CN203958341U - 电动汽车及其白车身 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车及其白车身。该白车身包括主承力部件和次承力部件，主承力部件包括地板前段、地板后段、保险杠支撑架、左侧围和右侧围，次承力部件包括前围、后围、顶盖横梁、前保险杠总成和后保险杠总成，其中地板前段和地板后段为复合材料与高强度泡沫芯整体成型的夹层结构，其余部件皆采用实体碳纤维复合材料(CFRP)结构。本实用新型的白车身所有部件几乎均由碳纤维复合材料制成，在保证车身的强度与刚度的同时，有利于减少车身重量并减少汽车能耗，许多部件能够一体成型，生产效率提高，碳纤维用量扩大带来的摊薄效应，使得CFRP单位价格相对降低。本实用新型的白车身尤其适用于携带较重电池包的电动汽车。

Description

电动汽车及其白车身

技术领域

本实用新型涉及汽车车身，具体涉及适用于电动汽车的碳纤维复合材料(CFRP)白车身。 

背景技术

在能源紧缺和环保需求的双重推动作用下，电动汽车已经成为未来汽车的发展方向。我国电动汽车正处在从科研阶段向产业化迈进的发展阶段，为了平衡电池包数百公斤的重量，电动汽车对车身轻量化提出了更高的要求。保证汽车强度和安全性能的前提下，车身重量降低1％，电能消耗就能降低0.7％。因此车身轻量化已成为电动汽车发展的趋势，但我国在车身轻量化方面目前尚无大的突破。 

目前，在对车身进行轻量化的努力中，主要是在汽车的引擎盖、排挡杆、后视镜壳、内饰门板等个别小型非承力饰件方面采用碳纤维材料，而对车身的大型承力结构件方面并没有显著的进展。 

而且，针对小型的非承力饰件，现有的成型技术仍停留在传统的手工操作，限制了车身部件自动化流水线成型技术的开发运用，致使CFRP车身部件成本居高不下。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种质量轻、强度高的白车身，该白车身尤其利于电动车减质量，从而减少能耗。 

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种汽车白车身，该白车身包括：主承力部件，主承力部件包括地板前段、地板后段、保险杠支撑架、左侧围和右侧围，保险杠支撑架与地板前段的前端连接，地板后段与地 板前段的后端连接，右侧围和左侧围安装在地板前段的两侧，从而形成白车身的主承力框架； 

次承力部件，次承力部件包括前围、后围、顶盖横梁、前保险杠总成和后保险杠总成，前围、后围和顶盖横梁分别安装在左侧围和右侧围之间的前端、后端和顶端，前保险杠总成与左侧围和右侧围的前端及保险杠支撑架固定连接，后保险杠总成与左侧围和右侧围的后端及地板后段固定连接； 

其中，地板前段和地板后段均为包含碳纤维复合材料和泡沫芯的夹层结构；以及 

保险杠支撑架、左侧围、右侧围、前围、后围、顶盖横梁、前保险杠总成和后保险杠总成均由碳纤维复合材料制成。 

在一优选实施例中，地板前段和地板后段均由上、下两层碳纤维复合材料和泡沫芯构成，泡沫芯夹在上、下两层碳纤维复合材料之间。 

在一优选实施例中，上、下两层碳纤维复合材料和泡沫芯为一体成型。在一优选实施例中，保险杠支撑架包括纵向支撑支架、横向支撑支架和加强支撑支架，纵向支撑支架、横向支撑支架和加强支撑支架之间通过粘合剂和螺栓连接。 

在一优选实施例中，汽车的车轮悬架系统、电气系统和座椅系统与白车身直接连接，车轮悬架系统包括前轮悬架系统和后轮悬架系统，电气系统设在电池盒箱体内，前轮悬架系统直接连接于地板前段的前端，后轮悬架系统直接连接于地板前段与地板后段并位于地板前段与地板后段之间，电池盒箱体直接固定连接于地板前段，座椅系统固定连接于电池盒箱体的上方。 

在一优选实施例中，不同部件之间通过螺栓紧固进行机械连接。 

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电动汽车，电动汽车采用前述的白车身。 

相比于现有技术，本实用新型的白车身所有部件均采用碳纤维复合材料(CFRP)制成，在保证车身的强度与刚度的同时，有利于减少车身重量并减少汽车能耗。这种白车身尤其适用于携带较重电池包的电动汽车。白车身复合材料的使用，使得一些部件例如地板前段和地板后段能够一体成型，有利于汽车车身自动化流水线技术的普及。碳纤维白车身确保汽 车的设计强度和安全性能，电动汽车的所有系统部件都可直接在本使用新型的白车身上进行安装而不需要使用额外的金属部件进行加强。相比于现有技术中只有少数小型部件采用碳纤维复合材料，本实用新型的白车身全部采用CFRP，由于用量扩大带来的摊薄效应，CFRP单位价格相对降低，增加了电动汽车白车身全部采用碳纤维复合材料的可行性。 

附图说明

图1为本实用新型的碳纤维复合材料汽车白车身的爆炸图； 

图2为本实用新型的白车身的地板前段夹层结构的剖面示意图； 

图3为本实用新型的白车身的完成装配的主承力组件的结构示意图； 

图4为本实用新型的整体完成装配的白车身的结构示意图；以及 

图5为本实用新型的白车身与汽车的底盘、座椅系统进行组装的示意图。 

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。 

本实用新型设计了一种组成部件全部采用轻质高强的碳纤维复合材料(CFRP)的电动汽车白车身。 

图1为本实用新型的汽车白车身的爆炸图。如图1所示，本实用新型的白车身包括：保险杠支撑架组件101、地板前段102、地板后段103、右侧围104、左侧围105、前围106、后围107、顶盖横梁108、前保险杠总成109和后保险杠总成110。其中，地板前段102和地板后段103采用复合材料与高强度泡沫芯整体成型的夹层结构，其余部件皆采用碳纤维复合材料(CFRP)实体结构。密度仅为钢材的1/4的碳纤维复合材料(CFRP)的使用有利于有效减轻车身重量。 

为了确保车身整体的刚度，地板前和地板后段采用相似的夹层结构制成。地板前段的夹层结构剖面如图2所示，该夹层结构包括内蒙皮201、外 蒙皮202和高强度泡沫芯203，高强度泡沫芯203夹在上下两层碳纤维复合材料蒙皮之间。夹层结构的制造方式采取整体成型，从而确保内、外蒙皮与泡沫芯的胶接强度。夹芯泡沫代替实体碳纤维层有利于减轻重量、降低成本。 

图3为本实用新型的白车身的完成装配的主承力组件的结构示意图。如图3所示，装配成白车身主承力框架的主承力组件或部件包括：保险杠支撑架组件101、地板前段102、地板后段103、右侧围104和左侧围105。其中，保险杠支撑架组件101由两个纵向支撑支架112、两个横向支撑支架111和一个加强支撑支架113装配而成，装配方式为用结构胶粘接后再用螺栓机械连接。保险杠支撑架组件101完成装配后，与地板前段102的前端连接，地板后段103与地板前段102的后端连接，右侧围104、左侧围105装在地板前段102的两侧，这些组件或部件之间的装配方式皆为螺栓紧固的机械连接。 

图4为本实用新型的整体完成装配的白车身的结构示意图。白车身的次承力部件包括前围绕106、后围107、顶盖横梁108、前保险杠总成109和后保险杠总成110。其中，前围106、后围107和顶盖横梁108分别安装在左、右侧围之间的前端、后端和顶端，起到连接左、右两个侧围的作用，在顶盖横梁108和前围106之间可安装前风挡玻璃，顶盖横梁108和后围107之间可安装后风挡玻璃，前保险杠总成109固定安装在两个侧围和保险杠支撑架组件上，后保险杠总成110固定安装在两个侧围和地板后段上。前述装配方式为螺栓紧固机械连接。 

图5为本实用新型的白车身与汽车的底盘、座椅系统进行组装的示意图。如图5所示，电动汽车的车轮悬架系统501直接安装在碳纤维复合材料白车身主承力框架的底部，其中前轮悬架系统安装在地板前段的前端，后轮悬架系统安装在地板前段与地板后段之间。内部包含电气系统的电池盒箱体503直接固定在地板上，座椅系统502设在在电池盒箱体3上面。 

本使用新型优点 

如前所述，本实用新型具有以下优点： 

1.本实用新型的白车身所有部件均采用碳纤维复合材料(CFRP)制成，在保证车身的强度与刚度的同时，有利于减少车身重量并减少汽车能耗。这种白车身尤其适用于携带较重电池包的电动汽车，例如，本实用新型的白车身相比于传统的钢板、铝镁合金白车身重量能够减轻40％--50％； 

2.白车身复合材料的使用，使得一些部件例如地板前段和地板后段能够一体成型，有利于汽车汽车车身自动化流水线技术的普及； 

3.碳纤维白车身确保汽车的设计强度和安全性能，电动汽车的所有系统部件都可直接在本使用新型的白车身上进行安装，即在车身上直接开制安装孔，用螺栓等紧固件进行安装而不需要使用额外的金属部件进行加强； 

4.相比于现有技术中只有少数小型部件采用碳纤维复合材料，本实用新型的白车身全部采用CFRP，由于用量扩大带来的摊薄效应，CFRP单位价格相对降低，增加了电动汽车白车身全部采用碳纤维复合材料的可行性。 

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 

Claims (7)

1.一种汽车白车身，其特征在于，所述白车身包括：

主承力部件，所述主承力部件包括地板前段、地板后段、保险杠支撑架、左侧围和右侧围，所述保险杠支撑架与所述地板前段的前端连接，所述地板后段与所述地板前段的后端连接，所述右侧围和所述左侧围安装在所述地板前段的两侧，从而形成所述白车身的主承力框架；

次承力部件，所述次承力部件包括前围、后围、顶盖横梁、前保险杠总成和后保险杠总成，所述前围、后围和顶盖横梁分别安装在所述左侧围和所述右侧围之间的前端、后端和顶端，所述前保险杠总成与所述左侧围和所述右侧围的前端及所述保险杠支撑架固定连接，所述后保险杠总成与所述左侧围和所述右侧围的后端及地板后段固定连接；其中，

所述地板前段和所述地板后段均为包含碳纤维复合材料和泡沫芯的夹层结构；以及

所述保险杠支撑架、左侧围、右侧围、前围、后围、顶盖横梁、前保险杠总成和后保险杠总成均由碳纤维复合材料制成。

2.根据权利要求1所述的白车身，其特征在于，所述地板前段和所述地板后段均由上、下两层碳纤维复合材料和泡沫芯构成，所述泡沫芯夹在所述上、下两层碳纤维复合材料之间。

3.根据权利要求2所述的白车身，其特征在于，所述上、下两层碳纤维复合材料和泡沫芯为一体成型。

4.根据权利要求1所述的白车身，其特征在于，所述保险杠支撑架包括纵向支撑支架、横向支撑支架和加强支撑支架，所述纵向支撑支架、所述横向支撑支架和所述加强支撑支架之间通过粘合剂和螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的白车身，其特征在于，汽车的车轮悬架系统、电气系统和座椅系统与所述白车身直接连接，所述车轮悬架系统包括前轮悬架系统和后轮悬架系统，所述电气系统设在电池盒箱体内，所述前轮悬架系统直接连接于所述地板前段的前端，所述后轮悬架系统直接连接于所述地板前段与所述地板后段并位于所述地板前段与所述地板后段之间，所述电池盒箱体直接固定连接于所述地板前段，所述座椅系统固定连接于所述电池盒箱体的上方。

6.根据权利要求1所述的白车身，其特征在于，不同部件之间通过螺栓紧固进行机械连接。

7.一种电动汽车，所述电动汽车采用如权利要求1-6中任一项所述的白车身。