CN112140860A - 车辆车身结构及包括该车辆车身结构的车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种车辆车身结构及包括该车辆车身结构的车辆。一种用于具有电池和后排座椅的车辆的车辆车身结构包括：电池安装部，该电池安装部设置在后排座椅后方的底板上且其上安装有电池；横向构件，该横向构件配置为加强电池安装部前方的底板；下加强部，该下加强部配置为加强电池安装部下方的底板并支撑在横向构件和两个侧向构件上；以及上固定部，该上固定部在固定电池的状态下紧固到下加强部。车辆车身结构配置为通过吸收和分配来自碰撞的载荷来保护电池，并且有效地利用车辆的后侧空间，以利用后排座椅等来安装电池。

Description

车辆车身结构及包括该车辆车身结构的车辆
技术领域
本公开涉及一种车辆车身结构及包括车辆车身结构的车辆，其能够安装大容量电池。
背景技术
该部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可不构成现有技术。
使用电动马达作为驱动源的车辆(诸如电动车(EV)、混合动力车(HEV)和插入式混合动力车(PHEV))包括大容量电池。
这些车辆被研发成各种类型的车辆，诸如轿车、运动型多用途车(SUV)和多用途车(MPV)，并且由于受限的环境法规，根据车辆的类型，电池的安装存在限制。5座轿车可在第二排座椅的后部(货物空间)或第二排座椅的底部装备电池。但是，由于在乘客空间的后部安装有三排或四排座椅并且应用有用于四轮驱动(4WD)的传动轴，因此SUV和MPV难以安装大容量电池。
最近，针对安装有大容量电池的车辆的碰撞法规要求电池周围的缓冲空间的安全性以及坚固的车辆车身结构设计，从而可以通过减少由于车辆碰撞对电池的撞击来安全地保护电池。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，并且因此其可包含不构成本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开提供了一种车辆车身结构，该车辆车身结构通过增加电池安装部的刚度并确保缓冲区来保护电池免受碰撞。
本公开的另一个方面提供了一种车辆车身结构，该车辆车身结构安装有大容量电池同时减少对乘客和货物空间的占用。
本公开的另一个方面提供了一种车辆车身结构，尽管安装有大容量电池，该车辆车身结构仍能够减小对后排座椅的安装和移动的限制。
根据本公开的一个方面，一种用于具有电池和后排座椅的车辆的车辆车身结构包括：电池安装部，该电池安装部设置在后排座椅后方的底板上并且其上安装有电池；横向构件，该横向构件配置为加强电池安装部前方的底板；下加强部，该下加强部配置为加强电池安装部下方的底板并支撑在横向构件和两个侧向构件上；以及上固定部，该上固定部在固定电池的状态下紧固到下加强部。
电池安装部可包括形成为从底板向下凹陷以接收电池的下侧的凹部。
下加强部可包括：第一加强框架，该第一加强框架在与横向构件的后部间隔开的位置处在横向方向上延伸并具有由两个侧向构件支撑的相对端；多个第二加强框架，该多个第二加强框架在纵向方向上延伸以连接横向构件和第一加强框架并布置为在横向方向上彼此间隔开；以及第三加强框架，该第三加强框架设置在两侧上以在横向构件和第一加强框架之间连接两个侧向构件和与两个侧向构件相邻的第二加强框架，并且该第三加强框架在横向方向上延伸。
第一加强框架可设置在与电池的后端重合的位置处。
车辆车身结构可进一步包括多个缓冲框架，该多个缓冲框架通过分别从连接有第一加强框架和多个第二加强框架的位置在后向方向上延伸而支撑在后保险杠上，并且由具有比第一加强框架和第二加强框架弱的刚度的材料制成。
上固定部可包括：第一固定框架，该第一固定框架在横向方向上延伸以固定电池并具有紧固到第三加强框架的相对端；第二固定框架，该第二固定框架在横向方向上延伸以固定电池并具有紧固到第一加强框架的相对端；以及多个第三固定框架，该多个第三固定框架在纵向方向上延伸以固定电池，以相交状态联接到第一固定框架和第二固定框架，并且具有分别紧固到多个第二加强框架的前端。
下加强部可进一步包括设置在第一加强框架至第三加强框架中以分别加强第一固定框架至第三固定框架紧固于此的部分的多个加强构件。
车辆车身结构可进一步包括安装在底板上以引导后排座椅的移动并在延伸至第一固定框架的状态下紧固到第一固定框架的多个座椅导轨。
车辆车身结构可进一步包括安装在底板上以引导后排座椅的移动并在上固定部上方延伸的状态下紧固到上固定部的多个座椅导轨。
车辆车身结构可进一步包括通过分别从下加强部在向后方向上延伸而支撑在后保险杠上并由具有比下加强部弱的刚度的材料制成的多个缓冲框架。
根据本公开的另一个方面，一种车辆包括以上所述的车辆车身结构。
从本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和特定示例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了能够更好地理解本公开，现在将通过示例的方式、参考附图描述其各种形式，其中：
图1是根据本公开的一种形式的车辆车身结构的透视图；
图2是示出根据本公开的一种形式的车辆车身结构的电池安装部周围的配置的分解透视图；
图3是示出根据本公开的一种形式的车辆车身结构的下加强部的平面图；
图4是示出根据本公开的一种形式的车辆车身结构的上联接部的平面图；
图5是沿图4的线A-A′截取的横截面图；以及
图6是沿图4的线B-B′截取的横截面图。
本文描述的附图仅用于说明目的而并非旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的而并非旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，相应附图标记表示相同或相应的部件和特征。
参考图1到图3，根据本公开的一种形式的车辆车身结构包括：中央底板10，该中央底板形成室内空间的底板；后底板20，该后底板从中央底板10的后部延伸；电池安装部50，该电池安装部设置在后排座椅30后部的后底板20上，以在其上安装电池40；下加强部60，该下加强部设置为加强电池安装部50下方的后底板20；上固定部70，该上固定部设置在电池40上方以固定电池40；横向构件80，该横向构件设置为加强电池安装部50前方的后底板20；以及后保险杠90，该后保险杠安装到后底板20的后端。
后排座椅30可以是安装在乘客空间的最后部分的座椅。当根据本形式的车辆车身结构应用于SUV或MPV时，后排座椅30可以是三排或四排座椅，并且当车辆车身结构应用于具有第一排和第二排座椅的小型SUV时，后排座椅30可以是第二排座椅。
横向构件80在横向方向上延伸并在相对端处分别连接到左后侧向构件82和右后侧向构件83。横向构件80在附接到后底板面板21的下表面的状态下在相对端处由左后侧向构件82和右后侧向构件83支撑，以增加后底板20的横向刚度。
如图2和图6所示，电池安装部50可以形成为从后底面板21的表面向下凹陷预定深度以接收电池40的下侧。具体地，其中定位有电池安装部50的后底板面板21设置有向下凹陷以接收电池40的下侧的凹部52。
如图2和图3所示，下加强部60在联接到后底板面板21的下表面的状态下由横向构件80、定位于横向构件80的相对端处的左后侧向构件82和右后侧向构件83支撑，以增加车辆车身结构的纵向刚度和横向刚度。
如图3所示，下加强部60可以包括第一加强框架61、多个第二加强框架62a、62b和62c以及第三左加强框架63a和第三右加强框架63b。
第一加强框架61设置在与横向构件80向后间隔开的位置处并在横向方向上延伸以平行于横向构件80。具体地，第一加强框架61可以设置在与电池40的后端重合的位置处。第一加强框架61的相对端分别连接到左后侧向构件82和右后侧向构件83。
多个第二加强框架62a、62b和62c延伸以连接横向构件80和第一加强框架61并布置成在横向方向上彼此间隔开。多个第二加强框架62a、62b和62c的前端和后端在彼此平行间隔开的状态下分别由横向构件80和第一加强框架61支撑，从而增加电池安装部50的下部的纵向刚度。
第三左加强框架63a和第三右加强框架63b在横向方向上在横向构件80和第一加强框架61之间延伸，并且连接左后侧向构件82和右后侧向构件83以及分别与左后侧向构件82和右后侧向构件83相邻的第二加强框架62a和62c。第三左加强框架63a连接左后侧向构件82以及与左后侧向构件82相邻的第二左加强框架62a，并且第三右加强框架63b连接右后侧向构件83以及与右后侧向构件83相邻的第二右加强框架62c。
第一加强框架61以及第三左加强框架63a和第三右加强框架63b通过分别支撑在左后侧向构件82和右后侧向构件83上来增加电池安装部50的下部的横向刚度。
多个缓冲框架111、112和113安装在后保险杠90和下加强部60的第一加强框架61之间。多个缓冲框架111、112和113分别从其中第一加强框架61以及多个第二加强框架62a、62b和62c相连接的位置处向后延伸，并且支撑在后保险杠90上。多个缓冲框架111、112和113由具有比第一加强框架61和第二加强框架62a、62b和62c弱的刚度的材料制成。
如图6所示，由于多个缓冲框架111、112和113由具有比第一加强框架61和第二加强框架62a、62b和62c相对弱的刚度的材料制成并位于电池安装部50的后部中，当从其后方发生碰撞时，多个缓冲框架111、112和113可在变形的同时吸收能量，从而保护电池安装部50。
如图6所示，车辆车身结构可以包括介于电池安装部50位于其上的横向构件80与第一加强框架61之间的高强度区D、以及介于后保险杠90与第一加强框架61之间的低强度区E。
由于高强度区D包括具有相对高的刚度的第一加强框架61、多个第二加强框架62a、62b和62c以及第三左加强框架63a和第三右加强框架63b，因此高强度区D通过抑制电池安装部50的变形而稳定地保护电池40。由于低强度区E包括具有相对低的刚度的多个缓冲框架111、112和113，因此当从其后方发生碰撞时，多个缓冲框架111、112和113在变形的同时吸收碰撞能量。
为了稳定地保护电池40免受后方碰撞，合适的是，将形成高强度区D和低强度区E之间的边界的第一加强框架61设置在与电池40的后端重合的位置处，以将具有足够尺寸的低强度区E(缓冲区)固定在电池安装部50的后部中。
如图1、图2和图4所示，在固定放置在电池安装部50上的电池40的上外表面的同时，上固定部70紧固到下加强部分60。
上固定部70包括：第一固定框架71，该第一固定框架在横向方向上延伸以固定电池40并具有紧固到第三加强框架63a和63b的相对端；第二固定框架72，该第二固定框架在横向方向上延伸以将电池40固定在第一固定框架71的后部中并具有紧固到第一加强框架61的相对端的相对端；以及多个第三固定框架73a、73b和73c，该多个第三固定框架分别在纵向方向上延伸以固定电池40，在相交状态中联接到第一固定框架71和第二固定框架72，并且具有紧固到多个第二加强框架62a、62b和62c的前端。
如图4和图5所示，第一固定框架71和第二固定框架72的相对端在固定电池40的上部的状态下紧固到第一加强框架61以及第三加强框架63a和63b，使得除了固定电池40的功能之外，第一固定框架71和第二固定框架72还与第一加强框架61和第三加强框架63a和63b一起增加车辆车身结构的横向刚度。
如图4和图6所示，多个第三固定框架73a、73b和73c的前端在固定电池40的上部的状态下紧固到多个第二加强框架62a、62b和62c的前端，使得除了固定电池40的功能之外，多个第三固定框架73a、73b和73c还与位于第三固定框架73a、73b和73c下方的第二加强框架62a、62b和62c一起增加车辆车身结构的纵向刚度。
参考图5和图6，上固定部70的第一到第三固定框架71、72、73a、73b和73c各自在下加强部60的第一到第三加强框架61、62a、62b、62c、63a和63b各自联接到后底面板21的位置处紧固到后底面板21的上表面。然而，与一般的车辆车身结构一样，焊接到后底板面板21的下表面的第一到第三加强框架61、62a、62b、62c、63a和63b可通过包括后底板面板21的定位于第一到第三加强框架61、62a、62b、62c、63a和63b上方的一部分而被视为在结构上具有中空矩形横截面部分。因此，第一到第三固定框架71、72、73a、73b和73c被视为联接到第一至第三加强框架61、62a、62b、62c、63a和63b。
如图5和图6所示，用于增加紧固部分的刚度的加强构件65可以安装在联接有第一到第三固定框架71、72、73a、73b和73c中的每个的位置的第一到第三加强框架61、62a、62b、62c、63a和63b中的每个中。加强构件65可以在接收于第一到第三加强框架61、62a、62b、62c、63a和63b的中空矩形横截面部分中的状态下焊接到第一到第三加强框架61、62a、62b、62c、63a和63b或者后底板面板21的下表面。
如图4和图5所示，由于作用在车辆上的横向载荷P1到达电池安装部50并然后分配和传递到下加强部60的第一到第三加强框架61、62a、62b、62c、63a和63b以及上固定部70的第一固定框架71和第二固定框架72，因此车辆车身结构不仅可以稳定地保护电池40免受横向方向上的碰撞，而且可以增加横向刚度。
进一步地，如图4和图6所示，由于从车辆的前方作用的纵向载荷P2到达电池安装部50并然后分配和传递到下加强部60的第二加强框架62a、62b和62c以及上固定部70的第三固定框架73a、73b和73c，因此车辆车身结构不仅可以稳定地保护电池40免受纵向方向上的碰撞，而且可以增加纵向刚度。
进一步地，如图6所示，由于具有比第一加强框架61和第二加强框架62a、62b和62c弱的刚度的多个缓冲框架111、112和113在当从后保险杠90侧施加纵向载荷P3时变形的同时吸收能量，因此可以稳定地保护电池40免受后方碰撞。
参考图1、图2和图4，可以在后底板面板21上方安装多个座椅导轨31、32、33和34，以用于在支撑后排座椅30(三排或四排座椅)的同时引导后排座椅30的移动。座椅导轨31、32、33和34彼此平行地纵向延伸。座椅导轨31、32、33和34中的每个的后端在上固定部70的第一固定框架71上方延伸之后紧固到第一固定框架71。
如此，当多个座椅导轨31、32、33和34联接到固定电池40的上部的第一固定框架71时，坐在后排座椅30中的乘客以及后排座椅30的重量通过多个座椅导轨31、32、33和34传递到第一固定框架71，以在向下方向上挤压第一固定框架71。即，可以通过坐在后排座椅30中的乘客以及后排座椅30的重量在向下方向上挤压电池40。因此，即使在车辆中发生前方碰撞，也可以阻止其中电池40由于惯性而升起的现象。
如图6所示，由于本形式的车辆车身结构包括设置在安装于乘客空间的最后方的后排座椅30后方的电池安装部50以及向下凹陷以将电池40的下侧接收在后底板面板21中的凹部52，因此车辆车身结构可配备具有大容量的电池40，同时减少对乘客空间和货物空间的占用。
进一步地，由于电池安装部50设置在后排座椅30后方，因此尽管安装了具有大容量的电池40，本形式的车辆车身结构也可以减小对后排座椅30的安装和移动的限制，并且当应用4WD时阻止传动轴(未示出)与电池40之间的干扰。
如上所述，由于车辆车身结构包括下加强部和上固定部，因此根据本公开的一种形式的车辆车身结构可以增加电池安装部的刚度。
由于横向载荷P1分配并传递到下加强部的第一和第三加强框架以及上固定部的第一和第二固定框架，并且纵向载荷P2分配并传递到下加强部的第二加强框架以及上固定部的第三固定框架，因此根据本公开的一种形式的车辆车身结构可以稳定地保护电池免受碰撞。
由于具有比第一和第二加强框架弱的刚度的多个缓冲框架在当从后保险杠侧施加纵向载荷P3时变形的同时吸收能量，因此根据本公开的一种形式的车辆车身结构可以稳定地保护电池免受后方碰撞。
由于车辆车身结构包括设置在后排座椅后方的电池安装部以及向下凹陷以将电池的下侧接收在后底板面板中的凹部，因此根据本公开的一种形式的车辆车身结构可配备具有大容量的电池，同时减少对乘客空间和货物空间的占用。
由于用于固定电池的上部的上固定部由后排座椅的座椅导轨支撑，因此即使在车辆中发生前方碰撞，根据本公开的一种形式的车辆车身结构也可以阻止其中电池由于惯性而升起的现象。
由于电池安装部设置在后排座椅后方，因此尽管安装了具有大容量的电池，根据本公开的一种形式的车辆车身结构也可以减小对后排座椅的安装和移动的限制，并且当应用4WD时阻止传动轴与电池之间的干扰。
尽管已经结合当前被认为是实用的示例性形式描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的形式，相反，其旨在涵盖包括在本公开的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (11)

1.一种用于具有电池和后排座椅的车辆的车辆车身结构，所述车辆车身结构包括：
电池安装部，所述电池安装部设置在所述后排座椅后方的底板上并且所述电池安装部上安装有电池；
横向构件，所述横向构件配置为加强所述电池安装部前方的底板；
下加强部，所述下加强部配置为加强所述电池安装部下方的底板并支撑在所述横向构件和两个侧向构件上；以及
上固定部，所述上固定部在固定所述电池的状态下紧固到所述下加强部。
2.根据权利要求1所述的车辆车身结构，其中，
所述电池安装部包括形成为从所述底板向下凹陷以接收所述电池的下侧的凹部。
3.根据权利要求2所述的车辆车身结构，其中，
所述下加强部包括：
第一加强框架，所述第一加强框架在与所述横向构件的后部间隔开的位置处在横向方向上延伸并具有由所述两个侧向构件支撑的相对端；
多个第二加强框架，所述多个第二加强框架在纵向方向上延伸以连接所述横向构件和所述第一加强框架，并且所述多个第二加强框架布置为在所述横向方向上彼此间隔开；以及
第三加强框架，所述第三加强框架设置在两侧上以在所述横向构件和所述第一加强框架之间连接所述两个侧向构件和与所述两个侧向构件相邻的所述第二加强框架，并且所述第三加强框架在所述横向方向上延伸。
4.根据权利要求3所述的车辆车身结构，其中，
所述第一加强框架设置在与所述电池的后端重合的位置处。
5.根据权利要求3所述的车辆车身结构，进一步包括：
多个缓冲框架，所述多个缓冲框架通过分别从连接有所述第一加强框架和所述多个第二加强框架的位置在后向方向上延伸而支撑在后保险杠上，并且所述多个缓冲框架由具有比所述第一加强框架和所述第二加强框架弱的刚度的材料制成。
6.根据权利要求3所述的车辆车身结构，其中，
所述上固定部包括：
第一固定框架，所述第一固定框架在所述横向方向上延伸以固定所述电池并具有紧固到所述第三加强框架的相对端；
第二固定框架，所述第二固定框架在所述横向方向上延伸以固定所述电池并具有紧固到所述第一加强框架的相对端；以及
多个第三固定框架，所述多个第三固定框架在所述纵向方向上延伸以固定所述电池，所述多个第三固定框架以相交状态联接到所述第一固定框架和所述第二固定框架，并且所述多个第三固定框架具有分别紧固到所述多个第二加强框架的前端。
7.根据权利要求6所述的车辆车身结构，其中，
所述下加强部进一步包括：
多个加强构件，所述多个加强构件设置在所述第一加强框架到所述第三加强框架中，以分别加强紧固有所述第一固定框架到所述第三固定框架的部分。
8.根据权利要求6所述的车辆车身结构，进一步包括：
多个座椅导轨，所述多个座椅导轨安装在所述底板上以引导所述后排座椅的移动并在延伸至所述第一固定框架的状态下紧固到所述第一固定框架。
9.根据权利要求1所述的车辆车身结构，进一步包括：
多个座椅导轨，所述多个座椅导轨安装在所述底板上以引导所述后排座椅的移动并在所述上固定部上方延伸的状态下紧固到所述上固定部。
10.根据权利要求2所述的车辆车身结构，进一步包括：
多个缓冲框架，所述多个缓冲框架通过分别从所述下加强部在后向方向上延伸而支撑在后保险杠上，并且所述多个缓冲框架由具有比所述下加强部弱的刚度的材料制成。
11.一种车辆，包括根据权利要求1所述的车辆车身结构。
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