CN111348107A - 一种轻量化镁合金电动车底盘 - Google Patents

Abstract

一种轻量化镁合金电动车底盘，属于汽车底盘技术领域，包括纵梁和横梁，所述纵梁和横梁上还交错安装有桁架式加固梁；所述纵梁、横梁和桁架式加固梁均采用镁合金材料压铸制作；所述纵梁分别为左纵梁和右纵梁；所述横梁固定安装在所述左纵梁和右纵梁之间；所述纵梁和横梁之间铆接有桁架式加固梁，其底部的桁架梁同时又构成电池箱安装架；其有益效果是利用专用挤压型材，特殊设计专用连接部件，采用高强锁铆铆钉铆接而成；整体车架无焊接变形，整体上采用边梁、横梁和桁架梁交错结合，用连接部件铆接构成整体式底盘，有效减轻了重量，增加强度和刚度，同时利用桁架结构做成电池箱安装架，综合利用了底盘空间，提高了整体性能。

Description

一种轻量化镁合金电动车底盘

技术领域

本发明属于汽车底盘技术领域，特别是一种轻量化镁合金电动车底盘。

背景技术

随着大气环境的污染严重，电动车越来越受到人们的关注。电动汽车作为一种新能源汽车，具有节能环保的优势，特别是纯电动汽车越来越成为汽车领域的热点，由于电动动力的特性，轻量化的电动汽车逐渐成为人类代步的理想交通工具。

在整体车辆中，底盘重量占整车重量较大的比重，所以整车轻量化应该主要从底盘结构轻量化设计入手，从而降低整车重量，减少能源消耗。目前车辆底盘车架大多采用边梁式车架、中梁式车架或者综合式车架，这些传统结构的底盘车架仅适合采用钢材制作，但钢材太重，无法实现整车轻量化设计，不利于汽车节能减排；但简单的采用这种结构的铝合金或镁合金车架的强度和刚度又不够。

专利文献CN 103359171 B开了一种铝桁架式车架，该桁架结构为焊接而成，包括：车架支承骨架，由前横梁、中横梁和后横梁将右纵梁和左纵梁焊接而成；前悬架总成，由前悬纵臂、前悬支杆、前悬固定板、前悬纵架焊接而成；中置座椅安装架总成，由电池仓架和中置座椅安装架焊接而成；以及后悬架总成，包括由后悬纵臂、后悬横架、后悬横梁焊接而成的后悬架，及分别焊接在右纵梁和左纵梁下端的纵向稳定杆挂耳；其可以通过型材挤压机批量挤压生产，生产效率较复杂的承载式车身大幅提高而抗弯抗扭等力学性能不减。但是该结构体没有对纵梁和横梁进行强化，其强度和刚度不够；其底盘空间也比较小，只能安装小体积电池，以致减少电池容量；如另外将电池安装在底盘上方，又会增高底盘重心，减少车架空间，其整体结构布置不够合理，重心高，可靠性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术问题，提供一种采用镁合金材料制作的边梁桁架结合式底盘，以减轻重量，增加强度和刚度，同时增加底盘的利用空间，提高电动车的整体性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种轻量化镁合金电动车底盘，包括纵梁和横梁，所述横梁固定安装在所述纵梁上，其特征在于所述纵梁和横梁上还交错安装有桁架式加固梁；所述纵梁、横梁和桁架式加固梁均采用镁合金材料压铸制作。

进一步的，所述纵梁有两个，分别为左纵梁和右纵梁；所述横梁有若干个，所述横梁固定安装在所述左纵梁和右纵梁之间；其中，所述纵梁的前轮位置设有两个横梁，分别为第一横梁和第二横梁，后轮位置设有两个横梁，分别为第三横梁和第四横梁；所述第一横梁、第二横梁、左纵梁前部、右纵梁前部相互之间铆接有桁架式加固梁；所述第三横梁、第四横梁、左纵梁后部、右纵梁后部相互之间铆接有桁架式加固梁。

所述纵梁的前轮位置和后轮位置之间设有两个横梁，分别为第五横梁和第六横梁，其中第五横梁也称为座舱前位横梁，第六横梁又称为座舱后位横梁；所述第五横梁、第六横梁、左纵梁中部、右纵梁中部相互之间铆接有桁架式加固梁，该桁架式加固梁结合所述第五横梁、第六横梁、左纵梁中部、右纵梁中部共同构成座舱位底桁架梁。

所述座舱位底桁架梁同时又构成电池箱安装架。

所述第五横梁和第六横梁之间还加设有第七横梁，所述第七横梁又称为座舱中位横梁，所述第七横梁与第五横梁、第六横梁、左纵梁中部、右纵梁中部相互之间铆接有桁架式加固梁；进而共同构成座舱底桁架梁和电池箱安装架。

所述桁架式加固梁包括型材杆条和连接部件；所述型材杆条包括工型杆条、匡型杆条、双口型杆条和直角型杆条中的一种或多种；所述连接部件包括第一连接部件即槽式T型连接头、第二连接部件即夹板式T型连接头、第三连接部件即底板槽接式T型连接头、第四连接部件即角式连接板、第五连接部件即角式夹板连接头、第六连接部件即直角板斜行孔连接头、第七连接部件即直角槽连接头、第八连接部件即直角板平行孔连接头、第九连接部件即垂直板连接头、第十连接部件即十字槽连接头、第十一连接部件即槽沿状连接头、第十二连接部件即直角夹板连接头、第十三连接部件即角式垂直板连接头和第十四连接部件即槽型腹板连接头中的一种或多种；所述型材杆条与型材杆条之间、型材杆条与横梁之间、型材杆条与纵梁之间用连接部件通过铆钉连接，构成桁架式加固梁。所述型材杆条和连接部件均采用镁合金材料压铸制造而成。

本发明的有益效果是采用镁合金材料制作，利用专用挤压型材，特殊设计专用连接部件，采用高强锁铆铆钉铆接而成；整体车架无焊接变形，重量轻，强度高；整体上采用边梁、横梁和桁架梁交错结合，用连接部件铆接构成整体式底盘，有效减轻了重量，增加强度和刚度，同时利用桁架结构做成电池箱安装架，综合利用了底盘空间，提高了电动车底盘的整体性能。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为第一连接部件即槽式T型连接头的结构示意图及其使用实例图。

图3第二连接部件即夹板式T型连接头的结构示意图及其使用实例图。

图4第三连接部件即底板槽接式T型连接头的结构示意图及其使用实例图。

图5第四连接部件即角式连接板的结构示意图及其使用实例图。

图6第五连接部件即角式夹板连接头的结构示意图及其使用实例图。

图7第六连接部件即直角板斜行孔连接头的结构示意图及其使用实例图。

图8第七连接部件即直角槽连接头的结构示意图及其使用实例图。

图9第八连接部件即直角板平行孔连接头的结构示意图及其使用实例图。

图10第九连接部件即垂直板连接头的结构示意图及其使用实例图。

图11第十连接部件即十字槽连接头的结构示意图及其使用实例图。

图12第十一连接部件即槽沿状连接头的结构示意图及其使用实例图。

图13第十二连接部件即直角夹板连接头的结构示意图及其使用实例图。

图14第十三连接部件即角式垂直板连接头的结构示意图及其使用实例图。

图15第十四连接部件即槽型腹板连接头的结构示意图及其使用实例图。

图中：1.左纵梁、2..右纵梁、3.横梁、4.型材杆条、5.连接部件、41.悬架柱、42.短纵梁、43.斜纵梁、44.斜架梁、45.长纵梁、46.长横梁、47.外纵梁、48.斜横梁、49.横架梁、501第一连接部件即槽式T型连接头、502第二连接部件即夹板式T型连接头、503.第三连接部件即底板槽接式T型连接头、504.第四连接部件即角式连接板、505.第五连接部件即角式夹板连接头、506.第六连接部件即直角板斜行孔连接头、507.第七连接部件即直角槽连接头、508.第八连接部件即直角板平行孔连接头、509.第九连接部件即垂直板连接头、510.第十连接部件即十字槽连接头、511.第十一连接部件即槽沿状连接头、512.第十二连接部件即直角夹板连接头、513.第十三连接部件即角式垂直板连接头、514.第十四连接部件即槽型腹板连接头、31.第一横梁、32.第二横梁、33.第三横梁、34.第四横梁、35.第五横梁、36.第六横梁、37.第七横梁、6.桁架式加固梁、7.电池箱架体、61.前轮横梁位置的桁架式加固梁、62.后轮横梁位置的桁架式加固梁、63.座舱位横梁位置的桁架式加固梁、38.前横梁、39.后横梁。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。

如图所示，制作一种轻量化镁合金电动车底盘，首先采用镁合金材料压铸制作左纵梁1和右纵梁2，本实施例将所述左纵梁1和右纵梁2均做成横切面为工字型的纵梁；再制作若干个横梁3和若干个槽型腹板连接件514。

再用镁合金材料压铸制作若干个型材杆条4，包括工型杆条、匡型杆条、双口型杆条和直角型杆条，其中所述工型杆条是横切面为工字型的镁合金长杆条，所述匡型杆条是横切面为匡型的镁合金长杆条，所述双口型杆条是横切面为并列双口型的镁合金长杆条，所述直角型杆条是横切面为直角的镁合金长杆条；这些型材杆条4可根据车架大盘的整体需要作为悬架柱41、短纵梁42、斜纵梁43、斜架梁44、长纵梁45、长横梁46、外纵梁47、斜横梁48等部件共同构成桁架式加固梁6。

再用镁合金材料压铸制作连接部件5，所述连接部件5包括十四种，其中。

第一连接部件501是槽式T型连接头，即直条槽上生成有一个垂直槽；用于同种规格型材直角连接，连接后型材有共同平面。

第二连接部件501是夹板式T型连接头，即直条板上生成有两个平行的垂直板；用于不同规格型材直角连接，连接后型材可以有共同平面，也可以没有共同平面。

第三连接部件503是底板槽接式T型连接头，即直条板上生成有一个垂直槽；用于相同或不同规格型材直角连接，连接后型材可以有共同平面，也可以没有共同平面。

第四连接部件504是角式连接板，即连接板上预设有两组成角度的双铆孔；用于相同规格型材角度连接，连接后型材有二个共同平面，可成对或单独使用。

第五连接部件505是角式夹板连接头，即直条板上生成有两个对称的垂直板，垂直板上预设有与直条板成倾斜角度的双铆孔；用于相同或不同规格型材角度连接，连接后型材没有共同平面。

第六连接部件506是直角板斜行铆孔连接头，即两个互相垂直的板上设有成倾斜角度的双铆孔；用于相同或不同规格型材角度连接，连接后型材没有共同平面，可单独或成对使用。

第七连接部件507是直角槽连接头，即由两个互相垂直的槽构成；用于同种规格型材直角连接，连接后型材有二个共同平面。

第八连接部件508是直角板平行铆孔连接头，即两个互相垂直的板上设有平行的双铆孔；用于相同或不同规格型材直直连接，连接后型材没有共同平面，可单独或成对使用。

第九连接部件509是垂直板连接头，即梯形板从平行位垂直生成在直条板上；用于不同规格型材直角连接，连接后型材可以有共同平面，也可以没有共同平面，可单独或成对使用。

第十连接部件510是十字槽连接头，即由两个互相垂直穿插的直条槽构成；用于同种规格型材十字直角连接，连接后型材有共同平面。

第十一连接部件511是槽沿状连接头，即直条槽的槽壁向外垂直延伸构成槽沿状；用于相同或不同规格型材十字直角叠搭连接，连接后型材没有共同平面。

第十二连接部件512是直角夹板连接头，即两个垂直板构成一组对称板，每个板上均有预设的双铆孔；用于相同或不同规格型材直角、斜角组合连接，连接后型材可以有共同平面，也可以没有共同平面，可单独或成对使用。

第十三连接部件513是角式垂直板连接头，即一个梯形斜角板与一个直条板互相垂直；用于相同或不同规格型材直角、斜角组合连接，连接后型材可以有共同平面，也可以没有共同平面，可单独或成对使用。

第十四连接部件514是槽型腹板连接头，即槽状板，槽底和槽壁上均预设有双铆孔；用于针对工字形型材的垂直连接。

另外配备足量的铆钉。

然后采用高强锁铆铆钉铆接方法铆接整体车架。

首先将第一横梁31和第二横梁32用第十四连接部件514槽型腹板连接头分别铆接在左纵梁1和右纵梁2的前轮位置两侧，构成前轮横梁组；然后在前轮横梁组两端的纵梁下侧通过第三连接部件503底板槽接式T型连接头向下垂直铆接两组并列的悬架柱41，悬架柱41下端铆接短纵梁42，这样前轮横梁组位置的左右纵梁下侧各有一个由两组悬架柱41铆接的短纵梁42，将两侧的短纵梁42用两组横架梁49铆接，再用斜纵梁43将短纵梁42分别与左右纵梁的前端铆接，共同构成前轮横梁组位置的桁架式加固梁61。

然后将第三横梁33和第四横梁34用第十四连接部件514槽型腹板连接头分别铆接在左纵梁1和右纵梁2的后轮位置两侧，构成后轮横梁组；然后在后轮横梁组两端的纵梁下侧通过第三连接部件503底板槽接式T型连接头向下垂直铆接两组并列的悬架柱41，悬架柱41下端铆接短纵梁42，这样后轮横梁组位置的左右纵梁的下侧各有一个由两组悬架柱41铆接的短纵梁42，将两侧的短纵梁42用两组横架梁49铆接，再用斜纵梁43将短纵梁42分别与左右纵梁的后端铆接，共同构成后轮横梁位置的桁架式加固梁62。

再将第五横梁35、第七横梁37和第六横梁36依次用槽型腹板连接头514铆接在左纵梁1和右纵梁2的前轮和后轮之间的位置，构成座舱位横梁组；然后在每个横梁3位置的左右纵梁下侧通过连接部件5铆接悬架柱41，再在各悬架柱41之间呈倾斜状铆接斜架梁44，这样左右纵梁下侧各有一组悬架柱41，每组悬架柱41下端各铆接一根长纵梁45，该长纵梁45抵接前后的短纵梁42并通过连接部件5铆接，左右两侧的长纵梁45通过连接部件5呈十字状铆接若干个长横梁46，若干个长横梁46两端各铆接一根外纵梁47，同时，前后长横梁46两端与左右纵梁对应的位置各铆接一根斜横梁48，共同构成座舱位横梁位置的桁架式加固梁63，同时也构成电池箱架体7，可用于放置电池箱。

如此，两个纵梁、七个横梁3、前轮横梁位置的桁架式加固梁61、后轮横梁位置的桁架式加固梁62和座舱位横梁位置的桁架式加固梁63共同构成整体电动车底盘。

进一步的，可在左右纵梁的前端铆接前横梁38，在左右纵梁的后端铆接后横梁39。

这种电动车底盘采用镁合金材料制作，利用专用挤压型材杆条4，特殊设计专用连接部件5，采用高强锁铆铆钉铆接而成；整体车架无焊接变形，重量轻，强度高；整体上采用边梁、横梁和桁架梁交错结合，用连接部件铆接构成整体式底盘，有效增加了强度和刚度，同时利用桁架结构做成电池箱安装架，综合利用了底盘空间，提高了电动车底盘的整体性能。

Claims (10)

1.一种轻量化镁合金电动车底盘，包括纵梁和横梁，所述横梁固定安装在所述纵梁上，其特征在于所述纵梁和横梁上还安装有桁架式加固梁；所述纵梁、横梁和桁架式加固梁等均采用镁合金材料制作。

2.根据权利要求1所述的轻量化镁合金电动车底盘，其特征在于所述纵梁有两个，分别为左纵梁和右纵梁；所述横梁有若干个，所述横梁固定安装在所述左纵梁和右纵梁之间；其中，所述纵梁的前轮位置设有两个横梁，分别为第一横梁和第二横梁，后轮位置设有两个横梁，分别为第三横梁和第四横梁；所述第一横梁、第二横梁、左纵梁前部、右纵梁前部等相互之间铆接有桁架式加固梁；所述第三横梁、第四横梁、左纵梁后部、右纵梁后部等相互之间铆接有桁架式加固梁。

3.根据权利要求2所述的轻量化镁合金电动车底盘，其特征在于所述纵梁的前轮位置和后轮位置之间设有两个横梁，分别为第五横梁和第六横梁，所述第五横梁、第六横梁、左纵梁中部、右纵梁中部等部件相互之间铆接有桁架式加固梁。

4.该桁架式加固梁结合所述第五横梁、第六横梁、左纵梁中部、右纵梁中部等部件共同构成座舱位底桁架梁。

5.根据权利要求3所述的轻量化镁合金电动车底盘，其特征在于所述座舱位底桁架梁同时用于电池箱安装架。

6.根据权利要求3所述的轻量化镁合金电动车底盘，其特征在于所述第五横梁和第六横梁之间还加设有第七横梁，所述第七横梁与第五横梁、第六横梁、左纵梁中部、右纵梁中部相互之间铆接有桁架式加固梁；并共同构成座舱底桁架梁和电池箱安装架。

7.根据权利要求5所述的轻量化镁合金电动车底盘，其特征在于所述桁架式加固梁包括型材杆条和连接部件；所述型材杆条与型材杆条之间、型材杆条与横梁之间、型材杆条与纵梁之间用连接部件通过铆钉连接，构成桁架式加固梁；所述型材杆条和连接部件均采用镁合金材料制作。

8.根据权利要求7所述的轻量化镁合金电动车底盘，其特征在于所述桁架式加固梁包括型材杆条；所述型材杆条包括工型杆条、匡型杆条、双口型杆条和直角型杆条中的一种或多种；其中所述工型杆条是横切面为工字型的镁合金长杆条，所述匡型杆条是横切面为匡型的镁合金长杆条，所述双口型杆条是横切面为并列双口型的镁合金长杆条，所述直角型杆条是横切面为直角的镁合金长杆条。

9.根据权利要求7所述的轻量化镁合金电动车底盘，其特征在于所述桁架式加固梁包括连接部件，所述连接部件包括第一连接部件即槽式T型连接头、第二连接部件即夹板式T型连接头、第三连接部件即底板槽接式T型连接头、第四连接部件即角式连接板、第五连接部件即角式夹板连接头、第六连接部件即直角板斜行孔连接头、第七连接部件即直角槽连接头、第八连接部件即直角板平行孔连接头、第九连接部件即垂直板连接头、第十连接部件即十字槽连接头、第十一连接部件即槽沿状连接头、第十二连接部件即直角夹板连接头、第十三连接部件即角式垂直板连接头和第十四连接部件即槽型腹板连接头中的一种或多种。

10.根据权利要求7所述的轻量化镁合金电动车底盘，其特征在于所述左纵梁和右纵梁的前端铆接前横梁，所述左纵梁和右纵梁的后端铆接后横梁。

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