CN110758562A - 一种平台车身结构及具有其的平台车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多种类型动力共用整车平台车身结构领域，提供一种系列平台车身前舱结构、一种系列平台车身结构及搭载多种类型动力的系列平台车辆。动力类型包括纯电、混动和燃油等。其中，考虑多种动力的情况下，前纵梁及前围横梁可以根据整车重量进行厚度调整，以达到不同重量的整车具有相同的碰撞性能目的。纵梁本体前端六角形截面吸能，向后延伸截面渐变增强，中部增加纵向贯通凹槽将纵梁分割为上下两个传力通道，将力传递给A柱及门槛，前围横梁抵抗横向力支撑纵梁，增加前围刚度，碰撞中抵抗机舱内结构或动力侵入前围，保护前排乘员，具有更高的安全性能，前围和地板可根据动力类型配置，形成不同动力类型的平台车身结构，并用于不同动力类型的整车平台车辆。

Description

一种平台车身结构及具有其的平台车辆

技术领域

本发明涉及平台车身结构、碰撞安全及整车平台开发的技术领域，特别涉及一种平台车身前舱结构，并且涉及一种平台车身结构及具有其的平台系列车辆。

背景技术

汽车作为重要的交通工具，在人们的日常生活中起着越来越重要的作用。在给人们日常生活带来便利的同时，交通事故也给人们生命财产造成的损失也给人们带来困扰，降低交通事故死亡率，减少交通事故危害及损失是汽车开发的重要课题。因而汽车行业存在强制性安全法规及标准，与此同时更为严苛NCAP等第三方协议也对汽车安全性能开发提出了挑战，不断促进汽车安全水平提升。我国年产销汽车已大于2000万辆，2019年汽车保有量达2.5亿，已然成为汽车产业大国。交通事故的发生在我国也同样被高度重视，除了国标要求外，C-NCAP逐年要求提升以及C-IASI提出的小重叠及维修经济性要求，是我国的汽车安全要求已经接近世界最高水平，并有着引领未来发展的趋势。虽然自主品牌在C-NCAP中逐渐展露头肩获得五星评价，并且开发大范围普及。然而，除个别车型外，众多自主品牌车辆在严苛的小重叠碰撞中表现差强人意。另一方面在碰撞维修经济性方面，很多国际品牌的乘用车也未能给出卓越的表现。

随着人们对绿色环保生活的要求不断认同以及国家政策引导，新能源汽车尤其是电动汽车得到了广泛关注，然而纯电动汽车的续航里程焦虑以及气候恐惧问题，在高功率公共充电桩未全面广泛建立起来前，传统的燃油车及过渡性的混合动力车型，仍将存在一定时期。作为主机厂为了兼顾各方市场需求，需要开发生产不同动力类型的车辆，因而需要支出多种动力类型车辆的开发成本。通常主机厂为了节约开发成本采用平台架构技术，对多车型进行平台化提高各车型间的共用性。如大众开发的MQB、MLB平台可用于旗下的燃油、混动车型，MEB、PPE平台用于旗下的电动车开发与技术共享节约成本。如果能将纯电、燃油及混动共平台生产，可以进一步提高多种动力类型间零件及系统的共用性，提高整车的共用率，进一步降低车型的总体开发成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种平台车身共用前舱结构，以解决搭载多种动力车身结构在满足前舱的动力布置及碰撞安全的需求上，该共用结构的后部可根据动力类型和储能、耗散模块的需求灵活布置地板，从而解决多种类型动力共用车身的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是按下述方法实现的。

一种车身前舱结构，其中，所述平台车身前舱结构包括左右纵梁、前围横梁及纵梁前端连接板。纵梁分前后两段， 由内板和外板焊接而成。前围横梁布置于左右纵梁之间。

进一步的，所述平台车身前舱结构，纵梁前段前部采用较大截面作为吸能区域，增强纵梁吸能，提高碰撞性能。向后延伸截面横向宽度减小，高度稍微增大，以增大转向、行驶系统及动力总成的布置空间，同时保持纵梁碰撞前期稳固。在到达前围附近，纵梁横向向外延伸，截面横向逐渐增大，截面竖向逐渐增大变化幅度，直至延伸至A柱内板及门槛。

进一步的，所述平台车身前舱结构的左右纵梁之间的前围横梁可以有效的承担纵梁横向外延产生的横向载荷，在前围节点处受力达到平衡，减少附加弯矩，碰撞过程乘员舱更稳固。

进一步的，所述平台车身前舱结构在纵梁吸能区之后位置，纵梁外板中部设置纵向特征直至纵梁末端A柱位置，纵梁外板后段在前围之后设置凹陷特征，从而将纵梁分为上下两个传力通道，在提高纵梁横向稳定性的同时，由竖向载荷引起的附加弯矩由上下两个传力通道转化为轴向力。

进一步的，所述平台车身前舱结构的前部吸能区的纵梁内、外板增加规律竖向诱导特征，使得纵梁前部可以稳定溃缩变形，提高纵梁吸能。

进一步的，所述平台车身前舱结构在前围横梁位置，纵梁外板增加诱导特征，使得纵梁发生横向弯折变形，降低碰撞载荷，减小加速度，降低约束系统对乘员的载荷，减小损伤，改善乘员保护性能。

进一步的，所述平台车身前舱结构的前端设有连接结构以连接纵梁之前的防撞梁及吸能系统，该连接结构简单，刚度大，碰撞时，前部吸能结构溃缩过程中，不会发生变形，降低维修成本，提高碰撞维修经济性。

进一步的，所述平台车身前舱结构纵梁前段和后段存在厚度差异，保持碰撞性能的同时，减小重量。

进一步的，所述平台车身前舱结构前围横梁两端及中间存在厚度差异，保持前围侵入不变的情况下，降低重量。

相对现有技术，本发明所述的车身前舱结构具有下述优势。

本发明所述的车身前舱结构中，纵梁前段为阔口截面，并伴有诱导特征，可以有效的提高纵梁吸能，提升碰撞性能。纵梁前段吸能结束后，纵梁外板中部的诱导特征可以使纵梁向外弯折，降低总体荷载，降低碰撞加速度波形。纵梁本体后延横向向外延伸到A柱及门槛，配合前围横梁，加强了前围，乘员舱在碰撞过程中稳固减小乘员舱变形，有效的保护乘员，减小损伤，安全性更高。该加固的前围结构，有利于满足小重叠碰撞对乘员舱的结构变形要求。同时控制纵梁前部的诱导特征，使得在低速碰撞过程中纵梁可以承受吸能盒的溃缩载荷，纵梁本体及连接结构不发生变形，提高整车的碰撞维修经济性。

另外，纵梁前段与后段和前围横梁的两端与中部各自存在厚度差异，在保持碰撞耐久性能的同时，减小重量，降低成本。

另外，在前围处，纵梁及前围横梁受力达到平衡，形成了独立的平衡体系，较传统结构向后传递的力，传递至A柱及门槛。这样可以根据不同动力类型对储能和耗散模块的空间布置要求，灵活的布置前围和地板结构。使得不同类型动力可以共用前舱结构。另外根据整车重量调整前舱结构厚度，以满足不同动力类型车身的碰撞性能要求。

本发明的另一个目的在于提供一种多种动力搭载的平台车身结构，以解决多种类型动力对前舱结构的共用性同时，保持良好的碰撞性能的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是按如下方式实现的。

一种平台车身结构其中，所述车身结构设置由以上方案所述的车身前舱结构。车身的前围与地板可以根据动力储能和耗散模块的空间布置要求，相应的配置不同的前围与地板结构。保持前舱的共用性。同时根据整车重量，调整所述前舱结构厚度，实现不同动力类型的车身间的共用，提高共用率。所述车身结构不但具备上述前舱结构较现有技术相同的优势，而且不同类型动力的车身之间实现共用，因而较现有单一动力的平台车身成本更低，更具成本优势，同时碰撞性能更好。

本发明的另一个目的在于提供一种搭载多种动力平台系列车辆，以解决不同动力类型的车辆共用车身结构以及其他可平台化系统的共共用问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是按如下方式实现的。

一种多种动力平台系列车辆，所述系列车根据动力类型设置有上述方案的平台系列车身结构。较现有单一动力系列平台车辆除具备上述优势外，共用率更高，物料成本更低，更具成本优势，同时产品更具灵活性，因多种动力可进行平台化开发，整体上开发所需的开发资源及成本更低、周期更短。

附图说明

构成本发明的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

附图如下所述。

图1为本发明实施方式所述的平台车身前舱结构的示意图。

图2为本发明实施方式所述的平台车身前舱结构的俯视示意图。

图3为本发明实施方式所述的平台车身前舱结构的传力俯视示意图。

图4为本发明实施方式所述的平台车身前舱结构的纵梁特征侧向示意图。

图5为本发明实施方式所述的平台车身前舱结构的变形示意图。

附图标记说明如下所述。

1-纵梁前段左、右内板，2-纵梁后段左、右内板，3l-纵梁前段左侧外板，3r-纵梁前段右侧外板，4l-纵梁后段左侧外板，4r-纵梁后段右侧外板，5-前围横梁，6-纵梁前端左、右连接板，101-纵梁外板纵向特征，102-纵梁前端内、外板规律凸起诱导特征、102-纵梁外板凹陷诱导特征。

具体实施方式

需要说明的使，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

另外，在本发明的实施方式中提到的“前、后、纵向”，是至车身前舱结构安装于车辆后的前后方向。在本发明的实施方式中提到的“左、右、横向”，是至车身前舱结构安装于车辆后的左右方向。在本发明的实施方式中提到的“上、下、竖向”，是至车身前舱结构安装于车辆后的上下方向。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明提供一种平台车身前舱结构，其中，所述平台车身前舱结构包括两个左、右纵梁内板前段1，两个左、右纵梁内板后段2，左侧纵梁外板前段3l，右侧纵梁外板前段3r，左侧纵梁外板后段4l，右侧纵梁外板后段4r，前围横梁5，及纵梁前端连接板6构成。

参考图1和图2，纵梁由内外板对焊而成，纵梁分前后两段，纵梁内板由纵梁前端内板1及纵梁后段内板2激光拼焊或预制差厚板冲压而成，同样纵梁外板由前段外板3及后段外板4激光拼焊或预制差厚板冲压而成。纵梁前段截面为六边形，外板向外倾斜，纵梁向后延伸，截面横向宽度变小，截面竖向高度逐渐增大，提供更大的动力和行驶转向布置空间。在前围位置，纵梁横向向外延伸，截面高度增加幅度变大，直至A柱内板与门槛梁内板前端。左右纵梁除考虑安装布置要求外整体结构对称设计。

参考图3，在碰撞过程中纵梁受力向后传递，沿着纵梁直至纵梁后段内板2、外板4传递到A柱及门槛，前围横梁5抵抗纵梁外延产生的横向力，因而在前围横梁节点位置受力达到平衡，总体结构以轴向受力为主，附加弯矩小。增强的前围结构，减小碰撞中前围侵入量，员舱稳固的同时，有利于满足小重叠碰撞要求。纵梁与前围的框架结构自身实现了力的平衡，为前围及地板布置不同动力类型所需的储能和耗散模块提供了灵活的布置空间的同时，仍然保持良好的碰撞性能。

参考图4，所述平台车身前舱结构的纵梁外板3中部设计纵向凹陷特征101，将纵梁分为上下两个传力通道，连续通过纵梁外板4向后延伸直至A柱及门槛。可以将竖向力产生的弯矩转化为两个传力通道的轴力，减小截面应力，截面刚度更大，提高乘员舱刚度及整车刚度，进而具有更好碰撞性能及耐久性能。

另外，所述平台车身前舱结构的纵梁前段的内板1及外板3的侧面设计有规律竖向凸起诱导特征102，在正面碰撞过程中，纵梁前部稳定溃缩，提高纵梁吸能，改善碰撞性能。同时特征102高度适中，以确保纵梁可以承受吸能盒溃缩的载荷，在低速碰撞中，纵梁保持稳定不变形，降低整车的低速碰撞维修成本，具有更好的碰撞维修经济性性能。

参考图4，另外，所述平台车身前舱结构的纵梁外板前段3在前围位置，设计有凹陷竖向诱导特征103，，该特征减小了纵梁在位置截面的横向宽度，从而降低纵梁在该位置的横向向外的抗弯载荷。

参考图5，另外，所述平台车身前舱结构在碰撞过程中，前端稳定溃缩变形后，纵梁在诱导特征103位置向外弯折，形成“V”型折叠。弯折变形降低了纵梁整体结构承载力的，进而降低整车碰撞加速度，减小了约束系统对乘员的载荷，同时“V”形折叠降低了传递给乘员舱的载荷，有利于减小前围侵入量。以上两个因素都有利于减小乘员损伤，改善整车乘员保护性能，提高整车安全性。

另外，所述平台车身前舱结构，根据整车重量调整零部件厚度，用于不同重量的整车，达到使其具备同样的碰撞性能的目的。

另外，本发明还提供一种平台车身结构，其中，所述平台车身结构包括方案所述的平台车身前舱结构。平台车身结构包括以上所述的平台车身前舱结构、前防撞吸能系统、水箱框架、轮包、边梁、流水槽、前围、侧围、后围和地板结构。其中，根据动力类型搭配的储能和耗散模块所需的布置空间要求，配置不同的前围及地板结构，使不同类型动力的车身可以共用平台车身前舱结构。

另外，本发明还提供一种多种动力共用的平台系列车辆，其中，所述平台系列车辆根据搭载动力类型设置有以上方案所述的相应平台车身结构，同时可以最大化共用可平台化的其他系统，如底盘、内外饰、电子电器、智能网联等。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用一限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多种动力类型共用平台车身前舱结构，其特征在于：所述纵梁内板（1）和（2）及纵梁外板（3）和（4）构成闭合结构，向后延伸至A柱内板及门槛（未明示），左右纵梁整体为对称结构；在前围位置，布置前围横梁（5）；在纵梁前端布置前端连接板（6），可适应前端连接形式取消。

2.根据权利要求1所述通用平台车身前舱结构，纵梁内板（1）及纵梁外板（3）对焊为纵梁前端，其截面为六边形宽口截面，向后横向宽度逐渐减小，竖向高度逐渐变高；纵梁后部内板（3）与纵梁外板（4）对焊，截面竖向和横向逐渐扩展，直到达到A柱（未展示）端部，与A柱内板焊接，前围横梁（5）直接焊接于纵梁内板（2）。

3.根据权利要求2所述通用车身前舱结构，纵梁内板（1）和（2）及纵梁外板（3）和（4）以及前围横梁两端和中部，可以存在厚度差异，采用激光拼焊板或预成型差厚板冲压成型；前围横梁两端和中部也可采用激光拼焊板或预成型差厚版冲压成型。

4.根据权利要求2所述通用车身前舱结构，纵梁外板（3）和（4）中部设计纵向凹槽（101），将纵梁传力通道分配为上下两道，将纵梁承载力传递至A柱及门槛梁（未展示）。

5.根据权利要求2所述通用车身前舱结构，纵梁内板（1）和（2）前端竖向立面设计规律突起诱导特征（102）。

6.根据权利要求2所述通用车身前舱结构，纵梁内板（1）和（2）前端竖向立面设计凹陷诱导特征（103）。

7.根据权利要求2所述通用车身前舱结构，可根据动力类型配置不同的下前围及地板结构。

8.根据权利要求2所述通用车身前舱结构，零件（1）-（5）均可根据整车重量，调整厚度，用于不同种类动力配置车型。

9.一种平台车身前舱结构，其特征在于，所述车身结构设置有权利要求1-6中任意一项所述车身前舱结构。

10.一种平台车身结构，其特征在于，所述车身结构设置有权利要求7-9所述的车身前舱结构，根据动力类型需求，配置前围及地板结构。

11.一种平台系列车辆，其特征在于，所述系列车辆根据动力类型设置有权利要求10所述的系列相应车身结构，该系列车辆可最大化共用其他系统，如底盘、内外饰、电子电器、智能网联、智能驾驶、空调系统等。

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