CN116788367A - 一种车身地板结构及具有该结构的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车身地板结构及具有该结构的车辆，该车身地板结构包括：车身地板本体和电池包箱体，所述电池包箱体设置在所述车身地板本体上，且具有容纳电池模组的容纳腔；其中，所述车身地板本体和所述电池包箱体被配置为一体成型。本发明中的车身地板结构不仅可以使车身结构更加紧凑，车身重量更加轻便，进而提升整车的续航能力；而且还能提升车身地板本体的强度和刚度，从而使整车的安全性能大大提升。

Description

一种车身地板结构及具有该结构的车辆

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种车身地板结构及具体该结构的车辆。

背景技术

目前电动汽车市场占有率逐步增加，已成为大众购车的重要选择，然而里程焦虑还依然是制约消费者选择电动车的重要因素。整车轻量化是降低电动车能耗、增加续航的重要手段。当前，市场上电动车的电池包和车身地板分属两个独立系统，结构上存在较多冗余设计，增加了车身的整体质量，因此限制了电动车续航能力的提高。申请号为CN202310078494.4、公开号为CN115871434A、名称为“一种汽车电池包安装总成及汽车”的中国专利文献公开了“电池包、电池包上盖、箱体下盖、车身地板和门槛梁，电池包放置在电池包上盖与箱体下盖形成的电池包安装腔内，箱体下盖通过螺栓固定连接在门槛梁上”。该专利中，电池包上盖与车身地板之间存在重复结构设计，不利于电动车续航能力的提升。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种车身地板结构及具有该结构的车辆，以改善现有电池包上盖与车身地板之间结构重复，导致电动车续航能力受限的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明的第一方面是提供一种车身地板结构，该车身地板结构，包括：车身地板本体和电池包箱体，所述电池包箱体设置在所述车身地板本体上，且具有容纳电池模组的容纳腔；其中，所述车身地板本体和所述电池包箱体被配置为一体成型。

在本发明车身地板结构一示例中，所述车身地板本体的两端分别设置有第一门槛内板和第二门槛内板，且所述电池包箱体设置在所述第一门槛内板和所述第二门槛内板之间。

在本发明车身地板结构一示例中，所述第一门槛内板通过第一网格筋与所述电池包箱体一侧壁连接，所述第二门槛内板通过第二网格筋与所述电池包箱体另一侧壁连接。

在本发明车身地板结构一示例中，所述车身地板本体上设置有座椅前梁和座椅后梁，所述座椅前梁和所述座椅后梁贯通设置在所述第一门槛内板和所述第二门槛内板之间。

在本发明车身地板结构一示例中，所述座椅前梁和所述座椅后梁之间贯通设置有连接梁。

在本发明车身地板结构一示例中，所述连接梁与所述座椅前梁和所述座椅后梁围成的区域内设置有连接筋。

在本发明车身地板结构一示例中，所述车身地板本体上设置有加强筋，且所述加强筋位于所述座椅前梁远离所述座椅后梁的一侧。

在本发明车身地板结构一示例中，所述电池包箱体的侧壁上设置有用于安装线束插接件的安装孔。

在本发明车身地板结构一示例中，所述电池包箱体侧壁上设置有内凹部，所述车身地板与所述内凹部相对位置设置有穿线孔。

在本发明车身地板结构一示例中，在所述电池包箱体内侧壁上设置有凸台，所述凸台与电池包托盘的定位面相匹配。

在本发明车身地板结构一示例中，所述电池包箱体的侧壁厚度大于所述车身地板本体的厚度。

本发明的第二方面是还提供一种车辆，该车辆具有上述任一项所述的车身地板结构。

本发明车身地板结构将电池包箱体与车身地板本体一体成型，并形成电池模组容纳腔，该结构既能利用车身地板作为电池包上盖，减少电池包上盖与车身地板本体之间的重复冗余设计，使得车身结构更加紧凑，车身重量更加轻便，进而增加整车的续航能力；又能使电池包箱体连接强度和刚度提高，更好地保护电池模组；同时相比独立的电池包安装结构空间更大，进而能装配更多的电池，进一步提升整车的续航能力；除此之外，该结构还能提升车身地板本体的抗弯刚度和抗扭刚度，从而提高整车的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明车身地板结构一示例的俯视方向的三维示意图；

图2为图1中车身地板结构仰视方向的三维示意图；

图3为图2中区域Ⅱ中局部结构俯视图；

图4为图2中区域Ⅲ中局部结构俯视图。

元件标号说明

100、车身地板结构；110、车身地板本体；111、第一表面；112、第二表面；113、容纳腔；114、地板通道；1141、口型区域；115、踩踏区；116、承压体；120、电池包箱体；121、安装孔；122、内凹部；123、凸台；130、第一门槛内板；131、第一网格筋；1311、第一纵向筋；1312、第一横向筋；140、第二门槛内板；141、第二网格筋；1411、第二纵向筋；1412、第二横向筋；150、座椅前梁；160、座椅后梁；170、连接梁；180、连接筋；190、加强筋；200、线束插接件。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1至图4，本发明提供一种车身地板结构100及具有该结构的车辆，该车身地板结构100中将车身地板本体110与电池包箱体120一体成型设置，不仅可以使车身结构更加紧凑，车身重量更加轻便，进而提高整车的续航能力；而且还能提升车身地板结构100的抗弯刚度和扭转刚度，从而提高整车的安全性能。

请参阅图1和图2，该车身地板结构100，包括：车身地板本体110和电池包箱体120，车身地板本体110可以是冲压件焊接而成，也可以是一体化压铸成型等任意可以满足车身地板的使用强度和刚度要求的成型方法。车身地板本体110沿车身高度延伸方向平行设置有第一表面111和第二表面112，且第一表面111朝向车身底面；电池包箱体120一体成型在第一表面111上，并与第一表面111共同围成具有容纳电池模组的容纳腔113，且容纳腔113的开口朝向车身底面；容纳腔113的形状与电池模组的形状相匹配，容纳腔113可以是圆筒形或方桶形等任意能够容纳电池模组的形状；考虑到目前电动汽车上主要应用的电池包以方形电池包为主，较佳地，在发明一实施例中，容纳腔113为方桶形结构。另外需要说明的是，电池包箱体120与第一表面111的一体成型方式包括但不限于一体化压铸成型，车身地板本体110的材料可以是铝合金、镁合金等任意满足强度和刚度要求的材料，在此不作具体限制。

通过将电池包箱体120一体成型在第一表面111上，一方面使得车身地板本体110可以充当电池包上盖的作用，省去了安装电池包上盖的工序，提高了电池包的装配效率，同时还可以节省电池包与车身地板之间的安装间隙,以便利用该间隙布置更多电芯，从而增加续航里程；另一方面，提高了容纳腔113的刚性，可以更好的保护容纳腔113中的电池模组，降低电池模组被碰撞损坏的概率；同时，容纳腔113的设置，还可以提高车身地板本体110的抗弯和抗扭刚性，进而可以提升整车的安全性能。

请参阅图1和图2，在本发明车身地板结构100一示例中，车身地板本体110宽度方向的两端分别对称安装有第一门槛内板130和第二门槛内板140，安装方式可以是焊接连接、螺栓连接或一体成型连接等任意满足安装强度要求的方式；电池包箱体120位于第一门槛内板130和第二门槛内板140之间，且电池包箱体120的相对两侧壁分别与第一门槛内板130和第二门槛内板140连接，连接方式可以是螺栓连接，焊接连接或一体成型连接等任意满足连接强度的方式。通过设置第一门槛内板130和第二门槛内板140，提高了电池包箱体120与车身地板本体110之间的连接强度和刚度，减少了电池包箱体120受力时产生的变形，可以更好地保护容纳腔113内的电池模组；同时还能提高车身地板整体的抗弯刚性和抗扭刚性，进而提高整车的安全性能。为了获得更好的连接强度和连接刚度，简化装配工艺，提高装配效率，较佳地，在本发明一实施例中，第一门槛内板130和第二门槛内板140分别一体成型连接在电池包箱体120的相对两侧壁上。

为了提高第一门槛内板130和第二门槛内板140与电池包箱体120之间的连接强度和连接刚度，较佳地，请参阅图1至图4，在本发明车身地板结构100一示例中，第一门槛内板130通过第一网格筋131与电池包箱体120一侧壁连接，第二门槛内板140通过第二网格筋141与电池包箱体120另一侧壁连接；第一网格筋131包括多个第一纵向筋1311和多个第一横向筋1312，多个第一纵向筋1311平行设置在第一表面111上，且沿第一门槛内板130的长度方向延伸；多个第一横向筋1312间隔平行设置在第一纵向筋1311的长度方向上，且同时与第一表面111、第一纵向筋1311、第一门槛内板130侧壁和电池包箱体120侧壁连接，第一纵向筋1311和第一横向筋1312之间纵横交错形成网格筋结构。第二网格筋141包括多个第二纵向筋1411和多个第二横向筋1412，多个第二纵向筋1411平行设置在第一表面111上，且沿第二门槛内板140的长度方向延伸；多个第二横向筋1412间隔平行设置在第二纵向筋1411的长度方向上，且同时与第一表面111、第二纵向筋1411、第二门槛内板140侧壁和电池包箱体120侧壁连接，第二纵向筋1411和第二横向筋1412之间纵横交错形成网格筋结构。通过设置第一网格筋131和第二网格筋141，不仅增加了第一门槛内板130和第二门槛内板140与电池包箱体120之间的连接强度和连接刚度，减少容纳腔113的变形，提高容纳腔113内电池模组的安全性；而且还能更好的将车身侧向承受的碰撞冲击力分散到电池包箱体120上，实现力的良好传递，减少车身地板碰撞时的变形量，进一步提高了整车的安全性能。需要说明的是，第一网格筋131包括但不限于一体成型连接在第一门槛内板130和电池包箱体120之间；同时，第二网格筋141包括但不限于一体成型连接在第二门槛内板140和电池包箱体120之间。

请参阅图1和图2，在本发明车身地板结构100一示例中，车身地板本体110上设置有座椅前梁150和座椅后梁160，座椅前梁150和座椅后梁160沿车身的长度方向平行安装在第二表面112上，安装方式可以是焊接连接，也可以是螺栓连接或者是一体成型连接；座椅前梁150和座椅后梁160之间的间距与汽车座椅的安装尺寸相匹配，以便实现汽车座椅在车身地板本体110上的安装；座椅前梁150和座椅后梁160安装在第一门槛内板130和第二门槛内板140之间，且座椅前梁150和座椅后梁160贯通连接在第一门槛内板130和第二门槛内板140之间，贯通连接方式可以是焊接连接，螺栓连接或者是一体成型连接等任意满足连接强度要求的方式。座椅前梁150和座椅后梁160的设置，既可以满足汽车座椅对车身地板本体110安装强度和刚度的要求，又能与两侧的第一门槛内板130和第二门槛内板140之间形成矩形框架结构，从而提高车身地板本体110的整体抗弯刚度和抗扭刚度；同时还能减少车身地板本身的变形，更好地保护电池包箱体120内的电池模组，减少电池模组被磕碰损坏的概率，提高电池模组的使用寿命。需要说明的是，座椅前梁150和座椅后梁160的高度可以是任意满足强度要求的数值，但是，较佳地，考虑到车身侧面传力结构的需要，在本发明一示例中，座椅前梁150和座椅后梁160的设计高度不低于30mm。

请参阅图1，在本发明车身地板结构100一示例中，座椅前梁150和座椅后梁160之间设置有连接梁170。连接梁170的两端分别与座椅前梁150和座椅后梁160贯通连接，贯通连接方式可以是焊接连接、螺栓连接或者一体化成型连接；连接梁170的数量可以是一个、两个或多个，具体数量与座椅前梁150和座椅后梁160的长度大小有关，在此不作具体数量限制。需要说明的是，连接梁170的高度可以是任意满足连接强度的数值，但是，较佳地，在本发明一示例中，连接梁170的高度与座椅前梁150和座椅后梁160的高度相一致，这样设置可以更好地实现椅前梁和座椅后梁160之间力的传递。

请参阅图1，在本发明车身地板结构100一示例中，座椅前梁150和座椅后梁160之间形成有地板通道114，连接梁170将地板通道114沿长度方向分割为两个口型区域1141；口型区域1141内设置有连接筋180，连接筋180同时与第二表面112和口型区域1141的四周侧壁连接，连接筋180的布置形式可以有多种选择，可以是井字形、米字形等任意结构，连接筋180的连接方式可以是焊接连接或一体成型连接。较佳地，为了获得较高的连接强度，提高车身地板本体110的制造精度，在本发明一示例中，连接筋180一体成型连接在第一表面111和口型区域1141的四周侧壁上。通过在口型区域1141设置连接筋180，不仅可以进一步提高座椅前梁150和座椅后梁160之间的连接强度，从而提高座椅在车身地板本体110上的连接稳定性；而且还能进一步减少口型区域1141内车身地板本体110上下方向的变形，减少车身地板本体110与下方容纳腔113内电池模组的碰撞，从而可以更好地保护电池包箱体120内的电池模组。

座椅前梁150与远离座椅后梁160一侧的车身地板侧壁之间(如图1中区域Ⅰ所示)为座椅乘车人员的踩踏区115，该区域承受的压力较大。为了提高踩踏区115的受压强度，请参阅图1，在本发明车身地板结构100一示例中，在踩踏区115设置有加强筋190，加强筋190设置有多个，多个加强筋190沿座椅前梁150的长度方向间隔布置，加强筋190沿背离电池包箱体120侧凸出第二表面112，形成瓦楞结构；加强筋190的安装方式可以是焊接连接，也可以是一体成型连接。加强筋190可以直接连接在第二表面112上，也可以间接连接。通过设置加强筋190可以提高踩踏区115的抗压性能，减少踩踏区115内车身地板本体110的局部变形，进而减少车身地板本体110变形对电池包箱体120内电池模组的磕碰损坏。在本发明另一示例中，加强筋190与第二表面112之间设置有承压体116，承压体116凸出连接在第二表面112上，加强筋190设置在承压体116背离第二表面112的一侧面上。承压体116可以是斜面结构、平面结构等任意形状的结构，在此不作具体限制。通过设置承压面可以进一步提高踩踏区115的抗压强度，更好地保护电池包箱体120内的电池模组。

电池包箱体120一体成型在车身地板上，围设形成容纳腔113，电池托盘四周与容纳腔113侧壁连接，封堵在容纳腔113的开口处，以实现电池模组的安装和密封。请参阅图1和图2，在本发明车身地板结构100一示例中，电池包箱体120的周向任意一侧壁上开设有用于安装线束插接件200的安装孔121，安装孔121的形状和尺寸大小与安装线束插接件200相匹配，安装线束插接件200通过但不限于螺栓连接固定在安装孔121内。通过在电池包箱体120的侧壁上设置安装孔121，不仅能实现安装线束插接件200的安装固定，还能方便安装人员侧面安装操作。

请参阅图1和图2，在本发明车身地板结构100一示例中，电池包箱体120侧壁上设置有内凹部122(如图2中所示)，内凹部122贯穿电池包箱体120厚度，车身地板本体110上开设有穿线孔，穿线孔位于内凹部122高度方向的延伸线上。通过设置内凹部122，车身地板本体110上方的管线可以通过内凹部122直接穿出进入到车身地板下方，然后从侧边引出。采用该结构，管线不需要通过容纳腔113内部，不会影响容纳腔113的密封性，同时也方便了管线的引出，提高了管线的安装效率。需要说明的是，内凹部122的截面形状可以是矩形、半圆形或其它任意形状，但是，为了方便内凹部122在电池包箱体120侧壁上的成型和获得尽可能大的截面面积，在本发明一示例中，内凹部122的截面为矩形截面。

为了满足容纳腔113密封性能要求，需要在电池包托盘与电池包箱体120端面连接处设置密封件，为了保证密封件良好的密封效果，安装时需要对密封件在高度方向的压缩量进行合理的控制。请参阅图2，在本发明车身地板结构100一示例中，在电池包箱体120内侧壁上一体成型有凸台123，凸台123与电池包托盘的定位面相匹配。凸台123环设在电池包箱体120的内侧壁上，凸台123可以是闭合的环形结构也可以是非闭合的环形结构，只要能与电池包托盘的定位面实现稳定的支撑定位即可。通过设置凸台123结构，可以通过控制凸台123与电池包箱体120端面之间的距离来控制电池包托盘在高度方向上的定位，进而可以控制密封件在高度方向上的压缩量，从而在实现较好的密封性能的前提下，还能避免密封体过渡压缩，从而相应提高密封体的使用寿命。

请参阅图1和图2，在本发明车身地板结构100一示例中，车身地板本体110、第一门槛内板130、第二门槛内板140、电池包箱体120、座椅前梁150、座椅后梁160、连接梁170之间被配置为一体成型连接。这样设置可以将多个零件集成在一起，提高了车身地板的加工装配效率，减少零件之间装配时的面积重叠，进而降低了车身重量。由于车身地板本体110上各个区域的受力情况不同，可以通过调整不同区域的材料厚度来满足不同区域的强度和刚度要求。在本发明一示例中，电池包箱体120的侧壁厚度大于车身地板本体110的厚度。电池包侧壁箱体需要与电池包托盘连接，进而承受电池包整体的重力作用，受力比车身地板本体110要大，因此将电池包箱体120的侧壁厚度大于车身地板本体110的厚度，更符合车身地板的整体结构受力要求，同时还能避免车身地板本体110重量增加过大。更具体地，在本发明一实施例中，车身地板本体110的材料厚度可以为2.5～3.0mm范围内的任意数值，例如2.5mm、2.7mm、3.0mm；电池包箱体120的侧壁厚度可以为3～5mm范围内的任意数值，例如3mm、4mm、5mm。当车身地板本体110的材料厚度在2.5～3.0mm范围内，且电池包箱体120的侧壁厚度在3～5mm范围内时，此时电池包箱体120既可以具有较高的强度，满足电池包的连接强度要求，同时车身地板本体110也能获得较好的强度和刚度，满足使用要求。

本发明的第二方面是还提供一种车辆，该车辆包括车身壳体和车身底盘，车身壳体与车身底盘连接，车身底盘包括上述的车身地板结构100、电池包托盘、电池模组、车身后地板和前舱；电池模组安装在电池包托盘上，电池包托盘与车身地板结构上的电池包箱体120连接，实现电池包在车身上的固定安装；车身地板结构前端与前舱连接，后端与车身后地板连接，以对车身形成有力支撑。车辆可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。通过在车辆上安装上述实施例中的车身地板结构100，电池包不需要设置上壳体，可以省去传统车辆电池包上的上壳体结构与车身地板100之间的间隙，可以在容纳腔113内布置较多的电池模组，可以提高车辆的空间利用率，进而可以增大电池模组的总电量，有利于增大车辆的续驶里程；同时，因为上述实施例中的车身地板结构100具有较高的抗弯和抗扭刚度，所以安装有该车身地板结构100的车辆的车身也具有较高的抗弯和抗扭刚度，进而可以提高车辆的安全性能。

本发明车身地板结构100，通过将电池包箱体120一体成型在车身地板本体110上，一方面使得车身地板本体110可以充当电池包上盖的作用，省去了安装电池包上盖的工序，提高了电池包的装配效率，同时还可以节省电池包与车身地板之间的安装间隙,以便利用该间隙布置更多电芯，从而增加续航里程；另一方面，提高了容纳腔113的刚性，可以更好的保护容纳腔113中的电池模组，降低电池模组被碰撞损坏的概率；同时，容纳腔113的设置还可以提高车身地板本体110的抗弯和抗扭刚性，进而可以提升整车的安全性能。同时，在本发明车身地板结构100中，将电池包箱体120设置在第一门槛内板130和第二门槛内板140之间，提高了电池包箱体120与车身地板本体110之间的连接强度和刚度，减少了电池包箱体120的受力变形，更好地保护容纳腔113内的电池模组；同时，通过设置第一网格筋131和第二网格筋141，不仅增加了第一门槛内板130和第二门槛内板140与电池包箱体120之间的连接强度和连接刚度，减少了容纳腔113的受力变形，提高了容纳腔113内电池模组的安全性；而且还能更好地将车身侧向承受的碰撞冲击力分散到电池包箱体120上，实现力的良好传递，减少车身地板在碰撞时的变形，提高了整车的安全性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种车身地板结构，其特征在于，包括：

车身地板本体；

电池包箱体，设置在所述车身地板本体上，且具有容纳电池模组的容纳腔；

其中，所述车身地板本体和所述电池包箱体被配置为一体成型。

2.根据权利要求1所述的车身地板结构，其特征在于，所述车身地板本体的两端分别设置有第一门槛内板和第二门槛内板，且所述电池包箱体设置在所述第一门槛内板和所述第二门槛内板之间。

3.根据权利要求2所述的车身地板结构，其特征在于，所述第一门槛内板通过第一网格筋与所述电池包箱体一侧壁连接，所述第二门槛内板通过第二网格筋与所述电池包箱体另一侧壁连接。

4.根据权利要求2所述的车身地板结构，其特征在于，所述车身地板本体上设置有座椅前梁和座椅后梁，所述座椅前梁和所述座椅后梁贯通设置在所述第一门槛内板和所述第二门槛内板之间。

5.根据权利要求4所述的车身地板结构，其特征在于，所述座椅前梁和所述座椅后梁之间贯通设置有连接梁。

6.根据权利要求4所述的车身地板结构，其特征在于，所述连接梁与所述座椅前梁和所述座椅后梁围成的区域内设置有连接筋。

7.根据权利要求4所述的车身地板结构，其特征在于，所述车身地板本体上设置有加强筋，且所述加强筋位于所述座椅前梁远离所述座椅后梁的一侧。

8.根据权利要求1所述的车身地板结构，其特征在于，所述电池包箱体的侧壁上设置有用于安装线束插接件的安装孔。

9.根据权利要求1所述的车身地板结构，其特征在于，所述电池包箱体侧壁上设置有内凹部，所述车身地板与所述内凹部相对位置处设置有穿线孔。

10.根据权利要求1所述的车身地板结构，其特征在于，在所述电池包箱体内侧壁上设置有凸台，所述凸台与电池包托盘的定位面相匹配。

11.根据权利要求1所述的车身地板结构，其特征在于，所述电池包箱体的侧壁厚度大于所述车身地板本体的厚度。

12.一种车辆，包括其特征在于，包括具有权利要求1至11中任一项所述的车身地板结构。