CN215883820U - 上车身结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种上车身结构，所述上车身结构中的A柱包括A柱主体，和与A柱主体相连的边梁侧围连接板后段；在A柱主体内设有第一吸能件，和/或在边梁侧围连接板后段上设有第二吸能件，且第二吸能件位于A柱主体的前侧；以及，上车身结构中具有顶盖中横梁，顶盖中横梁伸于车身两侧的两端分别与相应侧的顶盖边梁及侧围外板固连在一起，且对应于顶盖中横梁的各端分别设有加强支架；加强支架的底端与B柱及顶盖边梁的底部相连，加强支架的顶端与侧围外板相连，且顶盖边梁、加强支架和侧围外板之间围构形成有腔体。本实用新型的上车身结构，能够提升A柱区域的碰撞吸能效果，也能够提升顶盖与侧围的连接强度，而提高顶压和侧碰时的抗变形能力。

Description

上车身结构

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种上车身结构。

背景技术

汽车上车身是构成汽车驾乘舱的主要部件，并且在汽车发生碰撞时，上车身结构也是重要的安全防护结构。其中，对于上车身中的A柱结构而言，当车辆碰撞重叠区域较小时，如正面25％偏置碰，车辆前部的一角会受到大力的冲击，机舱纵梁不包含在碰撞重叠区域，碰撞受力会通过轮罩上方的边梁和轮胎传递至汽车A柱，造成A柱下段加强板变形，A柱的内板、外板等钣金结构会变形而侵入乘员舱，挤压车内驾乘人员的空间，对乘员腿部及以上部位造成撞击，甚至会直接危害驾乘人员的生命。

为了提高汽车A柱受冲击的能力，一般采用高强钢加强板对A柱内部的型腔进行支撑，吸能效果一般，尤其在25％偏置碰时，吸能效果很差，难以很好减轻A柱的变形程度。碰撞过程中，轮胎受力后会直接撞击A柱，A柱内部仅采用高强钢加强板进行支撑，无法满足碰撞时的吸能缓冲要求，轮胎撞击A柱，仍会是A柱变形而侵入乘员舱。为降低其变形量，往往需要选用跟高牌号钢板或增加钢板料厚，但这样又会导致车身重量增加。

而在汽车发生侧碰或顶压时，上车身中的诸如B柱及顶盖横梁等结构发挥着重要的作用。不过，现有技术中的顶盖横梁多采用常规的钣金结构，在强度上仍有不足。此外，对于顶盖中横梁而言，其一般也为简单地搭接在B柱顶部位置的顶盖边梁处，该连接方式难以在顶压或侧碰时起到较好的防护效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种上车身结构，以能够提升上车身在碰撞时的防护效果。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种上车身结构，所述上车身结构中的A柱包括A柱主体，和与所述A柱主体相连的边梁侧围连接板后段；其中：

在所述A柱主体内设有第一吸能件，和/或在所述边梁侧围连接板后段上设有第二吸能件，且所述第二吸能件位于所述A柱主体的前侧；以及，

所述上车身结构中具有顶盖中横梁，所述顶盖中横梁伸于车身两侧的端部分别与相应侧的顶盖边梁及侧围外板固连在一起，且对应于所述顶盖中横梁的各端分别设有加强支架；

所述加强支架的底端与B柱及所述顶盖边梁的底部相连，所述加强支架的顶端与所述侧围外板相连，且所述顶盖边梁、所述加强支架和所述侧围外板之间围构形成有腔室。

进一步的，所述A柱主体包括相连的A柱外板和A柱内板，并于所述A柱外板和所述A柱内板之间围构形成有腔体；所述第一吸能件固连于所述腔体内。

进一步的，所述第一吸能件通过支架固连于所述腔体内。

进一步的，所述第二吸能件通过螺接结构固连在所述边梁侧围连接板后段上。

进一步的，所述第二吸能件与所述A柱主体的前侧之间形成有间隙。

进一步的，所述第一吸能件和所述第二吸能件采用挤压铝型材制成。

进一步的，所述第一吸能件包括呈管状的第一外壳，并于所述第一外壳内设有横纵交织的多个第一隔板，且多个所述第一隔板将所述第一外壳体内分隔出多个第一型腔；所述第二吸能件包括呈“门”字形的第二外壳，并于所述第二外壳内部设有横纵交织的多个第二隔板，且多个所述第二隔板在所述第二外壳内分隔出若干第二型腔。

进一步的，所述顶盖中横梁采用管梁。

进一步的，所述顶盖中横梁连接在所述侧围外板的外侧；且，所述侧围外板和所述顶盖边梁的与所述顶盖中横梁连接的部位形成有凹口；所述顶盖中横梁的端部位于所述凹口内。

进一步的，所述顶盖边梁和所述侧围外板之间设有第一加强管梁，和/或，所述上车身结构中具有顶盖前横梁；所述第一加强管梁固设于所述顶盖边梁上，并沿所述顶盖边梁的长度方向延伸，且所述加强支架与所述第一加强管梁相连；所述顶盖前横梁内固设有沿所述顶盖前横梁长度方向延伸的第二加强管梁。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的上车身结构，通过在A柱位置设置吸能结构，将其设置在汽车A柱的腔体内，或者设置在A柱主体的前侧，当车身前部受到偏置碰撞，轮胎受力从前方直接撞击A柱时，吸能结构会受力溃缩变形，而吸收冲击能量，从而可以有效减轻A柱主体的受撞击变形程度。

此外，通过使得顶盖边梁、加强支架和侧围外板之间围构形成有腔体，也能够通过腔室结构强度高的特点，提高顶盖中横梁与侧围连接部位的强度，进而能够提升顶压与侧碰时上车身抗变形能力，以提升车身的碰撞防护效果。

附图说明

构成本实用新型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。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的上车身结构的示意图；

图2为本实用新型实施例一所述汽车A柱的外侧视角下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一所述汽车A柱的内侧视角下的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一所述汽车A柱在去除A柱内板后的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一所述的第一吸能件的立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例一所述第一吸能件的俯视图；

图7为本实用新型实施例所述的上车身去除侧围外板时的结构示意图；

图8为图7中Q部分的局部放大图；

图9为本实用新型实施例所述的加强支架的布置示意图；

图10为本实用新型实施例二所述的汽车A柱外侧视角下的结构示意图；

图11为本实用新型实施例二所述的第二吸能件与A柱主体前侧之间间隙的示意图；

图12为本实用新型实施例二所述的汽车A柱在去除A柱外板和边梁侧围连接板后段后的结构示意图；

图13为本实用新型实施例二所述的第二吸能件和边梁侧围连接板后段的装配结构示意图；

图14为本实用新型实施例二所述的第二吸能件的立体结构示意图；

附图标记说明：

101、前轮罩边梁；

2、A柱；20、A柱主体；21、边梁侧围连接板后段；200、腔体；201、A柱外板；202、A柱内板；

3a、第一吸能件；3b、第二吸能件；31、安装定位孔；32、线束过孔；301、上底板；302、下底板；303、侧板；304、第一隔板；305、第一型腔；306、顶板；307、边板；308、第二隔板；309、第二型腔；

4、支架；40、支撑支架；

500、固装孔；501、第一连接件；502、第二连接件；

6、B柱；7、顶盖边梁；8、顶盖中横梁；9、顶盖前横梁；10、侧围外板；11、加强支架；

71、第一加强管梁；91、第二加强管梁；92、管梁安装支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其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，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”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，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种上车身结构，该上车身结构具体为电动汽车的上车身，且整体设计上，该上车身结构中的A柱2包括A柱主体20，以及与A柱主体20相连的边梁侧围连接板后段21，并且，在A柱主体20内设有第一吸能件3a。此外，在该上车身中，其也具有顶盖中横梁8，顶盖中横梁8伸于车身两侧的端部分别与相应侧的顶盖边梁7及侧围外板10固连在一起，并且对应于顶盖中横梁8的各端也分别设有加强支架11。

本实施例的上车身结构，通过A柱2部位的吸能件的设置，能够提升A柱2区域的偏置碰吸能效果，而通过加强支架11的设置，且进一步如下文所述的，使得顶盖边梁7、加强支架11和侧围外板10之间围构形成腔室，也能够通过腔室结构强度高的特点，提高顶盖中横梁8与侧围连接部位的强度，进而能够提升上车身顶压与侧碰时上车身抗变形能力。

具体而言，针对于本实施例的A柱2中的A柱主体20，其示例性结构如图2和图3所示，此时，在车身的结构中，A柱2呈竖直设置，且为了提高A柱2与前轮罩边梁101的连接强度，在车轮后上方位置，设置边梁侧围连接板后段21，边梁侧围连接板后段21的上部搭设在前轮罩边梁101上，边梁侧围连接板后段21的后侧部会搭设在A柱2上，一般通过焊接形成固连。

A柱2一般采用钣金件，在本实施例中，A柱2包括A柱主体20，A柱主体20由截面大致呈“L”形的A柱外板201和A柱内板202相互扣合，焊接为一体；A柱外板201和A柱内板202合围在一起，在内部形成腔体200。

为了增强A柱2的吸能效果，以减轻A柱2受撞击时的变形程度，在A柱2上设置有吸能结构；考虑到A柱2的轻量化要求，吸能结构采用挤压铝型材制成。上述的吸能结构可以是一个或者多个，除了设置在腔体200内外，也可以固连在边梁侧围连接板后段21上，并位于A柱主体20的前侧。

图4示出了固连在腔体200内的第一吸能件3a。而且在本实施例中，优选地，第一吸能件3a通过支架4固连在腔体200内。将第一吸能件3a固连设置在腔体200内，不会占用A柱2的外部空间，便于A柱2周边部件的安装布置。

具体来说，可通过第一连接件501将第一吸能件3a固装在支架4上，之后将支架4以焊接等方式固连在A柱外板201；当然，也可以首先将固装有第一吸能件3a的支架4固装到A柱内板202上，之后再将A柱外板201和A柱内板202扣合焊接为一体。

上述的装配设置，可以适应A柱外板201和第一吸能件3a不同材质的情况，且便于A柱2的整体装配。例如，当A柱主体20采用钢质板材时，为了便于支架4在A柱主体20上的焊接，支架4应同样采用钢质，而第一吸能件3a是铝型材，难以直接实现第一吸能件3a和A柱主体20之间的焊接，而通过第一连接件501预先完成第一吸能件3a和支架4的固装，再进行支架4在A柱外板201上的焊接，则装配才可以更为顺利地进行。

如图4并结合图5所示，第一连接件501可以是螺栓、铆钉等连接件。优选地，第一连接件501采用螺接结构；支架4与A柱外板201之间则采用焊接固连。这样，支架4则可以选用钢质钣金件，以与同为钢质钣金件的A柱外板201很好地焊接在一起。同时，支架4和第一吸能件3a之间的固连装配方便，连接强度可靠。

支架4可设计成两端弯折的长条状，中部开设用于穿装第一连接件501的通孔，两端根据A柱外板201两侧的形状弯折，以与A柱外板201的侧边吻合，支架4的两端焊接在A柱外板201上。

适应腔体200的形状特点，第一吸能件3a优选设置为柱体形状，如此一来，在高度方向上，第一吸能件3a可提供足够的吸能尺寸。此刻，第一吸能件3a具有沿A柱主体20高度方向延伸的长度；基于第一吸能件3a的形状特点，支架4优选设置为沿第一吸能件3a长度方向间隔布置的多个。设置多个支架4，可有效提高第一吸能件3a在A柱主体20内的固装牢固度。

基于吸能的需求和挤压铝的工艺特点，吸能结构优选设计呈具有网状内腔的挤压铝型材。如图5和图6所示，第一吸能件3a可设计为如下所述的具体形状。此时，第一吸能件3a的截面呈梯形，和腔体200的横截面形状相适配。并且，第一吸能件3a包括呈管状的第一外壳，并于该第一外壳内设置有横纵交织的多个第一隔板304，而多个第一隔板304则将第一外壳体内分隔出多个第一型腔305。

具体来说，基于第一吸能件3a截面轮廓整体呈梯形，上述管状的第一外壳也即由上底板301、下底板302和相对的两个侧板303合围形成。各第一隔板304的端部分别和与之对应的上底板301、下底板302或侧板303相连，以限定出每个第一型腔305。以上第一外壳和各第一隔板304等均随着第一吸能件3a的挤压成型而得到，而且通过以上的形状设计，不仅便于挤压铝工艺的加工实现，而且第一吸能件3a可以具有良好的溃缩吸能效果。

在下底板302上开设有多个固装孔500，用于第一吸能件3a和支架4之间的固连。当第一连接件501为螺接件时，固装孔500开设成螺纹孔即可。此外，沿第一吸能件3a的厚度方向，在第一吸能件3a可开设若干安装定位孔31和线束过孔32，安装定位孔31用于第一吸能件3a在腔体200内的定位安装，与设置在A柱外板201上的定位凸起配合；线束过孔32则用于穿设线路之用。通过在第一吸能件3a上开设安装定位孔31和线束过孔32，不仅便于第一吸能件3a在腔体200内的安装定位，而且可避免对腔体200内线路布设的影响。

本实施例的A柱2通过采用挤压铝型材制成的吸能件，且将其设置在A柱2的腔体200内，当车身前部受到偏置碰撞，轮胎受力从前方直接撞击A柱时，吸能结构会受力溃缩变形，而吸收冲击能量，从而可以有效减轻A柱主体20的受力变形程度，而且，铝型材具有密度较轻的特点，也提供了一种轻量化的A柱吸能结构。

如图7至图9中所示的，本实施例的顶盖中横梁8优选的为采用管梁，且其具体可采用截面呈扁平状的管梁。此外，本实施例的顶盖中横梁8的端部也连接在侧围外板10的外侧，此处的侧围外板10的外侧，具体即指顶盖中横梁8的端部搭接在包覆于顶盖边梁7外侧的侧围外板10的顶部。而且，一般的，顶盖中横梁8的端部通过一并贯穿顶盖中横梁8、侧围外板10和顶盖边梁7的螺栓等连接结构固连在一起便可。

与此同时，为便于顶盖中横梁8与侧围外板10及顶盖边梁7之间的连接，本实施例也可在侧围外板10和顶盖边梁7的与顶盖中横梁8连接的部位形成有凹口，顶盖中横梁8的端部即位于该凹口内。

本实施例中，加强支架11具体设置在顶盖边梁7的外侧，并位于顶盖边梁7和侧围外板10之间，并且加强支架11的底端与B柱6及顶盖边梁7的底部相连，而加强支架11的顶端则与侧围外板10相连。由此，基于在与顶盖中横梁8连接的部位，侧围外板10也和顶盖边梁7固连在一起，因而对应于顶盖中横梁8端部的部位，在顶盖边梁7、加强支架11和侧围外板10之间即围构形成了一腔室，进而能够利用腔室结构强度高的特点，提升顶盖中横梁8和车身侧围部位的连接强度。

仍如图8并结合图9所示，本实施例在顶盖边梁7和侧围外板10之间也设置有第一加强管梁71，该第一加强管梁71固设于顶盖边梁7上，并沿顶盖边梁7的长度方向延伸。同时，在设置有该第一加强管梁71时，加强支架11的外侧也与第一加强管梁71焊接相连，以提升加强支架11的强度。

另外，本实施例的上车身结构中还具有顶盖前横梁9，且在顶盖前横梁9内也固设有沿顶盖前横梁9长度方向延伸的第二加强管梁91。第二加强管梁91的两端具体通过管梁安装支架92安装固定在顶盖前横梁9内便可，且两端管梁安装支架92可通过焊接或螺接的方式进行固定。此外，上述第一加强管梁71的两端同样可采用与管梁安装支架92类似的结构进行安装固定。

实施例二

本实施例同样涉及一种上车身结构，其基本的结构参照实施例一的描述即可。不同之处在于，本实施例在A柱2处设有采用挤压铝型材制成的第二吸能件3b，且该第二吸能件3b固连在边梁侧围连接板后段21上，并位于A柱主体20的前侧。

本实施例的第二吸能件3b的设置，同样满足A柱2的轻量化要求，并可有效吸收碰撞的能量，以降低A柱主体20的受撞击变形程度。

如图10至图13所示的，本实施例的第二吸能件3b通过第二连接件502固连在边梁侧围连接板后段21的内侧，而边梁侧围连接板后段21连接在前轮罩边梁101和A柱主体20之间，从而可使第二吸能件3b位于A柱主体20的前侧位置。这样，第二吸能件3b可以预先吸收来自前方的冲击能量，以减轻A柱主体20受冲击的力度。采用第二连接件502将第二吸能件3b固装在边梁侧围连接板后段21上，可以解决边梁侧围连接板后段21为钢质钣金件时无法与第二吸能件3b焊接固连的问题。

在实际的装配过程中，首先通过第二连接件502固装第二吸能件3b到边梁侧围连接板后段21上，再将边梁侧围连接板后段21焊接在前轮罩边梁101和A柱主体20上即可。同样的，第二连接件502可以采用铆接或者螺接结构。优选地，第二连接件502采用螺接结构，并且，间隔布置多个第二连接件502。采用螺接或者铆接的方式进行固连，便于操作安装，且连接性能可靠；多个第二连接件502的设置则可保障固连的强度。

如图14所示，第二吸能件3b的形状可以参考第一吸能件3a的形状、并根据第二吸能件3b所在位置的空间条件灵活设计。而作为一种优选的实施形式，本实施例中，第二吸能件3b包括呈“门”字形的第二外壳，并于该第二外壳内部也设置有横纵交织的多个第二隔板308，并且多个第二隔板309也在第二外壳内分隔出若干第二型腔309。

此时，具体来说，上述“门”字形的第二外壳具有顶板306，以及连接在顶板306两侧的两个边板307。多个第二隔板308中，部分第二隔板308的一端与顶板306相连，而部分其它第二隔板308则连接在两侧的边板307之间，并由此在靠近顶板306的一侧限定出所述的第二型腔309。此外，在一侧的下底板302上还开设多个固装孔500，用于第二连接件502的安装。上底板301、下底板302和前后方向布置的隔板的前侧边缘形状可以依据第二吸能件3b前方的部件情况随形设置；第二吸能件3b面向A柱主体20的一侧则为平面状的侧板303，以与A柱主体20的前侧侧壁正对。

优选地，第二吸能件3b与A柱主体20的前侧之间保留一定的间隙，例如10mm的间隙。在第二吸能件3b和A柱主体20之间设置一定的间隙，可以防止第二吸能件3b和A柱主体20之间因磨蹭而产生异响，并可在第二吸能件3b受冲击时留有一定的缓冲空间，利于减轻A柱主体20的受撞击变形程度。

此外，在设置第二吸能件3b时，优选的，还可在腔体200内设置支撑支架40。对应第二吸能件3b的位置，在腔体200内加设支撑支架40，可以提升A柱主体20受撞击部位的刚性和强度，从而提高A柱2的抗撞击性能。支撑支架40可以采用焊接等方式固装在A柱外板201或者A柱内板202上，可以采用板状结构，横置在腔体200中，以承接来自第二吸能件3b的冲击，并将冲击力分散，同时提升A柱主体20受冲击部位的刚度。

实施例三

本实施例也涉及一种上车身结构，与前述实施例一和实施例二不同的，本实施例的A柱2处同时设有第一吸能件3a和第二吸能件3b。

此时，本实施例的上车身的其它结构设置，均参见前述实施例中的描述便可，而通过同时设置由第一吸能件3a和第二吸能件3b共同组成的吸能结构，本实施例可使得A柱2有着很好的碰撞吸能效果，而具有较好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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)

1.一种上车身结构，其特征在于：

所述上车身结构中的A柱(2)包括A柱主体(20)，和与所述A柱主体(20)相连的边梁侧围连接板后段(21)；

所述A柱主体(20)内设有第一吸能件(3a)，和/或在所述边梁侧围连接板后段(21)上设有第二吸能件(3b)，且所述第二吸能件(3b)位于所述A柱主体(20)的前侧；

所述上车身结构中具有顶盖中横梁(8)，所述顶盖中横梁(8)伸于车身两侧的端部分别与相应侧的顶盖边梁(7)及侧围外板(10)固连在一起，且对应于所述顶盖中横梁(8)的各端分别设有加强支架(11)；

所述加强支架(11)的底端与B柱(6)及所述顶盖边梁(7)的底部相连，所述加强支架(11)的顶端与所述侧围外板(10)相连，且所述顶盖边梁(7)、所述加强支架(11)和所述侧围外板(10)之间围构形成有腔室。

2.根据权利要求1所述的上车身结构，其特征在于：

所述A柱主体(20)包括相连的A柱外板(201)和A柱内板(202)，并于所述A柱外板(201)和所述A柱内板(202)之间围构形成有腔体；

所述第一吸能件(3a)固连于所述腔体内。

3.根据权利要求2所述的上车身结构，其特征在于：

所述第一吸能件(3a)通过支架(4)固连于所述腔体内。

4.根据权利要求1所述的上车身结构，其特征在于：

所述第二吸能件(3b)通过螺接结构固连在所述边梁侧围连接板后段(21)上。

5.根据权利要求1所述的上车身结构，其特征在于：

所述第二吸能件(3b)与所述A柱主体(20)的前侧之间形成有间隙。

6.根据权利要求1所述的上车身结构，其特征在于：

所述第一吸能件(3a)和所述第二吸能件(3b)采用挤压铝型材制成。

7.根据权利要求6所述的上车身结构，其特征在于：

所述第一吸能件包括呈管状的第一外壳，并于所述第一外壳内设有横纵交织的多个第一隔板(304)，且多个所述第一隔板(304)将所述第一外壳体内分隔出多个第一型腔(305)；

所述第二吸能件包括呈“门”字形的第二外壳，并于所述第二外壳内部设有横纵交织的多个第二隔板(308)，且多个所述第二隔板(308)在所述第二外壳内分隔出若干第二型腔(309)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的上车身结构，其特征在于：

所述顶盖中横梁(8)采用管梁。

9.根据权利要求8所述的上车身结构，其特征在于：

所述顶盖中横梁(8)连接在所述侧围外板(10)的外侧；且，

所述侧围外板(10)和所述顶盖边梁(7)的与所述顶盖中横梁(8)连接的部位形成有凹口；

所述顶盖中横梁(8)的端部位于所述凹口内。

10.根据权利要求8所述的上车身结构，其特征在于：

所述顶盖边梁(7)和所述侧围外板(10)之间设有第一加强管梁(71)，和/或，所述上车身结构中具有顶盖前横梁(9)；其中，

所述第一加强管梁(71)固设于所述顶盖边梁(7)上，并沿所述顶盖边梁(7)的长度方向延伸，且所述加强支架(11)与所述第一加强管梁(71)相连；

所述顶盖前横梁(9)内固设有沿所述顶盖前横梁(9)长度方向延伸的第二加强管梁(91)。

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