CN110843919A - 用于电动汽车的前副车架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开涉及汽车零部件设计制造技术领域，尤其是一种用于电动汽车的前副车架，所述前副车架为铝合金制成，前副车架包括依次围合连接在一起的左后铸铝支架、后挤压铝横梁、右后铸铝支架、右挤压铝纵梁、前铸铝支架、左挤压铝纵梁，且以上部件均通过焊接连接在一起。本发明的前副车架相对于现有钣金件的前副车架，其在重量上减重效果可达到30％以上，显著降低了前副车架的重量，同时该前副车架材质主要是低压铸造铝合金结构与铝合金挤压型材结构，主要零件只有6个，整个前副车架的焊缝数量也只有6条，结构更简单，在制造工艺难度上得到降低，加工成品率得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件设计制造技术领域，尤其是一种用于电动汽车的前副车架。
背景技术
汽车前副车架是汽车底盘系统中重要的组成部分，是连接汽车的前控制臂、后控制臂、转向机、电动机悬置和车体的桥梁。目前，现有的汽车前副车架主要有两种方式进行加工制造，第一种方式为：采用钢制钣金冲压件焊接而成，钣金冲压成型难度大，前副车架重量较大；第二种方式为：采用管梁件和钣金组合焊接而成，然后在主体结构上焊接各种支架，这样导致前副车架结构比较复杂，加工工序多，前副车架重量也较大，导致两种现有汽车副车架均不是很适用在电动汽车上。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种方便加工制造、重量轻的电动汽车前副车架。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于电动汽车的前副车架，所述前副车架为铝合金制成，前副车架包括依次围合连接在一起的左后铸铝支架、后挤压铝横梁、右后铸铝支架、右挤压铝纵梁、前铸铝支架、左挤压铝纵梁，且左后铸铝支架与后挤压铝横梁、后挤压铝横梁与右后铸铝支架、右后铸铝支架与右挤压铝纵梁、右挤压铝纵梁与前铸铝支架、前铸铝支架与左挤压铝纵梁和左挤压铝纵梁与左后铸铝支架均通过焊接连接在一起。
进一步的是，左后铸铝支架包括左后铸铝本体，左后铸铝本体为中空结构，左后铸铝本体的左后侧设置有第一汽车车体安装套管，左后铸铝本体的左前侧设置有左前控制臂安装支架，左前控制臂安装支架上设置第一连接孔，左后铸铝本体的前侧设置有第一矩形焊接接头，左后铸铝本体的右侧设置有第一电动机悬置安装支架，第一电动机悬置安装支架上设置有第二连接孔，且第一电动机悬置安装支架处设置有螺帽安装矩形槽，左后铸铝本体的右侧设置有第二矩形焊接接头。
进一步的是，后挤压铝横梁为铝合金挤压型材制成的中空结构，后挤压铝横梁的截面形状为矩形。
进一步的是，右后铸铝支架包括右后铸铝本体，右后铸铝本体为中空结构，右后铸铝本体的左侧设置有第三矩形焊接接头，右后铸铝本体的右后侧设置有第二汽车车体安装套管，右后铸铝本体的右前侧设置有右前控制臂安装支架，右前控制臂安装支架上设置有第三连接孔，右后铸铝本体的前侧设置有第四矩形焊接接头。
进一步的是，右挤压铝纵梁为铝合金挤压型材制成的中空结构，右挤压铝纵梁的截面形状为矩形。
进一步的是，右挤压铝纵梁的中间设置有第一V型凹槽。
进一步的是，前铸铝支架包括依次围合在一起的前梁、左梁、后梁、右梁，前梁的左、右两侧分别设置有第三汽车车体安装套管，前梁的前侧设置有汽车转向机安装台，左梁的左侧设置有后控制臂安装支架，后梁的中间设置有第二电动机悬置安装支架，且后梁的左、右两侧分别设置有第五矩形焊接接头。
进一步的是，前铸铝支架为背面开口的一体结构，前铸铝支架中间设置有相互交叉连接的加强筋。
进一步的是，左挤压铝纵梁为铝合金挤压型材制成的中空结构，左挤压铝纵梁的截面形状为矩形。
进一步的是，左挤压铝纵梁的中间设置有第二V型凹槽。
本发明的有益效果是：本发明的前副车架为铝合金制成，是全铝合金结构，相对于现有钣金件的前副车架，其在重量上减重效果可达到30％以上，显著降低了前副车架的重量，特别适用于电动汽车。本发明的前副车架包括依次围合连接在一起的左后铸铝支架、后挤压铝横梁、右后铸铝支架、右挤压铝纵梁、前铸铝支架、左挤压铝纵梁，且左后铸铝支架与后挤压铝横梁、后挤压铝横梁与右后铸铝支架、右后铸铝支架与右挤压铝纵梁、右挤压铝纵梁与前铸铝支架、前铸铝支架与左挤压铝纵梁和左挤压铝纵梁与左后铸铝支架均通过焊接连接在一起，左后铸铝支架、后挤压铝横梁、右后铸铝支架、右挤压铝纵梁、前铸铝支架、左挤压铝纵梁均可采用CNC进行加工，铝合金材料也更方便加工制作，其加工精度也相对于钣金前副车架也更高；该前副车架材质主要是低压铸造铝合金结构与铝合金挤压型材结构，主要零件只有6个，整个前副车架的焊缝数量也只有6条，结构更简单，在制造工艺难度上得到降低，加工成品率得到提高。
附图说明
图1是本发明前副车架的结构示意图；
图2是前副车架的背面结构示意图；
图3是左后铸铝支架的结构示意图；
图4是后挤压铝横梁的结构示意图；
图5是右后铸铝支架的结构示意图；
图6是右挤压铝纵梁的结构示意图；
图7是前铸铝支架的结构示意图；
图8是左挤压铝纵梁的结构示意图；
图中标记为：左后铸铝支架1、左后铸铝本体11、第一汽车车体安装套管12、左前控制臂安装支架13、第一连接孔14、第一矩形焊接接头15、第一电动机悬置安装支架16、螺帽安装矩形槽19、第二矩形焊接接头18、第二连接孔17、后挤压铝横梁2、右后铸铝支架3、右后铸铝本体31、第三矩形焊接接头32、第二汽车车体安装套管33、右挤压铝纵梁4、第一V型凹槽41、前铸铝支架5、前梁51、左梁52、后梁53、右梁54、第三汽车车体安装套管55、汽车转向机安装台56、后控制臂安装支架57、第二电动机悬置安装支架58、加强筋59、左挤压铝纵梁6、第二V型凹槽61。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
下列描述各部件方位以图1所示方位为基准。
如图1、图2所示，本发明用于电动汽车的前副车架，所述前副车架为铝合金制成，前副车架包括依次围合连接在一起的左后铸铝支架1、后挤压铝横梁2、右后铸铝支架3、右挤压铝纵梁4、前铸铝支架5、左挤压铝纵梁6，且左后铸铝支架1与后挤压铝横梁2、后挤压铝横梁2与右后铸铝支架3、右后铸铝支架3与右挤压铝纵梁4、右挤压铝纵梁4与前铸铝支架5、前铸铝支架5与左挤压铝纵梁6和左挤压铝纵梁6与左后铸铝支架1均通过焊接连接在一起。
左后铸铝支架1的材质为低压铸造铝合金结构，采用此种结构在加工时可以通过放置砂芯实现零件中空结构，有效降低零件的重量，且低压铸造铝合金具有较好的焊接性能，可以实现与其他铝合金结构的焊接连接。本发明左后铸铝支架1优选的一种结构为：如图1、图3所示，左后铸铝支架1包括左后铸铝本体11，左后铸铝本体11为中空结构，左后铸铝本体11的左后侧设置有第一汽车车体安装套管12，左后铸铝本体11的左前侧设置有左前控制臂安装支架13，左前控制臂安装支架13上设置第一连接孔14，左后铸铝本体11的前侧设置有第一矩形焊接接头15，左后铸铝本体11的右侧设置有第一电动机悬置安装支架16，第一电动机悬置安装支架16上设置有第二连接孔17，且第一电动机悬置安装支架16处设置有螺帽安装矩形槽19，左后铸铝本体11的右侧设置有第二矩形焊接接头18。左后铸铝本体11为中空结构能够进一步降低重量。第一汽车车体安装套管12用于与汽车车体连接的安装套管，由于铝合金不便于加工螺纹，加工出的螺纹强度较低，所以为了简化加工，提高与汽车车体连接强度，第一汽车车体安装套管12的内表面不加工螺纹，通过连接螺栓穿过第一汽车车体安装套管12将左后铸铝支架1与汽车车体连接在一起。左前控制臂安装支架13是左前控制臂的安装支架，左前控制臂安装支架13优选为耳片式结构，第一连接孔14的内表面也不加工螺纹，通过连接螺栓穿过第一连接孔14将左前控制臂安装在前副车架上。第一电动机悬置安装支架16是电动机悬置安装的支架，第一电动机悬置安装支架16也优选为耳片式结构，第二连接孔17的内表面也不加工螺纹，通过连接螺栓穿过第二连接孔17将电动机悬置安装在前副车架上，第一电动机悬置安装支架16处设置有螺帽安装矩形槽19，螺帽安装矩形槽19用于第一电动机悬置安装支架16安装螺母的限位，避免装配时螺栓打滑，提升装配效率。左后铸铝支架1与后挤压铝横梁2、左挤压铝纵梁6均通过焊接连接在一起，为了便于焊接，提高连接的强度，左后铸铝本体11的前侧设置有第一矩形焊接接头15，左后铸铝本体11的右侧设置有第二矩形焊接接头18，焊接时，将第一矩形焊接接头15插入左挤压铝纵梁6中，第二矩形焊接接头18插入后挤压铝横梁2中，通过采用MIG环焊进行连接，从而完成焊接工作。
后挤压铝横梁2用于连接左后铸铝支架1和右后铸铝支架3，后挤压铝横梁2优选为铝合金挤压型材，铝合金挤压型材的强度较高，质量轻，与低压铸造铝合金结构焊接具有焊接性能。为了进一步降低重量，如图4所示，后挤压铝横梁2为中空结构，后挤压铝横梁2的截面形状优选为矩形，使得焊缝焊接坡口更容易加工，降低工艺难度和制造成本。
右后铸铝支架3的材质为低压铸造铝合金结构，本发明右后铸铝支架3优选的一种结构为：如图1、图5所示，右后铸铝支架3包括右后铸铝本体31，右后铸铝本体3为中空结构，右后铸铝本体3的左侧设置有第三矩形焊接接头32，右后铸铝本体3的右后侧设置有第二汽车车体安装套管33，右后铸铝本体3的右前侧设置有右前控制臂安装支架35，右前控制臂安装支架35上设置有第三连接孔36，右后铸铝本体3的前侧设置有第四矩形焊接接头34。右后铸铝本体3为中空结构能够进一步降低重量。第二汽车车体安装套管33用于与汽车车体连接的安装套管，第二汽车车体安装套管33的内表面不加工螺纹，通过连接螺栓穿过第二汽车车体安装套管33将右后铸铝支架3与汽车车体连接在一起。右前控制臂安装支架35是右前控制臂的安装支架，右前控制臂安装支架35优选为耳片式结构，第三连接孔36的内表面也不加工螺纹，通过连接螺栓穿过第三连接孔36将右前控制臂安装在前副车架上。右后铸铝支架3与后挤压铝横梁2、右挤压铝纵梁4均通过焊接连接在一起，为了便于焊接，提高连接的强度，右后铸铝本体3的左侧设置有第三矩形焊接接头32，右后铸铝本体3的前侧设置有第四矩形焊接接头34，焊接时，将第三矩形焊接接头32插入后挤压铝横梁2中，第四矩形焊接接头34插入右挤压铝纵梁4中，过采用MIG环焊进行连接，从而完成焊接工作。
右挤压铝纵梁4用于连接右后铸铝支架3和前铸铝支架5，右挤压铝纵梁4优选为铝合金挤压型材，为了进一步降低重量，如图6所示，右挤压铝纵梁4为中空结构，右挤压铝纵梁4的截面形状优选为矩形。在右挤压铝纵梁4的中间设置有第一V型凹槽41，第一V型凹槽41采用冲压工艺进行加工，第一V型凹槽41能够引导前副车架的溃碰撞缩并吸收碰撞能量，以避免碰撞发生前副车架向后侵入电池包，造成对电池的损伤。
前铸铝支架5的材质为低压铸造铝合金结构，本发明前铸铝支架5选的一种结构为：如图1、图7所示，前铸铝支架,5包括依次围合在一起的前梁51、左梁52、后梁53、右梁54，前梁51的左、右两侧分别设置有第三汽车车体安装套管55，前梁51的前侧设置有汽车转向机安装台56，左梁52的左侧设置有后控制臂安装支架57，后梁53的中间设置有第二电动机悬置安装支架58，且后梁53的左、右两侧分别设置有第五矩形焊接接头。第三汽车车体安装套管55用于与汽车车体连接的安装套管，第三汽车车体安装套管55的数量为两个，第三汽车车体安装套管55的内表面不加工螺纹，通过连接螺栓穿过第三汽车车体安装套管55将前铸铝支架5与汽车车体连接在一起。汽车转向机安装台56用于与汽车转向机安装，汽车转向机安装台56的数量为三个，其为圆柱形形状，为了方便汽车转向机安装台56与汽车转向机连接，在汽车转向机安装台56的外表面设置有螺纹，通过螺纹直接与汽车转向机相连接。后控制臂安装支架57是后控制臂的安装支架，后控制臂安装支架57优选为耳片式结构，通过连接螺栓将后控制臂安装在前副车架上。第二电动机悬置安装支架58是电动机悬置安装的支架，第二电动机悬置安装支架58也优选为耳片式结构，通过连接螺栓将电动机悬置安装在前副车架上，为了提高第二电动机悬置安装支架58的强度和刚度，第二电动机悬置安装支架58的四周设置有三角形加强筋。前铸铝支架5与右挤压铝纵梁4、左挤压铝纵梁6均通过焊接连接在一起，为了便于焊接，提高连接的强度，后梁53的左、右两侧分别设置有第五矩形焊接接头，焊接时，将其中一个第五矩形焊接接头插入右挤压铝纵梁4中，另一个第五矩形焊接接头插入左挤压铝纵梁6中，过采用MIG环焊进行连接，从而完成焊接工作。
由于前铸铝支架5的体积较大，一体加工难度较大，为了实现前铸铝支架5的一体结构及加工，如图2所示，前铸铝支架5为背面开口的一体结构，为了保证前铸铝支架5的强度，前铸铝支架5中间设置有相互交叉连接的加强筋59。
左挤压铝纵梁6用于连接左后铸铝支架1和前铸铝支架5，左挤压铝纵梁6优选为铝合金挤压型材，为了方便加工，左挤压铝纵梁6与右挤压铝纵梁4的结构完全相同。为了进一步降低重量，如图8所示，左挤压铝纵梁6为中空结构，左挤压铝纵梁6的截面形状优选为矩形。在左挤压铝纵梁6的中间设置有第二V型凹槽61，第二V型凹槽61采用冲压工艺进行加工，第二V型凹槽61也能够引导前副车架的溃碰撞缩并吸收碰撞能量，以避免碰撞发生前副车架向后侵入电池包，造成对电池的损伤。
综上所述，本发明的前副车架为铝合金制成，是全铝合金结构，相对于现有钣金件的前副车架，其在重量上减重效果可达到30％以上，显著降低了前副车架的重量，特别适用于电动汽车。本发明的前副车架包括依次围合连接在一起的左后铸铝支架1、后挤压铝横梁2、右后铸铝支架3、右挤压铝纵梁4、前铸铝支架5、左挤压铝纵梁6，实现与前控制臂、后控制臂、汽车转向机、电动机悬置和车体的连接，左后铸铝支架1、后挤压铝横梁2、右后铸铝支架3、右挤压铝纵梁4、前铸铝支架5、左挤压铝纵梁6均可采用CNC进行加工，铝合金材料也更方便加工制作，其加工精度也相对于钣金前副车架也更高；该前副车架材质主要是低压铸造铝合金结构与铝合金挤压型材结构，主要零件只有6个，整个前副车架的焊缝数量也只有6条，结构更简单，在制造工艺难度上得到降低，加工成品率得到提高。
Claims (10)
1.用于电动汽车的前副车架，其特征在于：所述前副车架为铝合金制成，前副车架包括依次围合连接在一起的左后铸铝支架(1)、后挤压铝横梁(2)、右后铸铝支架(3)、右挤压铝纵梁(4)、前铸铝支架(5)、左挤压铝纵梁(6)，且左后铸铝支架(1)与后挤压铝横梁(2)、后挤压铝横梁(2)与右后铸铝支架(3)、右后铸铝支架(3)与右挤压铝纵梁(4)、右挤压铝纵梁(4)与前铸铝支架(5)、前铸铝支架(5)与左挤压铝纵梁(6)和左挤压铝纵梁(6)与左后铸铝支架(1)均通过焊接连接在一起。
2.如权利要求1所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：左后铸铝支架(1)包括左后铸铝本体(11)，左后铸铝本体(11)为中空结构，左后铸铝本体(11)的左后侧设置有第一汽车车体安装套管(12)，左后铸铝本体(11)的左前侧设置有左前控制臂安装支架(13)，左前控制臂安装支架(13)上设置第一连接孔(14)，左后铸铝本体(11)的前侧设置有第一矩形焊接接头(15)，左后铸铝本体(11)的右侧设置有第一电动机悬置安装支架(16)，第一电动机悬置安装支架(16)上设置有第二连接孔(17)，且第一电动机悬置安装支架(16)处设置有螺帽安装矩形槽(19)，左后铸铝本体(11)的右侧设置有第二矩形焊接接头(18)。
3.如权利要求1所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：后挤压铝横梁(2)为铝合金挤压型材制成的中空结构，后挤压铝横梁(2)的截面形状为矩形。
4.如权利要求1所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：右后铸铝支架(3)包括右后铸铝本体(31)，右后铸铝本体(31)为中空结构，右后铸铝本体(31)的左侧设置有第三矩形焊接接头(32)，右后铸铝本体(31)的右后侧设置有第二汽车车体安装套管(33)，右后铸铝本体(31)的右前侧设置有右前控制臂安装支架(35)，右前控制臂安装支架(35)上设置有第三连接孔(36)，右后铸铝本体(31)的前侧设置有第四矩形焊接接头(34)。
5.如权利要求1所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：右挤压铝纵梁(4)为铝合金挤压型材制成的中空结构，右挤压铝纵梁(4)的截面形状为矩形。
6.如权利要求5所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：右挤压铝纵梁(4)的中间设置有第一V型凹槽(41)。
7.如权利要求1所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：前铸铝支架(5)包括依次围合在一起的前梁(51)、左梁(52)、后梁(53)、右梁(54)，前梁(51)的左、右两侧分别设置有第三汽车车体安装套管(55)，前梁(51)的前侧设置有汽车转向机安装台(56)，左梁(52)的左侧设置有后控制臂安装支架(57)，后梁(53)的中间设置有第二电动机悬置安装支架(58)，且后梁(53)的左、右两侧分别设置有第五矩形焊接接头。
8.如权利要求7所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：前铸铝支架(5)为背面开口的一体结构，前铸铝支架(5)中间设置有相互交叉连接的加强筋(59)。
9.如权利要求1至8任意一项所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：左挤压铝纵梁(6)为铝合金挤压型材制成的中空结构，左挤压铝纵梁(6)的截面形状为矩形。
10.如权利要求9所述的用于电动汽车的前副车架，其特征在于：左挤压铝纵梁(6)的中间设置有第二V型凹槽(61)。
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