示，所述轴距可变装置IV含有滑块14、丝杆15、从动齿轮16、活动斜梁17，丝杆15平行于中间横梁3设置，丝杆15中部设有从动齿轮16，从动齿轮16与主动齿轮相互啮合，主动齿轮轴通过电机驱动，滑块14布置在从动齿轮16两侧并与丝杆15螺纹配合，滑块14两侧设有活动斜梁17，活动斜梁17为四根，两两对称的布置在滑块14两侧，活动斜梁17一端通过铰链与滑块14连接，活动斜梁17另一端通过铰链与前侧横梁二9、后侧横梁二13连接。

本实施例中，所述丝杆15设置在中间横梁3上方，中间横梁3顶部设有丝杆安装基座4、两端设有固定支座5，丝杆15中部通过圆锥滚子轴承与丝杆安装基座4相连，丝杆15两端通过圆锥滚子轴承与固定支座5相连，从动齿轮16、主动齿轮设置在丝杆安装基座4内。通过丝杆安装基座4起到稳定丝杆15、保护从动齿轮16、主动齿轮的作用。

优选的，所述中间横梁3顶面设有T型槽，滑块14底部设有与T型槽相配合的倒T型凸起。中间横梁3、滑块14通过T型槽结构配合，对滑块14起到导向、稳定的作用。所述活动斜梁17长度略大于中车架II横向宽度的二分之一。

如图2所示，所述前车架I前侧设有前悬架安装支架18，前悬架安装支架18设有防撞梁19、吸能盒20。所述防撞梁19为槽型钢；所述吸能盒20为台阶状。所述前悬架安装支架18是由四根前侧纵向杆21、四根前侧横杆22、两根前侧垂直短杆23、两根前侧垂直长杆24组成的方形框架，前侧纵向杆21、前侧横杆22、前侧垂直短杆23、前侧垂直长杆24均采用空心方钢。前悬架安装支架18与前车架I的前侧横梁一8焊接。

如图5所示，所述后车架III后侧设有后悬架安装支架25。所述后悬架安装支架25是由两根后侧纵向杆26、三根后侧横杆27、四根后侧垂直杆28、两根后侧底面纵向杆29组成的方形框架，后侧纵向杆27、后侧横杆27、后侧垂直杆28、后侧底面纵向杆29采用空心方钢；后悬架安装支架25与后车架III的后侧横梁一12焊接。所述后侧垂直杆28截面为梯形。

该电动汽车车架的轴距调节方法，通过电机驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮16并使丝杆15转动，滑块14在丝杆15带动下沿丝杆16轴向运动，当从动齿轮16两侧的滑块14向从动齿轮16移动时，通过活动斜梁17带动前侧横梁9、后侧横梁13向中间横梁3移动，车架整体长度变短，反之，当从动齿轮16两侧的滑块14远离从动齿轮16移动时，通过活动斜梁17带动前侧横梁二9、后侧横梁二13远离中间横梁3，车架整体长度变长。在车架轴距调节过程中，由于前侧横梁、后侧横梁底面凹型槽32与长纵梁1下侧倒凸型相匹配，并且前侧中间纵梁6、后侧中间纵梁10底面半圆形凸台与长纵梁1上侧半圆形沟槽30相配合，可以保证车架移动过程的位置同步；将车架从侧面上下角度分析，上侧特征有，前侧中间纵梁6、长纵梁3、后侧中间纵梁10有一定重合度，前侧纵梁7、短纵梁2、后侧纵梁11有一定重合度，且前车架I的前侧横梁二9、后车架III的后侧横梁二13通过活动斜梁17连接，形成上车架；下侧特征有，前侧横梁一8、前侧横梁二9与后侧横梁一12、后侧横梁二13通过长纵梁3的凹型槽32连接，形成下车架，上车架和下车架形成的整体，提高整车伸长和缩短时候的垂向刚度，实现可靠控制。

车架轴距产生变化后，车架底部空间随之变化，可根据需要改变电池容量，进一步提高电池效率和汽车空间利用率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种轴距可变的电动汽车车架，其特征在于：包括前车架（I）、中车架（II）、后车架（III）、轴距可变装置（IV）；

所述中车架（II）含有长纵梁（1）、短纵梁（2）、中间横梁（3），短纵梁（2）布置在长纵梁（1）两侧，中间横梁（3）连接长纵梁（1）、短纵梁（2），长纵梁（1）下侧为倒凸型，上侧为半圆形沟槽（30）；

所述前车架（I）含有前侧中间纵梁（6）、布置在前侧中间纵梁（6）两侧的前侧纵梁（7）、连接前侧中间纵梁（6）和前侧纵梁（7）的前侧横梁一（8）和前侧横梁二（9）；

所述后车架（III）含有后侧中间纵梁（10）、布置在后侧中间纵梁（10）两侧的后侧纵梁（11）、连接后侧中间纵梁（10）和后侧纵梁（11）的后侧横梁一（12）和后侧横梁二（13）；

前侧横梁一（8）、前侧横梁二（9）、后侧横梁一（12）、后侧横梁二（13）、中间横梁（3）侧面设有动力电池安装槽（31），

底面设有与长纵梁（1）下侧倒凸型相匹配的凹型槽（32），前侧中间纵梁（6）、后侧中间纵梁（10）底面设有与长纵梁（1）上侧半圆形沟槽（30）相配合的半圆形凸台，前侧纵梁（7）、后侧纵梁（11）与短纵梁（2）两端套接在一起并能相对滑动；

所述轴距可变装置（IV）含有滑块（14）、丝杆（15）、从动齿轮（16）、活动斜梁（17），丝杆（15）平行于中间横梁（3）设置，丝杆（15）中部设有从动齿轮（16），从动齿轮（16）与主动齿轮相互啮合，主动齿轮轴通过电机驱动，滑块（14）布置在从动齿轮（16）两侧并与丝杆（15）螺纹配合，滑块（14）两侧设有活动斜梁（17），活动斜梁（17）一端通过铰链与滑块（14）连接，活动斜梁（17）另一端通过铰链与前侧横梁二（9）、后侧横梁二（13）连接；

所述动力电池安装槽（31）沿横向设置。

2.根据权利要求1所述的一种轴距可变的电动汽车车架，其特征在于：所述丝杆（15）设置在中间横梁（3）上方，中间横梁（3）中部设有丝杆安装基座（4），两端设有固定支座（5），丝杆（15）中部通过圆锥滚子轴承与丝杆安装基座（4）相连，丝杆（15）两端通过圆锥滚子轴承与固定支座（5）相连，从动齿轮（16）、主动齿轮设置在丝杆安装基座（4）内。

3.根据权利要求2所述的一种轴距可变的电动汽车车架，其特征在于：所述中间横梁（3）顶面设有T型槽，滑块（14）底部设有与T型槽相配合的倒T型凸起。

4.根据权利要求2所述的一种轴距可变的电动汽车车架，其特征在于：所述活动斜梁（17）长度略大于中车架（II）横向宽度的二分之一。

5.根据权利要求1所述一种轴距可变的电动汽车车架，其特征在于：所述前车架（I）前侧设有前悬架安装支架（18），前悬架安装支架（18）设有防撞梁（19）、吸能盒（20）；所述防撞梁（19）为槽型钢，所述吸能盒（20）为台阶状。

6.根据权利要求5所述一种轴距可变的电动汽车车架，其特征在于：所述前悬架安装支架（18）是由前侧纵向杆（21）、前侧横杆（22）、前侧垂直短杆（23）、前侧垂直长杆（24）组成的方形框架，前侧纵向杆（21）、前侧横杆（22）、前侧垂直短杆（23）、前侧垂直长杆（24）采用空心方钢；前悬架安装支架（18）与前车架（I）的前侧横梁一（8）焊接。

7.根据权利要求1所述一种轴距可变的电动汽车车架，其特征在于：所述后车架（III）后侧设有后悬架安装支架（25）。

8.根据权利要求7所述一种轴距可变的电动汽车车架，其特征在于：所述后悬架安装支架（25）是由后侧纵向杆（26）、后侧横杆（27）、后侧垂直杆（28）、后侧底面纵向杆（29）组成的方形框架，后侧纵向杆（26）、后侧横杆（27）、后侧垂直杆（28）、后侧底面纵向杆（29）采用空心方钢；后悬架安装支架（25）与后车架（III）的后侧横梁一（12）焊接；所述后侧垂直杆（28）截面为梯形。

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