CN113525091A - 用于车辆的载荷吸收结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的载荷吸收结构。该结构包括一对前纵梁，所述一对前纵梁在车辆的前侧在车辆的宽度方向上彼此间隔开；以及一对门槛，所述一对门槛分别连接到前纵梁。一对前柱分别连接到门槛；一对连接构件在车辆的纵向方向上分别连接与其相对应的前纵梁和门槛。电池横向构件横向地设置在所述一对连接构件之间，其中，所述电池横向构件的底部表面设置成低于每一个连接构件的底部壁。

Description

用于车辆的载荷吸收结构

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的载荷吸收结构，更具体而言，涉及这样一种用于车辆的载荷吸收结构，其能够有效地吸收在车辆的正面碰撞中产生的冲击载荷，以保护电池并且改善车辆的驾驶性能。

背景技术

电动车辆包括安装在客厢底部的高压电池。高压电池的电池壳体在其前端可以具有前安装块，并且电池壳体的前安装块可以联接到设置在仪表板的下部处的仪表板下部构件。为了增加电池壳体的安装刚度，可以将多个加强构件联接到仪表板下部构件。

然而，在现有的电动车辆中，多个加强构件联接到仪表板下部构件，导致重量和制造成本增加。在电动车辆的正面碰撞期间，冲击能量(例如，冲击载荷)可能引起前副车架、前轮悬架、多个电源电子装置等撞击高压电池的电池壳体，这可能损坏高压电池并引起火灾。

在此背景技术部分中描述的上述信息仅用于帮助理解本发明构思的背景技术，并且可以包括不被认为是本领域技术人员已知的现有技术的任何技术概念。

发明内容

本发明提供一种用于车辆的载荷吸收结构，其能够有效地吸收在车辆的正面碰撞中产生的冲击载荷，以保护电池并且改善车辆的驾驶性能。

根据本发明的一个方面，用于车辆的载荷吸收结构可以包括：一对前纵梁，所述一对前纵梁在车辆的前侧在车辆的宽度方向上彼此间隔开；一对门槛，所述一对门槛分别连接到前纵梁；一对前柱，所述一对前柱分别连接到门槛；一对连接构件，所述一对连接构件在车辆的纵向方向上分别连接与其相对应的前纵梁和门槛；以及电池横向构件，其横向地设置在所述一对连接构件之间。所述电池横向构件的底部表面可以设置成低于每一个连接构件的底部壁。

所述连接构件可以包括容纳凹座，所述容纳凹座构造成容纳所述电池横向构件的每一个端部。所述容纳凹座可以具有带开口顶部的槽形横截面。所述容纳凹座可以具有面对所述连接构件的前端的前部壁、从所述连接构件的所述底部壁向下凹陷的底部壁、面对所述连接构件的后端的后部壁以及面对所述车辆的内部空间的侧部壁。所述电池横向构件的前部表面可以由所述容纳凹座的所述前部壁支撑，所述电池横向构件的底部表面可以由所述容纳凹座的所述底部壁支撑，所述电池横向构件的后部表面可以由所述容纳凹座的所述后部壁支撑。

副车架可以安装在所述连接构件的底部壁上，以将所述副车架设置在所述容纳凹座的前方。所述电池横向构件可以支撑电池壳体的前端。所述电池壳体可以包括使用紧固件紧固到所述电池横向构件的安装块。所述电池横向构件可以包括至少一个加强肋，所述加强肋可以在所述电池横向构件的纵向方向上延伸。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将变得更加明显。

图1示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的载荷吸收结构的立体图；

图2示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的载荷吸收结构的平面图；

图3示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的载荷吸收结构的分解立体图；

图4示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的载荷吸收结构中的连接构件和电池横向构件的立体图；

图5示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的载荷吸收结构中的连接构件和电池横向构件的分解立体图；

图6示出根据本发明的示例性实施方案的沿着图2的线A-A所呈现的横截面视图；

图7示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的载荷吸收结构中的容纳凹座的放大视图；

图8示出根据本发明的示例性实施方案的从由图6的箭头B指示的方向观察的视图。

具体实施方式

应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石的能源的燃料)。

本文所用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或更多种相关列举项目的任何和所有组合。

除非特别声明或者从上下文显而易见的，本文所使用的术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均2个标准偏差内。“大约”可被理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文清楚的，本文提供的所有数值通过术语“大约”来进行修改。

下文将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。在附图中，相同的附图标记将始终用于表示相同或等同的元件。另外，将排除与本发明相关联的公知技术的详细描述，以免不必要地使本发明的主旨不清楚。

例如第一、第二、A、B、(a)和(b)之类的术语可以用于描述本发明的示例性实施方案中的元件。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开，并且相应元件的固有特征、顺序或次序等不受这些术语的限制。除非另有定义，否则本文中使用的所有术语，包括技术术语或科学术语，具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。这些在通常使用的词典中定义的这种术语应当解释为具有与在相关的技术领域中的上下文含义相同的含义，除非在本申请中明确定义为具有理想或过度形式的含义，否则不应当将其解释为具有理想或过度形式的含义。

参照图1和图2，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的载荷吸收结构10可以包括一对前纵梁11、一对门槛12、一对前柱13、一对连接构件20以及电池横向构件16；所述一对前纵梁11在车辆的前侧在车辆的宽度方向上彼此间隔开；所述一对门槛12分别连接到前纵梁11；所述一对前柱13分别连接到门槛12；所述一对连接构件20在车辆的纵向方向上分别连接与其相对应的前纵梁11和门槛12；所述电池横向构件16在一对连接构件20之间横向。

前纵梁11可以沿着车辆的纵向方向延伸，每一个具有前端和后端。缓冲器可以连接在一对前纵梁11的前端之间。前纵梁11的后端可以分别通过连接构件20连接到门槛12的前端。如图3所示，每一个前纵梁11可以包括沿着车辆的纵向方向延伸的多个第一加强肋51。

另外，门槛12可以联接到车辆的地板5。门槛12的前端可以分别通过连接构件20连接到前纵梁11的后端。前柱13可以分别连接到连接构件20的外侧和门槛12的前端。仪表板14可以连接在一对前支柱13之间，并且仪表板横向构件15可以设置在仪表板14的前方。仪表板横向构件15的端部可以分别连接到连接构件20和前柱13。因此，通过一对前纵梁11传递的冲击载荷可以由仪表板横向构件15分散。

如图2和图3所示，每一个连接构件20可以包括第一连接部分21和第二连接部分22，前纵梁11的后端连接到所述第一连接部分21，门槛12的前端连接到所述第二连接部分22。如图6所示，每一个连接构件20可以包括第一邻接壁41和第二邻接壁42，前纵梁11的后端表面11c可以与所述第一邻接壁41重叠并且联结，仪表板横向构件15的每一个端部可以与所述第二邻接壁42重叠并且联结。第一连接部分21可以包括容纳空间23，前纵梁11的后端可以容纳在容纳空间23中，并且容纳空间23可以设置在第一连接部分21的前端。容纳空间23可以由第一邻接壁41、顶部壁23a、底部壁23b和侧部壁23c限定。

第一邻接壁41的前部表面可以接触前纵梁11的后端表面11c。第一邻接壁41的前部表面与前纵梁11的后端表面11c可以通过对焊联结，本发明不限于此，也可以使用其它联结技术。换而言之，前纵梁11的后端可以重叠并且联结到连接构件20的第一邻接壁41。当在车辆的正面碰撞中产生的冲击载荷P经由前纵梁11传递到第一邻接壁41时，反作用力P1可以由前纵梁11的后端表面11c和第一邻接壁41施加，并且因此冲击载荷P的一部分可以主要由连接构件20吸收，从而主要消除冲击载荷P的一部分。冲击载荷P的其余部分可以经由连接构件20传递到仪表板横向构件15。

第二邻接壁42可以形成在第一连接部分21和第二连接部分22之间，并且仪表板横向构件15的每一个端部的前部表面可以与第二邻接壁42表面接触。仪表板横向构件15的端部的前部表面和第二邻接壁42可以通过对焊联结在一起。换而言之，仪表板横向构件15可以重叠并且联结到连接构件20的第二邻接壁42。

此外，当冲击载荷P的未被连接构件20吸收并消除的部分通过连接构件20传递到第二邻接壁42和仪表板横向构件15的端部时，仪表板横向构件15和第二邻接壁42可以施加反作用力P2，从而冲击载荷P的部分可以被仪表板横向构件15第二次吸收，从而第二次消除冲击载荷P的部分。剩余的冲击载荷P可以通过仪表板横向构件15传递到前柱13。

前柱13可以具有形成在其前部上的第三邻接壁43，并且仪表板横向构件15的每一个端部的后部表面可以接触第三邻接壁43的前部表面。仪表板横向构件15的端部的后部表面和第三邻接壁43可以通过对焊联结在一起。换而言之，仪表板横向构件15可以重叠并且联结到前柱13的第三邻接壁43。

当冲击载荷P的未被仪表板横向构件15吸收并消除的部分通过仪表板横向构件15传递到第三邻接壁43和仪表板横向构件15的端部时，反作用力P3可以由仪表板横向构件15和第三邻接壁43施加，从而冲击载荷P的部分可以被前柱13第三次吸收，从而第三次消除冲击载荷P的部分。冲击载荷P可以通过连接构件20的第二连接部分22传递到门槛12。

每一个连接构件20可以包括凸缘29，缓冲器壳体18可以联结到该凸缘29，并且悬架可以连接到缓冲器壳体18。因此，连接构件20可以支撑前纵梁11和缓冲器壳体18，从而在车辆的正面碰撞期间有效地防止冲击载荷传递到车辆的客厢。

如图3和图4所示，每一个连接构件20可以包括竖直肋25和连接在第一邻接壁41和第二邻接壁42之间的多个加强肋26。竖直肋25可以竖直地延伸，并且每一个加强肋26可以水平延伸。当加强肋26从第一邻接壁41延伸到第二邻接壁42时，加强肋26可以连接第一邻接壁41和第二邻接壁42，并且加强肋26可以延伸穿过竖直肋25。特别地，多个加强肋26可以与第一邻接壁41和第二邻接壁42成直角，从而更容易地分散和吸收从第一邻接壁41传递到第二邻接壁42的冲击载荷。

如图1和图3所示，电池横向构件16可以横向于一对连接构件20。特别地，如图6至图8所示，电池横向构件16的底部表面可以设置成低于连接构件20的底部壁28(例如，在比底部壁低的高度)，并且因此可以防止在车辆碰撞中产生的冲击载荷传递到电池横向构件16。

如图6和图7所示，电池组件70的电池壳体71可以包括形成在其前端上的前安装块72，并且前安装块72可以从电池壳体71的前端朝向车辆的前部突出。前安装块72可使用紧固件73紧固到电池横向构件16，因此，电池壳体71的前端可以支撑到电池横向构件16。此外，电池横向构件16可以包括至少一个加强肋16a，并且加强肋16a可以沿着电池横向构件16的纵向方向延伸。

参照图3至图8，每一个连接构件20可以包括构造成容纳电池横向构件16的端部的容纳凹座60。电池横向构件16的端部可以分别通过焊接和/或使用紧固件联接到连接构件20的容纳凹座60。容纳凹座60可以具有带开口顶部的槽形横截面。如图3和图5所示，电池横向构件16的端部可以以自上而下的方式插入到容纳凹座60中，并且可以显著地方便其组装和安装。换而言之，电池横向构件16的端部可以从开口的顶部降低到容纳凹座60中。

特别地，容纳凹座60可以具有前部壁62、底部壁63、后部壁64以及侧部壁65，所述前部壁62面对连接构件20的前端，所述底部壁63从连接构件20的底部壁28向下凹陷，所述后部壁64面对连接构件20的后端，所述侧部壁65面对车辆的内部空间，并且容纳凹座60的容纳空间61可以由前部壁62、底部壁63、后部壁64和侧部壁65限定。电池横向构件16的前部表面可以由容纳凹座60的前部壁62支撑，并且电池横向构件16的底部表面可以由容纳凹座60的底部壁63支撑。电池横向构件16的后部表面可以由容纳凹座60的后部壁64支撑，并且电池横向构件16的端面16b可以由容纳凹座60的侧部壁65支撑。

如图6至图8所示，前部壁62可以从连接构件20的底部壁28向下延伸。前部壁62可以从第二邻接壁42向下延伸。因此，底部壁63可以从连接构件20的底部壁28凹陷预定距离h。特别地，当电池横向构件16的底部表面接触容纳凹座60的底部壁63时，电池横向构件16的底部表面可以设置成低于连接构件20的底部壁28。

为了使副车架19能够设置在容纳凹座60的前方，副车架19的后端可以安装在连接构件20的底部壁28上。副车架19的后端可以通过一个或更多个安装点19a和19b安装在连接构件20的底部壁28上。当副车架19由于在车辆的正面碰撞中产生的冲击载荷而朝向车辆的电池移动时，副车架19的后端可以被容纳凹座60的前部壁62阻挡，从而可以有效地防止由副车架19引起的对电池组件70的损坏。

特别地，当冲击载荷P经由连接构件20和副车架19传送到容纳凹座60时，反作用力P4可以由容纳凹座60的前部壁62和后部壁64施加，并且因此冲击载荷可以由容纳凹座60的前部壁62和电池横向构件16吸收和消除。通过防止副车架19推入至电池组件70，可以防止对电池组件70的损坏。电池横向构件16的每一个端表面16b可以接触容纳凹座60的侧部壁65，并且容纳凹座60的侧部壁65可以支撑电池横向构件16的端表面16b。

参考图8，当在车辆行驶过程中第一载荷Px经由副车架19在车辆的纵向方向上从车辆的前轮传递到容纳凹座60时，反作用力P4可以由容纳凹座60的前部壁62和后部壁64施加，因此副车架19的第一载荷Px可以被支撑。此外，当在车辆行驶过程中第二载荷Py通过副车架19在车辆的宽度方向上传递到容纳凹座60时，反作用力P5可由容纳凹座60的侧部壁65施加，从而副车架19的第二载荷Py可以被支撑。

当彼此正交的第一载荷Px和第二载荷Py在车辆行驶的时候传递到副车架19时，反作用力P4和P5可以由容纳凹座60的前部壁62、后部壁64和侧部壁65施加，从而可以充分地获得相对于副车架19的支撑刚度。

如上所述，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的载荷吸收结构可以有效地吸收在车辆的正面碰撞中产生的冲击载荷，从而保护电池并改善车辆的驾驶性能。此外，与相关技术相比，根据本发明的示例性实施方案的载荷吸收结构可以显著地减少其部件的数量，从而显著降低其重量和制造成本。

在上文中，尽管已经参考示例性实施方案和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，但是可以由本发明所属领域的技术人员在不脱离所附权利要求中所要求保护的本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于车辆的载荷吸收结构，其包括：

一对前纵梁，所述一对前纵梁在车辆的前侧在车辆的宽度方向上彼此间隔开；

一对门槛，所述一对门槛分别连接到前纵梁；

一对前柱，所述一对前柱分别连接到门槛；

一对连接构件，所述一对连接构件在车辆的纵向方向上分别连接与其相对应的前纵梁和门槛；以及

电池横向构件，其横向地设置在所述一对连接构件之间，

其中，所述电池横向构件的底部表面设置成低于每一个连接构件的底部壁。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的载荷吸收结构，其中，所述连接构件包括容纳凹座，所述容纳凹座构造成容纳所述电池横向构件的每一个端部。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的载荷吸收结构，其中，所述容纳凹座具有带开口顶部的槽形横截面。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的载荷吸收结构，其中，所述容纳凹座具有面对所述连接构件的前端的前部壁、从所述连接构件的所述底部壁向下凹陷的底部壁、面对所述连接构件的后端的后部壁以及面对所述车辆的内部空间的侧部壁。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的载荷吸收结构，其中，所述电池横向构件的前部表面由所述容纳凹座的所述前部壁支撑，所述电池横向构件的底部表面由所述容纳凹座的所述底部壁支撑，所述电池横向构件的后部表面由所述容纳凹座的所述后部壁支撑。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的载荷吸收结构，其中，副车架安装在所述连接构件的底部壁上，以将所述副车架设置在所述容纳凹座的前方。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的载荷吸收结构，其中，所述电池横向构件支撑电池壳体的前端。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的载荷吸收结构，其中，所述电池壳体包括使用紧固件紧固到所述电池横向构件的安装块。

9.根据权利要求1所述的用于车辆的载荷吸收结构，其中所述电池横向构件包括至少一个加强肋，所述加强肋在所述电池横向构件的纵向方向上延伸。

10.一种包括用于车辆的载荷吸收结构的车辆，其包括：

一对前纵梁，所述一对前纵梁在车辆的前侧在车辆的宽度方向上彼此间隔开；

一对门槛，所述一对门槛分别连接到前纵梁；

一对前柱，所述一对前柱分别连接到门槛；

一对连接构件，所述一对连接构件在车辆的纵向方向上分别连接与其相对应的前纵梁和门槛；以及

电池横向构件，其横向地设置在所述一对连接构件之间，

其中，所述电池横向构件的底部表面设置成低于每一个连接构件的底部壁。

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