CN113086013A - 一种电动汽车前围结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车前围结构，所述电动汽车前围结构包括前围板、前围板加强梁、前地板、前地板下横梁和前纵梁；所述前纵梁具有两个，两个所述前纵梁沿汽车宽度方向相对设置于汽车底盘的前端，所述前围板分隔电动汽车的发动机舱与车厢；所述前围板加强梁沿汽车的宽度方向设置并与所述前围板固定连接；所述前地板铺设于所述车厢底部，所述前地板下横梁沿汽车的宽度方向设置，所述前地板下横梁分别与所述前围板的底部、所述前围板加强梁以及所述前纵梁固定连接。本发明提高了前围板的结构强度，解决了正面刚性碰撞和偏置碰撞前围板侵入量大的问题，使用该前围结构的电动汽车能够满足C‑NCAP五星的要求。

Description

一种电动汽车前围结构

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车前围结构及具有该前围结构的电动汽车。

背景技术

C-NCAP是为了促进中国汽车产业的健康发展，加速国内汽车市场的全球化进程，中国汽车技术研究中心于2006年3月2日正式发布的首版中国新车评价规程(C-NCAP)。C-NCAP正式实施以来，已经获得了消费者的广泛认可。消费者对汽车的安全需求越来越高，因此厂家也将C-NCAP的星级成绩作为安全设计的重点。在C-NCAP中偏置碰撞的要求难度最高，偏置碰中前围区域的侵入量大小与乘员的安全息息相关，侵入量大乘员的损伤风险大，电动车相比传统燃油车更难满足侵入量目标值要求。

一般电动汽车前围区域结构如下图1所示，电动汽车前围区域结构主要由前围板、前围板加强梁、前地板上横梁前连接板等组成。如图1前围区域正视图所示，前围板区域通过前围板加强梁与前纵梁和中通道连接，前围板加强梁与中通道上部形成T型结构用来支撑前围板，在碰撞时将碰撞能量通过T型结构向汽车长度方向(即Y向)传递，降低碰撞过程中前围板区域的受力，目的是减少前围板区域的变形和侵入量，以达到保证乘客安全的目的。如图2所示为电动汽车前围区域俯视图所示，前围下部区域纵梁后段通过纵梁后段连接板与中通道连接，将碰撞时候前纵梁所受力通过后纵梁进行传力，在经后纵梁连接板将力分散到中通道上，以减少前围区域的受力变形和侵入量。

C-NCAP五星目标分解到车身前围板区域，正碰工况下前围档板的最大侵入量目标值为小于140mm，偏置碰工况下前围档板的最大侵入量目标值为小于180mm。目前电动汽车前围区域结构在正面刚性和偏置碰撞中主要问题是前围板侵入量偏大，不满足目标值要求。由下图3可见，前围板中上部侵入量较大，其最大值约为241.76mm。由下图4可见，前围板左侧纵梁根部侵入量较大，其最大值约为405.62mm。分析上述C-NCAP测试结果可知，主要原因是电动汽车体整体刚度较低，前纵梁后段前部上翘及地板前端变形较为明显，导致前围板入侵量超出目标值，挤压乘员生存空间，由于电池包的加入，占用了大量车底空间，相较于传统车未能形成高效的传力路径，没有对乘员舱形成足够的保护。

由上图1和图2可知在前围区域的传力路径中，中通道是主要的传力路径，目前的结构由于前纵梁后端前部上翘未能将力传力到中道道，门槛及中通道传力不充，导致没有起到分散碰撞力的作用。见如图5正面刚性碰撞前围区域传力值分析图门槛及中通道区域传力值不到40N、70N、80N。如图6正面偏置碰撞前围区域传力值分析图门槛及中通道区域传力值不到20N、100N、70N。

发明内容

为此，需要提供一种电动汽车前围结构用于解决现有电动汽车正面刚性和偏置碰撞中主要问题是前围板侵入量偏大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车前围结构，所述电动汽车前围结构包括前围板、前围板加强梁、前地板、前地板下横梁和前纵梁；

所述前纵梁具有两个，两个所述前纵梁沿汽车宽度方向相对设置于汽车底盘的前端，所述前围板分隔电动汽车的发动机舱与车厢；

所述前围板加强梁沿汽车的宽度方向设置并与所述前围板固定连接；

所述前地板铺设于所述车厢底部，所述前地板下横梁沿汽车的宽度方向设置，所述前地板下横梁分别与所述前围板的底部、所述前围板加强梁以及所述前纵梁固定连接，所述前地板下横梁与所述前围板以及所述前地板通过焊接固定连接。

进一步的，所述前地板下横梁沿汽车宽度方向的两端分别与所述前围板以及所述前地板固定连接；所述前地板下横梁靠近车头的一侧间隔设置有两个连接部，所述连接部分别与所述前围板、前纵梁的后部以及所述前围板加强梁固定连接。

进一步的，所述汽车底盘的沿汽车宽度的两侧分别设置有门槛，所述前地板下横梁靠近汽车尾部的一侧的两端分别与所述门槛固定连接。

进一步的，所述汽车底盘设置有向上隆起的中通道，所述中通道位于所述车厢的底部中间，所述中通道的前端部与所述前地板下横梁的中部连接形成T字形结构。

进一步的，所述前地板下横梁包括层叠设置的内板与外板，所述外板下向隆起，所述内板与所述外板的边缘焊接固定，所述内板与所述外板的中部形成空腔。

进一步的，所述连接部具有两个，所述连接部向车头方向凸出。

进一步的，所述前地板下横梁的主体为向汽车车头方向凸起的“弓”字形结构，所述连接部与所述前地板下横梁的主体为一体成型结构。

进一步的，所述前围板加强梁与前地板下横梁形成“廿”或“共”字形力传输结构。

区别于现有技术，上述技术方案在电动汽车前围结构中增加了前地板下横梁，前地板下横梁沿汽车的宽度方向设置，所述前地板下横梁分别与所述前围板的底部、所述前围板加强梁以及所述前纵梁固定连接，大大提高了前围板的结构强度，解决了正面刚性碰撞和偏置碰撞前围板侵入量大的问题，使用该前围结构的电动汽车能够满足C-NCAP五星的要求。

并且，上述技术方案在电动汽车前围结构改良了前围板区域的传力路径方式，加强前纵梁后段的抗弯性，使在正面及偏置碰中前纵梁后段变形模式合理，不会过早产生弯曲变形。从而保护前围板区域不受挤压，有效地保护了驾驶员的安全，见图7和图8。

进一步的，上述电动汽车前围结构使门槛和中通道传力值增加，充分起到传力的作用，相比与更改前正面刚性碰撞工况和偏置碰撞工况，左右门槛及中通道传力值均得到明显提升。

附图说明

图1为现有技术中汽车前围区域的正视图；

图2为现有技术中汽车前围区域的俯视图；

图3为现有技术中汽车正面碰撞测试中前围区域的侵入量示意图；

图4为现有技术中汽车偏置碰撞测试中前围区域的侵入量示意图；

图5为现有技术中汽车正面碰撞测试中前围区域的传力值分析图；

图6为现有技术中汽车偏置碰撞测试中前围区域的传力值分析图；

图7为具体实施方式所述汽车的前围区域的正视图；

图8为具体实施方式所述汽车的前围区域的俯视图；

图9为具体实施方式所述前地板下横梁的结构示意图；

图10为具体实施方式中汽车正面碰撞测试中前围区域的侵入量示意图；

图11为具体实施方式中汽车偏置碰撞测试中前围区域的侵入量示意图；

图12为具体实施方式中汽车正面碰撞测试中前围区域的传力值分析图；

图13为具体实施方式中汽车偏置碰撞测试中前围区域的传力值分析图；

附图标记说明：

10、发动机舱；

2、前围板；

3、前围板加强梁；

4、前纵梁；

5、中通道；

6、前地板下横梁；

61、前地板下横梁主体；

62、连接部；

611、内板；

612、外板

7、门槛；

8、前地板；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图7至图13，本实施方式提供了一种电动汽车前围结构，所述电动汽车前围结构包括前围板2、前围板加强梁3、前地板8、前地板下横梁6和前纵梁4。

如图7和图8所示，其中，所述前纵梁4具有两个，两个所述前纵梁4设置于汽车底盘的前端，两个前纵梁沿汽车宽度方向相对设置。汽车底盘上设置有发动机舱10和车厢，所述前围板2分隔电动汽车的发动机舱10与车厢；前围板2的前侧为发动机舱，后侧为车厢。所述前围板加强梁3沿汽车的宽度方向设置(即横向设置)，并且前围板加强梁3与所述前围板2固定连接，前围板加强梁3与前围板2可通过焊接或螺栓连接、铆接等方式固定连接。

所述前地板8铺设于所述车厢底部，前地板8主要是设置于汽车的主驾驶位和副驾驶位底部，前地板可固定于汽车底盘的前纵梁上方。所述前地板下横梁6沿汽车的宽度方向设置，所述前地板下横梁6分别与所述前围板2的底部、所述前围板加强梁3以及所述前纵梁4固定连接。

所述汽车底盘的沿汽车宽度的两侧分别设置有门槛7，所述前地板下横梁6靠近汽车尾部的一侧的两端分别与所述门槛7固定连接。

在该实施方式中，汽车前围结构取消了现有技术中的前纵梁后段加强板；所述前地板下横梁6分别与所述前围板2的底部、所述前围板加强梁3以及所述前纵梁4固定连接，大大提高了前围板的结构强度，解决了正面刚性碰撞和偏置碰撞前围板侵入量大的问题。

如图9所示，所述前地板下横梁沿汽车宽度方向的两端分别与所述前围板2以及所述前地板8固定连接；所述前地板下横梁6靠近车头的一侧间隔设置有两个连接部62，所述连接部62分别与所述前围板2、前纵梁4的后部以及所述前围板加强梁3固定连接。

所述汽车底盘设置有向上隆起的中通道5，所述中通道5位于所述车厢的底部中间，所述中通道5的前端部与所述前地板下横梁的中部连接形成T字形结构。

结合图7、图8和图9所示，上述技术方案在电动汽车前围结构中增加了前地板下横梁6，前地板下横梁6沿汽车宽度方向的二侧沿车身长度方向面连接门槛7，因此可更好的将力传递到二侧门槛，并且前地板下横梁侧X向面通过3层焊点连接前围板和前地板，前地板下横梁的连接部(即图中所示的3角区域)通过3层焊点连接前围板、前纵梁后部以及前围板加强梁，中部连接中通道5，大大提高了前围板的结构强度，解决了正面刚性碰撞和偏置碰撞前围板侵入量大的问题，使用该前围结构的电动汽车能够满足C-NCAP五星的要求。

如图9所示，所述前地板下横梁的主体为向汽车车头方向凸起的“弓”字形结构，所述连接部与所述前地板下横梁主体61为一体成型结构。所述连接部62具有两个，所述连接部62向车头方向凸出。所述前地板下横梁6包括层叠设置的内板611与外板612，所述外板下向隆起，所述内板611与所述外板612的边缘焊接固定，所述内板611与所述外板612的中部形成空腔。前地板下横梁之间形成空腔，该空腔可提供足够刚度，用以保证前纵梁后部及前纵梁后段连接处刚度，避免前纵梁后部上翘，过早产生弯曲变形，挤压驾驶员空间，造成前围区域侵入量大。

如图7和图8所示，所述前围板加强梁3与前地板下横梁6形成“廿”或“共”字形力传输结构。通过布置前地板下横梁6形成共字形传力路径，可增强前纵梁4根部强度，增加前纵梁抗弯性。通过构建前围区域传力路径，可解决二侧门槛及中通道传力不畅通问题。

如图10和图11所示，上述实施方式中增加了前地板下横梁6，解决了正面刚性碰撞和偏置碰撞前围板侵入量大的问题，从而使正面刚性碰撞和偏置碰撞能够满足了C-NCAP五星的要求。

如图7和图8所示，上述实施方式中，所述前围板加强梁3与前地板下横梁6形成“廿”或“共”字形力传输结构，加强前纵梁4后段的抗弯性，使在正面及偏置碰中前纵梁后段变形模式合理，不会过早产生弯曲变形。从而保护前围区域不受挤压，有效地保护了驾驶员的安全。

见图12和图13，上述实施方式中，前围板加强梁3两侧连接门槛，中部连接中通道5，从而使门槛7和中通道5传力值增加，充分起到传力的作用。相比与更改前正面刚性碰撞工况左右门槛及中通道传力值提升了100N、70N、80N、偏置碰撞工况左右门槛及中通道传力值提升了60N、120N、50N。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车前围结构，其特征在于，所述电动汽车前围结构包括前围板、前围板加强梁、前地板、前地板下横梁和前纵梁；

所述前纵梁具有两个，两个所述前纵梁沿汽车宽度方向相对设置于汽车底盘的前端，所述前围板分隔电动汽车的发动机舱与车厢；

所述前围板加强梁沿汽车的宽度方向设置并与所述前围板固定连接；

所述前地板铺设于所述车厢底部，所述前地板下横梁沿汽车的宽度方向设置，所述前地板下横梁分别与所述前围板的底部、所述前围板加强梁以及所述前纵梁固定连接，所述前地板下横梁与所述前围板以及所述前地板通过焊接固定连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车前围结构，其特征在于，所述前地板下横梁沿汽车宽度方向的两端分别与所述前围板以及所述前地板固定连接；所述前地板下横梁靠近车头的一侧间隔设置有两个连接部，所述连接部分别与所述前围板、前纵梁的后部以及所述前围板加强梁固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车前围结构，其特征在于，所述汽车底盘的沿汽车宽度的两侧分别设置有门槛，所述前地板下横梁靠近汽车尾部的一侧的两端分别与所述门槛固定连接。

4.根据权利要求3所述的电动汽车前围结构，其特征在于，所述汽车底盘设置有向上隆起的中通道，所述中通道位于所述车厢的底部中间，所述中通道的前端部与所述前地板下横梁的中部连接形成T字形结构。

5.根据权利要求3所述的电动汽车前围结构，其特征在于，所述前地板下横梁包括层叠设置的内板与外板，所述外板下向隆起，所述内板与所述外板的边缘焊接固定，所述内板与所述外板的中部形成空腔。

6.根据权利要求2所述的电动汽车前围结构，其特征在于，所述连接部具有两个，所述连接部向车头方向凸出。

7.根据权利要求3所述的电动汽车前围结构，其特征在于，所述前地板下横梁的主体为向汽车车头方向凸起的“弓”字形结构，所述连接部与所述前地板下横梁的主体为一体成型结构。

8.根据权利要求3所述的电动汽车前围结构，其特征在于，所述前围板加强梁与前地板下横梁形成“廿”或“共”字形力传输结构。

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