CN217835775U - 车辆及其前纵梁后段件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车身结构技术领域，具体提供了一种车辆及其前纵梁后段件，所述前纵梁后段件包括基础部分以及沿车辆的宽度方向位于所述基础部分的两侧的第一部分和第二部分，所述车辆配置有动力电池，所述动力电池至少连接至所述基础部分；所述车辆包括沿车辆的长度方向位于所述前纵梁后段件的后方的横梁，所述基础部分连接至所述横梁；所述车辆包括沿所述车辆的宽度方向分置的两个门槛梁，所述第一部分和所述第二部分分别连接至相应侧的所述门槛梁；其中，所述基础部分、第一部分和所述第二部分中的至少一部分为一体成型的结构。通过这样的构成，降低了不同的部分自身的制造难度以及部分之间的匹配难度，提高了前纵梁后段件的产品一致性。

Description

车辆及其前纵梁后段件

技术领域

本实用新型涉及车身结构技术领域，具体涉及一种车辆及其车身前机舱架构。

背景技术

车辆中的电动汽车配置有作为动力源的动力电池，动力电池定通常布置于车辆的车身地板。针对电动汽车的车身结构，如中国实用新型专利(CN213974175U)公开了一种用于车辆的前纵梁后段铸件结构，并具体公开了如下内容：

包括第一铸件结构1以及第二铸件结构2，第一铸件结构尺寸较大而第二铸件结构尺寸相对较小，第二铸件结构2通过螺栓固定于第一铸件结构1的侧面，A柱下内板3通过螺栓固定在第一铸件结构1的另一侧面，与第一铸件结构1形成刚性连接并相抵接，以用于传递碰撞能量，A柱下内板3与门槛纵梁7形成一体结构，前纵梁4为长方体结构，第一铸件结构1、第二铸件结构2均与前纵梁4通过螺栓固定连接，第一铸件结构1还包括门槛纵梁匹配部16，门槛纵梁匹配部16与第一铸件结构1一体成型，并与门槛纵梁7形成螺栓连接、旋转攻丝铆接(FDS)以及自冲铆(SPR)连接并相抵接，以用于将来自前纵梁4的碰撞能量传递至门槛纵梁7。

可以看出，该文献中的前纵梁后段铸件结构包括多个结构因此必然包含不同部件之间的连接，这样的结构增加了部件自身的制造匹配以及不同的部件之间的匹配难度。并且，由于不同部件之间是通过连接而成的，因此，具有连接关系的多个部件在实现碰撞能量从车辆的前纵梁到门槛纵梁之间的路径进行传递时，存在碰撞能量效率下降的问题。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

技术问题

为了至少在一定程度地解决上述技术问题，提出本实用新型。

技术方案

有鉴于此，有鉴于此，本实用新型第一方面提供了一种车辆的前纵梁后段件，所述前纵梁后段件包括基础部分以及沿车辆的宽度方向位于所述基础部分的两侧的第一部分和第二部分，所述车辆配置有动力电池，所述动力电池至少连接至所述基础部分；所述车辆包括沿车辆的长度方向位于所述前纵梁后段件的后方的横梁，所述基础部分连接至所述横梁；所述车辆包括沿所述车辆的宽度方向分置的两个门槛梁，所述第一部分和所述第二部分分别连接至相应侧的所述门槛梁；其中，所述基础部分、第一部分和所述第二部分中的至少一部分为一体成型的结构。

通过这样的构成，降低了不同的部分自身的制造难度以及部分之间的匹配难度，提高了产品的一致性。并且由于至少一部分地包含了一体成型的工艺，节省了非一体成型的工艺中为了部件之间的连接而引入的如螺栓、涂胶等连接工艺，在设备投资得以减少的前提下提升了生产效率。

可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求仅将其中的一部分一体成型或者将全部的结构一体成型。示例性地，沿车辆的高度方向(Z向)观察，前纵梁后段件包括上下分置的两部分；沿车辆的宽度方向(Y方向观察)，包含于每个部分的基础部分、第一部分和第二部分均为一体成型的结构。即：基础部分、第一部分和第二部分中的每个均包含两个构件，构件中位于上方的一组构件(3个构件)为一体式结构，位于下方的一组构件(3个构件)为一体式结构，两组构件之间彼此连接。

可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求仅将其中的一部分一体成型或者将全部的结构一体成型。示例性地，沿车辆的高度方向(Z向)观察，前纵梁后段件包括上下分置的两部分；沿车辆的宽度方向(Y方向观察)，包含于每个部分的基础部分、第一部分和第二部分均为一体成型的结构。即：基础部分、第一部分和第二部分中的每个均包含两个构件，构件中位于上方的一组(3个构件)为一体式结构，两组构件之间彼此连接。

对于上述车辆的前纵梁后段件，在一种可能的实施方式中，所述基础部分、第一部分和所述第二部分均为铸件。

通过这样的构成，降低了不同的部件(如一个部件为铸件而另一个部件为铝挤出件)自身的制造难度和之间的匹配难度，提高了产品的一致性。

仍以前述的前纵梁后段件包括上下分置的两组构件为例，如每组构件均为一体成型的铸件，两组构件之间彼此连接。

对于上述车辆的前纵梁后段件，在一种可能的实施方式中，所述铸件的材质为免热处理C611铝合金。

铝合金高压铸件在热处理后可以提升其强度。不过本实用新型应用免热处理C611铝合金材料设计出一体式结构前纵梁后段件，在行业内非常少有。原则上讲，免热处理C611铝合金对比热处理AlSi₁₀MgMn铝合金的强度明显要低，但是本实用新型通过将分体结构设计为一体成型且配合下文中提到的筋位设计以及结构、连接关系等，在理论上强度降低的前提下达到了预期的结构强度和碰撞安全目标，即：用低强度的材料实现了结构强度和碰撞安全目标达标的结构。

其中，待验证的备选材料还包括SF37、HB-1等。

对于上述车辆的前纵梁后段件，在一种可能的实施方式中，所述基础部分、第一部分和所述第二部分为一体成型。

通过这样的构成，给出了前纵梁后段件的一种优选的结构形式。

对于上述车辆的前纵梁后段件，在一种可能的实施方式中，所述前纵梁后段件在靠近所述横梁的一侧设置有筋组件。

通过这样的构成，给出了前纵梁后段件的一种具体的结构形式。

对于上述车辆的前纵梁后段件，在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：所述筋组件包括大致沿所述车辆的宽度方向延展的第一筋。

通过这样的构成，给出了筋组件的一种结构形式。

以前纵梁后段件为一体成型的铸件为例，通过第一筋的设置，能够增加前纵梁后段件的横向刚性，从而能够有效地防止车辆在碰撞期间铸件发生断裂的现象。并且这样的筋走向能够保证车辆在发生碰撞时能够将能量有效地传递至两侧的门槛梁。

对于上述车辆的前纵梁后段件，在一种可能的实施方式中，所述筋组件包括与所述第一筋具有夹角的第二筋，并且沿车辆的高度方向观察，对应于同一宽度方向的第二筋之间连续或者间断地设置；和/或沿车辆的高度方向观察，对应于同一宽度方向的多段第二筋的至少一部分之间具有夹角。

通过这样的构成，给出了筋组件的一种结构形式。

仍以前纵梁后段件为一体成型的铸件为例，通过第二筋的设置，增加了前纵梁后段件在因车辆碰撞受到冲击时的抗沿Z向扭转变形的能力。经实验证明，尤其是在25％小偏置碰撞测试中，这样的设置能够明显地抵挡轮毂冲击。

对于上述车辆的前纵梁后段件，在一种可能的实施方式中，所述基础部分通过沿所述车辆的长度方向设置的多个连接部分连接至所述横梁。

通过这样的构成，给出了前纵梁后段件和车辆的横梁之间的一种具体的连接方式。

由于汽车底板的下方布置有动力电池，限制了连接部件沿车辆Z向的高度，连接部件的整体的截面强度因此被削弱，鉴于此，本实用新型采用多个连接部件来支撑传力。

可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定连接部分的结构形式、个数以及各个连接部分与横梁之间的连接关系，示例性地，连接部分的结构大致为雪橇板且个数包括三个。

对于上述车辆的前纵梁后段件，在一种可能的实施方式中，所述多个连接部分中的至少一部分沿车辆宽度方向的尺寸不同。

通过这样的构成，给出了多个连接部分的一种具体的关联方式。

仍以前述的连接部件的结构大致为雪橇板且个数包括三个为例，如位于中间的雪橇板的宽度大于两侧的雪橇板。此外，还可以对雪橇板的材料、材料的厚度以及雪橇板的轮廓沿车辆高度方向的尺寸也进行调整，如可以依据碰撞传力的需求将其材质选为铝或者热成型钢等。

本实用新型第二方面提供了一种车辆，该车辆包括前述任一项所述的前纵梁后段件。

可以理解的是，该车辆具有前述任一项所述的车辆的前纵梁后段件的所有技术效果，在此不再赘述。

附图说明

下面参照附图来描述本实用新型的车辆的前纵梁后段件。附图中：

图1示出本实用新型一种实施例的车辆的结构示意图一，该图为俯视视角并主要示出了包含前纵梁后段件的车身前机舱架构；

图2示出本实用新型一种实施例的车辆的结构示意图二；

图3示出本实用新型一种实施例的车辆的前纵梁后段件的结构示意图一，该图为后侧视角的立体示意图；

图4示出本实用新型一种实施例的车辆的前纵梁后段件的结构示意图二，该图为前侧视角的立体示意图；

图5示出本实用新型一种实施例的车辆的前纵梁后段件的结构示意图三，该图为纵梁后段件的仰视示意图；

图6示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件和横梁之间的连接关系示意图；

图7示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件与门槛梁以及脚板之间的连接关系示意图；

图8示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件与门槛梁之间的连接关系示意图；

图9示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件与A柱下内板以及门槛梁之间的关系示意图；

图10示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件与前纵梁之间的连接关系示意图；以及

图11示出本实用新型一种实施例的车辆中的车身前机舱架构在发生碰撞时的传力路径示意图。

附图标记列表

100、车辆；

1((a)、(b))、前纵梁；

2、前纵梁后段件；20、基础部分；21、第一部分；22、第二部分；231、第一筋；232、第二筋；

3、横梁；

41、第一连接部件；410、凹进；411、第一凸起；412、第二凸起；42、第二连接部件；43、第三连接部件；

5、支架；51、第一伸出端；511、连接件a；52、第二伸出端；521、连接件b；53、连接件c；

6、脚板；61、连接件d；62、连接件e；63、连接件f；

7((a)、(b))、A柱下内板；71、连接件g；

8((a)、(b))、门槛梁；81、连接件h；82、连接件i；

9、支撑构件；91、第一竖向部分；911、连接件j；92、第二竖向部分；921、连接件k；93、第三竖向部分；931、连接件l；94、加强筋。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。单数形式的术语“一个”、“这个”也可以包含复数形式。

另外，为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的铸件的加工方式等未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

参照图1至图11，图1示出本实用新型一种实施例的车辆的结构示意图一，图2示出本实用新型一种实施例的车辆的结构示意图二，图3示出本实用新型一种实施例的车辆的前纵梁后段件的结构示意图一，该图为后侧视角的立体示意图，图4示出本实用新型一种实施例的车辆的前纵梁后段件的结构示意图二，该图为前侧视角的立体示意图，图5示出本实用新型一种实施例的车辆的前纵梁后段件的结构示意图三，该图为纵梁后段件的仰视示意图，图6示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件和横梁之间的连接关系示意图，图7示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件与门槛梁以及脚板之间的关系示意示意图，图8示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件与门槛梁之间的连接关系示意图，图9示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件与A柱下内板以及门槛梁之间的连接关系示意图，图10示出本实用新型一种实施例的车辆中前纵梁后段件与前纵梁之间的连接关系示意图，图11示出本实用新型一种实施例的车辆中的车身前机舱架构在发生碰撞时的传力路径示意图。

主要参照图1至图5，在一种可能的实施方式中，车辆100的车身前机舱架构的部分主要包括前防撞梁(未标示)、左右分置的两个前纵梁(分别记作1(a)、1(b))、前纵梁后段件2、横梁3、与两个前纵梁相对应的两个A柱下内板(分别记作7(a)、7(b))以及门槛梁(分别记作8(a)、8(b)),前纵梁后段件和横梁均设置于两个前纵梁之间，横梁位于前纵梁后段件的后方，在本示例中，前防撞梁、前纵梁和门槛梁均采用铝挤出件。其中，前纵梁后段件2包括位于中部的基础部分20以及位于基础部分两侧的第一部分21和第二部分22，特别地，在本实用新型中，基础部分、第一部分和第二部分为一体成型的铸件，铸件的材质为免热处理C611铝合金。这样一来，两个前纵梁采用的6000系材料能够有效地吸能，前纵梁后段件2作为一体成型的大铸件因此具有良好的横向刚度和传力效果，基于此便有望足够稳固地传递车辆在发生碰撞时产生的能量。

对于前纵梁后段件2而言，由于降低了不同的部分的制造难度以及部分之间的匹配难度，提高了产品的一致性。并且由于至少一部分地包含了一体成型的工艺，节省了非一体成型的工艺中为了部件之间的连接而引入的如螺栓、涂胶等连接工艺，因此在设备投资得以减少的前提下提升了生产效率。

在一种可能的实施方式中，前纵梁后段件的两侧均设置有筋组件，其中，筋组件包括大致沿车辆的宽度方向延展的第一筋231(第一筋大致沿水平延伸)以及与第一筋具有夹角的第二筋232。如第一筋和第二筋均可以包括多段，特别是对于筋组件中的第二筋而言，沿车辆的高度方向观察，对应于同一宽度方向的、不同段的第二筋之间可以连续或者间断地设置和/或对应于同一宽度方向的多段第二筋中的至少一部分之间具有夹角。

需要说明的是，此处的具有夹角应当解释为多段第二筋在延伸趋势上具有明显的变向。如可以是：由一个方向的直线变为另一个方向的直线；直线变为曲线；一个趋势的曲线变为另一个方向的曲线；等。

通过第一筋231的设置，能够增加前纵梁后段件2的横向刚性，从而能够有效地防止车辆在碰撞期间铸件发生断裂的现象。并且这样的筋走向能够保证车辆在发生碰撞时能够将能量有效地传递至两侧的门槛梁。通过第二筋232的设置，增加了前纵梁后段件2在因车辆碰撞受到冲击时抗沿Z向扭转变形的能力。

在此前提下，本领域技术人员可以结合免热处理C611铝合金材料、一体式成型的前纵梁后段件配合包含第一筋和第二筋在内的筋位设计，使得车身前机舱架构能够满足预期的结构强度以及碰撞安全目标。

由于车辆上还配置有作为其动力源的动力电池(未示出)，且动力电池设置于基础单元靠近下方的位置，基础部分通过位于基础单元上方的连接单元。由于动力电池不至于车辆的底板的下方，因此限制了连接部件沿车辆Z向的高度，连接部件的整体的截面强度因此被削弱。鉴于此，本实用新型是通过分置的多个连接部件来实现可靠的支撑传力。

主要参照图1、图2、图6，在一种可能的实施方式中，连接部件包括三个，分别记作第一连接部件41、第二连接部件42和第三连接部件43，前纵梁后段件2的基础部分通过连接部件(41、42、43)连接至横梁。

示例性地，第二连接部件42和第三连接部件43分别位于第一连接部件41的两侧，连接部件(42、43)的宽度略小于第一连接部件41，三个连接部件的结构大致相同，具体地，连接部件(41、42、43)均大致为雪橇板的结构。以其中的第一连接部件41为例，雪橇板包括位于其中部的凹进410以及由凹进向外部延伸的第一凸起411和第二凸起412。此外，三个连接部件的材质可以相同或者不同，如在本示例中，中间的第一连接部件41采用铝冲压件，两侧的连接部件(42、43)采用DP800高强钢。

在一种可能的实施方式中，前纵梁后段件2的第一部分/第二部分一方面沿车辆的宽度方向与相应侧的门槛梁连接，前纵梁后段件2的第一部分/第二部分另一方面沿车辆的长度方向与相应侧的门槛梁连接。下面主要参照图7至图9来进行说明。

示例性地，车辆配置有用于连接的支架5，如该支架为铝挤出件，支架具有两个伸出端，按照图8所示的方向，其中的第一伸出端51为沿左侧伸出的、片状结构的伸出端，其中的第二伸出端52为位于第一伸出端右侧并沿车辆的长度方向延伸的伸出端，示例性地，第二伸出端大致为一个凸字型结构，第一伸出端为在凸字型结构的左侧边伸出的一个折弯结构。其中，借助于连接件a 511，将第一伸出端51与前纵梁后段件2的第一部分的前侧壁沿车辆的长度方向相连，借助于连接件b 521，将第二伸出端52与门槛梁8(a)沿车辆的宽度方向相连接，此外，还借助于连接件c 53，将第一部分与门槛梁8(a)沿车辆的宽度方向直接相连。

在本示例中，车辆的脚板6沿车辆的高度方向借助于两个连接件d 61与前纵梁后段件2的第一部分连接，脚板6另一方面沿车辆的高度方向借助于一个连接件e 62与门槛梁8(a)连接，门槛梁8(a)沿车辆的宽度方向借助于一个连接件f 63与前纵梁后段件2的第一部分连接。

此外，前纵梁后段件2的第一部分/第二部分与相应侧的A柱下内板通过连接件g71相连，前纵梁后段件2的第一部分/第二部分还借助于连接件h 81和连接件i 82与相应侧的门槛梁直接相连。此外，在本示例中，A柱下内板采用高强钢DP600。

主要参照图10，在一种可能的实施方式中，车身前机舱架构还配置有用于连接功用的支撑构件9，支撑构件主要实现前纵梁与相应侧的前纵梁后段件2的第一部分/第二部分之间的连接。在本示例中，支撑构件9包覆于前纵梁1(b)的外壁面靠近内侧的一部分，并沿车辆的宽度方向和长度方向分别贴合至前纵梁后段件2的第二部分。示例性地，支撑构件9在前纵梁1(b)与前纵梁后段件的第二部分之间形成一个大致为L型的、作为支撑构件的支撑本体的折弯，折弯包括与前纵梁1(b)对应的第一竖向部分91以及与前纵梁后段件2的第二部分对应的第二竖向部分92，其中，第一竖向部分91借助于连接件j 911和前纵梁1(b)相连接，第一竖向部分91靠上的位置延伸有第三竖向部分93，第二竖向部分92借助于连接件k921与前纵梁后段件2的第二部分沿车辆的长度方向连接，第三竖向部分93借助于连接件l931与前纵梁后段件2的第二部分沿车辆的宽度方向连接。在本示例中，折弯的弯折处增设有用于提高其强度的、多个板状结构的加强筋94。

基于上述结构，在车辆发生碰撞时的传力路径可参照图11。如图11所示，由于前纵梁后段件2为材质、结构、筋位均没有非一致性干扰的结构，车辆发生碰撞时产生的能量经两侧的前纵梁被传递至前纵梁后段件2之后，能量第一方面经外侧的第一/第二部分直接传递至相应侧的门槛梁；能量第二方面经外侧的第一/第二部分传递至相应侧的A柱下内板进而分散至车身前机舱架构的上方支架；能量第三方面将经外侧的第一/第二部分传递至中部的基础部分并进一步经三个雪橇板(即连接部件(41、42、43))传递至横梁，进而再由横梁传递至两侧的门槛梁。

可以看出，前纵梁后段件在受到正碰撞击时，两侧区域的能量主要通过相应侧门槛梁来传递，中部区域的能量则通过三个雪橇板传递至横梁，以此便可满足56km/h FFB、64km/h ODB、25％64km/h小偏置碰撞等的要求。本实用新型基于全新的前纵梁后段件的结构设计，重新规划了车辆在发生碰撞后的传力路径，结构更加稳定，碰撞后的能量传递效率更高。经实验证明，尤其是在25％小偏置碰撞测试中，具有本实用新型的前纵梁后段件的车身前机舱架构能够明显地抵挡轮毂冲击。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述前纵梁后段件包括基础部分以及沿车辆的宽度方向位于所述基础部分的两侧的第一部分和第二部分，

所述车辆配置有动力电池，所述动力电池至少连接至所述基础部分；

所述车辆包括沿车辆的长度方向位于所述前纵梁后段件的后方的横梁，所述基础部分连接至所述横梁；

所述车辆包括沿所述车辆的宽度方向分置的门槛梁，所述第一部分和所述第二部分分别连接至相应侧的所述门槛梁；

其中，所述基础部分、第一部分和所述第二部分中的至少一部分为一体成型的结构。

2.根据权利要求1所述的车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述基础部分、第一部分和所述第二部分均为铸件。

3.根据权利要求2所述的车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述铸件的材质为免热处理C611铝合金。

4.根据权利要求1所述的车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述基础部分、第一部分和所述第二部分为一体成型。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述前纵梁后段件在靠近所述横梁的一侧设置有筋组件。

6.根据权利要求5所述的车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述筋组件包括大致沿所述车辆的宽度方向延展的第一筋。

7.根据权利要求6所述的车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述筋组件包括与所述第一筋具有夹角的第二筋，并且

沿车辆的高度方向观察，对应于同一宽度方向的第二筋之间连续或者间断地设置；和/或

沿车辆的高度方向观察，对应于同一宽度方向的多段第二筋的至少一部分之间具有夹角。

8.根据权利要求1中所述的车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述基础部分通过沿所述车辆的长度方向设置的多个连接部分连接至所述横梁。

9.根据权利要求8所述的车辆的前纵梁后段件，其特征在于，所述多个连接部分之间沿车辆宽度方向的尺寸不同。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至9中任一项所述的车辆的前纵梁后段件。

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