CN111591356A - 全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，由前围、后围、左侧围、右侧围、一层底架、二层底架六个分总成组成，每个分总成为由小截面杆件构成的空间桁架结构；一层底架由第一上层骨架、第一下层骨架和第一支撑件组成；第一上层骨架由第一上矩形支撑主架、三角环链A和第一上辅助架组成；三角环链A与第一斜撑组的交叉位置处设置多个小立柱；二层底架由第二上层骨架、第二下层骨架和第二支撑件组成；第二上层骨架由第二上矩形支撑主架、三角环链B和第二上辅助架组成。本发明通过三角环链式支撑架设计，形成行驶方向上的传力链，提高其抗冲击力，同时增加纵向承载力。

Description

全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构

技术领域

本发明属于双层巴士结构设计技术领域，尤其涉及一种全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构。

背景技术

近年来，我国在环境保护方面的要求越来越高，新的尾气排放标准越来越严格，新能源市场获得了很多车企的关注。纯电动旅游观光中巴作为纯电动汽车的一类，具有零污染、零排放等优点，相对于传统汽车，还能享受国家补贴，取代传统观光车，解决目前传统观光车遇到的困境，有利于保护环境；且随着新能源电池技术的不断提升，新能源汽车的将进一步得到更广阔的应用。

观光车由于经常需要起步、停车、怠速，造成传统燃油观光车对环境的污染比较大，效率比较低，油耗也很高。而纯电动观光车的环境友好性使其逐渐替代了传统燃油观光车。对于纯电动观光车来说，由于其行驶路线固定且里程短，规避了新能源汽车常见的电池容量导致的续航里程短以及投入不足造成的充电桩过少等问题；同时，旅游景点可以在其停车场修建充电桩、采用以换代充方案解决充电问题或者采用下坡能量回收、制动能量回收的方法节省能源，提高续航里程。但是，由于观光车在行驶中需要频繁的进行起步、停车、怠速等操作，导致纯电动观光车在行驶方向上对其车身结构的频繁冲击，进而使车身结构损耗较快，大大缩短车身寿命。而对于双层电动观光巴士来讲，由于电池占据一定结构空间，使得车身结构件设置空间减少，且体积大引起行驶方向上的冲击力更大，同时，对车身结构的纵向承载力要求更高，因此，如何提高双层电动观光巴士的车身结构在行驶方向上的抗冲击力和纵向承载力成为双层观光车行业亟待解决的问题。

发明内容

针对现有设计方法的不足，本发明的目的是提供一种全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构。通过双层底架中的三角环链式支撑架设计，形成观光巴士行驶方向上的传力链，从而提高其抗冲击力；同时，通过双层底架之间的结构相互协调补充，进一步提高抗冲击力，同时增加纵向承载力。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，由前围、后围、左侧围、右侧围、一层底架、二层底架六个分总成组成，每个分总成为由小截面杆件构成的空间桁架结构；所述一层底架和二层底架分别为上下双层空间桁架结构；

所述一层底架由第一上层骨架、第一下层骨架和设置于第一上层骨架与第一下层骨架之间的第一支撑件组成；其中，所述第一上层骨架由前后贯通的第一上矩形支撑主架、连接于第一上矩形支撑主架上的三角环链A和第一上辅助架组成；所述第一下层骨架由前后贯通的第一下矩形支撑主架、第一下辅助架和分别连接于第一下矩形支撑架左右侧的第一斜撑组组成；所述三角环链A与第一斜撑组之间形成多个异面交叉直线，至少一个异面交叉直线的交叉位置处设置多个小立柱；

所述二层底架由第二上层骨架、第二下层骨架和设置于第二上层骨架与第二下层骨架之间的第二支撑件组成；其中，所述第二上层骨架由前后贯通的第二上矩形支撑主架、连接于第二上矩形支撑主架上的三角环链B和第二上辅助架组成，所述第二下层骨架由前后贯通的第二下矩形支撑主架、第二下辅助架和分别连接于第二下矩形支撑架左右侧的第二斜撑组组成；

所述第一上矩形支撑主架的左右宽度大于第二上矩形支撑主架的左右宽度。

本发明技术方案的进一步改进如下：

进一步地，相互对应的第一斜撑组中的斜撑与第二斜撑组中的斜撑之间的倾斜方向相反。

进一步地，所述三角环链A和三角环链B分别由多个首尾相连的四边形组成，且每个三角环链的最前端与最后端的四边形对应的三角环的侧边与对应的矩形支撑主架的长边之间的夹角大于中部位置的四边形形成的对应角度。

进一步地，所述一层底架由前到后布置有驾驶区、电机及变速器区、动力电池区；所述第一辅助架分别与驾驶区、电机及变速器区、动力电池区对应设置。

更进一步地，与所述动力电池区对应的第一下辅助架为左右设置的横梁。

进一步地，所述第一上层骨架与第一下层骨架之间高度为第二上层骨架与第二下层骨架之间高度的2～2.5倍。

进一步地，所述第一支撑件设置于一层底架的后车轮前侧。

更进一步地，所述第一支撑件包含多个立柱、设置于相邻立柱之间的纵向斜撑和辅助斜撑。

进一步地，位于旅游观光巴士的前车轮后侧和后车轮后侧处的第一下辅助架为两根左右设置的辅助杆及设置于辅助杆之间的短杆。

进一步地，所述一层底架与二层底架之间设置有阶梯骨架。

进一步地，所述前围的上端为具有弧度的扶手。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明设计的三角环链结构能够将巴士行驶方向的冲击载荷进行连续稳定的传递，缓解双层巴士在频繁起步、停车、怠速过程中对车身结构的冲击载荷，从而提高车身结构寿命。

(2)本发明车身结构对于来自地面的冲击载荷，通过一层底架和二层底架的支撑主架和辅助架将来自于地面的纵向载荷通过左右侧围的立柱传递到整个桁架式车身骨架上，使整车形成全承载模式，具有较高的纵向强度和刚度，有利于车身结构的优化和车身轻量化。

(3)本发明在一层底架的三角环链A与第一斜撑组之间的异面交叉直线的交叉位置处设置多个垂向小立柱，保证车身结构具有良好的纵向刚度，同时形成纵向的应力导流，使应力在该交界处能够很好地分流，减少一层底架应力集中现象。

(4)本发明通过一层底架与二层底架之间的第一斜撑组与第二斜撑组的方向和角度设计，使两层底架之间形成相互补充的纵向承载结构，同时，对于行车方向的冲击载荷而言，具有多方向分散冲击载荷的作用，两层结构相互协调，提高车身结构整体的抗冲击能力。

附图说明

图1是本发明的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构的立体结构图；

图2是本发明实施例中一层底架的正视图；

图3是本发明实施例中一层底架的俯视图；

图4是图2中位于I、II、III、V、VI、VII位置处的斜撑结构图；

图5是图2中位于IV位置处的斜撑结构图；

图6是本发明实施例中二层底架的正视图；

图7是本发明实施例中二层底架的俯视图；

图8是图6中C位置处的斜撑结构放大图；

图9是本发明实施例中一层底架的驾驶区、电机及变速器区、动力电池区的布设位置图。

以上图中，1前围；2后围；3左侧围；4右侧围；5一层底架；51第一上层骨架；511第一上矩形支撑主架；512三角环链A；513第一上辅助架；52第一下层骨架；521第一斜撑组；53第一支撑件；54小立柱；6二层底架；61第二上层骨架；611第二上矩形支撑主架；612三角环链B；613第二上辅助架；62第二下层骨架；621第二斜撑组；63第二支撑件；7驾驶区；8电机及变速器区；9动力电池区；10阶梯骨架；11扶手。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、操作流程、所实现目的和效果，给出以下实施例说明。

参考图1，全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，由前围1、后围2、左侧围3、右侧围4、一层底架5、二层底架6六个分总成组成，每个分总成为由小截面杆件构成的空间桁架结构；所述一层底架5和二层底架6分别为上下双层空间桁架结构；

所述一层底架5由第一上层骨架51、第一下层骨架52和设置于第一上层骨架51与第一下层骨架52之间的第一支撑件53组成；其中，所述第一上层骨架51由前后贯通的第一上矩形支撑主架511、连接于第一上矩形支撑主架511上的三角环链A512和第一上辅助架513组成；所述第一下层骨架52由前后贯通的第一下矩形支撑主架、第一下辅助架和分别连接于第一下矩形支撑架左右侧的第一斜撑组521组成；所述三角环链A512与第一斜撑组521之间形成多个异面交叉直线，至少一个异面交叉直线的交叉位置处设置多个小立柱54；

所述二层底架6由第二上层骨架61、第二下层骨架62和设置于第二上层骨架61与第二下层骨架62之间的第二支撑件63组成；其中，所述第二上层骨架61由前后贯通的第二上矩形支撑主架611、连接于第二上矩形支撑主架611上的三角环链B612和第二上辅助架613组成，所述第二下层骨架62由前后贯通的第二下矩形支撑主架、第二下辅助架和分别连接于第二下矩形支撑架左右侧的第二斜撑组621组成；

所述第一上矩形支撑主架511的左右宽度大于第二上矩形支撑主架611的左右宽度。

以上实施例中，整个车身结构由前围1、后围2、左侧围3、右侧围4、一层底架5、二层底架6六个分总成组成，每个分总成为由小截面杆件构成的空间桁架结构，本发明将该双层旅游观光巴士设计为敞篷结构，使游客在二层区域具有更好的观光体验；一层底架5是由小截面杆组成的上下双层空间桁架结构，如图2所示，第一上层骨架51与第一下层骨架52间距为(320±10)mm。如图4、图5所示，第一上层骨架51中的第一上矩形支撑主架511、三角环链A512和部分第一上辅助架513均采用横向斜撑形式，以提高受压能力，同时为动力电池、电机及变速器留出足够的放置空间，如图8所示。一层底架5中后部的横向斜撑，即图2中I、II、III、V、VI、VII位置处的斜撑结构如图4所示，一层底架5在横向上由L1、L2、L3三个立柱分成四段，四段各自安放一个斜撑，分别为P1、P2、P3、P4，斜撑P1与立柱L1夹角为68.5°，斜撑P2与立柱L1夹角为50.6°，斜撑P3与立柱L3夹角为39.4°，斜撑P4于立柱L3夹角也为68.5°；各个斜撑的上下端面分别与第一上层骨架51与第一下层骨架52平行，且焊接于第一上层骨架51与第一下层骨架52上。图2中一层底架5前部标号IV位置处的横向斜撑结构如图5所示，一层底架5由4个小立柱54分成B1～B4五段，中间段没有安放斜撑，左右两部分斜撑成对称形式，斜撑A1、A2、A3、A4与底架的安装夹角分别为18°、38°、32°、35°。

参考图3，一层底架5由第一上层骨架51、第一下层骨架52和设置于第一上层骨架51与第一下层骨架52之间的第一支撑件53组成，对于第一上层骨架51或第一下层骨架52而言，其第一上矩形支撑主架511或第一下矩形支撑主架为一个前后贯通的脊柱结构，对整个旅游巴士起到基础承载作用；其他构件均焊接于对应支撑主架之上，形成整车的最底层承载结构。第一上层骨架51的斜撑形式为三角环链A512，如图3中黑色区域，形状呈鱼鳞状三角环链结构，共八片鱼鳞，每片鱼鳞均为不规则四边形，由两个三角形结构组成；每两片鱼鳞结构之间可以是接头式连接，形成若干环形相连的链式结构，可以更好更稳定的传递来自于车辆行驶方向传递的轴向载荷，保证车辆的轴向刚度。第一下层骨架52的斜撑形式如图3浅灰色区域所示，与下辅助架一起，在下层骨架承受来自于车辆行驶过程中的侧向力及电机、变速器及动力电池施加于其上的纵向载荷。同时第一上层骨架51中的三角环链A512与第一下层骨架52的第一斜撑组521之间形成行驶方向上的传力链，能够将巴士行驶方向的冲击载荷进行连续稳定的传递，缓解双层巴士在频繁起步、停车、怠速过程中对车身结构的冲击载荷，从而提高车身结构寿命。

参考图6和图7，二层底架6为第二层车厢的地板结构，由第二上层骨架61、第二下层骨架62和设置于第二上层骨架61与第二下层骨架62之间的第二支撑件63组成；其中，第二上层骨架61中的第二上矩形支撑主架611和第二下层骨架62中的第二下矩形支撑主架均为一个前后贯通的脊柱结构；连接于第二上矩形支撑主架611上的三角环链B612由多个不规则四边形组成，与三角环链A512相比，四边形较扁，即第一上矩形支撑主架511的左右宽度大于第二上矩形支撑主架611的左右宽度，与一层底架5形成阶梯式行驶方向上的冲击载荷承载和纵向压力承载。具体图6中C位置处的斜撑结构如图8所示，左右两侧呈对称结构，且与横向的第二辅助架间呈14°角，小于一层底架5的对应角度。二层底架6中的第二上辅助架613和第二斜撑组621，主要用于承受二层乘客的自身重量，同时与前围1和一层地板一起缓解车辆行驶方向的轴向载荷；第二斜撑组621承受来自于车辆行驶过程中的侧向力及乘客重量施加于其上的载荷。

如图3所示，三角环链A512与第一斜撑组521之间形成多个异面交叉直线，至少一个异面交叉直线的交叉位置处设置多个小立柱54，保证车身结构具有良好的纵向刚度，同时形成纵向的应力导流，使应力在该交界处能够很好地分流，减少一层底架5应力集中现象。

参考图3和图7，根据本发明的一个实施例，相互对应的第一斜撑组521中的斜撑与第二斜撑组621中的斜撑之间的倾斜方向相反。

以上实施例中，相互对应的第一斜撑组521中的斜撑与第二斜撑组621中的斜撑之间的倾斜方向相反，以形成空间上的交叉结构，使两层底架之间形成相互补充的纵向承载结构，同时，对于行车方向的冲击载荷而言，具有多方向分散冲击载荷的作用，两层结构相互协调，提高车身结构整体的抗冲击能力。

参考图3和图7，根据本发明的一个实施例，所述三角环链A512和三角环链B612分别由多个首尾相连的四边形组成，且每个三角环链的最前端与最后端的四边形对应的三角环的侧边与对应的矩形支撑主架的长边之间的夹角大于中部位置的四边形形成的对应角度，使观光巴士发生前方或后方撞击时，三角环链最前端与最后端的四边形起到抗撞击的作用，而中部环链则主要用于行驶方向上的冲击载荷的传递。

参考图1和图9，根据本发明的一个实施例，所述一层底架5由前到后布置有驾驶区7、电机及变速器区8、动力电池区9；所述第一辅助架分别与驾驶区7、电机及变速器区8、动力电池区9对应设置；与所述动力电池区9对应的第一下辅助架为左右设置的横梁。

以上实施例中，驾驶区7设置于观光巴士的最前端，而基于驱动电机及变速器的体积考虑，将其布置在驾驶室后方一层底架5内，如图8所示；考虑到观光车要全天往复运行，动力电池组的体积较大，将其分为两块电池组，布置在一层底架5中部夹层中，并将对应的第一下辅助架设置为左右设置的横梁，以方便布置滑道对动力电池组进行拆装。

参考图2和图6，根据本发明的一个实施例，所述第一上层骨架51与第一下层骨架52之间高度为第二上层骨架61与第二下层骨架62之间高度的2～2.5倍。

具体地，本实施例中，第一上层骨架51与第一下层骨架52之间高度为(320±10)mm，第二上层骨架61与第二下层骨架62之间高度为(140±10)mm，使一层底架5内便于安装电机及变速器、动力电池组件，同时使两层之间形成纵向的阶梯承载。

参考图1，根据本发明的一个实施例，所述第一支撑件53设置于一层底架5的后车轮前侧。所述第一支撑件53包含多个立柱、设置于相邻立柱之间的纵向斜撑和辅助斜撑。

参考图1和图3，根据本发明的一个实施例，位于旅游观光巴士的前车轮后侧和后车轮后侧处的第一下辅助架为两根左右设置的辅助杆及设置于辅助杆之间的短杆，用于在前、后车轮附近形成稳定支撑结构，以避免车轮附近薄弱区的应力集中现象。

参考图1，根据本发明的一个实施例，所述一层底架5与二层底架6之间设置有阶梯骨架10，以形成一层车厢到二层车厢的通道。

参考图1，根据本发明的一个实施例，所述前围1的上端为具有弧度的扶手11，便于游客撑扶。

如图1所示，本发明的纯电动双层旅游观光巴士车身结构的第二层是露天的，在四周布置有围栏和扶手11，围栏高度为920(土10)mm，并在中巴的前围1处采用了高为185mm的过渡曲线。观光中巴第二层右侧布置有7排座椅，左侧布置有4排座椅，二层车厢后部留出一定的空间用来存放篷布、遮阳伞来应对突发性天气状况。

本发明的纯电动双层旅游观光巴士的驾驶区的座位选定为单坐，车门设置于车身中部且采用顺开式。一层车厢内高为1900mm，车内宽度为2400mm，座椅采用1+1、1+2和2+2的布置形式，此处数字表示车厢内左右两侧的座椅数量，如1+1表示车厢左右侧均设置一个座椅。双人座宽设计为880mm，过道宽度为530mm，每个座椅都尽量面朝前方提高乘坐舒适度；二层车厢内高为1200mm，在四周布置有围栏和扶手，第二层车厢内座椅采用2+2的布置形式，右侧布置有7排座椅，左侧布置有4排座椅。本发明车身结构采用全承载制造工艺，即先完成车身结构骨架的整体拼合，再进行悬架、电机等部件的安装；保证车身结构的使用性能和受力情况，也便于车身骨架的整体防锈蚀处理。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，由前围、后围、左侧围、右侧围、一层底架、二层底架六个分总成组成，每个分总成为由小截面杆件构成的空间桁架结构；其特征在于，所述一层底架和二层底架分别为上下双层空间桁架结构；

所述一层底架由第一上层骨架、第一下层骨架和设置于第一上层骨架与第一下层骨架之间的第一支撑件组成；其中，所述第一上层骨架由前后贯通的第一上矩形支撑主架、连接于第一上矩形支撑主架上的三角环链A和第一上辅助架组成；所述第一下层骨架由前后贯通的第一下矩形支撑主架、第一下辅助架和分别连接于第一下矩形支撑架左右侧的第一斜撑组组成；所述三角环链A与第一斜撑组之间形成多个异面交叉直线，至少一个异面交叉直线的交叉位置处设置多个小立柱；

所述二层底架由第二上层骨架、第二下层骨架和设置于第二上层骨架与第二下层骨架之间的第二支撑件组成；其中，所述第二上层骨架由前后贯通的第二上矩形支撑主架、连接于第二上矩形支撑主架上的三角环链B和第二上辅助架组成，所述第二下层骨架由前后贯通的第二下矩形支撑主架、第二下辅助架和分别连接于第二下矩形支撑架左右侧的第二斜撑组组成；

所述第一上矩形支撑主架的左右宽度大于第二上矩形支撑主架的左右宽度。

2.根据权利要求1所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，相互对应的第一斜撑组中的斜撑与第二斜撑组中的斜撑之间的倾斜方向相反。

3.根据权利要求2所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，所述三角环链A和三角环链B分别由多个首尾相连的四边形组成，且每个三角环链的最前端与最后端的四边形对应的三角环的侧边与对应的矩形支撑主架的长边之间的夹角大于中部位置的四边形形成的对应角度。

4.根据权利要求1所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，所述一层底架由前到后布置有驾驶区、电机及变速器区、动力电池区；所述第一辅助架分别与驾驶区、电机及变速器区、动力电池区对应设置。

5.根据权利要求4所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，与所述动力电池区对应的第一下辅助架为左右设置的横梁。

6.根据权利要求1所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，所述第一上层骨架与第一下层骨架之间高度为第二上层骨架与第二下层骨架之间高度的2～2.5倍。

7.根据权利要求1所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，所述第一支撑件设置于一层底架的后车轮前侧；所述第一支撑件包含多个立柱、设置于相邻立柱之间的纵向斜撑和辅助斜撑。

8.根据权利要求7所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，位于旅游观光巴士的前车轮后侧和后车轮后侧处的第一下辅助架为两根左右设置的辅助杆及设置于辅助杆之间的短杆。

9.根据权利要求1所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，所述一层底架与二层底架之间设置有阶梯骨架。

10.根据权利要求9所述的全承载纯电动双层旅游观光巴士的三角环链式车身结构，其特征在于，所述前围的上端为具有弧度的扶手。

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