CN115503841A - 一种车体下平台模块化架构及其汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车体下平台模块化架构及其汽车，车体下平台模块化架构包括：电池包模块，电池包模块上集成有地板；前舱模块与后舱模块；其中，电池包模块包括由支架体拼合成的电池框架、电池芯体以及高压附件；地板设置于电池框架的顶部，电池框架与地板围合成安装腔，电池芯体与高压附件设置在安装腔内；连接件包括螺栓以及结构胶，螺栓连接支架体与前舱模块以及连接支架体与后舱模块，结构胶涂设于支架体与后舱模块的连接面以及支架体与前舱模块的连接面上。通过螺栓与结构胶连接保证连接强度同时又可以达到密封需求；取消了前地板总成，进一步精简了汽车的零部件，从而可减少辅助操作夹具的应用以及累计公差的后续处理问题。

Description

一种车体下平台模块化架构及其汽车

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其是涉及一种车体下平台模块化结构及其汽车。

背景技术

汽车制造行业中下平台(底板)区域最终的焊接质量，对整车的质量影响较大，下平台的组成部分包括前舱模块、后舱模块以及电池包模块三大件，由这三大件合拼组成一个下平台，以安装发动机、座椅及其各部件、总成和承载车厢。

而现有的电动汽车中，下平台的组成部分还包括电池包，下平台一般由钣金零件焊接组成，而目前汽车下平台所需要的钣金零件的种类、数量及焊点需求较多，因此需求更多的夹具进行辅助操作，进而对人工及成本等需求较高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明提供了一种车体下平台模块化结构及其汽车，以解决现有技术中提出的技术问题。

本发明针对现有技术所存在的问题，提出了一个总的发明构思，旨在解决现有技术存在的问题，本发明针对现有技术中的车体下平台结构，将现有技术中的前地板、后地板以及电池包集成在一个电池包模块上，地板在兼具车辆地板功能的同时还作为电池包模块的上封板；前舱模块和后舱模块通过结构胶以及螺栓与电池包模块连接，结构简单，保证连接强度同时又可以达到密封需求；同时前舱模块集成了副车架功能，精简了零件种类和数量。

本发明第一方面提供了一种车体下平台模块化架构，包括：

电池包模块，所述电池包模块上集成有地板，用于作为电池包模块的顶板；

前舱模块与后舱模块，通过连接件设置在所述电池包模块的两端；

其中，所述电池包模块包括由支架体拼合成的电池框架、电池芯体以及高压附件；

所述地板设置于所述电池框架的顶部，所述电池框架与所述地板围合成安装腔，所述电池芯体与所述高压附件设置在所述安装腔内；

所述连接件包括螺栓以及结构胶，所述螺栓连接所述支架体与所述前舱模块以及连接所述支架体与所述后舱模块，所述结构胶涂设于所述支架体与所述后舱模块的连接面以及所述支架体与所述前舱模块的连接面上。

在本方案中，将现有技术中的前地板、后地板以及电池包集成在一个电池包模块上，地板在兼具车辆地板功能的同时还作为电池包模块的上封板，使得汽车的Z向空间可拓展性增加；前舱模块和后舱模块通过结构胶以及螺栓与电池包模块连接，结构简单，保证连接强度同时又可以达到密封需求；同时前舱模块集成了副车架功能，精简了零件种类和数量；取消了前地板总成，进一步精简了汽车的零部件，从而可减少辅助操作夹具的应用以及累计公差的后续处理问题；电池包模块在模块总装工位时需要用到托举设备使其上升至于前舱模块、后舱模块达到统一安装平面进行总装。

可以理解的，汽车X、Y、Z方向指的是：X-纵向方向，正向沿整车中心线方向；Y-侧向方向，与X轴同一平面垂直X轴向左；Z-垂直方向，与XY平面垂直向上；FDS热熔自攻钻连接指的是材料接触(加热)→孔成型→攻螺纹→拧螺纹→拧至规定扭矩的一个连接工艺过程。

在本发明的进一步方案中，所述螺栓与所述结构胶均X向连接所述支架体与所述前舱模块以及连接所述支架体与所述后舱模块。

在本方案中，通过X向连接所述支架体与所述前舱模块以及连接所述支架体与所述后舱模块可有效提升所述支架体与所述前舱模块以及所述支架体与所述后舱模块之间的X向连接强度。

在本发明的进一步方案中，所述前舱模块包括：

前端扭力盒，通过螺栓设置在所述支架体上；

前围板，两端设置在所述前端扭力盒上，底部设置在所述支架体上；

以及前纵梁，设置与所述前端扭力盒上。

在本方案中，在汽车的前端遭受撞击时，通过前端扭力盒能将冲击力向两侧发散，避免前端扭力盒后的电池包模块受损，汽车的车轮通过悬架安装在前纵梁上，前纵梁以及电池模块为汽车起到支撑作用，用于承受汽车运行时所产生的扭力。

在本发明的进一步方案中，所述前端扭力盒设有两个，分别设置在所述电池包模块的左右两端，两个所述前端扭力盒上分别设有前左纵梁与前右纵梁，二者组成前纵梁。

在本发明的进一步方案中，所述前舱模块还包括：

前横梁，连接所述前左纵梁与所述前右纵梁，设有两个，分别位于所述前左纵梁与所述前右纵梁的上下两端；

以及前悬架，设置于所述前纵梁上，用于安装汽车前轮。

在本方案中，通过前左纵梁与所述前右纵梁可以设置前横梁，前横梁长度可根据汽车的Y向长度调节，前悬架在本申请中可以采用空气悬架，电池包模块中可设置通道为前舱模块与后舱模块中的空气悬架供气。

针对地板，本发明提供一个优化的方案，通过在地板的边沿上设置安装点与电池框架连接，同时还可在地板的中部设置安装点，以提升支撑性能，地板内还可设置冷却组件以为电池包模块内的电芯以及高压附件降温，进而能保持电芯的性能。

在本发明的进一步方案中，所述后舱模块包括：

后端扭力盒，通过螺栓设置在所述支架体上；

后围板，两端设置在所述后端扭力盒上，底部设置在所述支架体上；

以及后纵梁，设置与所述后端扭力盒上。

在本发明的进一步方案中，所述后端扭力盒设有两个，分别设置在所述电池包模块的左右两端，两个所述后端扭力盒上分别设有后左纵梁与后右纵梁，二者组成后纵梁。

在本发明的进一步方案中，所述后舱模块还包括：

后横梁，连接所述后左纵梁与所述后右纵梁，设有两个，分别位于所述后左纵梁与所述后右纵梁的上下两端；

以及后悬架，设置于所述后纵梁上，用于安装汽车后轮。

在本发明的进一步方案中，所述前舱模块与所述后舱模块结构相同，所述前舱模块旋转180°后可与所述后舱模块通用，所述地板的前后两端上还设有连接点，地板通过连接点与前舱模块与后舱模块的顶端相连接。

在本方案中，针对前舱模块与后舱模块，使二者结构相同，简便了汽车下平台结构的生产工艺，即前舱模块与后舱模块生产一套零件即可组装，且二者可共用一套生产线，组装时，只需先将电池包模块托举，然后将前舱模块与后舱模块通过托举设备托举到与电池包模块相同的高度，再通过连接件，即结构胶与螺栓连接三者即可；同时在对汽车进行设计时，如需调整汽车的X向长度，即只需对前舱模块与后舱模块中的一套零部件进行调整即可，节约设计开发时间。

针对地板模块，本发明提供了一种优化的方案，所述地板模块上还集成设置有门槛结构以及座椅横梁，门槛结构设置在电池框架的侧边上，座椅横梁设置在地板的顶面上，通过将门槛结构以及座椅横梁集成在电池包模块上后，使得本下平台模块化结构组装成下车体后，可以在总线上与上车体连接，进而实现分体式车体组装，门槛结构以及座椅横梁与电池框架的连接方式可采用螺栓连接、氩弧焊、FDS、拉铆螺母与螺栓连接、结构胶粘接或其组合。

本发明第二方面提供了一种汽车，包括本发明第一方面提供的一种车体下平台模块化架构，所述前舱模块与后舱模块上分别安装有前防撞梁与后防撞梁，所述车体下平台模块化架构上设有连接点与上车体连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过将现有技术中的前地板、后地板以及电池包集成在一个电池包模块上，地板在兼具车辆地板功能的同时还作为电池包模块的上封板，使得汽车的Z向空间可拓展性增加；前舱模块和后舱模块通过结构胶以及螺栓与电池包模块连接，结构简单，保证连接强度同时又可以达到密封需求；同时前舱模块集成了副车架功能，精简了零件种类和数量；取消了前地板总成，进一步精简了汽车的零部件，从而可减少辅助操作夹具的应用以及累计公差的后续处理问题；电池包模块在模块总装工位时需要用到托举设备使其上升至于前舱模块、后舱模块达到统一安装平面进行总装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明其中一个实施例提供的一种车体下平台模块化结构的示意图；

图2为本发明一个实施例提供的一种前舱模块的结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的一种电池包模块的结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的一种后舱模块的结构示意图；

图5为本发明一个实施例提供的一种前舱模块与电池包模块的连接处的结构示意图。

附图标记

1、前舱模块； 2、电池包模块；

3、后舱模块； 101、前端扭力盒；

102、前围板； 103、前纵梁；

104、前横梁； 301、后端扭力盒；

302、后围板； 303、后纵梁；

304、后横梁； 201、地板；

202、电池框架； 4、螺栓；

5、结构胶。

具体实施方式

为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-5所示，本发明针对现有技术所存在的问题，提出了一个总的发明构思，旨在解决现有技术存在的问题，本发明针对现有技术中的车体下平台结构，将现有技术中的前地板201、后地板201以及电池包集成在一个电池包模块2上，地板201在兼具车辆地板201功能的同时还作为电池包模块2的上封板；前舱模块1和后舱模块3通过结构胶5以及螺栓4与电池包模块2连接，结构简单，保证连接强度同时又可以达到密封需求；同时前舱模块1集成了副车架功能，精简了零件种类和数量。

本发明第一方面提供了一种车体下平台模块化架构，包括：

电池包模块2，所述电池包模块2上集成有地板201，用于作为电池包模块2的顶板；

前舱模块1与后舱模块3，通过连接件设置在所述电池包模块2的两端；

其中，所述电池包模块2包括由支架体拼合成的电池框架202、电池芯体以及高压附件；

所述地板201设置于所述电池框架202的顶部，所述电池框架202与所述地板201围合成安装腔，所述电池芯体与所述高压附件设置在所述安装腔内；

所述连接件包括螺栓4以及结构胶5，所述螺栓4连接所述支架体与所述前舱模块1以及连接所述支架体与所述后舱模块3模块，所述结构胶5涂设于所述支架体与所述后舱模块3模块的连接面以及所述支架体与所述前舱模块1的连接面上。

在本方案中，将现有技术中的前地板201、后地板201以及电池包集成在一个电池包模块2上，地板201在兼具车辆地板201功能的同时还作为电池包模块2的上封板，使得汽车的Z向空间可拓展性增加；前舱模块1和后舱模块3通过结构胶5以及螺栓4与电池包模块2连接，结构简单，保证连接强度同时又可以达到密封需求；同时前舱模块1集成了副车架功能，精简了零件种类和数量；取消了前地板201总成，进一步精简了汽车的零部件，从而可减少辅助操作夹具的应用以及累计公差的后续处理问题；电池包模块2在模块总装工位时需要用到托举设备使其上升至于前舱模块1、后舱模块3达到统一安装平面进行总装。

可以理解的，汽车X、Y、Z方向指的是：X-纵向方向，正向沿整车中心线方向；Y-侧向方向，与X轴同一平面垂直X轴向左；Z-垂直方向，与XY平面垂直向上；FDS热熔自攻钻连接指的是材料接触(加热)→孔成型→攻螺纹→拧螺纹→拧至规定扭矩的一个连接工艺过程。

在本发明的进一步方案中，所述螺栓4与所述结构胶5均X向连接所述支架体与所述前舱模块1以及连接所述支架体与所述后舱模块3模块。

在本方案中，通过X向连接所述支架体与所述前舱模块1以及连接所述支架体与所述后舱模块3模块可有效提升所述支架体与所述前舱模块1以及所述支架体与所述后舱模块3模块之间的X向连接强度。

请进一步参阅图2，图2为本发明一个实施例提供的一种前舱模块的结构示意图，在本发明的进一步方案中，所述前舱模块1包括：

前端扭力盒101，通过螺栓4设置在所述支架体上；

前围板102，两端设置在所述前端扭力盒101上，底部设置在所述支架体上；

以及前纵梁103，设置与所述前端扭力盒101上。

在本方案中，在汽车的前端遭受撞击时，通过前端扭力盒101能将冲击力向两侧发散，避免前端扭力盒101后的电池包模块2受损，汽车的车轮通过悬架安装在前纵梁103上，前纵梁103以及电池模块为汽车起到支撑作用，用于承受汽车运行时所产生的扭力。

在本发明的进一步方案中，所述前端扭力盒101设有两个，分别设置在所述电池包模块2的左右两端，两个所述前端扭力盒101上分别设有前左纵梁(图中并未标识)与前右纵梁(图中并未标识)，二者组成前纵梁103。

在本发明的进一步方案中，所述前舱模块1还包括：

前横梁104，连接所述前左纵梁与所述前右纵梁，设有两个，分别位于所述前左纵梁与所述前右纵梁的上下两端；

以及前悬架(图中并未标识)，设置于所述前纵梁103上，用于安装汽车前轮。

在本方案中，通过前左纵梁与所述前右纵梁可以设置前横梁104，前横梁104长度可根据汽车的Y向长度调节，前悬架在本申请中可以采用空气悬架，电池包模块2中可设置通道为前舱模块1与后舱模块3中的空气悬架供气。

针对地板201，本发明提供一个优化的方案，通过在地板201的边沿上设置安装点与电池框架202连接，同时还可在地板201的中部设置安装点，以提升支撑性能，地板201内还可设置冷却组件以为电池包模块2内的电芯以及高压附件降温，进而能保持电芯的性能。

请进一步参阅图4，图4为本发明一个实施例提供的一种后舱模块的结构示意图，在本发明的进一步方案中，所述后舱模块3包括：

后端扭力盒301，通过螺栓4设置在所述支架体上；

后围板302，两端设置在所述后端扭力盒301上，底部设置在所述支架体上；

以及后纵梁303，设置与所述后端扭力盒301上。

在本发明的进一步方案中，所述后端扭力盒301设有两个，分别设置在所述电池包模块2的左右两端，两个所述后端扭力盒301上分别设有后左纵梁(图中并未标识)与后右纵梁(图中并未标识)，二者组成后纵梁303。

在本发明的进一步方案中，所述后舱模块3还包括：

后横梁304，连接所述后左纵梁与所述后右纵梁，设有两个，分别位于所述后左纵梁与所述后右纵梁的上下两端；

以及后悬架(图中并未标识)，设置于所述后纵梁303上，用于安装汽车后轮。

在本发明的进一步方案中，所述前舱模块1与所述后舱模块3结构相同，所述前舱模块1旋转180°后可与所述后舱模块3通用，所述地板201的前后两端上还设有连接点，地板201通过连接点与前舱模块1与后舱模块3的顶端相连接。

在本方案中，针对前舱模块1与后舱模块3，使二者结构相同，简便了汽车下平台结构的生产工艺，即前舱模块1与后舱模块3生产一套零件即可组装，且二者可共用一套生产线，组装时，只需先将电池包模块2托举，然后将前舱模块1与后舱模块3通过托举设备托举到与电池包模块2相同的高度，再通过连接件，即结构胶5与螺栓4连接三者即可；同时在对汽车进行设计时，如需调整汽车的X向长度，即只需对前舱模块1与后舱模块3中的一套零部件进行调整即可，节约设计开发时间。

针对地板201模块，本发明提供了一种优化的方案，所述地板201模块上还集成设置有门槛结构以及座椅横梁，门槛结构设置在电池框架202的侧边上，座椅横梁设置在地板201的顶面上，通过将门槛结构以及座椅横梁集成在电池包模块2上后，使得本下平台模块化结构组装成下车体后，可以在总线上与上车体连接，进而实现分体式车体组装，门槛结构以及座椅横梁与电池框架202的连接方式可采用螺栓4连接、氩弧焊、FDS、拉铆螺母与螺栓4连接、结构胶5粘接或其组合。

本发明第二方面提供了一种汽车，包括本发明第一方面提供的一种车体下平台模块化架构，所述前舱模块1与后舱模块3上分别安装有前防撞梁与后防撞梁，所述车体下平台模块化架构上设有连接点与上车体连接。

进一步，本领域技术人员应当理解，如果将本发明实施例所提供的一种车体下平台模块化结构，涉及到的全部或部分子模块通过稠合、简单变化、互相变换等方式进行组合、替换，如各组件摆放移动位置；或者将其所构成的产品一体设置；或者可拆卸设计；凡组合后的组件可以组成具有特定功能的设备/装置/系统，用这样的设备/装置/系统代替本发明相应组件同样落在本发明的保护范围内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车体下平台模块化架构，其特征在于，包括：

电池包模块，所述电池包模块上集成有地板，用于作为电池包模块的顶板；

前舱模块与后舱模块，通过连接件设置在所述电池包模块的两端；

其中，所述电池包模块包括由支架体拼合成的电池框架、电池芯体以及高压附件；

所述地板设置于所述电池框架的顶部，所述电池框架与所述地板围合成安装腔，所述电池芯体与所述高压附件设置在所述安装腔内；

所述连接件包括螺栓以及结构胶，所述螺栓连接所述支架体与所述前舱模块以及连接所述支架体与所述后舱模块，所述结构胶涂设于所述支架体与所述后舱模块的连接面以及所述支架体与所述前舱模块的连接面上。

2.根据权利要求1所述一种车体下平台模块化架构，其特征在于，所述螺栓与所述结构胶均X向连接所述支架体与所述前舱模块以及连接所述支架体与所述后舱模块。

3.根据权利要求1所述一种车体下平台模块化架构，其特征在于，所述前舱模块包括：

前端扭力盒，通过螺栓设置在所述支架体上；

前围板，两端设置在所述前端扭力盒上，底部设置在所述支架体上；

以及前纵梁，设置与所述前端扭力盒上。

4.根据权利要求3所述一种车体下平台模块化架构，其特征在于，所述前端扭力盒设有两个，分别设置在所述电池包模块的左右两端，两个所述前端扭力盒上分别设有前左纵梁与前右纵梁，二者组成前纵梁。

5.根据权利要求4所述一种车体下平台模块化架构，其特征在于，所述前舱模块还包括：

前横梁，连接所述前左纵梁与所述前右纵梁，设有两个，分别位于所述前左纵梁与所述前右纵梁的上下两端；

以及前悬架，设置于所述前纵梁上，用于安装汽车前轮。

6.根据权利要求2所述一种车体下平台模块化架构，其特征在于，所述后舱模块包括：

后端扭力盒，通过螺栓设置在所述支架体上；

后围板，两端设置在所述后端扭力盒上，底部设置在所述支架体上；

以及后纵梁，设置与所述后端扭力盒上。

7.根据权利要求6所述一种车体下平台模块化架构，其特征在于，所述后端扭力盒设有两个，分别设置在所述电池包模块的左右两端，两个所述后端扭力盒上分别设有后左纵梁与后右纵梁，二者组成后纵梁。

8.根据权利要求7所述一种车体下平台模块化架构，其特征在于，所述后舱模块还包括：

后横梁，连接所述后左纵梁与所述后右纵梁，设有两个，分别位于所述后左纵梁与所述后右纵梁的上下两端；

以及后悬架，设置于所述后纵梁上，用于安装汽车后轮。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种车体下平台模块化架构，其特征在于，所述前舱模块与所述后舱模块结构相同，所述前舱模块旋转180°后可与所述后舱模块通用，所述地板的前后两端上还设有连接点，地板通过连接点与前舱模块与后舱模块的顶端相连接。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种车体下平台模块化架构，所述前舱模块与后舱模块上分别安装有前防撞梁与后防撞梁，所述车体下平台模块化架构上设有连接点与上车体连接。

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