CN112061237B - 一种电动车前端模块结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车前端模块结构，所述电动车包括左右两根纵梁、连接在两根纵梁前端之间的前横梁，在纵梁的前部设有纵梁前端板，所述前端模块呈横向布置的一字形，前端模块的左右两端分别通过安装支架连接在对应的纵梁前端板上，所述前端模块的中部通过支撑支架连接在前横梁上。本发明既有利于减轻重量，降低制造成本，又可在确保必要强度和刚性的前提下，计量优化对行人的碰撞保护性能。

Description

一种电动车前端模块结构

技术领域

本发明涉及电动汽车制造技术领域，具体涉及一种电动车前端模块结构。

背景技术

作为一种结构设计，电动汽车通常包括一个设置在车身前部的前端模块，以用于安装和固定诸如前车灯、前保险杠之类的汽车部件。在现有技术中，前端模块通常为封闭的框架结构，例如，在中国专利文献上公开的“一种电动汽车车身前端模块框架结构”，其公布号为CN106005035A，其前端模块框架与电动车车身上的前纵梁前端板固定连接，所述前端模块框架为含长玻纤塑料制成的框架结构，其框架上朝向电动车车身前方的一面为框架底板，在所述框架底板的两侧设置与其垂直的框架侧板，在两侧的框架侧板之间设置多个连接加强版。采用该技术方案，有利于进行前端模块安装支架、前大灯、前保、散热器、发盖缓冲块、发盖锁的安装，并且重量轻、强度高、制造方便。

然而上述前端模块结构仍然存在如下缺陷：首先，框架式的前端模块材料消耗多，制造成本高；其次，框架式的前端模块刚度高，因此不利于提升对行人的碰撞保护性能。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种电动车前端模块结构，既有利于减轻重量，降低制造成本，又可在确保必要强度和刚性的前提下，计量优化对行人的碰撞保护性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动车前端模块结构，所述电动车包括左右两根纵梁、连接在两根纵梁前端之间的前横梁，在纵梁的前部设有纵梁前端板，所述前端模块呈横向布置的一字形，前端模块的左右两端分别通过安装支架连接在对应的纵梁前端板上，所述前端模块的中部通过支撑支架连接在前横梁上。

在现有技术中，前端模块通常被设计成框式结构，以有利于提升前端模块的强度和刚性，但是在发生车辆与行人的碰撞事故时，会对行人的安全造成较大的影响，不利于提升极为重要的车辆安全性能。本发明将前端模块设置成横向布置的一字形，并且前端模块的左右两端分别通过安装支架连接在对应的纵梁前端板上，前端模块的中部通过支撑支架连接在前横梁上，使前端模块形成三点支撑，既有利于确保前端模块的准确定位和足够的刚性，同时可使弹性模块具有足够的弹性，当发生与行人的碰撞事故时，可有效地提升对行人的保护效果和安全性。

可以理解的是，连接在前端模块左右两端的安装支架可对前端模块的两端形成良好的X、Y、Z三个方向的支撑，这样，整个前端模块在Y方向的位置可得到准确定位。而连接在前端模块中部的支撑支架可对前端模块中部形成良好的Z向支撑，以确保前端模块中部在Z向的刚度，并使前端模块中部在X方向上具有一定的弹性，从而构成合适的刚性。当车辆与行人发生碰撞时，前端模块的中部受到撞击后可形成一定的形变缓冲，从而有效地降低对行人的伤害。

作为优选，所述支撑支架包括竖直板、由竖直板的下端向前弯折形成的弯折板，所述弯折板与前横梁相连接，所述竖直板的上部与前端模块相连接。

由于支撑支架包括连接成L形的竖直板和弯折板，因此，在确保Z向可靠支撑和足够刚度的前提下，可在X方向上形成良好的缓冲弹性。另外，L形的支撑支架可通过钣金加工方式高效制成，有利于其降低成本。

作为优选，所述安装支架包括连接在纵梁前端板前侧的前连接板、连接在前端模块侧面的侧连接板，从而使所述安装支架呈L形。

L形的安装支架可对前端模块的左右两端形成Y向和Z向的准确定位和足够的刚性。与此同时，当发生与行人的碰撞事故时，前端模块的中部受到撞击而向后侧形变凹陷，此时，连接在前端模块侧面的侧连接板与前连接板之间可形成角度的改变，也就是说，侧连接板相对前连接板的夹角增大，从而使侧连接板形成弹性形变，从而有利于前端模块的中部向后侧形变凹陷，吸收撞击时的动能，减少对行人造成的伤害。

作为优选，所述支撑支架包括中部向前凸起的凸起部和位于凸起部左右两侧的下沉部，在支撑支架的左右两侧边缘分别设有向前弯折的翻边，支撑支架在下沉部的上下两端分别设有与前端模块、前横梁连接的紧固螺栓。

由于支撑支架包括中部向前凸起的凸起部和位于凸起部左右两侧的下沉部，从而使支撑支架的横截面呈几字形，这样，当我们通过紧固螺栓使支撑支架与前横梁连接时，既可确保支撑支架与前横梁的稳固接触和连接，又可尽量减少两者之间的贴合接触面积，避免因颗粒杂质等因素对支撑支架与前横梁的可靠贴合接触造成不利的影响。尤其是，弯折成横截面为几字形的支撑支架，结合设置在支撑支架左右两侧边缘的翻边，可使支撑支架本身形成足够的强度和刚性，避免车辆与行人发生碰撞时，支撑支架发生扭转或弯曲现象。

作为优选，在前连接板和侧连接板的转折处中间设有向前的凹槽，所述凹槽的深度从中间至上下两侧逐渐变浅。

本发明在前连接板和侧连接板的转折处中间设有向前的凹槽，从而在前连接板和侧连接板的中间转折处形成一体的过渡板，进而可对两侧的前连接板和侧连接板形成一定的支撑，有利于提升前连接板和侧连接板之间的抗弯强度。

我们知道，当前端模块的中部受到撞击而向内凹陷形变时，前端模块两侧面连同与其连接的侧连接板会产生一个极小角度的形变，因此，当我们在前连接板和侧连接板的转折处中间设有向前的凹槽时，既可确保在前端模块的中部受到撞击而向内凹陷形变时，前端模块两侧面连同与其连接的侧连接板可产生一个小角度的弹性形变，又可确保前连接板和侧连接板之间具有足够的抗弯强度，进而使前端模块在X方向上准确定位。

作为优选，所述前端模块包括与支撑支架相连接的中段、分别与左、右侧的安装支架相连接的左右两个边段，在中段两侧面上分别设有若干沿纵向等间距设置的卡接钉，所述卡接钉包括与侧面连接的卡接柱、一体连接在卡接柱端部且径向外扩的卡接头，从而使所述卡接钉呈蘑菇状，在边段上与中段连接的侧面上设有与卡接钉对应的若干卡接孔，所述卡接孔包括位于前侧圆形的安装孔、位于后侧与安装孔连通的纵向的长条孔，并且从前至后的各卡接孔中的长条孔的长度逐渐增大，需要连接中段与边段时，先使边段设有卡接孔的侧面靠近中段设有卡接钉的侧面，此时的卡接钉与卡接孔的安装孔一一对应，卡接钉通过安装孔进入卡接孔内，卡接钉的卡接柱滑入卡接孔的长条孔内，最前面的卡接钉中的卡接柱抵靠长条孔的后边缘，其余各卡接钉中的卡接柱与长条孔的后边缘之间形成从前至后逐渐增大的间隙。

本发明创造性地使前端模块包括中段和左右两个边段，并且中段和边段之间通过卡接钉和卡接孔形成卡接，组装时，只需使中段的卡接钉对准边段对应的卡接孔中的安装孔，即可方便地使卡接钉进入安装孔内，此时的中段与边段贴合。然后使中段相对边段后移，中段的卡接钉可可滑入卡接孔的长条孔部分，卡接钉的卡接头则钩挂卡接孔内侧壁，当最前面的卡接钉中的卡接柱抵靠对应的长条孔的后边缘时，即可实现中段与边段之间的卡接，两者之间形成可靠定位，从而方便组装。

特别是，当车辆发生与行人的碰撞事故时，前端模块的中段受到撞击后会向后移动，此时中段侧面最前面的卡接钉的卡接柱受到长条孔边缘的剪切和断裂。由于各卡接钉中的卡接柱与长条孔的后边缘之间形成从前至后逐渐增大的间隙，因此从前至后的第二、第三……个卡接钉的卡接柱会依次剪断，从而形成良好的溃缩效果，以充分的形成撞击时的动能，进一步提升对行人的保护和安全性能。

可以理解的是，通过多个卡接钉和卡接孔的配合，可在中段和边段之间形成可靠的卡接。而当发生碰撞事故时，各卡接钉依次剪断而形成有效的溃缩，从而显著地提升车辆的安全性能。

作为优选，在安装支架的侧连接板上设有若干从上至下间隔设置的安装通孔，所述安装通孔为沿纵向延伸的长圆孔，各安装通孔的前端在纵向上对齐，侧连接板上从中间至上下两侧的各安装通孔的长度逐渐增大，在边段与安装支架连接的侧面设有与安装通孔前端对应的螺纹孔，安装通孔内设有与螺纹孔螺纹连接的紧固螺栓。

在本方案中，安装支架的侧连接板通过若干上下间隔布置的紧固螺栓相连接，方便拆装和维护。特别是，我们将安装通孔设置为长圆孔，并且各安装通孔的前端在纵向上对齐，而边段上的螺纹孔与安装通孔前端对应。因此，安装时，紧固螺栓穿过长圆形的安装通孔与螺纹孔螺纹连接，从而使中段和边段可靠定位和连接。特别是，此时所有的紧固螺栓均定位在安装通孔的前端。当发生与行人的碰撞事故时，中段会受到向后的撞击力，当撞击力大于中段和边段之间的摩擦力时，中段会带动紧固螺栓向后移动。当紧固螺栓受到安装通孔的后端截止时，安装通孔对紧固螺栓形成剪切，从而将紧固螺栓剪断，以吸收和消耗撞击时的动能。由于从中间至上下两侧的各安装通孔的长度逐渐增大，因此，从中间至上下两侧的紧固螺栓会依次剪断，从而实现溃缩吸能，有效地提升对行人碰撞的安全性能。

因此，本发明具有如下有益效果：既有利于减轻重量，降低制造成本，又可在确保必要强度和刚性的前提下，计量优化对行人的碰撞保护性能。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是前端模块与支撑支架的一种连接结构示意图。

图3是前端模块与安装支架的一种连接结构示意图。

图4是安装支架的一种结构示意图。

图5是前端模块中中段和边段的一种连接结构示意图。

图6是边段内侧与卡接钉的一种卡接结构示意图。

图7安装支架的侧连接板与前端模块的连接结构示意图。

图中：1、纵梁 11、纵梁前端板 2、前横梁 3、前端模块 31、中段 32、边段33、卡接钉 331、卡接柱 332、卡接头 34、卡接孔 341、安装孔 342、长条孔 4、安装支架 41、前连接板 42、侧连接板 421、安装瞳孔 43、凹槽 44、过渡板 5、支撑支架51、竖直板 52、弯折板 53、凸起部 54、下沉部 55、翻边。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示，一种电动车前端模块结构，其中的电动车包括左右两根纵梁1、连接在两根纵梁前端之间的前横梁2，在纵梁的前部设有纵梁前端板11，而前端模块3呈横向布置的一字形，前端模块的左右两端分别通过安装支架4连接在对应的纵梁前端板上，前端模块的中部通过支撑支架5连接在前横梁上，从而对前端模块形成左中右三点支撑。连接在前端模块左右两端的安装支架可对前端模块的两端形成良好的X、Y、Z三个方向的支撑，这样，整个前端模块在Y方向的位置可得到准确定位。而连接在前端模块中部的支撑支架可对前端模块中部形成良好的Z向支撑，以确保前端模块中部在Z向的刚度，并使前端模块中部在X方向上具有一定的弹性，从而构成合适的刚性。当车辆与行人发生碰撞时，前端模块的中部受到撞击后可形成一定的形变缓冲，从而有效地降低对行人的伤害。

需要说明的是，前端模块主要用于诸如前车灯、前保险杠之类的安装，其可采用塑胶制成，从而有利于减轻重量。此外，我们以车辆的方向定义本发明的方向，即将前后方向称为纵向，左右方向称为横向。

作为一种优选方案，如图2所示，支撑支架包括竖直板51、由竖直板的下端向前弯折形成的弯折板52，从而使支撑支架呈L形，在确保Z向可靠支撑和足够刚度的前提下，可在X方向上形成良好的缓冲弹性。所述弯折板与前横梁通过螺栓相连接，所述竖直板的上部通过螺栓与前端模块相连接，从而方便组装。当然，L形的支撑支架可通过钣金加工方式高效制成，以有利于其降低制造成本。

进一步地，所述支撑支架包括中部向前凸起的凸起部53和位于凸起部左右两侧的下沉部54，在支撑支架的左右两侧边缘分别设有向前弯折的翻边55，从而使支撑支架的横截面呈几字形，支撑支架在下沉部的上下两端分别设有与前端模块、前横梁连接的紧固螺栓。当我们通过紧固螺栓使支撑支架与前横梁连接时，既可确保支撑支架与前横梁的稳固接触和连接，又可尽量减少两者之间的贴合接触面积，避免因颗粒杂质等因素对支撑支架与前横梁的可靠贴合与接触造成不利的影响。尤其是，弯折成横截面为几字形的支撑支架，结合设置在支撑支架左右两侧边缘的翻边，可使支撑支架本身形成足够的强度和刚性，避免车辆与行人发生碰撞时，支撑支架发生扭转或弯曲现象。

作为另一种优选方案，如图1、图3所示，安装支架包括连接在纵梁前端板前侧的前连接板41、连接在前端模块侧面的侧连接板42，从而使所述安装支架呈L形，以便对前端模块的左右两端形成Y向和Z向的准确定位和足够的刚性。与此同时，当发生与行人的碰撞事故时，前端模块的中部受到撞击而向后侧形变凹陷，此时，连接在前端模块侧面的侧连接板与前连接板之间可形成角度的改变，也就是说，侧连接板相对前连接板的夹角增大，从而使侧连接板形成弹性形变，从而有利于前端模块的中部向后侧形变凹陷，吸收撞击时的动能，减少对行人造成的伤害。

可以理解的是，当前端模块的中部受到撞击而向后凹陷形变时，前端模块两侧面连同与其连接的侧连接板会产生一个极小角度的形变。

进一步地，如图3、图4所示，我们可在前连接板和侧连接板的转折处中间设有向前的凹槽43，从而在前连接板和侧连接板的中间转折处形成一体的过渡板45，此时，前连接板、侧连接板、过渡板形成类似三角形结构，进而可对两侧的前连接板和侧连接板形成一定的支撑，有利于提升前连接板和侧连接板之间的抗弯强度。特别地，所述凹槽的深度从中间至上下两侧逐渐变浅，在确保前端模块两侧面连同与其连接的侧连接板可产生一个小角度的弹性形变的同时，又可确保前连接板和侧连接板之间具有足够的抗弯强度，进而使前端模块在X方向上准确定位。

为了进一步提升行人碰撞时的安全性，如图5、图6所示，所述前端模块包括与支撑支架相连接的中段31、分别与左、右侧的安装支架相连接的左右两个边段32，在中段两侧面上分别设置若干沿纵向等间距设置的卡接钉33，所述卡接钉包括与侧面连接的卡接柱331、一体连接在卡接柱端部且径向外扩的卡接头332，从而使所述卡接钉呈蘑菇状。在边段上与中段连接的侧面上设置与卡接钉对应的若干卡接孔34，所述卡接孔包括位于前侧的圆形的安装孔341、位于后侧的与安装孔连通的纵向的长条孔342，并且从前至后的各卡接孔中的长条孔的长度逐渐增大。

需要连接中段与边段时，先使边段设有卡接孔的侧面靠近中段设有卡接钉的侧面，此时的卡接钉与卡接孔的安装孔一一对应，卡接钉通过安装孔进入卡接孔内，然后使中段相对变短后移，使卡接钉的卡接柱滑入卡接孔的长条孔内，直至最前面的卡接钉中的卡接柱抵靠长条孔的后边缘，实现中段与边段之间的卡接。此时其余各卡接钉中的卡接柱与长条孔的后边缘之间形成从前至后逐渐增大的间隙。

当车辆发生与行人的碰撞事故时，前端模块的中段受到撞击后会向后移动，此时中段侧面最前面的卡接钉的卡接柱受到长条孔边缘的剪切和断裂。由于各卡接钉中的卡接柱与长条孔的后边缘之间形成从前至后逐渐增大的间隙，因此从前至后的第二、第三……个卡接钉的卡接柱会依次剪断，从而形成良好的溃缩效果，以充分的形成撞击时的动能，进一步提升对行人的保护和安全性能。当然，我们可设置从上至下2列以上的卡接钉，以减少每列卡接钉的个数。此外，卡接钉也可采用螺钉，此时卡接头即为螺钉头。

此外，如图7所示，我们还可在安装支架的侧连接板上设置若干从上至下间隔设置的安装通孔421，所述安装通孔为沿纵向延伸的长圆孔，各安装通孔的前端在纵向上对齐，侧连接板上从中间至上下两侧的各安装通孔的长度逐渐增大，在边段与安装支架连接的侧面设有与安装通孔前端对应的螺纹孔，安装通孔内设有与螺纹孔螺纹连接的紧固螺栓。

组装时，紧固螺栓穿过长圆形的安装通孔与螺纹孔螺纹连接，从而使中段和边段可靠定位和连接，此时所有的紧固螺栓均定位在安装通孔的前端。当发生与行人的碰撞事故时，中段会受到向后的撞击力，当撞击力大于中段和边段之间的摩擦力时，中段会带动紧固螺栓向后移动。当紧固螺栓受到安装通孔的后端截止时，安装通孔对紧固螺栓形成剪切，从而将紧固螺栓剪断，以吸收和消耗撞击时的动能。由于从中间至上下两侧的各安装通孔的长度逐渐增大，因此，从中间至上下两侧的紧固螺栓会依次剪断，从而实现溃缩吸能，有效地提升对行人碰撞的安全性能。

Claims (6)

1.一种电动车前端模块结构，所述电动车包括左右两根纵梁、连接在两根纵梁前端之间的前横梁，在纵梁的前部设有纵梁前端板，其特征是，所述前端模块呈横向布置的一字形，前端模块的左右两端分别通过安装支架连接在对应的纵梁前端板上，所述前端模块的中部通过支撑支架连接在前横梁上，所述前端模块包括与支撑支架相连接的中段、分别与左、右侧的安装支架相连接的左右两个边段，在中段两侧面上分别设有若干沿纵向等间距设置的卡接钉，所述卡接钉包括与侧面连接的卡接柱、一体连接在卡接柱端部且径向外扩的卡接头，从而使所述卡接钉呈蘑菇状，在边段上与中段连接的侧面上设有与卡接钉对应的若干卡接孔，所述卡接孔包括位于前侧圆形的安装孔、位于后侧与安装孔连通的纵向的长条孔，并且从前至后的各卡接孔中的长条孔的长度逐渐增大，需要连接中段与边段时，先使边段设有卡接孔的侧面靠近中段设有卡接钉的侧面，此时的卡接钉与卡接孔的安装孔一一对应，卡接钉通过安装孔进入卡接孔内，卡接钉的卡接柱滑入卡接孔的长条孔内，最前面的卡接钉中的卡接柱抵靠长条孔的后边缘，其余各卡接钉中的卡接柱与长条孔的后边缘之间形成从前至后逐渐增大的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种电动车前端模块结构，其特征是，所述支撑支架包括竖直板、由竖直板的下端向前弯折形成的弯折板，所述弯折板与前横梁相连接，所述竖直板的上部与前端模块相连接。

3.根据权利要求2所述的一种电动车前端模块结构，其特征是，所述安装支架包括连接在纵梁前端板前侧的前连接板、连接在前端模块侧面的侧连接板，从而使所述安装支架呈L形。

4.根据权利要求1所述的一种电动车前端模块结构，其特征是，所述支撑支架包括中部向前凸起的凸起部和位于凸起部左右两侧的下沉部，在支撑支架的左右两侧边缘分别设有向前弯折的翻边，支撑支架在下沉部的上下两端分别设有与前端模块、前横梁连接的紧固螺栓。

5.根据权利要求3所述的一种电动车前端模块结构，其特征是，在前连接板和侧连接板的转折处中间设有向前的凹槽，所述凹槽的深度从中间至上下两侧逐渐变浅。

6.根据权利要求3所述的一种电动车前端模块结构，其特征是，在安装支架的侧连接板上设有若干从上至下间隔设置的安装通孔，所述安装通孔为沿纵向延伸的长圆孔，各安装通孔的前端在纵向上对齐，侧连接板上从中间至上下两侧的各安装通孔的长度逐渐增大，在边段与安装支架连接的侧面设有与安装通孔前端对应的螺纹孔，安装通孔内设有与螺纹孔螺纹连接的紧固螺栓。

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