CN214875166U - 门槛梁结构及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种门槛梁结构及电动汽车，包括：第一门槛梁板；第二门槛梁板，第二门槛梁与第一门槛梁板彼此连接且共同围成安装腔室；座椅横梁，座椅横梁连接于第一门槛梁板远离第二门槛梁板的一侧；电池模组设置于座椅横梁朝向地面的一侧；以及加强梁，加强梁设置于安装腔室内并与座椅横梁横向相对；第一门槛梁板和第二门槛梁板均采用挤压铝制成，加强梁采用高强度钢制成。防止电池模组受到侧向挤压损坏，降低制造成本，提高产品竞争力。挤压力只会通过加强梁、第一门槛梁板向座椅横梁上传递，达到减轻或防止对电池模组造成挤压和撞击的效果，电池模组便不会发生变形进而产生热失控起火的安全隐患，保护电动汽车和驾乘人员人身安全。

Description

门槛梁结构及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车车身结构技术领域，特别是涉及一种门槛梁结构及电动汽车。

背景技术

当前，在国家节能降耗的倡导下，新能源汽车正在蓬勃发展中。所谓新能源汽车，一般指代纯电动汽车或者混动型汽车。以纯电动汽车为例，其特指使用电能作为汽车动力能量的一类机动车辆。采用电能作为动力能源，清洁环保，对环境污染小，且电能作为一种可再生能源，能够保证人类文明的可持续发展。

目前来讲，纯电动汽车的短板主要聚焦在续航能力不足的方面，而大多数电动汽车生产厂家为了解决该问题，比较通用的做法是增大电池包的体积，提升电能储存容量，以达到提升续驶里程的目的。然而这也会随之带来一个比较尖锐的新问题：市面上绝大多数的纯电动汽车平台都将电池包布置在地板下方，正由于电池包自身体积很大，几乎覆盖整个地板，导致电池包的周边距离车身边缘的距离很小，一旦纯电动汽车遭受碰撞事故，车身发生向内溃缩形变，势必会对电池包造成挤压；电池包受到挤压和撞击后引起变形，致使电池芯体发生热失控起火，从而危及整台车辆以及驾乘人员的安全。针对于此，许多车企采用强化车身门槛梁结构强度，提升纯电动汽车的侧向防撞能力的措施，来达到保护电池包安全的目的，然而现有的门槛梁大多采用挤压铝结构，制造成本高，降低产品竞争力，轻量化水平不足。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种门槛梁结构及电动汽车，旨在解决现有技术制造成本高而影响产品竞争力，轻量化水平差，电池包容易受到挤压发生热失控起火的问题。

一方面，本申请提供一种门槛梁结构，所述门槛梁结构包括：

第一门槛梁板；

第二门槛梁板，所述第二门槛梁与所述第一门槛梁板彼此连接且共同围成安装腔室；

座椅横梁，所述座椅横梁连接于所述第一门槛梁板远离所述第二门槛梁板的一侧；

电池模组，所述电池模组设置于所述座椅横梁朝向地面的一侧；以及

加强梁，所述加强梁设置于所述安装腔室内并与所述座椅横梁横向相对；其中，所述第一门槛梁板和所述第二门槛梁板均采用挤压铝制成，所述加强梁采用高强度钢制成。

上述方案的门槛梁结构应用装备于电动汽车中，在提升车辆侧向防撞能力，防止电池受到侧向挤压损坏的同时，降低制造成本，提高产品竞争力。具体而言，由于第一门槛梁板与所述第二门槛梁板组装连接后，两者之间形成有安装腔室，可将加强梁安装于安装腔室内，且保证加强梁与布置于第一门槛梁板的内侧的座椅横梁保证横向相对，在此基础上当电动汽车受到侧向撞击时，挤压铝材质的加强梁能够有效减轻门槛梁的形变程度，并且即便门槛梁发生向内溃缩形变，挤压力也只会通过加强梁、第一门槛梁板向座椅横梁上传递，最终传递至电动汽车的另一侧，达到减轻或防止对电池模组造成挤压和撞击的效果，如此一来，电池模组便不会发生变形进而产生热失控，消除起火的安全隐患，保护电动汽车和驾乘人员人身安全；此外，也由于第一门槛梁板和第二门槛梁板是采用高强度钢制成，仅有加强梁均采用挤压铝制成，又可在保证门槛梁具备足够结构强度的条件下较大幅度降低制造成本，降低整车重量，提高产品竞争力。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述门槛梁结构还包括固定支架，所述固定支架的一端与所述第一门槛梁板以及所述第二门槛梁板连接固定，所述固定支架的另一端连接于所述加强梁的底部，使所述加强梁处于所述安装腔室的上半部分。

在其中一个实施例中，所述安装腔室的下半部分空置，且所述安装腔室的下半部分与所述电池模组横向相对。

在其中一个实施例中，所述加强梁包括外壳和设置于所述外壳内部的至少两块加强肋板，至少两块所述加强肋板相互交叉连接。

在其中一个实施例中，所述门槛梁结构还包括地板，所述地板设置于所述座椅横梁的上方并与所述第一门槛梁板连接固定。

在其中一个实施例中，所述地板设有第一下弯翻边，所述座椅横梁设有第二下弯翻边，所述第一下弯翻边与所述第二下弯翻边连接固定并均朝向所述电池模组方向弯折，且所述第一下弯翻边连接于所述第一门槛梁板与所述第二下弯翻边之间。

在其中一个实施例中，所述门槛梁结构还包括弧形加强板，所述弧形加强板设置于所述座椅横梁的下方以及所述第一门槛梁板的内侧，且所述弧形加强板分别与所述座椅横梁和所述第一门槛梁板连接固定。

在其中一个实施例中，所述电池模组包括电池包上壳和电池包，所述电池包设置于所述电池包上壳的下方，所述电池包上壳设置于所述座椅横梁的下方。

在其中一个实施例中，所述电池模组还包括电池包框架梁，所述电池包框架梁连接于所述电池包上壳的下方，且所述电池包框架梁设置于所述电池包与所述第一门槛梁板之间。

另一方面，本申请还提供一种电动汽车，其包括如上所述的门槛梁结构。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例所述的门槛梁结构的结构示意图；

图2为本实用新型中门槛梁结构上冲击力的传递路径演示图。

附图标记说明：

10、第一门槛梁板；20、第二门槛梁板；30、安装腔室；40、座椅横梁；41、第二下弯翻边；50、电池模组；51、电池包上壳；52、电池包；53、电池包框架梁；60、加强梁；61、外壳；62、加强肋板；70、固定支架；80、地板；81、第一下弯翻边；90、弧形加强板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，为本申请一实施例展示的一种门槛梁结构，其隶属于车身骨架的一部分，通常安装在车门的下方。可以理解的，在一辆整车上门槛梁结构是成对使用的，也即在车体的左侧和右侧需要分别安装一个门槛梁结构。

请继续参阅图1，示例性地，所述门槛梁结构包括：第一门槛梁板10、第二门槛梁板20、座椅横梁40、电池模组50以及加强梁60。其中，第一门槛梁板10与第二门槛梁板20成对使用。两者均形成为凹型结构。具体地，第一门槛梁板10包括呈U型或C型的内板本体，以及由内板本体的上下两端向外延伸的第一内板折边和第二内板折边。相应地，第二门槛梁板20包括呈U型或C型的外板本体，以及由外板本体的上下两端向外延伸的第一外板折边和第二外板折边。组装时，第一内板折边与第一外板折边采用点焊、铆接或者其它具备等同技术效果的安装方式组装为一体；第二内板折边与第二外板折边也采用点焊、铆接或者其它具备等同技术效果的安装方式连接组装为一体。由此保证第一门槛梁板10与第二门槛梁板20具备较优的整体结构强度和力学结构性能，能够很好的抵御外部撞击力。

此外，所述第二门槛梁板20与所述第一门槛梁板10彼此连接且共同围成安装腔室30；正由于内板本体和外板本体呈U型或C型，并且两个凹口相向布置的，因而两者之间形成安装腔室30的方式简单，且能够保证安装腔室30的空间充裕，降低安装加强梁60的难度。

请继续参阅图1，所述座椅横梁40连接于所述第一门槛梁板10远离所述第二门槛梁板20的一侧。顾名思义，座椅横梁40用于装载前后排座椅。并且座椅横梁40作为车身骨架中自身结构强度较高的部件之一，可与位于外侧的第一门槛梁板10、加强梁60和第二门槛梁板20配合，实现对外部撞击力有效传递消散。

请继续参阅图1，进一步地，所述电池模组50设置于所述座椅横梁40朝向地面的一侧。容易理解的，电池模组50为电动汽车的动力源，为电动汽车正常行驶以及各项功能的正常运转提供必不可少的电能。电动汽车的电池模组50一般分为两大类，蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯电动汽车，包括铅酸蓄电池、镍氢电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池、三元锂电池。燃料电池专用于燃料电池电动汽车，包括碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)。

根据电动汽车的种类不同对电池模组50的使用种类略有差异。在仅装备蓄电池的纯电动汽车中，蓄电池的作用是汽车驱动系统的唯一动力源。而在装备传统发动机(或燃料电池)与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。可见在低速和启动时，蓄电池扮演的是汽车驱动系统主要动力源的角色；在全负荷加速时，充当的是辅助动力源的角色；在正常行驶或减速、制动时充当的是储存能量的角色。

电池模组50中的电池芯体一般由多个电池串联叠置组成。一个典型的电池组大约有96个电池，充电到4.2V的锂离子电池而言，这样的电池组可产生超过400V的总电压。

此外，本实施例中所述加强梁60设置于所述安装腔室30内并与所述座椅横梁40横向相对。其中，所述第一门槛梁板10和所述第二门槛梁板20均采用挤压铝制成，所述加强梁60采用高强度钢制成。高强度钢，一般来讲是指屈服强度在1370MPa(140kgf/mm²)以上，抗拉强度在1620MPa(165kgf/mm²)以上的合金钢。

请继续参阅图1和图2，综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的门槛梁结构应用装备于电动汽车中，在提升车辆侧向防撞能力，防止电池受到侧向挤压损坏的同时，降低制造成本，提高产品竞争力。具体而言，由于第一门槛梁板10与所述第二门槛梁板20组装连接后，两者之间形成有安装腔室30，可将加强梁60安装于安装腔室30内，且保证加强梁60与布置于第一门槛梁板10的内侧的座椅横梁40保证横向相对，在此基础上当电动汽车受到侧向撞击时，挤压铝材质的加强梁60能够有效减轻门槛梁的形变程度，并且即便门槛梁发生向内溃缩形变，挤压力也只会通过加强梁60、第一门槛梁板10向座椅横梁40上传递，最终传递至电动汽车的另一侧，达到减轻或防止对电池模组50造成挤压和撞击的效果，如此一来，电池模组50便不会发生变形进而产生热失控，消除起火的安全隐患，保护电动汽车和驾乘人员人身安全；此外，也由于第一门槛梁板10和第二门槛梁板20是采用高强度钢制成，仅有加强梁60均采用挤压铝制成，又可在保证门槛梁具备足够结构强度的条件下较大幅度降低制造成本，降低整车重量，提高产品竞争力。

请继续参阅图1，在一些实施例中，所述门槛梁结构还包括固定支架70，所述固定支架70的一端与所述第一门槛梁板10以及所述第二门槛梁板20连接固定，所述固定支架70的另一端连接于所述加强梁60的底部，使所述加强梁60处于所述安装腔室30的上半部分。

本实施例中固定支架70为采用钢、铝等材料制成的L型支架结构。其长边一端被夹持在第二内板折边与第二外板折边之间，且分别与第二内板折边以及第二外板折边焊接(例如点焊)固定，连接强度高。短边穿过安装腔室30的下半部分并向上延伸，最终抵接住加强梁60的底部，从而对加强梁60形成纵向支撑固定。可选地，固定支架70与加强梁60可以通过焊接、铆接等方式组装固定。至此，固定支架70实现将加强梁60支撑固定在安装腔室30的上半部分，保持加强梁60与座椅横梁40横向相对，使外部撞击产生的挤压力从加强梁60向座椅横梁40有效传递消除。

进一步地，所述安装腔室30的下半部分空置，且所述安装腔室30的下半部分与所述电池模组50横向相对。由于安装腔室30的下半部分是空置的，因此当汽车受到侧向撞击时，形变挤压力由于缺少传力载体，因此位于下半部分的第二门槛梁板20和第一门槛梁板10的形变程度小，使传递至电池模组50上的冲击力显著减小，保证电池模组50安全。

请继续参阅图1，在上述任一实施例的基础上，所述加强梁60包括外壳61和设置于所述外壳61内部的至少两块加强肋板62，至少两块所述加强肋板62相互交叉连接。在该结构组成和形状下的加强梁60具备优良的自身结构强度和力学结构性能，抗变形能力强，可显著提升门槛梁结构的上部刚度，从而在受到外部侧向碰撞时减小变形量。

请继续参阅图1和图2，此外，所述门槛梁结构还包括地板80，所述地板80设置于所述座椅横梁40的上方并与所述第一门槛梁板10连接固定。由于地板80与第一门槛梁板10直接相连，因此当第一门槛梁板10发生向内溃缩形变时，地板80能够提供多一条传力路径，使冲击力更加分散且更有效的向车辆另一侧传递，以降低碰撞冲击力的破坏能力。

如上所述的，加强梁60是布置在安装腔室30的上半部分，而安装腔室30的下半部分是空置的，这样会造成上半部分的结构强度和力学性能好，而下半部分的结构强度和力学性能较弱。当受到外部碰撞时，门槛梁结构容易发生图1示视角下顺时针方向的旋转形变扭矩现象。换句话讲，下半部分会形成形变溃缩突破点，第一门槛梁板10的下半部分容易向内发生形变挤压，进而对电池模组50造成挤压伤害。

请继续参阅图1，为此，在一些实施例中，所述地板80设有第一下弯翻边81，所述座椅横梁40设有第二下弯翻边41，所述第一下弯翻边81与所述第二下弯翻边41连接固定并均朝向所述电池模组50方向弯折，且所述第一下弯翻边81连接于所述第一门槛梁板10与所述第二下弯翻边41之间。

采用第一下弯翻边81和第二下弯翻边41向下搭接的方式，两者向下延伸至与安装腔室30的下半部分横向相对并与第一门槛梁板10焊接固定，使得第一下弯翻边81和第二下弯翻边41可作为传递载体，将下半部分弱化区域受到的冲击力向上转移至座椅横梁40，以避免冲击力直接作用到电池模组50上，防止电池模组50受到挤压伤害。

请继续参阅图1和图2，进一步地，所述门槛梁结构还包括弧形加强板90，所述弧形加强板90设置于所述座椅横梁40的下方以及所述第一门槛梁板10的内侧，且所述弧形加强板90分别与所述座椅横梁40和所述第一门槛梁板10连接固定。此时弧形加强板90能够与第一下弯翻边81和第二下弯翻边41共同作用，三者的左下方形成转动中心，在碰撞发生时有效引导碰撞冲击力向座椅横梁40上传递；此外，还可以形成转动吸能效应，实现安装腔室30下半部分转动吸能而非横向溃缩移动吸能，满足在移动同样水平距离的前提下，能够吸收更多的能量；或者在吸收同样能量的前提下，可以移动更小距离，减小电池模组50受到的挤压伤害。

请继续参阅图1，此外，在上述任一实施例的基础上，所述电池模组50包括电池包上壳51和电池包52，所述电池包52设置于所述电池包上壳51的下方，所述电池包上壳51设置于所述座椅横梁40的下方。电池包上壳51对电池包52的上方形成遮蔽防护，保证电池包52安全。

请继续参阅图1，进一步地，所述电池模组50还包括电池包框架梁53，所述电池包框架梁53连接于所述电池包上壳51的下方，且所述电池包框架梁53设置于所述电池包52与所述第一门槛梁板10之间。电池包框架梁53对电池包52起到侧向防护作用，一定程度阻挡第一门槛梁板10的溃缩形变直接作用于电池包52，减轻电池包52受到的挤压伤害。

综上之外，本申请还提供一种电动汽车，其包括如上任一实施例所述的门槛梁结构。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种门槛梁结构，其特征在于，所述门槛梁结构包括：

第一门槛梁板；

第二门槛梁板，所述第二门槛梁与所述第一门槛梁板彼此连接且共同围成安装腔室；

座椅横梁，所述座椅横梁连接于所述第一门槛梁板远离所述第二门槛梁板的一侧；

电池模组，所述电池模组设置于所述座椅横梁朝向地面的一侧；以及

加强梁，所述加强梁设置于所述安装腔室内并与所述座椅横梁横向相对；其中，所述第一门槛梁板和所述第二门槛梁板均采用挤压铝制成，所述加强梁采用高强度钢制成。

2.根据权利要求1所述的门槛梁结构，其特征在于，所述门槛梁结构还包括固定支架，所述固定支架的一端与所述第一门槛梁板以及所述第二门槛梁板连接固定，所述固定支架的另一端连接于所述加强梁的底部，使所述加强梁处于所述安装腔室的上半部分。

3.根据权利要求2所述的门槛梁结构，其特征在于，所述安装腔室的下半部分空置，且所述安装腔室的下半部分与所述电池模组横向相对。

4.根据权利要求1所述的门槛梁结构，其特征在于，所述加强梁包括外壳和设置于所述外壳内部的至少两块加强肋板，至少两块所述加强肋板相互交叉连接。

5.根据权利要求1所述的门槛梁结构，其特征在于，所述门槛梁结构还包括地板，所述地板设置于所述座椅横梁的上方并与所述第一门槛梁板连接固定。

6.根据权利要求5所述的门槛梁结构，其特征在于，所述地板设有第一下弯翻边，所述座椅横梁设有第二下弯翻边，所述第一下弯翻边与所述第二下弯翻边连接固定并均朝向所述电池模组方向弯折，且所述第一下弯翻边连接于所述第一门槛梁板与所述第二下弯翻边之间。

7.根据权利要求5所述的门槛梁结构，其特征在于，所述门槛梁结构还包括弧形加强板，所述弧形加强板设置于所述座椅横梁的下方以及所述第一门槛梁板的内侧，且所述弧形加强板分别与所述座椅横梁和所述第一门槛梁板连接固定。

8.根据权利要求1至7任一项所述的门槛梁结构，其特征在于，所述电池模组包括电池包上壳和电池包，所述电池包设置于所述电池包上壳的下方，所述电池包上壳设置于所述座椅横梁的下方。

9.根据权利要求8所述的门槛梁结构，其特征在于，所述电池模组还包括电池包框架梁，所述电池包框架梁连接于所述电池包上壳的下方，且所述电池包框架梁设置于所述电池包与所述第一门槛梁板之间。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的门槛梁结构。

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