CN206781881U - 一种轻量化白车身 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻量化白车身，包括底板总成、车顶总成以及两个侧围总成，其中，所述侧围总成沿纵向依次设置A柱、B柱以及C柱，并且，所述侧围总成还设置有连接所述B柱中部和所述C柱中部的侧纵梁；所述底板总成于A柱的下端处设置第一前横梁，于B柱的下端处设置第一后横梁,于C柱的下端处设置第二后横梁，且所述底板总成于所述第一后横梁和所述第二后横梁之间设置第二前横梁；所述第一前横梁、所述第一后横梁与两根左右对称的门槛梁合围形成前底板骨架，所述第二前横梁、所述第二后横梁与两根左右对称的后纵梁合围形成后底板骨架。此种轻量化白车身能在保证乘员舱安全的前提下更好地实现轻量化。

Description

一种轻量化白车身

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件领域，尤其涉及一种轻量化白车身。

背景技术

现有电动汽车的白车身大多采用钢板冲压成型，由于钢制的白车身存在总体重量大的问题，特别不利于实现电动车辆的轻量化，这就限制了电动汽车的续航里程。

针对上述问题，中国发明专利(CN106143629A)公开了一种电动汽车的车身骨架结构，该车身骨架结构采用中空铝型材制成，主要包括前防撞梁总成、前纵梁总成、侧围总成、前地板总成和后地板总成，前防撞梁总成、前纵梁总成、前地板总成和后地板总成为沿纵向依次设置且依次连接，侧围总成竖直设置于前地板总成和后地板总成的两侧且与前地板总成和后地板总成固定连接。

上述的车身骨架结构虽然以采用中空铝型材制作的方式实现轻量化，从而有效延长电动汽车的续航里程。但是，上述的车身骨架结构中，为了提高侧碰安全性，在侧围总成中集成了较多的零部件，这就导致白车身结构复杂、重量增加，因而轻量化问题还有待进一步改善。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构新颖的白车身，旨在提高侧碰安全性的前提下更好地实现轻量化。

为便于对白车身做出清楚描述，首先，定义车辆的长度方向为纵向(即前后方向)，定义车辆的宽度方向为横向(即左右方向)；并进一步定义车辆的车头方向为前向。

根据本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种轻量化白车身，包括底板总成、车顶总成以及两个侧围总成，两个所述侧围总成对称地竖立在所述底板总成的左右两端，所述侧围总成沿纵向依次设置A柱、B柱以及C柱，并且，所述侧围总成还设置有连接所述B柱中部和所述C柱中部的侧纵梁；所述底板总成于A柱的下端处设置第一前横梁，于B柱的下端处设置第一后横梁,于C柱的下端处设置第二后横梁，且所述底板总成于所述第一后横梁和所述第二后横梁之间设置第二前横梁；所述第一前横梁、所述第一后横梁与两根左右对称的门槛梁合围形成前底板骨架，所述第二前横梁、所述第二后横梁与两根左右对称的后纵梁合围形成后底板骨架，所述前底板骨架与所述后底板骨架由两个左右对称的下车体后连接件连接。

此种轻量化白车身中，第一前横梁、第一后横梁与两根左右对称的门槛梁合围形成前底板骨架，第二前横梁、第二后横梁与两根左右对称的后纵梁合围形成后底板骨架，此种方框状结构的前底板骨架和方框状结构的后底板骨架能提高底板总成的横向结构强度和纵向结构强度，既能减小乘员舱的变形又能保护电池包。

另外，底板总成于A柱的下端处设置第一前横梁，于B柱的下端处设置第一后横梁,于C柱的下端处设置第二后横梁，第一后横梁和第二后横梁之间设置第二前横梁，B柱中部和所述C柱中部由侧纵梁连接。这样的结构设计简化了现有电动汽车白车身的侧围结构，减少侧围总成的零部件数量和重量，在白车身发生侧碰时，侧围结构本身具有较佳结构强度提高抗变形能力，又能便于将碰撞能量传递至刚度结构较高的底板总成，从而在保证乘员舱安全的前提下更好地实现轻量化。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述轻量化白车身由铝合金制成。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述车顶总成具有两根左右对称的车顶纵梁，每根所述车顶纵梁沿纵向依次连接相应的所述A柱、所述B柱以及所述C柱，其中，两根所述车顶纵梁的前部由车顶前横梁搭接，两根所述车顶纵梁的后部由车顶后横梁搭接，并且，所述车顶后横梁与所述C柱的顶部横向对齐。

此种轻量化白车身中，车顶总成部分在满足强度要求的前提下省略靠近B柱顶端的车顶中横梁，这样的设计便于布置非开启式的全景天窗，从而提高乘员舱的舒适性。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述前底板骨架于两根所述门槛梁之间横向设置若干根底板加强梁。

此种轻量化白车身中，底板加强梁能够进一步提高前底板骨架的横向结构强度，减轻或避免电池包受车辆横向碰撞造成的损坏。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述底板总成还包含后防撞结构，所述后防撞结构具有后防撞梁，并且，所述后防撞梁的横向两端部分别由第一吸能盒连接至相应的所述后纵梁。

此种轻量化白车身中，后防撞结构能在被追尾碰撞过程中充分发挥溃缩吸能作用，减少传递至乘员舱的纵向冲击载荷。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述前底板骨架通过下车体后连接件与所述后底板骨架连接，所述下车体后连接件于纵向的一端设置门槛梁后端连接部，所述下车体后连接件于纵向的另一端设置第二前横梁连接部和后纵梁连接部，所述下车体后连接件的下端面中部开设有拖曳臂插槽；所述门槛梁后端连接部、所述拖曳臂插槽、所述后纵梁连接部以及所述第二前横梁连接部沿横向依次错开。

此种轻量化白车身中，下车体后连接件的门槛梁后端连接部、拖曳臂插槽以及后纵梁连接部沿横向依次错开，这就能够将后纵梁承受的纵向冲击载荷沿S形路线传递至刚度较高的门槛梁。另外，将拖曳臂插槽设置于门槛梁后端连接部和后纵梁连接部之间，能够将拖曳臂传递的路面冲击载荷以Y形路线汇集到刚度较高的门槛梁，进一步提高乘员舱的抗形变能力。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述门槛梁后端连接部和所述门槛梁之间、所述后纵梁连接部和所述后纵梁之间均由紧固件连接固定，所述拖曳臂插槽与拖曳臂之间由衬套铰接，所述第二前横梁和所述后纵梁之间焊接固定。

此种轻量化白车身中，下车体后连接件可采用紧固件装配至铝合金下车身，从而在保证轻量化的前提下满足铝合金下车身对于连接部位高强度、高刚度的要求。另外，铰接拖曳臂插槽与拖曳臂的衬套既保证连接强度又保证连接柔度，从而减少传递至车身的路面冲击载荷。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：还包括前机舱，所述前机舱和所述前底板骨架由两个左右对称的下车体前连接件连接；所述下车体前连接件包含一第一前横梁连接体、一前纵梁连接体、以及一门槛梁前端连接体；其中，所述前纵梁连接体具有横向等宽段和横向渐宽段，横向渐宽段由所述横向等宽段沿纵向逐渐扩大并延伸至所述第一前横梁连接体，所述门槛梁前端连接体自所述横向渐宽段和所述第一前横梁连接体结合处的横向一端沿纵向延伸而出；所述横向渐宽段具有若干根由所述横向等宽段朝向所述门槛梁前端连接体延伸的第一筋条和若干根由所述横向等宽段背向所述门槛梁前端连接体延伸的第二筋条，并且，若干根所述第一筋条的最小横截面积之和大于若干根所述第二筋条的最小横截面积之和。

此种轻量化白车身中，前机舱能够尽可能地将前纵梁纵向传递的冲击载荷引导至门槛梁，以减小第一前横梁所承受的剪应力，从而避免第一前横梁变形过大或断裂，进而在实现提升乘员舱安全性能的同时保护车载电池包。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述前机舱包括一根前防撞梁和两个左右对齐的吸能单元，所述吸能单元设置在所述前防撞梁的左右两端部；其中，所述吸能单元包括前纵梁、竖向支架以及第二吸能盒，所述前纵梁的后端连接所述前纵梁连接体，所述竖向支架搭接在所述前纵梁的前端，使得所述竖向支架和所述前纵梁结合形成T形结构，所述第二吸能盒设置在所述前防撞梁和相应的所述竖向支架之间；所述前纵梁的后段支承减震塔座，所述减震塔座向前伸出一根上连杆，并且，两根所述上连杆由平行于所述前防撞梁的上横梁搭接。

此种轻量化白车身中，前防撞梁、第二吸能盒、前纵梁组合形成主吸能结构、上连杆和上横梁组合形成上辅助吸能结构，在车辆前端发生纵向碰撞的前期充分发挥吸能作用，促使车身惯性提供的车身加速度在低于40G的范围内快速提高。使得车身加速度曲线与时间轴围成的曲线更加趋近于矩形，因此，在车身发生碰撞后的极短反弹时间内吸收尽可能多的冲击载荷，从而防止过大的冲击载荷威胁到乘员舱。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述吸能单元还包括上边梁，所述上边梁的两端分别连接所述上连杆和所述A柱；所述减震塔座的上端连接所述上边梁。

此种轻量化白车身中，上边梁可防止在车辆纵向碰撞过程中上连杆弯曲变形，并且，上边梁还可将上连杆向后传递的部分冲击载荷分散传递至A柱。另外，上边梁能够给减震塔座的顶部提供可靠支撑并有效固定。

进一步的，上述的白车身中，还具有如下特征：所述A柱具有A柱下段和A柱上段；其中，所述A柱上段和所述车顶纵梁为一体结构，所述A柱上段和所述A柱下段由A柱接头连接，且所述A柱下段的刚度小于所述A柱上段的刚度。

此种轻量化白车身中的A柱结构能够发挥A柱下段的溃缩吸能作用，从而减小A柱上段和车顶总成的变形幅度，为乘员提供较好的安全防护。

附图说明

图1是一种轻量化白车身的立体图；

图2是一种轻量化白车身于另一视角下的立体图；

图3是一种轻量化白车身中下车体的俯视图；

图4是一种轻量化白车身中下车体前连接件的立体图；

图5是一种轻量化白车身中下车体前连接件的使用状态图；

图6是一种轻量化白车身中前机舱的立体图。

图7是一种轻量化白车身中下车体后连接件的立体图；

图8是一种轻量化白车身中下车体后连接件的使用状态图；

附图中：100、轻量化白车身。

1、前机舱；11、前防撞梁；12、吸能单元；121、前纵梁；122、竖向支架；123、第二吸能盒；124、减震塔座；125、上连杆；126、上横梁；127、上边梁。

2、底板总成；21、第一前横梁；22、第一后横梁；23、门槛梁；24、第二前横梁；25、第二后横梁；26、后纵梁；27、底板加强梁；28、后防撞梁；29、第一吸能盒。

3、车顶总成；31、车顶纵梁；32、车顶前横梁；33、车顶后横梁。

4、侧围总成；41、A柱；41a、A柱下段；41b、A柱上段；42、B柱；42a、B柱下段；42b、B柱上段；43、C柱；44、侧纵梁。

5、下车体后连接件；51、门槛梁后端连接部；52、第二前横梁连接部；53、后纵梁连接部；54、拖曳臂插槽。

6、拖曳臂。

7、下车体前连接件；71、第一前横梁连接体；72、前纵梁连接体；721、横向等宽段；722、横向渐宽段；722a、第一筋条；722b、第二筋条；73、门槛梁前端连接体。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本申请一部分的所附附图。所附附图通过示例的方式示出了能够实现本申请的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本申请的所有实施方式，可以理解，在不偏离本申请范围的前提下，可以利用其它实施方式，也可以进行结构性或者逻辑性修改。因此，以下的具体描述并非限制性的。

如图1所示，本实施例提供的轻量化白车身100由铝合金材料制成，且该轻量化白车身100包括：前机舱1、底板总成2、车顶总成3以及两个侧围总成4。其中，两个侧围总成4对称地竖立在底板总成2的左右两端，侧围总成4沿纵向依次设置A柱41、B柱42以及C柱43，并且，侧围总成4还设置有连接B柱42中部和C柱43中部的侧纵梁44。

如图1所示，车顶总成3具有两根左右对称的车顶纵梁31，每根车顶纵梁31沿纵向依次连接相应的A柱41、B柱42以及C柱43。两根车顶纵梁31的前部由车顶前横梁32搭接，两根车顶纵梁31的后部由车顶后横梁33搭接，并且，车顶后横梁33与C柱43的顶部横向对齐。

如图1和图2所示，底板总成2于A柱41的下端处设置第一前横梁21，底板总成2于B柱42的下端处设置第一后横梁22,底板总成2于C柱43的下端处设置第二后横梁25，且底板总成2于所述第一后横梁22和所述第二后横梁25之间设置第二前横梁24。A柱41具有A柱下段41a和A柱上段41b，并且，A柱上段41b和车顶纵梁31为一体结构。其中，A柱上段41b和A柱下段41a由A柱接头连接，且A柱下段41a的刚度小于A柱上段41b的刚度。相近似的，B柱42具有B柱下段42a和B柱上段42b,且B柱下段42a的刚度小于B柱上段42b的刚度。

如图3所示，底板总成2包含前底板骨架、后底板骨架以及后防撞结构。具体的，前底板骨架由第一前横梁21、第一后横梁22以及两根左右对称的门槛梁23合围形成。本实施例中，前底板骨架、后底板骨架、以及前底板骨架和后底板骨架之间均铺设底板作为车载电池包的承载体，从而可扩大车载电池包的安装区域。

如图3所示，前底板骨架于两根门槛梁23之间横向设置若干根底板加强梁27，本实施例中，底板加强梁27可以选择为座椅安装横梁。

如图2和图3所示，后底板骨架由第二前横梁24、第二后横梁25以及两根左右对称的后纵梁26合围形成。当然，在本实用新型提供的轻量化白车身100中，后底板骨架也可以于两根后纵梁26之间横向设置至少一根底板加强梁27，并且，C柱43的下端还可选择与该底板加强梁27横向对齐。

如图2和图3所示，本实施例中，后防撞结构具有后防撞梁28，并且，后防撞梁28的横向两端分别由第一吸能盒29连接至相应的后纵梁26。

如图2所示，本实施例中，前机舱1和前底板骨架由两个左右对称的下车体前连接件7连接。具体的，如图4和图5所示，下车体前连接件7包含一第一前横梁连接体71、一前纵梁连接体72、以及一门槛梁前端连接体73。其中，前纵梁连接体72具有横向等宽段721和横向渐宽段722，横向渐宽段722由横向等宽段721沿纵向逐渐扩大并延伸至第一前横梁连接体71，门槛梁前端连接体73自横向渐宽段722和第一前横梁连接体71结合处的横向一端沿纵向延伸而出。

如图4所示，较为重要的是，横向渐宽段722具有三根由横向等宽段721朝向门槛梁前端连接体73延伸的第一筋条722a和一根由横向等宽段721背向门槛梁前端连接体73延伸的第二筋条722b，并且，三根第一筋条722a的最小横截面积之和大于第二筋条722b的最小横截面积。当然，在本实用新型提供的轻量化白车身中，第一筋条722a的数量和第二筋条722b的数量可根据具体情况任意设置，但需要满足的条件是：若干根第一筋条722a的最小横截面积之和大于若干根第二筋条722b的最小横截面积之和。

如图6所示，前机舱1包括一根前防撞梁11和两个左右对齐的吸能单元12，且吸能单元12设置在前防撞梁11的左、右端部。

具体的，吸能单元12包括前纵梁121、竖向支架122、第二吸能盒123以及上边梁127，前纵梁121的后端连接前纵梁连接体72，竖向支架122搭接在前纵梁121的前端，使得竖向支架122和前纵梁121结合形成T形结构，第二吸能盒123设置在前防撞梁11和相应的竖向支架122之间。

本实施例中，前纵梁121的后段支承减震塔座124，减震塔座124向前伸出一根上连杆125，并且，两根上连杆125由平行于前防撞梁11的上横梁126搭接。减震塔座124的上端连接上边梁127,上边梁127的两端分别连接上连杆125和A柱41。

如图3所示，前底板骨架与后底板骨架由两个左右对称的下车体后连接件5连接。具体的，如图7所示，下车体后连接件5于纵向的一端设置门槛梁后端连接部51，下车体后连接件5于纵向的另一端设置第二前横梁连接部52和后纵梁连接部53，下车体后连接件5的下端面中部开设有拖曳臂插槽54。较为重要的是，门槛梁后端连接部51、拖曳臂插槽54、后纵梁连接部53以及第二前横梁连接部52沿横向依次错开。

如图8所示，门槛梁后端连接部51和门槛梁23之间、后纵梁连接部53和后纵梁26之间均由紧固件连接固定，拖曳臂插槽54与拖曳臂6之间由图中未显示的衬套铰接。本实施例中，紧固件可以是螺栓、螺钉、铆钉以及流钻螺钉中的任意一种。

以上具体实施方式描述了本实用新型的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种轻量化白车身，包括底板总成、车顶总成以及两个侧围总成，其特征在于：

两个所述侧围总成对称地竖立在所述底板总成的左右两端，所述侧围总成沿纵向依次设置A柱、B柱以及C柱，并且，所述侧围总成还设置有连接所述B柱中部和所述C柱中部的侧纵梁；

所述底板总成于A柱的下端处设置第一前横梁，于B柱的下端处设置第一后横梁,于C柱的下端处设置第二后横梁，且所述底板总成于所述第一后横梁和所述第二后横梁之间设置第二前横梁；

所述第一前横梁、所述第一后横梁与两根左右对称的门槛梁合围形成前底板骨架，所述第二前横梁、所述第二后横梁与两根左右对称的后纵梁合围形成后底板骨架，所述前底板骨架与所述后底板骨架连接。

2.根据权利要求1所述的轻量化白车身，其特征在于，所述车顶总成具有两根左右对称的车顶纵梁，每根所述车顶纵梁沿纵向依次连接相应的所述A柱、所述B柱以及所述C柱，其中，两根所述车顶纵梁的前部由车顶前横梁搭接，两根所述车顶纵梁的后部由车顶后横梁搭接，并且，所述车顶后横梁与所述C柱的顶部横向对齐。

3.根据权利要求1所述的轻量化白车身，其特征在于，所述前底板骨架于两根所述门槛梁之间横向设置至少一根底板加强梁。

4.根据权利要求1所述的轻量化白车身，其特征在于，所述底板总成还包含后防撞结构，所述后防撞结构具有后防撞梁，并且，所述后防撞梁的横向两端部分别由第一吸能盒连接至相应的所述后纵梁。

5.根据权利要求1所述的轻量化白车身，其特征在于，所述前底板骨架通过下车体后连接件与所述后底板骨架连接，所述下车体后连接件于纵向的一端设置门槛梁后端连接部，所述下车体后连接件于纵向的另一端设置第二前横梁连接部和后纵梁连接部，所述下车体后连接件的下端面中部开设有拖曳臂插槽；

所述门槛梁后端连接部、所述拖曳臂插槽、所述后纵梁连接部以及所述第二前横梁连接部沿横向依次错开。

6.根据权利要求5所述的轻量化白车身，其特征在于，所述门槛梁后端连接部和所述门槛梁之间、所述后纵梁连接部和所述后纵梁之间均由紧固件连接固定，所述拖曳臂插槽与拖曳臂之间由衬套铰接。

7.根据权利要求1所述的轻量化白车身，其特征在于，还包括前机舱，所述前机舱和所述前底板骨架由两个左右对称的下车体前连接件连接；

所述下车体前连接件包含一第一前横梁连接体、一前纵梁连接体、以及一门槛梁前端连接体：

其中，所述前纵梁连接体具有横向等宽段和横向渐宽段，所述横向渐宽段由所述横向等宽段沿纵向逐渐扩大并延伸至所述第一前横梁连接体，所述门槛梁前端连接体自所述横向渐宽段和所述第一前横梁连接体结合处的横向一端沿纵向延伸而出；

所述横向渐宽段具有若干根由所述横向等宽段朝向所述门槛梁前端连接体延伸的第一筋条和若干根由所述横向等宽段背向所述门槛梁前端连接体延伸的第二筋条，并且，若干根所述第一筋条的最小横截面积之和大于若干根所述第二筋条的最小横截面积之和。

8.根据权利要求7所述的轻量化白车身，其特征在于，所述前机舱包括一根前防撞梁和吸能单元，所述吸能单元设置在所述前防撞梁的左右两端部；

其中，所述吸能单元包括前纵梁、竖向支架以及第二吸能盒，所述前纵梁的后端连接所述前纵梁连接体，所述竖向支架搭接在所述前纵梁的前端，使得所述竖向支架和所述前纵梁结合形成T形结构，所述第二吸能盒设置在所述前防撞梁和相应的所述竖向支架之间；

所述前纵梁的后段支承减震塔座，所述减震塔座向前伸出一根上连杆，并且，两根所述上连杆由平行于所述前防撞梁的上横梁搭接。

9.根据权利要求8所述的轻量化白车身，其特征在于，所述吸能单元还包括上边梁，所述上边梁的两端分别连接所述上连杆和所述A柱；

所述减震塔座的上端连接所述上边梁。

10.根据权利要求2所述的轻量化白车身，其特征在于，所述A柱具有A柱下段和A柱上段；

其中，所述A柱上段和所述车顶纵梁为一体结构，所述A柱上段和所述A柱下段由A柱接头连接，且所述A柱下段的刚度小于所述A柱上段的刚度。