CN208469943U - 纯电动汽车前机舱布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及前机舱结构领域，旨在解决前机舱布置结构中电气组件、电机控制器和制动系统组件都集成在前舱托架上，前舱托架的承载重量大，前舱托架强度难以保证的问题，提供纯电动汽车前机舱布置结构，包括左纵梁、右纵梁、托架上层结构、托架下层结构和前舱托架；托架上层结构和托架下层结构按照上下两层结构布置；托架上层结构包括设置于前舱托架顶部的高压盒、电机控制器和蓄电池；托架下层结构包括并排设置于前舱托架下方的副车架，以及设置于副车架的驱动电机、减速器、空调压缩机、制动真空泵。纯电动汽车前机舱布置结构中，驱动电机、减速器、空调压缩机、制动真空泵设置于副车架，由副车架承载重量，减轻前舱托架的承载重量。

Description

纯电动汽车前机舱布置结构

技术领域

本实用新型涉及前机舱结构领域，具体而言，涉及纯电动汽车前机舱布置结构。

背景技术

近些年来，由于环境恶化、能源危机、汽车保有量大致使传统车限行、某些发达城市上牌难和国家补贴政策推动等原因，纯电动汽车在以飞速的趋势发展。

对纯电动汽车来说，前舱布置则是纯电动汽车的关键性技术之一，合理的前舱布置不只是简单的把各零部件布置在前舱里，更应该考虑布置的可靠性、安全性、方便性、美观性及对整车性能的影响等。

而目前大多数纯电动汽车的布置都是分层布置。下层布置动力系统，主要有驱动电机、减速器。上层布置主要电器件、管路、线束、制动相关零部件等。各种前机舱布置技术参差不齐，所以要找到优秀的前机舱布置方案，提高前舱布置的可靠性、安全性、方便性、美观性，进而提升整车性能，十分必要。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种纯电动汽车前机舱布置结构，解决前机舱布置结构中电气组件、电机控制器和制动系统组件都集成在前舱托架上，前舱托架的承载重量大，前舱托架强度难以保证的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供纯电动汽车前机舱布置结构，包括左纵梁、右纵梁、托架上层结构、托架下层结构和前舱托架；前舱托架的两端分别支撑设置于左纵梁和右纵梁，托架上层结构和托架下层结构按照上下两层结构布置；托架上层结构包括设置于前舱托架顶部的高压盒、电机控制器和蓄电池；托架下层结构包括并排设置于前舱托架下方的副车架，以及设置于副车架的驱动电机、减速器、空调压缩机、制动真空泵。

在本实施例的一种实施方式中，

托架下层结构还包括设置于左纵梁的真空罐。

在本实施例的一种实施方式中，

高压盒、电机控制器和蓄电池沿前舱托架的长度方向依次安装于前舱托架；托架上层结构还包括叠层布置于高压盒的顶部的充电机。

在本实施例的一种实施方式中，

充电机、电机控制器和蓄电池三者的顶部齐平。

在本实施例的一种实施方式中，

电机控制器和驱动电机沿着前舱托架的长度方向错开设置。

在本实施例的一种实施方式中，

减速器输入侧的传动轴总长和减速器输出侧的传动轴总长长度相等。

在本实施例的一种实施方式中，

托架下层结构还包括设置于副车架的第一悬置支架和第二悬置支架；驱动电机和减速器通过法兰连接且位于第一悬置支架和第二悬置支架之间，驱动电机设置于第一悬置支架，减速器设置于第二悬置支架的一侧，空调压缩机设置于第二悬置支架的另一侧。

在本实施例的一种实施方式中，

前舱托架包括前舱支架，前舱支架包括沿第一方向并排间隔设置的第一横梁、第二横梁，以及沿第二方向并排间隔设置的第一纵梁、第二纵梁，第一方向和第二方向相互垂直；第一纵梁和第二纵梁的同一端分别与第一横梁连接，第一纵梁和第二纵梁的另一端分别与第二横梁连接；

第一横梁的侧部设置有安装件；

第一横梁、第二横梁、第一纵梁、第二纵梁和安装件均采用中空铝合金方管制成。

在本实施例的一种实施方式中，

前舱托架还包括连接支架；

连接支架包括能够与左纵梁连接的第一连架，第一横梁一端和第二横梁一端均与第一连架连接。

在本实施例的一种实施方式中，

第一连架的底部设置有支撑支架；

支撑支架的顶部与第一连架的底部连接，支撑支架的侧部能够与左纵梁的侧部连接。

本实用新型的有益效果是：

纯电动汽车前机舱布置结构，驱动电机、减速器、空调压缩机、制动真空泵设置于副车架，由副车架承载重量，减轻前舱托架的承载重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的纯电动汽车前机舱布置结构的第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的纯电动汽车前机舱布置结构的第二视角的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的前舱托架、左纵梁和右纵梁的配合结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的前舱支架的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的前舱托架的整体结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第一连架部分的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的第二连架部分的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的第三连架部分的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的套管的结构示意图。

图标：010-纯电动汽车前机舱布置结构；100-左纵梁；200-右纵梁；300-前舱托架；310-前舱支架；311-第一横梁；312-安装件；313-第二横梁；314-第一纵梁；315-第二纵梁；320-连接支架；321-第一连架；322-支撑支架；323-第二连架；324-第三连架；325-套管；400-托架上层结构；410-高压盒；411-安装支架；420-电机控制器；430-蓄电池；431-安装托盘；440-充电机；441-L型支架；450-空调副水箱；460-保险盒；470-ABS控制器；480-冷却水箱；490-PTC加热器；500-托架下层结构；510-副车架；520-驱动电机；530-减速器；540-空调压缩机；550-制动真空泵；560-真空罐；580-第二悬置支架；600-前围板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，本实用新型的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1，参照图1至图9。

如图1和图2所示，本实施例提供的纯电动汽车前机舱布置结构010，包括左纵梁100、右纵梁200、前舱托架300、托架上层结构400和托架下层结构500；前舱托架300的两端分别支撑设置于左纵梁100和右纵梁200，托架上层结构400和托架下层结构500按照上下两层结构布置；托架上层结构400包括设置于前舱托架300顶部的高压盒410、电机控制器420和蓄电池430；托架下层结构500包括并排设置于前舱托架300下方的副车架510，以及设置于副车架510的驱动电机520、减速器530、空调压缩机540、制动真空泵550。

驱动电机520、减速器530、空调压缩机540、制动真空泵550设置于副车架510，由副车架510承载重量，减轻前舱托架300的承载重量。解决前机舱布置结构中电气组件、电机控制器420和制动系统组件都集成在前舱托架300上，前舱托架300的承载重量大，前舱托架300强度难以保证的问题。制动真空泵550与真空罐560、真空助力器共同提供制动力，制动更安全可靠。

在本实施例的一种实施方式中：如图1和图2所示，高压盒410、电机控制器420和蓄电池430沿前舱托架300的长度方向依次安装于前舱托架300；托架上层结构400还包括叠层布置于高压盒410的顶部的充电机440。

高压盒410和充电机440叠层设置，既能够节省前舱空间，又能够遮掩高压盒410的高压线束。解决了高压盒410上无盖板或其他零部件，高压线束无遮掩，影响前机舱布置结构的整体布局效果。

在本实施例的一种实施方式中：如图1和图2所示，高压盒410设置有安装支架411，安装支架411与前舱托架300装配连接。高压盒410在壳体中间设计安装支架411，既不影响高压盒410的装配，也能让高压盒410内部空间更大。

在本实施例的一种实施方式中：如图1和图2所示，充电机440设置有沿周向分布的四个L型支架441，每个L型支架441的底部与前舱托架300装配连接；高压盒410位于四个L型支架441围成的空间内。充电机440通过4个L型支架441固定在前舱托架300上，既能满足充电机440的装配，也能保证充电机440能布置在高压盒410上。

在本实施例的一种实施方式中：如图1和图2所示，蓄电池430的底部设置有安装托盘431；安装托盘431与前舱托架300装配连接。蓄电池430下设计有安装托盘431，安装托盘431通过螺栓固定在前舱托架300上，蓄电池430则固定在安装托盘431上。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，充电机440、电机控制器420和蓄电池430三者的顶部齐平。实现托架上层结构400的合理布局、更美观。

在本实施例的一种实施方式中，纯电动汽车前机舱布置结构010还包括DC-DC转化器，DC-DC转化器集成到电机控制器420。进一步减轻前舱托架300的承载总重量。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，电机控制器420和驱动电机520沿着前舱托架300的长度方向错开设置。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，电机控制器420设置于驱动电机520的斜上方，且位于驱动电机520的朝向左纵梁100的一侧。

驱动电机520和电机控制器420横向错开一定距离设置，保证安装方便性，且电机控制器420三相线接口朝向也有多种选择。克服了电机控制器420布置在驱动电机520正上方的缺点，一方面，重叠设置，驱动电机520和电机控制器420重量都很大，可能会使前舱托架300该端的载荷较大，导致前舱托架300两端的载荷相差较大；另一个方面，重叠设置，两者之间空隙较小，受电机三相线曲率半径的影响，电机控制器420三相线接口只能朝下，非常不方便三相线的插拔。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，减速器530输入侧的传动轴总长和减速器530输出侧的传动轴总长长度相等。

在本实施例的一种实施方式中：减速器530输入侧的传动轴和减速器530输出侧的传动轴轴心线重合。

减速器530居中布置，使两侧传动轴等长，优化动力总成布置；尽量减小传动轴夹角，提高动力传递效率。解决了减速器530布置位置不居中，减速器530输入侧的传动轴总长和减速器530输出侧的传动轴总长不一致，影响整车效率和可靠性的问题。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，托架下层结构500还包括设置于副车架510的第一悬置支架和第二悬置支架580；驱动电机520和减速器530通过法兰连接且位于第一悬置支架和第二悬置支架580之间，驱动电机520设置于第一悬置支架，减速器530设置于第二悬置支架580的一侧，空调压缩机540设置于第二悬置支架580的另一侧。

空调压缩机540和驱动电机520、减速器530布置在一起，经由悬置支架减弱振动，驱动电机520、减速器530和空调压缩机540同时工作时所产生的震动、噪声能相互抵消，优化了NVH性能。其中悬置支架和副车架510上焊接的支架采用软连接。解决了空调压缩机540固定在副车架510上，空调压缩机540工作时产生的噪音和振动影响整车NVH性能的问题。需要说明的是：“NVH”是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写。这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。

在本实施例的一种实施方式中，如图2所示，托架下层结构500还包括设置于左纵梁100的真空罐560。真空罐560固定在左纵梁100上，进一步减轻前舱托架300的承载重量。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，托架上层结构400还包括设置于左纵梁100的空调副水箱450。空调副水箱450布置在原传统车空气滤清器位置，整车采用水冷系统。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，托架上层结构400还包括设置于左纵梁100的保险盒460。进一步减轻前舱托架300的承载重量，实现合理布局。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，托架上层结构400还包括设置于右纵梁200的ABS控制器470。减轻前舱托架300的承载重量

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，托架上层结构400还包括设置于右纵梁200的冷却水箱480。采用水冷系统，前机舱布置冷却水路，冷却能力更强。解决现有的前舱布置结构中的动力系统的冷却方法多采用自然风冷，冷却能力弱。

在本实施例的一种实施方式中：如图2所示，托架上层结构400还包括PTC加热器490。温度低时还能利用PTC加热器490进行加热。PTC加热器490安装于实施例1中所述的安装件312。

在本实施例的一种实施方式中：纯电动汽车前机舱布置结构010还包括前围板600；PTC加热器设置于前舱托架300的朝向前围板600的一侧，安装件312朝向前舱托架300的朝向前围板600的一侧。

在本实施例的一种实施方式中：电动汽车整车控制器布置于车体内。保护了核心零部件。解决了电动汽车整车控制器布置在前机舱内，影响安全性的问题。需要说明的是：电动汽车整车控制器(VCU,Vehicle Control Unit)是电动汽车(混合动力汽车、纯电动汽车)动力系统的总成控制器。

综上，纯电动汽车前机舱布置结构010，用于解决前机舱各零部件按设计规范布置问题，提高前机舱布置的可靠性、安全性、方便性、布置美观性，进而提升整车性能。

现有的汽车前舱支架大多采用钢板冲压成型，其冲压模具开发成本、维护成本高；冲压后需按照合理的工艺顺序焊接而成，成型工艺复杂；为了保证外观件的美观，钢板冲压、焊接制成的前舱支架需要喷漆处理，增加了成本，支架成品黑漆容易划伤影响美观性；支架质量大，不利于电动汽车轻量化，不能最大限度提升电动汽车续航里程。

如图3所示，本实施例提供的前舱托架300，包括前舱支架310，如图4所示，前舱支架310包括沿第一方向并排间隔设置的第一横梁311、第二横梁313，以及沿第二方向并排间隔设置的第一纵梁314、第二纵梁315，第一方向和第二方向相互垂直；第一纵梁314和第二纵梁315的同一端分别与第一横梁311连接，第一纵梁314和第二纵梁315的另一端分别与第二横梁313连接。整个前舱支架310自身形成一个闭环结构，加强了前舱支架310自身的强度和扭转刚度。

第一横梁311的侧部设置有安装件312。安装件312为部件安装提供安装点。

第一横梁311、第二横梁313、第一纵梁314、第二纵梁315和安装件312均采用中空铝合金方管制成。

前舱支架310采用中空铝合金方管，结构简单，最大化优化车身前舱布置，节省前舱空间；保证了前舱托架300具有足够的强度并且能够减轻前舱托架300自身重量；整体质量轻，有利于电动汽车轻量化，节能环保，能够最大限度提升电动汽车续航里程；能够克服采用钢板冲压成型，其冲压模具开发成本、维护成本高的问题；五根铝合金型材的连接可以通过焊接和螺栓连接，能够快速组装，克服采用钢板冲压成型，需按照合理的工艺顺序焊接，成型工艺复杂的问题。

中空铝合金方管通过挤压模具挤压成型。第一横梁311、第二横梁313、第一纵梁314、第二纵梁315和安装件312可以采用焊接方式，焊接采用MIG焊，或者螺栓连接，降低模具投资成本，可最大程度降低开发成本。

在本实施例的一种实施方式中，五个中空铝合金型条的截面相同。

在本实施例的一种实施方式中，如图5所示，前舱托架300还包括连接支架320；连接支架320包括能够与左纵梁100连接的第一连架321，第一横梁311一端和第二横梁313一端均与第一连架321连接。

第一连架321设置有第一横梁311和第二横梁313的左侧安装点，由于前舱支架310上装有多个电气件、电控件，在恶劣工况下前舱支架310、连接支架320均容易疲劳。因此将两个安装点集成在第一连架321上，加强整体强度。

如图6所示，在本实施例的一种实施方式中，第一连架321的底部设置有支撑支架322；支撑支架322的顶部与第一连架321的底部连接，支撑支架322的侧部能够与左纵梁100的侧部连接。

支撑支架322与左纵梁100连接，加强了第一连架321的整体强度。支撑支架322与左纵梁100可以通过螺栓连接，加强了连接支架320的强度。

如图7和图8所示，在本实施例的一种实施方式中，连接支架320还包括能够与右纵梁200连接的第二连架323和第三连架324，第一横梁311另一端与第二连架323连接，第二横梁313另一端与第三连架324连接。

连接支架320与左纵梁100、右纵梁200的固定方式可以采用螺栓连接。前舱支架310与连接支架320的连接方式可采用螺栓连接，在本实施例的一种实施方式中，如图9所示，第一横梁311和第二横梁313两端分别贯穿设置有套管325，第一横梁311和第二横梁313两端分别通过穿设过套管325的套管325螺栓与连接支架320连接。保证了铝型材的安装强度。套管325可以采用铝型材套管325，套管325与前舱支架310连接方式可采用MIG焊。

在本实施例的一种实施方式中，前舱支架310布置有多个部件安装位。

为电气件、电控件提供安装，优化前舱布置。部件安装位可采用铝型材开孔铆螺母形式，铝型材上加工铆压孔时采用钻孔加工或冲孔加工，然后通过铆机将铆螺母铆接在前舱支架310上。

承上述，前舱托架300采用铝型材，铝型材成型工艺简单、刚度好、质量轻，模具开发成本低，具有很好的轻量化效果，能有效的提升电动汽车续航里程，符合国家提倡的节能减排政策。本技术方案所涉及铝型材，截面相同，结构简单、刚度好、质量轻，由原材料通过挤压模具挤压成型。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：包括左纵梁、右纵梁、托架上层结构、托架下层结构和前舱托架；所述前舱托架的两端分别支撑设置于所述左纵梁和所述右纵梁，所述托架上层结构和所述托架下层结构按照上下两层结构布置；所述托架上层结构包括设置于所述前舱托架顶部的高压盒、电机控制器和蓄电池；所述托架下层结构包括并排设置于所述前舱托架下方的副车架，以及设置于所述副车架的驱动电机、减速器、空调压缩机、制动真空泵。

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述托架下层结构还包括设置于所述左纵梁的真空罐。

3.根据权利要求1所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述高压盒、所述电机控制器和所述蓄电池沿所述前舱托架的长度方向依次安装于所述前舱托架；所述托架上层结构还包括叠层布置于所述高压盒的顶部的充电机。

4.根据权利要求3所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述充电机、所述电机控制器和所述蓄电池三者的顶部齐平。

5.根据权利要求1所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述电机控制器和所述驱动电机沿着所述前舱托架的长度方向错开设置。

6.根据权利要求1所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述减速器输入侧的传动轴总长和所述减速器输出侧的传动轴总长长度相等。

7.根据权利要求1所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述托架下层结构还包括设置于所述副车架的第一悬置支架和第二悬置支架；所述驱动电机和所述减速器通过法兰连接且位于所述第一悬置支架和所述第二悬置支架之间，所述驱动电机设置于所述第一悬置支架，所述减速器设置于所述第二悬置支架的一侧，所述空调压缩机设置于所述第二悬置支架的另一侧。

8.根据权利要求1所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述前舱托架包括前舱支架，所述前舱支架包括沿第一方向并排间隔设置的第一横梁、第二横梁，以及沿第二方向并排间隔设置的第一纵梁、第二纵梁，所述第一方向和所述第二方向相互垂直；所述第一纵梁和所述第二纵梁的同一端分别与所述第一横梁连接，所述第一纵梁和所述第二纵梁的另一端分别与所述第二横梁连接；

所述第一横梁的侧部设置有安装件；

所述第一横梁、所述第二横梁、所述第一纵梁、所述第二纵梁和所述安装件均采用中空铝合金方管制成。

9.根据权利要求8所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述前舱托架还包括连接支架；

所述连接支架包括能够与所述左纵梁连接的第一连架，所述第一横梁一端和所述第二横梁一端均与所述第一连架连接。

10.根据权利要求9所述的纯电动汽车前机舱布置结构，其特征在于：

所述第一连架的底部设置有支撑支架；

所述支撑支架的顶部与所述第一连架的底部连接，所述支撑支架的侧部能够与所述左纵梁的侧部连接。