CN117985116A - 一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车、副车架制造和生产技术领域，具体为一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架。设置双层侧梁，侧梁结构设置有多个撞击助脱槽，撞击助脱槽内安装车身连接结构，在车辆撞击中能分段弯折、脱落连接在自身的连接件和支架，进一步的帮助架体上的引擎更容易被“控制”的下沉或脱离固定，包括上横梁、下横梁、纵梁，其中:所述纵梁包括上梁管、下梁管，所述上梁管设置在下梁管上方，一体塑形包括头立管、上梁本体、尾立管，上梁本体头端和头立管以及上梁本体尾端和尾立管连接都是弯曲连接结构，在弯曲连接结构位置的连接处A都设置有内凹塑形的上梁助脱槽，上梁助脱槽设置上纵梁支架座；所述下梁管包括一体塑形的头弯管和架座管。

Description

一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架

技术领域

本发明涉及汽车、副车架制造和生产技术领域，具体为一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架。

背景技术

后副车架是汽车上前车身的一个主要结构支撑件，汽车的后车桥和后悬挂通过它与车身相连接，在后副车架上安装前三角摆臂、前横向稳定杆、方向机等部件并完全为发动机服务，后副车架主要功能是能够为上述零部件提供一个装配模块化集成的平台，在后副车架运用到新能源车上后，就会提出了更多需求，产生了很多技术变化，如专利号为CN202023248179.2一种新能源汽车轻量化铝合金副车架，包括型材和铸件，所述铸件均为空芯铸件，包括后部铸件、第一前铸件、前铸件，所述后部铸件具有自横梁主体的两端向外延伸的左连接臂、右连接臂；所述型材包括左型材、右型材、前型材；所述左连接臂通过所述左型材与所述第一前铸件连接；所述右连接臂通过所述右型材与所述前铸件连接；所述第一前铸件与所述前铸件之间通过所述前型材连接；从而使得所述副车架构成框型。该种副车架零件数量少、减重效果好、尺寸精度也较好，在达到轻量化的要求下实际电动车还一个更大的需求在于安全上，电动机和内燃机的结构已经很多不同，对撞击的情况也不一样，不能一贯强调冲撞机械吸能，而是尽可能的不能让后副车架中的电动机结构移位，以大重量撞击到电池，所以我们需要一种，安全性能更高的新能源车后副车架。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，提供一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，设置双层侧梁，侧梁结构设置有多个撞击助脱槽，撞击助脱槽内安装车身连接结构，在车辆撞击中能分段弯折、脱落连接在自身的连接件和支架，进一步的帮助架体上的引擎更容易被“控制”的下沉或脱离固定结构，而不是按撞击平行方向移动，进而撞击到驾驶舱以及电池，减少驾驶者重大伤害和电动车电池火灾事故发生。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，包括上横梁、下横梁、纵梁，纵梁左右各一只对称设置后，两者之间上端设置上横梁连接，下端设置下横梁连接，由此四者整体组成框体结构的后副车架，其中:所述纵梁包括上梁管、下梁管，所述上梁管设置在下梁管上方，一体塑形包括头立管、上梁本体、尾立管，上梁本体头端和头立管以及上梁本体尾端和尾立管连接都是弯曲连接结构，在弯曲连接结构位置的连接处A都设置有内凹塑形的上梁助脱槽，上梁助脱槽设置上纵梁支架座；

所述下梁管包括一体塑形的头弯管和架座管，架座管在和头弯管连接处设置外凹槽，架座管上设置引擎架座，又在架座管在与外凹槽相邻处设置下梁支架座；所述上横梁在和纵梁连接位置内凹塑形设置横向固定支架槽，横向固定支架槽的内部或前方设置上梁内支架，且所述上横梁在横向固定支架槽前方延伸塑形设置上梁衬套架；所述下横梁的头尾的设置下梁衬套架，下梁衬套架的顶部延伸塑形出尾立管弯曲后和上梁管连接；所述下梁衬套架和下梁管为弯曲塑形连接结构，下梁支架座设置在该弯曲塑形连接结构的外侧位置上。尾立管和下梁衬套架T字形的塑形结构中，能使得在下横梁的设置下梁衬套架和车身的连接很牢固，增加在撞击中下横梁上方的尾立管被弯折的被动力；所述纵梁的头立管直接连接在上横梁顶部或后侧，头立管的头侧设置有头引擎支架,匹配头引擎支架的设置位置，在上横梁顶部设置有一对主固定座，头引擎支架和主固定座的设置位置在横向固定支架槽的正上方，上横梁在这对主固定座中央位置引擎头端架。汽车引擎固定和支撑连接结构主要连接结构会从以往设计的后副车的中央转移到上横梁顶部和内侧，以及下梁管的架座管进行悬置支撑，避免了将全部连接结构堆积到后副车架纵梁中央应力过于集中的情况，做到了应力均衡，在正常使用状态下本后副车架均衡模态更好，遇到极端情况受到撞击的上横梁，侧面安装在头衬套支架的连接支架脱落，整个副车架头端下沉，引擎头端从主固定座中脱落，但会保持引擎头端架的连接，使得引擎如果向整体继续后移是被前端牵扯主的情况只能斜向进行移动。

作为优选，所述主固定座为三角形或梯形，且斜向下15~35°设置。形状和斜向下角度的设置能在撞击时候提高向下沉降的顺畅度。

作为优选，所述上横梁的正面匹配横向固定支架槽同一轴线位置设置有前拖拽孔。前拖拽孔用于安装连接螺栓从车身主架或车身主架的车身防撞结构连接到后副车架，辅助连接在车身防撞结构上，又能让生产产商比较容易的调整相关连接度，让后副车架在被撞击的时候受力多少还保持和车身防撞结构，保证正常使用的情况能让校调得更加方便。

作为优选，所述尾立管的内侧设置有内凹塑形的自弯压槽。受到撞击时候通过自弯压槽的自损结构，增加尾立管的倾斜，尽量协助尾立管顶部的上梁助脱槽设置的上纵梁支架座能断开和车身的连接，将后副车架的后方下沉。

作为优选，所述横向固定支架槽和上梁衬套架在上横梁上的设置时锐角相交结构，角度为25~35°，所述横向固定支架槽的头端设置抽芯垫块安装孔。

作为优选，所述头弯管的底部设置有底固座，且底固座和外凹槽相邻设置，底固座用于安装定位挡板。这样的设置会在撞击的时候头弯管位置保持连接，头弯管前段的横向固定支架槽产生形变后端的外凹槽产生形变，来使得相关连接的连接架被脱离，逐级挤压形变，分阶段使得引擎进行下沉动作，而不是短时间快速移位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有以下有益效果：1、通过采用双层侧梁，侧梁结构设置有多个撞击助脱槽，撞击助脱槽内安装结构，在车辆撞击中能分段弯折，脱落连接在自身的连接件和支架，进一步的帮助架体上的引擎更容易被“控制”的下沉或脱离，而不是按撞击平行方向移动，进而撞击到驾驶舱以及电池，减少驾驶者重大伤害和电动车电池火灾事故发生;

2、通过采用低压铝合金整体铸造且中空的结构，可有效减轻，提高整车的轻量化水平，使得整个后副车架重量较轻，模具设计相对简单，零件少，不用焊接无焊接工序，提高了加工效率和使用效果；纵梁截面为长椭圆形使得整个后副车设计较长，能放置更大的电动机或混合引擎，引擎固定点从传统的车身和支架为主，进一步的增加了上横梁的两侧和中央，以及纵梁末端进行连接分担整个应力结构；

3、相对于设于后副车架本体后端两侧，缩短了多个安装支架与车身连接间隔，布局整个都很紧凑，使安装支架更靠近后副车架本体的中心本体侧面，辅助前述引擎的增加固定设置点后，使后副车架整体模态应变能分布更加均衡，能适应中小型新能源车，但是后副车架后端与车身固定的两个后固定套筒之间的距离缩短，面积相对现有技术扩大较大，后副车架后端的整体结构不会狭长而变得短促，提供的后副车架既可以用于长轴距车辆，又可以用于短轴距车辆，在使用上具有通用性，进而降低了后副车架的制造成本。

附图说明

图1为整体俯视结构图；

图2为整体仰视结构图；

图3为整体侧视结构图；

图4为前视立体图；

图5为俯视立体图；

图6为纵梁结构原理图；

图7为主视结构图；

图8为后视结构图；

图9为筋膜网加强结构图。

附图标记：上横梁1、下横梁2、纵梁3，上梁管4、下梁管5，头立管6、上梁本体7、尾立管8、连接处A9、上梁助脱槽10、上纵梁支架座11、头弯管12、架座管13、外凹槽14、引擎架座15、下梁支架座16、横向固定支架槽17、上梁内支架18、上梁衬套架19、下梁衬套架20、头引擎支架21、主固定座22、引擎头端架23、前拖拽孔24、自弯压槽25、抽芯垫块安装孔26、底固座27、安装定位挡板28、筋膜网29、架框孔30。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成；

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。

实施例一，一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，如图1、2所示，整个后副车架低压真空一体铸造的设置在上方横向的上横梁1，下方横向的下横梁2，在左、右方形连接上横梁1和下横梁2的纵梁3，纵梁3左右各一只对称设置后，两者之间上端设置上横梁1连接，下端设置下横梁2连接，由此上横梁1和下横梁2的左右的纵梁3四者整体组成框体结构的后副车架，且它们都是中空管体结构，后副车架能整体重量轻质化；

其中:如图3所示，本后副车架的两根纵梁3是彼此对称一致的结构，它包括一根上梁管4和一根下梁管5，所述上梁管4设置在下梁管5上方，下梁管5基本和上横梁1和下横梁2平行设置，上梁管4和整体结构一样也是低压真空一体塑形管体结构包括右侧弧形的头立管6、横向设置的上梁本体7、左侧也是弧形下降连接到下横梁上的尾立管8，也就是图3里面所见的上梁本体7右侧头端和头立管6以及上梁本体7左侧尾端和尾立管8连接都是弧形或L弯曲连接结构，为了更加具有柔性我们此实施例制作为弧形，在弯曲连接结构位置的连接处A9都设置有内凹塑形的上梁助脱槽10，上梁助脱槽10设置上纵梁支架座11，上纵梁支架座11用来安装上纵梁连接杆用来和车体固定；

继续图3所示，所述下梁管5低压真空一体塑形管体结构的，包括右侧向上弯曲的头弯管12和横向设置的架座管13，架座管13的主要功能是用来放置引擎，这里我们是指新能源汽车的电动机或混动发动机，如图4所示，架座管13在和头弯管12连接处设置外凹槽14，架座管13在自身的最左侧顶部表面上塑形设置引擎架座15，用于固定引擎的尾端两侧结构，引擎会匹配的设置有连接板，又在架座管13的前侧，图3、4中架座管13的引擎架座15的外侧臂上一体塑形出下梁支架座16，下梁支架座16的设置位置在与外凹槽14相邻处，同时也是在下梁衬套架20的前侧，它正好是在一个弧形转弯的位置上，且下梁支架座16的设置是和下梁衬套架20平行或向右倾斜15°~35°的，能让牵引杆保持一定的活动范围保持柔性，如果在遇到撞击的时候，不会角度大扭转过度脱离连接，如果冲击力大，向左大幅度移动的牵引杆能被下梁衬套架20限位，这样尽可能的保持本后副车架的底部连接，顶部脱落或半脱落状态，更好的达成发动机斜向下沉，而不是彻底的失去拖拽和连接，造成整个发动机被撞进驾驶舱或底部电池架；

如图2、3、5所示，所述上横梁1在和纵梁3连接位置，具体如图3所示的头弯管12右侧，上横梁1的左侧位置之间，内凹塑形设置横向固定支架槽17，横向固定支架槽17的内部设置上梁内支架18，虽然可以和下梁支架座16一样设置在外部，但是技术效果会大幅度减弱变的只能解决左侧来力的冲击，且所述上横梁1在横向固定支架槽17前方延伸塑形设置上梁衬套架19。整个实施例一具体的技术效果是：后副车架利用上纵梁支架座11安装牵引杆或牵引架和引擎箱的上引擎架构连接固定，再利用下梁支架座16安装牵引杆或牵引架和引擎箱的下引擎架构或车身架连接固定，日常使用中，上纵梁支架座11设置在内凹的上梁助脱槽10，内很好的固定安装在上纵梁支架座11的牵引固定结构，引擎的移位少，引擎整体固定稳定度高抖动少，车舱内静音度好；

在遇到事故被撞击时候，在图3情况下，撞击力来从右侧向左侧，首先如图1、2所示，所述下横梁2的头尾的设置下梁衬套架20，下梁衬套架20的顶部延伸塑形出尾立管8弯曲后和上梁管4连接；所述下梁衬套架20和下梁管5为弯曲塑形连接结构，下梁支架座16设置在该弯曲塑形连接结构的外侧位置上。尾立管和下梁衬套架20T字形的塑形结构中，能使得在下横梁的设置下梁衬套架和车身的连接很牢固，增加在撞击中下横梁上方的尾立管被弯折的被动力。

如图1、2、7所示，所述纵梁3的头立管6直接连接在上横梁1顶部，头立管6的头侧设置有头引擎支架21,匹配头引擎支架21的设置位置，在上横梁1顶部设置有一对主固定座22，头引擎支架21和主固定座22的设置位置在横向固定支架槽17的正上方，上横梁1在这对主固定座22中央位置引擎头端架23。汽车引擎固定和支撑连接结构主要连接结构会从以往设计的后副车的中央转移到上横梁1顶部和内侧，以及下梁管5的架座管13进行悬置支撑，避免了将全部连接结构堆积到后副车架纵梁中央应力过于集中的情况，做到了应力均衡，在正常使用状态下本后副车架均衡模态更好，遇到极端情况受到撞击的上横梁，侧面安装在头衬套支架的连接支架脱落，整个后副车架头端下沉，引擎头端从主固定座22中脱落，尾端则引擎架座15的引擎连接板也会损坏，引擎尾端会在本后副车架的框孔中下沉，但会此时还会尽可能保持引擎头端架23的连接，使得引擎如果向整体继续后移是被前端牵扯主的情况只能斜向进行下沉移动。

综上所述在撞击情况下，上横梁1的头端会保持和车身的牵引连接和固定连接，但上梁管4的相关牵引固定结构是内凹硬性固定结构，就容易断裂和引擎室的上架失去固定，引擎下沉，但是由于柔性高、距离长的上梁衬套架19作用下，还是会尽可能保持连接，同时主固定座22也会保持和车身前端的连接，本后副车架前端保持连接，后端和上端失去连接，就会造成本后副车架带着引擎斜向下沉，达到最好的保护不会移位撞击进驾驶舱和驾驶舱下方的电池架，并减轻了重量的车架会有主车架前方的防撞缓冲结构来继续卸除撞击冲击力；帮助架体上的引擎更容易被“控制”的下沉或脱离，而不是按撞击平行方向移动，进而撞击到驾驶舱以及电池，减少驾驶者重大伤害和电动车电池火灾事故发生；

作为优选，所述主固定座22为三角形或梯形，且斜向下15~35°设置。形状和斜向下角度的设置能在撞击时候提高向下沉降的顺畅度。

实施例二，如图7所示，所述上横梁1的正面匹配横向固定支架槽17同一轴线位置设置有前拖拽孔24。前拖拽孔用于安装连接螺栓从车身主架或车身主架的车身防撞结构连接到后副车架，辅助连接在车身防撞结构上增强头端连接能力，又能让生产产商比较容易的调整相关连接度，让后副车架在被撞击的时候受力多少还保持和车身防撞结构，保证正常使用的情况能让校调得更加方便。

作为优选，所述尾立管8的内侧设置有内凹塑形的自弯压槽25。受到撞击时候通过自弯压槽25的自损结构，增加尾立管8的倾斜，尽量协助尾立管8顶部的上梁助脱槽10设置的上纵梁支架座11能断开和车身的连接，将后副车架的后方下沉。

作为优选，所述横向固定支架槽17和上梁衬套架19在上横梁上的设置时锐角相交结构，角度为25~35°，所述横向固定支架槽17的头端设置抽芯垫块安装孔26。

作为优选，所述头弯管12的底部设置有底固座27，且底固座27和外凹槽14相邻设置，底固座27用于安装定位挡板28，再间接的和车身连接。这样的设置会在撞击的时候头弯管12位置保持连接，头弯管12前段的横向固定支架槽17产生形变后端的外凹槽14产生形变，来使得相关连接的连接架被脱离，逐级挤压形变，分阶段使得引擎进行下沉动作，而不是短时间快速移位。

作为优选，上横梁1、下横梁2、纵梁3为整体中空塑形的管型结构，且表面设置若干筋膜网29，筋膜网的厚度等同梁体管壁厚度的40%~90%，分布在整个上横梁1、下横梁2、纵梁3的顶部、底部和外侧；纵梁3截面为长椭圆形，内部设置架框孔30。整体中空的结构使得整个后副车架重量较轻，模具设计简单，零件少，铸造、无焊接工序，不易变形，夹具设计简单，机加工难度小，提高了加工效率和使用效果；纵梁3截面为长椭圆形使得整个后副车设计较长，能放置更大的电动机或混合引擎，固定点从传统的侧面置换到了上横梁的两侧和中央，以及纵梁末端，能使整个支撑固定重心平均分摊到整个后副车架上，在受到撞击的时候，平均受力能缓冲大部分撞击力。

上面结合附图对本发明创造行了示例性的描述，显然本发明创造的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明创造的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明创造的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明创造的保护范围内。

Claims (6)

1.一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，包括上横梁（1）、下横梁（2）、纵梁（3），纵梁（3）左右各一只对称设置后，两者之间上端设置上横梁（1）连接，下端设置下横梁（2）连接，由此四者整体组成框体结构的后副车架，其中:所述纵梁（3）包括上梁管（4）、下梁管（5），所述上梁管（4）设置在下梁管（5）上方，一体塑形包括头立管（6）、上梁本体（7）、尾立管（8），上梁本体（7）头端和头立管（6）以及上梁本体（7）尾端和尾立管（8）连接都是弯曲连接结构，在弯曲连接结构位置的连接处A（9）都设置有内凹塑形的上梁助脱槽（10），上梁助脱槽（10）设置上纵梁支架座（11）；

所述下梁管（5）包括一体塑形的头弯管（12）和架座管（13），架座管（13）在和头弯管（12）连接处设置外凹槽（14），架座管（13）上设置引擎架座（15），又在架座管（13）在与外凹槽（14）相邻处设置下梁支架座（16）；所述上横梁（1）在和纵梁（3）连接位置内凹塑形设置横向固定支架槽（17），横向固定支架槽（17）的内部或前方设置上梁内支架（18），且所述上横梁（1）在横向固定支架槽（17）前方延伸塑形设置上梁衬套架（19）；所述下横梁（2）的头尾的设置下梁衬套架（20），下梁衬套架（20）的顶部延伸塑形出尾立管（8）弯曲后和上梁管（4）连接；所述下梁衬套架（20）和下梁管（5）为弯曲塑形连接结构，下梁支架座（16）设置在该弯曲塑形连接结构的外侧位置上；所述纵梁（3）的头立管（6）直接连接在上横梁（1）顶部或后侧，头立管（6）的头侧设置有头引擎支架（21）,匹配头引擎支架（21）的设置位置，在上横梁（1）顶部设置有一对主固定座（22），头引擎支架（21）和主固定座（22）的设置位置在横向固定支架槽（17）的正上方，上横梁（1）在这对主固定座（22）中央位置引擎头端架（23）。

2.根据权利要求1所述的一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，其特征是：所述主固定座（22）为三角形或梯形，且斜向下15~35°设置。

3.根据权利要求1所述的一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，其特征是：所述上横梁（1）的正面匹配横向固定支架槽（17）同一轴线位置设置有前拖拽孔（24）。

4.根据权利要求1所述的一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，其特征是：所述尾立管（8）的内侧设置有内凹塑形的自弯压槽（25）。

5.根据权利要求1所述的一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，其特征是：所述横向固定支架槽（17）和上梁衬套架（19）在上横梁上的设置时锐角相交结构，角度为25~35°，所述横向固定支架槽（17）的头端设置抽芯垫块安装孔（26）。

6.根据权利要求1所述的一种轻质高强度双层侧梁结构的新能源车后副车架，其特征是：所述头弯管（12）的底部设置有底固座（27），且底固座（27）和外凹槽（14）相邻设置，底固座（27）用于安装定位挡板（28）。