CN114194297A - 车辆碰撞能量吸收系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及车辆碰撞能量吸收系统和车辆，车辆碰撞能量吸收系统包括：仪表板、一对朝向仪表板的前部延伸的前纵梁、布置在所述一对前纵梁下方的前副车架、以及安装在所述前副车架上的电动机，其中，所述电动机的前边缘枢轴连接到所述前副车架，并且所述电动机的后边缘枢轴连接到所述仪表板。

Description

车辆碰撞能量吸收系统和车辆
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年9月16日提交的韩国申请第10-2020-0119041号的优先权，该申请通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种车辆碰撞能量吸收系统(vehicle impact energy absorptionsystem)。
背景技术
近年来，随着人们对环境危机和石油资源枯竭的认识日益增强，环保型电动车辆的研究和开发已经在积极进行。电动车辆包括插电式混合动力电动车辆(PHEV)、电池电动车辆(BEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)等。
电动车辆包括设置在车辆前舱中的电动机和安装在车辆地板上的电池组件。电动机可以驱动车辆的前轮，并且电池组件可以向电动机和其他电气/电子部件供电。电池组件包括一个或多个电池单元(或电池模块)、与电池单元相关联的电气/电子部件、容纳电池单元和电气/电子部件的电池壳体、以及覆盖电池壳体顶部的盖。
在电动车辆的电池组件中，由于外部碰撞或电池单元之间的干扰导致冷却剂从冷却管线泄漏可能导致火灾。为了即使在车辆碰撞/撞击的情况下也能安全地保护电池组件，制定了电池保护法(规定)。内燃机车辆只考虑碰撞能量的吸收，但电动车辆不仅要考虑碰撞能量的吸收，还要根据电池保护法对电池组件进行保护。
增加电池组件的容量，以增加电动车辆的续航里程。因此，随着电池组件的尺寸增加，电池组件可能朝向车辆的前部突出。因此，在车辆的设计中，有必要将电池组件的保护考虑得更加重要。
在常规的电动车辆中，电动机刚性地安装在底盘和前副车架之间，因此电动机和前副车架在车辆碰撞/撞击时充当刚体，从而显著降低前副车架的能量吸收量。前副车架(front subframe)很可能碰撞电池组件的前端部分。结果，电池组件可能得不到安全保护。
在本背景技术部分中描述的上述信息是为了帮助理解本发明概念的背景技术而提供的，并且可以包括不被认为是本领域技术人员已经知道的现有技术的任何技术概念。
发明内容
本公开涉及一种车辆碰撞能量吸收系统。具体实施例涉及一种能够在车辆碰撞/撞击的情况下保护电池组件并且吸收碰撞能量的车辆碰撞能量吸收系统。本公开的实施例可以解决现有技术中存在的问题，同时保持现有技术所取得的优点。
本公开的实施例提供了一种车辆碰撞能量吸收系统，该系统在车辆碰撞/撞击的情况下使前副车架和/或电动机朝向车辆底部旋转，从而防止前副车架与电池组件碰撞，并且最大化地分配和吸收碰撞能量。
根据本公开的实施例，车辆碰撞能量吸收系统可包括仪表板、一对朝向仪表板的前面延伸的前纵梁、布置在一对前纵梁下方的前副车架、以及安装在前副车架上的电动机。电动机的前边缘可枢轴连接到前副车架，并且电动机的后边缘可枢轴连接到仪表板。
电动机的后边缘可通过后枢轴连接件枢轴连接到仪表板。
后枢轴连接件可包括从电动机的后边缘朝向仪表板突出的后枢轴臂、从仪表板朝向电动机突出的枢轴支架、以及延伸穿过后枢轴臂和枢轴支架的后枢轴销。
枢轴支架可包括面向车辆的顶部的顶壁、从顶壁的两个边缘朝向车辆底部延伸的一对侧壁、以及与顶壁相对的底部开口，并且后枢轴销可延伸穿过该对侧壁和后枢轴臂。
车辆碰撞能量吸收系统可进一步包括附接到仪表板的底部的横向加强件，并且横向加强件可沿着车辆的宽度方向延伸。
后枢轴连接件可与横向加强件的中心对齐。
车辆碰撞能量吸收系统可进一步包括从横向加强件朝向车辆后部延伸的纵向加强件。纵向加强件可沿着车辆的纵向方向延伸，并且纵向加强件可附接到底板的顶表面。
车辆碰撞能量吸收系统可进一步包括附接到底板的顶表面的前横梁，并且前横梁可位于横向加强件的后面。
纵向加强件的前端可接合到横向加强件的中心，并且纵向加强件的后端可接合到前横梁的中心。
电动机的前边缘可通过一对前枢轴连接件枢轴连接到前副车架的前横梁。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本公开的实施例的上述和其他目的、特征和优点将更加明显，其中：
图1示出了根据本公开的示例性实施例的车辆碰撞能量吸收系统的一部分，其位于仪表板的前面；
图2示出了根据本公开的示例性实施例的车辆碰撞能量吸收系统的一部分，其位于仪表板的后面；
图3示出了沿图1的线A-A截取的横截面图；以及
图4示出了在车辆碰撞/撞击的情况下副车架和电动机的旋转。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。在附图中，将始终使用相同的附图标记来表示相同或等效的元件。此外，将省略与本公开相关联的公知技术的详细描述，以免不必要地混淆本公开的要点。
例如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语可用于描述本公开的示例性实施例中的元件。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件，并且相应元件的内在特征、顺序或排序等不受术语的限制。除非另有定义，本文使用的所有术语，包括技术或科学术语，具有与本公开所属领域的普通知识人员通常理解的含义相同的含义。通用字典中定义的术语应被解释为具有与本技术领域中的上下文含义相同的含义，并且不应被解释为具有理想的或过于正式的含义，除非在本申请中明确定义为具有这样的含义。
图1示出了根据本公开的示例性实施例的车辆碰撞能量吸收系统的一部分，其位于仪表板或防火墙2的前面。仪表板2可以用作分隔前舱和乘客舱的隔板，并且电动机、变速器、热交换器等可以布置在前舱中。
参照图1，前围板1可以安装在仪表板2的顶部，一对前柱4可以安装在仪表板2的两个边缘上。一对前纵梁3可以朝向仪表板2的前面延伸。一对前纵梁3可以在车辆的宽度方向上彼此隔开，并且每个前纵梁3可以在车辆的纵向方向上延伸。每个前纵梁3可以延伸穿过仪表板2的底部。一对挡泥板构件5可以在车辆的宽度方向上彼此隔开，并且每个挡泥板构件5可以从相应的前柱4延伸到相应的前纵梁3的前端。前保险杠梁7的两端可以通过一对防撞箱8安装在一对保险杠梁安装支架6上。挡泥板构件5的前端和前纵梁3的前端可以通过焊接、使用紧固件和/或类似方式安装在相应的保险杠梁安装支架6上。
参照图1和图3，前副车架10可以布置在一对前纵梁3的下方。前副车架10可以分别包括一对纵向构件11、连接一对纵向构件11的前部的前横梁12、连接一对纵向构件11的后部的后横梁13、以及从一对纵向构件11延伸的一对前延伸部14。每个纵向构件11可以在车辆的纵向方向上延伸，并且纵向构件11可以布置在相应的前纵梁3的下方。前横梁12和后横梁13可以在车辆的宽度方向上延伸，并且前延伸部14可以从纵向构件11朝向车辆的前部延伸。前副车架10可以包括分别连接到一对纵向构件11的一对下控制臂15。
参照图3，一对副车架安装支架9可以分别附接到一对保险杠梁安装支架6上。每个前纵梁3可以具有朝向车辆后部延伸的后延伸部3a，并且后延伸部3a可以从前纵梁3的后端向车辆后部弯曲。后延伸部3a可以是连接前纵梁3和相应的侧门槛(未示出)的扭矩箱。
参照图1和图3，前副车架10可以包括安装在一对副车架安装支架9上的一对前安装部51、安装在一对前纵梁3的中心部分上的一对中心安装部52、以及安装在一对前纵梁3的后延伸部3a上的一对后安装部53。
参照图1，电动机70可以安装在前副车架10上。电动机70的前边缘可枢轴连接到前副车架10，并且电动机70的后边缘可枢轴连接到仪表板2。
根据示例性实施例，电动机70的前边缘可以通过一个或多个前枢轴连接件21和22连接到前副车架10。具体地，电动机70的前边缘可以通过第一前枢轴连接件21和第二前枢轴连接件22枢轴连接到前副车架10的前横梁12，并且第一前枢轴连接件21和第二前枢轴连接件22可以在车辆的宽度方向上彼此间隔开。如图1所示，第一前枢轴连接件21可邻近车辆的左侧，并且第二前枢轴连接件22可邻近车辆的右侧。
第一前枢轴连接件21可以包括从电动机70的前边缘朝向前副车架10的前横梁12突出的第一前枢轴臂31、从前副车架10的前横梁12向上突出的一对第一前枢轴凸耳32、以及延伸穿过第一前枢轴臂31和一对第一前枢轴凸耳32的第一前枢轴销33。第一前枢轴臂31可以容纳在一对第一前枢轴凸耳32之间，并且第一前枢轴销33可以延伸穿过一对第一前枢轴凸耳32和第一前枢轴臂31。
第二前枢轴连接件22可以包括从前副车架10的前横梁12朝向电动机70突出的第二前枢轴臂35、从电动机70的前边缘向下突出的一对第二前枢轴凸耳36、以及延伸穿过第二前枢轴臂35和一对第二前枢轴凸耳36的第二前枢轴销37。第二前枢轴臂35可以容纳在一对第二前枢轴凸耳36之间，并且第二前枢轴销37可以延伸穿过一对第二前枢轴凸耳36和第二前枢轴臂35。
如图4所示，在车辆的正面碰撞/撞击的情况下，第一前枢轴凸耳32可以围绕第一前枢轴销33旋转，并且第二前枢轴臂35可以围绕第二前枢轴销37旋转，因此前副车架10可以朝向车辆底部旋转(参见图4中箭头R1所示的方向)。
根据示例性实施例，电动机70的后边缘可通过后枢轴连接件23枢轴连接到仪表板2。具体地，后枢轴连接件23可包括从电动机70的后边缘朝向仪表板2突出的后枢轴臂41、从仪表板2朝向电动机70突出的枢轴支架42、以及延伸穿过后枢轴臂41和枢轴支架42的后枢轴销43。枢轴支架42可包括面向车辆顶部的顶壁42a、从顶壁42a的两个边缘朝向车辆底部延伸的一对侧壁42b、以及与顶壁42a相对的底部开口42c。底部开口42c可以向车辆底部开口。后枢轴臂41可以容纳在枢轴支架42的顶壁42a和一对侧壁42b之间，后枢轴销43可以延伸穿过一对侧壁42b和后枢轴臂41，后枢轴连接件23可以布置在仪表板2的中心。具体地，后枢轴连接件23可以布置在车辆的中心纵向轴线X上。
如图4所示，在车辆正面碰撞/撞击的情况下，当后枢轴臂41围绕后枢轴销43旋转时，后枢轴臂41可以通过枢轴支架42的底部开口42c朝向车辆底部旋转，并且因此，电动机70可以通过后枢轴连接件23的后枢轴销43向车辆底部旋转(见图4中箭头R2所示的方向)。
图2示出了根据本公开的示例性实施例的车辆碰撞能量吸收系统的一部分，其位于仪表板2的后面。底板61可以连接到仪表板2的底端，一对内侧门槛(side sill，侧梁)62可以接合到底板61的两个边缘。每个内侧门槛62可以在车辆的纵向方向上延伸。
横向加强件64可以附接到仪表板2的底部，并且横向加强件64可以邻近底板61的前端。后枢轴连接件23可以与横向加强件64的中心对齐。横向加强件64可以沿车辆的宽度方向延伸。当横向加强件64的端部通过焊接、使用紧固件和/或类似的方式接合到相应的前柱4时，横向加强件64可以沿着车辆的宽度方向连接一对前柱4。因此，横向加强件64可以用作载荷路径，载荷通过该路径在车辆的宽度方向上传递。
横向加强件64可以具有向仪表板2开放的通道形横截面。由于横向加强件64通过焊接、使用紧固件和/或类似的方式接合到仪表板2的前表面或后表面，横向加强件64可以具有闭合截面形状。在示例性实施例中，横向加强件64可以附接到仪表板2的后表面，如图2所示。在另一示例性实施例中，横向加强件64可以附接到仪表板2的前表面。
纵向加强件65可以从横向加强件64朝向车辆后部延伸，并且纵向加强件65可以沿着车辆的纵向方向延伸。因此，纵向加强件65可以用作载荷路径，载荷通过该路径在车辆的纵向方向上传递。
纵向加强件65可以具有向底板61开放的通道形或隧道形横截面。当纵向加强件65通过焊接、使用紧固件和/或类似的方式接合到底板61的顶表面时，纵向加强件65和底板61可以具有闭合截面形状。前横梁63可以通过焊接、使用紧固件和/或类似的方式附接到底板61的顶表面，并且前横梁63可以位于横向加强件64的后面。前横梁63可以沿着车辆的宽度方向延伸，并且前横梁63可以邻近底板61的前端。当前横梁63的端部通过焊接、使用紧固件和/或类似的方式连接到相应的内侧门槛62时，前横梁63可以沿着车辆的宽度方向连接一对内侧门槛62。此外，座椅横梁67可以位于前横梁63的后面，并且车辆座椅可以通过安装支架安装在座椅横梁67上。座椅横梁67可以沿着车辆的宽度方向连接一对内侧门槛62。
纵向加强件65的前端可接合到横向加强件64的中心，并且纵向加强件65的后端可接合到前横梁63的中心。由于纵向加强件65在车辆的纵向方向上与枢轴支架42对齐，纵向加强件65和后枢轴连接件23可以在车辆的纵向方向上对齐。具体地，纵向加强件65和后枢轴连接件23可以沿车辆的中心纵向轴线X对齐并延伸。
在车辆的正面碰撞/撞击期间，由于载荷被传递到前纵梁3和前副车架10，并且前副车架10的前部变形，前副车架10可以通过第一前枢轴连接件21和第二前枢轴连接件22朝向车辆底部旋转(见图4中箭头R1所示的方向)，并且因此前副车架10的后安装部53可以与前纵梁3的后延伸部3a完全分离。此外，当载荷被传递到电动机70时，电动机70可以通过后枢轴连接件23朝向车辆底部旋转(见图4中箭头R2所示的方向)，并且因此前副车架10可以与车身完全分离。因此，前副车架10可以避免与电池组件66的碰撞。此外，要传递到电动机70的载荷可以穿过后枢轴连接件23并且被传递到纵向加强件65和横向加强件64，因此可以吸收碰撞能量。
如上所述，根据本公开的示例性实施例的车辆碰撞能量吸收系统可以在车辆碰撞/撞击的情况下使前副车架和/或电动机朝向车辆底部旋转，从而防止前副车架与电池组件碰撞，并且最大化地分配和吸收碰撞能量。具体地，由于前副车架可以避免与电池组件碰撞，因此与相关技术电池组件相比，可以提高电池安全性和乘客保护，并且可以增加电池组件的容量。
在上文中，尽管已经参照示例性实施例和附图描述了本公开，但本公开并不限于此，而是可以由本公开所属领域的技术人员进行各种修改和改变，而不脱离在所附权利要求中要求的本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种车辆碰撞能量吸收系统，包括：
仪表板；
一对前纵梁，朝向所述仪表板的前部延伸；
前副车架，布置在所述一对前纵梁下方；以及
电动机，安装在所述前副车架上，其中，所述电动机的前边缘枢轴连接到所述前副车架，并且所述电动机的后边缘枢轴连接到所述仪表板。
2.根据权利要求1所述的车辆碰撞能量吸收系统，其中，所述电动机的前边缘通过一对前枢轴连接件枢轴连接到所述前副车架的前横梁。
3.根据权利要求1所述的车辆碰撞能量吸收系统，其中，所述电动机的后边缘通过后枢轴连接件枢轴连接到所述仪表板。
4.一种车辆碰撞能量吸收系统，包括：
仪表板；
一对前纵梁，朝向所述仪表板的前部延伸；
前副车架，布置在所述一对前纵梁下方；以及
电动机，安装在所述前副车架上，其中，所述电动机的前边缘枢轴连接到所述前副车架，并且所述电动机的后边缘通过后枢轴连接件枢轴连接到所述仪表板，其中，所述后枢轴连接件包括：
后枢轴臂，从所述电动机的后边缘朝向所述仪表板突出；
枢轴支架，从所述仪表板朝向所述电动机突出；以及
后枢轴销，延伸穿过所述后枢轴臂和所述枢轴支架。
5.根据权利要求4所述的车辆碰撞能量吸收系统，其中：
所述枢轴支架包括面向车辆的顶部的顶壁、从所述顶壁的两个边缘朝向所述车辆的底部延伸的一对侧壁、以及与所述顶壁相对的底部开口；以及
所述后枢轴销延伸穿过所述一对侧壁和所述后枢轴臂。
6.根据权利要求4所述的车辆碰撞能量吸收系统，还包括横向加强件，所述横向加强件附接到所述仪表板的底部，其中，所述横向加强件沿着所述车辆的宽度方向延伸。
7.根据权利要求6所述的车辆碰撞能量吸收系统，其中，所述后枢轴连接件与所述横向加强件的中心对齐。
8.根据权利要求6所述的车辆碰撞能量吸收系统，还包括纵向加强件，所述纵向加强件从所述横向加强件朝向所述车辆的后部延伸，其中，所述纵向加强件沿着所述车辆的纵向方向延伸，并且所述纵向加强件附接到底板的顶表面。
9.根据权利要求8所述的车辆碰撞能量吸收系统，还包括前横梁，所述前横梁附接到所述底板的顶表面，其中，所述前横梁位于所述横向加强件的后面。
10.根据权利要求9所述的车辆碰撞能量吸收系统，其中：
所述纵向加强件的前端接合到所述横向加强件的中心；以及
所述纵向加强件的后端接合到所述前横梁的中心。
11.一种车辆，包括：
仪表板；
底板，连接到所述仪表板的底端；
一对前纵梁，在所述车辆的宽度方向上彼此间隔开，并且朝向所述仪表板的前面延伸；
前副车架，布置在所述一对前纵梁下方；以及
电动机，安装在所述前副车架上，其中，所述电动机的前边缘通过第一前枢轴连接件和第二前枢轴连接件枢轴连接到所述前副车架，并且所述电动机的后边缘枢轴连接到所述仪表板。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中：
所述第一前枢轴连接件包括从所述电动机的前边缘朝向所述前副车架的前横梁突出的第一前枢轴臂、从所述前副车架的所述前横梁向上突出的一对第一前枢轴凸耳、以及延伸穿过所述第一前枢轴臂和所述一对第一前枢轴凸耳的第一前枢轴销；以及
所述第二前枢轴连接件包括从所述前副车架的所述前横梁朝向所述电动机突出的第二前枢轴臂、从所述电动机的前边缘向下突出的一对第二前枢轴凸耳、以及延伸穿过所述第二前枢轴臂和所述一对第二前枢轴凸耳的第二前枢轴销。
13.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述电动机的后边缘通过后枢轴连接件枢轴连接到所述仪表板。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述后枢轴连接件包括：
后枢轴臂，从所述电动机的后边缘朝向所述仪表板突出；
枢轴支架，从所述仪表板朝向所述电动机突出；以及
后枢轴销，延伸穿过所述后枢轴臂和所述枢轴支架。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中：
所述枢轴支架包括面向所述车辆的顶部的顶壁、从所述顶壁的两个边缘朝向所述车辆的底部延伸的一对侧壁、以及与所述顶壁相对的底部开口；以及
所述后枢轴销延伸穿过所述一对侧壁和所述后枢轴臂。
16.根据权利要求14所述的车辆，还包括横向加强件，所述横向加强件附接到所述仪表板的底部，其中，所述横向加强件邻近底板的前端并且沿着所述车辆的宽度方向延伸。
17.根据权利要求16所述的车辆，其中，所述后枢轴连接件与所述横向加强件的中心对齐。
18.根据权利要求16所述的车辆，还包括纵向加强件，所述纵向加强件附接到所述底板的顶表面，并且在所述车辆的纵向方向上从所述横向加强件朝向所述车辆的后部延伸。
19.根据权利要求18所述的车辆，还包括：
前横梁，附接到所述底板的顶表面，其中，所述前横梁位于所述横向加强件的后方，并且沿所述车辆的宽度方向延伸；
座椅横梁，位于所述前横梁后面；以及
车辆座椅，通过安装支架安装到所述座椅横梁上。
20.根据权利要求19所述的车辆，其中：
所述纵向加强件的前端接合到所述横向加强件的中心；以及
所述纵向加强件的后端接合到所述前横梁的中心。
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