CN218085754U - 包括后地板纵梁的汽车 - Google Patents

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王聪
李功明
赵常虎
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本实用新型涉及汽车零件技术领域,具体提供一种包括后地板纵梁的汽车,旨在解决后现有地板纵梁不能兼顾成本和结构强度的问题。在本实用新型的包括后地板纵梁的汽车中,所述汽车包括车身,所述后地板纵梁包括支撑保护部、固定连接在所述支撑保护部尾部的承载部以及固定连接在所述承载部尾端的吸能部;所述支撑保护部用于在后碰撞时保护车身不发生变形,所述承载部用于安装悬挂部件和/或车身框架,所述吸能部用于在后碰撞时变形以吸收碰撞能量,所述承载部的刚度大于所述支撑保护部和所述吸能部。本实用新型将后地板纵梁总成分割成三个部分,三个部分分别执行不同的职能,并依据各个部分的职能选择合适的材料,有利于控制成本,降低后地板纵梁总成重量。

Description

包括后地板纵梁的汽车
技术领域
本实用新型涉及汽车零件技术领域,具体提供一种包括后地板纵梁的汽车。
背景技术
汽车的后地板纵梁设置有汽车尾部后备箱的下方,其主要作用为承载车架结构和碰撞吸能。目前的汽车后地板纵梁结构通常采用高压铸铝一体式压铸纵梁或者钢质冲压焊接方案。
相关技术中的后地板纵梁采用同一种材质,但是后地板纵梁各个部位的作用不同,对材质的要求不同。后地板纵梁通体采用高压铸铝可以满足对结构强度要求较高的部位的需求,但是对结构强度要求不高的部位使用高压铸铝会导致材料的浪费,提高了整体结构的成本。通体采用钢制纵梁会存在结构上难以实现悬架、电机和电池等部件的布置空间要求,同时导致整体结构的重量较大,不利于汽车整体的轻量化。
实用新型内容
本实用新型旨在解决上述技术问题,即解决现有后地板纵梁不能兼顾成本和结构强度的问题。
本实用新型提供一种包括后地板纵梁的汽车,所述汽车包括车身框架,所述后地板纵梁包括支撑保护部、固定连接在所述支撑保护部尾部的承载部以及固定连接在所述承载部尾端的吸能部;所述支撑保护部用于在后碰撞时保护车身不发生变形,所述承载部用于安装悬挂部件和/或所述车身框架,所述吸能部用于在后碰撞时变形以吸收碰撞能量,其中,所述承载部的刚度大于所述支撑保护部和所述吸能部。
通过上述技术方案,将后地板纵梁总成分割成三个部分,三个部分分别执行不同的职能。在车辆尾部发生碰撞时,位于车辆尾部的吸能部利用自身的变形吸收碰撞的能量,从而减小碰撞的破坏;位于后地板纵梁总成中间位置的承载部刚度最大,用于安装悬挂部件和/或车身框架;当车辆尾部发生严重的碰撞时,位于纵梁总成前端的支撑保护部可以阻挡向前方移动的部件,降低变形移动部件向前的变形量,保护电池不受损坏;
承载部长时间承受较大的静载荷,因此,承载部的刚度大于支撑保护部和吸能部,也就是说,本实用新型根据纵梁中不同部位的职能满足不同的需要,在满足整体结构强度需求的同时有利于降低纵梁整体的重量和成本。
在上述汽车的具体实施方式中,所述承载部的前端设置有用于与所述支撑保护部固定连接的前端接头,所述承载部的尾部设置有用于与所述吸能部固定连接的尾部接头。
在上述汽车的具体实施方式中,所述前端接头包括固定连接或一体成型在所述承载部前端的第一连接板,所述第一连接板上开设有连接孔,所述支撑保护部通过所述第一连接板上的连接孔固定连接到所述承载部;并且/或者,所述尾部接头包括固定连接或一体成型在所述承载部尾部的第二连接板,所述第二连接板上也开设有连接孔,所述吸能部通过所述第二连接板上的连接孔固定连接到所述承载部。
在上述汽车的具体实施方式中,所述承载部的上部设置有第三连接板和第四连接板,所述承载部的侧部设置有第五连接板和第六连接板,所述车身框架包括C环、D环、后地板中横梁和后地板后横梁,所述C环连接到所述第三连接板,所述D环连接到所述第四连接板,所述后地板中横梁连接到所述第五连接板,所述后地板后横梁连接到所述第六连接板。
通过上述技术方案,承载部通过与C环和D环的梁架结构连接,与后地板中横梁和后地板后横梁连接将后地板纵梁总成和车身框架连接在一起,有利于提升车身的扭转刚度和后端动刚度。
在上述汽车的具体实施方式中,所述车身框架包括设置在所述吸能部的尾部的吸能盒。
通过上述技术方案,当车辆尾部发生碰撞时,吸能盒先于吸能部变形,吸能盒辅助吸能部吸收碰撞的能量,有利于削弱碰撞。
在上述汽车的具体实施方式中,所述后地板纵梁还包括设置在所述支撑保护部和所述承载部之间的吸能部件。
通过上述技术方案,当车辆发生高速后碰时,位于支撑保护部和承载部之间的吸能部件受力变形,进一步吸收碰撞的能量,进一步削弱碰撞产生的冲击力,为支撑保护部提供辅助,使电池安装区域不会受损变形。
在上述汽车的具体实施方式中,所述吸能部件是折弯吸能部件。
在上述汽车的具体实施方式中,所述支撑保护部由热成型钢制成,所述承载部由高压铸铝制成,所述吸能部由高强度钢制成。
通过上述技术方案,高强钢的韧性较好,当车辆的尾部发生高速后碰时,位于车辆尾部的吸能部利用自身的韧性发生变形,吸收碰撞的能量,降低碰撞产生的冲击力;高压铸铝件具有良好的成承载性能,重量较轻,体积较小,便于安装底盘弹簧和减震器,同时有利于底盘空间布局;热成型钢的刚性较高,当车辆的尾部发生高速后碰时,支撑保护部可以有足够的结构强度,能够承受碰撞产生的冲击力,有利于保护纵梁总成前方的结构,特别是保护电池安装区域免于受损变形。
在上述汽车的具体实施方式中,所述支撑保护部通过FDS工艺与所述前端接头固定连接;并且/或者,所述吸能部通过FDS工艺与所述尾部接头固定连接。
通过上述技术方案,采用FDS工艺将后地板纵梁的三个部位连接在一起,可以提高连接结构的结构强度,有利于提高纵梁总成的整体刚度和稳定性。
综上所述,在采用上述技术方案的情况下,本实用新型能够在后地板纵梁合适的地方采用合适的材料和料厚,承载部既可以提升局部安装点的刚度性能,同时又可以降低本实用新型的整体重量和整体成本;在车辆的尾部出现高速碰撞时,设置在本实用新型结构尾部采用高强度钢材质的吸能部利用自身的弯曲变形吸收碰撞的能量,从而降低碰撞的冲击力,当碰撞猛烈时,设置在本实用新型结构前端采用热成型钢材质的支撑保护部利用自身较高的刚性降低车辆结构和其他物品向前方变形推进的可能。
进一步,本实用新型的承载部能够与C环和D环梁架结构连接,形成后端完整的车身结构,有利于提升车身扭转刚度和后端动刚度。
附图说明
下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式,附图中:
图1是本实用新型实施例中后地板纵梁总成的结构示意图;
图2是本实用新型实施例中承载部的结构示意图;
图3是本实用新型实施例中后地板骨架的结构示意图;
其中:1、支撑保护部;2、承载部;21、前端接头;221、第一连接板;22、尾部接头;221、第二连接板;3、吸能部;4、吸能盒;5、吸能部件;6、防撞梁;7、地板前横梁;8、地板中横梁;9、地板后横梁;10、第三连接板;11、第四连接板;12、第五连接板;13、第六连接板;14、C环;15、D环。
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。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“前”、“后”等指示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”、“第四”、“第五”和“第六”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,还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为了方便理解本实施例的技术方案,在本实施例中规定以图1中箭头指向为前方,箭头指向的反方向为后方,该方向与车辆前后方向相对应。
参照图1,本实用新型的汽车后地板纵梁包括前端与前部车架连接的支撑保护部1、与支撑保护部1后端连接的承载部2以及与承载部2后端连接的吸能部3。支撑保护部1为纵梁总成的前端,支撑保护部1采用热成型钢制成;承载部2为高压铸铝件;吸能部3为纵梁总成的后端,吸能部3采用高强度钢辊压成型工艺制成。
吸能部3采用韧性较好的高强钢,当车尾发生碰撞时,吸能部3自身发生折弯变形,从而吸收碰撞的能量,进而削弱碰撞产生的冲击力。承载部2采用高压铸铝件,高压铸铝件具有较高的承载能力,可以安装底盘弹簧和减震器等悬架部件以及C环和D环等车身框架部件,同时重量较轻,有利于减轻车辆整体重量。支撑保护部1采用刚性较好的热成型钢,当车尾发生碰撞时,支撑保护部1可以阻挡吸能部3和承载部2向前变形入侵,保护前方区域,特别是电池安装区域免于受损变形。
本实施例中将纵梁总成划分成前中后三个部分,根据三个部分不同的功能选择合适的材料,进而满足不同部位功能的需要。本实施例避免了现有技术中一体式纵梁整体采用一种材质的工艺所导致的问题。
参照图1和2,承载部2的前端设置有前端接头21,尾部设置有尾部接头22。前端接头21包括与第一连接板221,第一连接板221上开设有多个连接孔。第一连接板221的材质和承载部2的材质相同,优选地,第一连接板221和承载部2主体结构一体成型。
尾部接头22包括固定连接或者一体成型在承载部2尾部的第二连接板221,第二连接板221上开设有多个连接孔。如后面结合图3描述的,后地板纵梁总成还包括设置在支撑保护部1和承载部2之间的吸能部件5。承载部2的前端通过第一连接板211采用FDS工艺(旋转攻丝铆接,通过高速旋转使板料热变形后攻丝铆接的冷成型工艺)与吸能部件5的后端连接,吸能部件5的前端与支撑保护部1的后端采用FDS或其他任何合适的工艺连接。类似地,承载部2的尾端通过第二连接板221采用FDS工艺与吸能部3的前端连接。
下面参照图2和3,在承载部2的上部焊接或者一体成型有第三连接板10和第四连接板11,在承载部2的侧面上焊接或者一体成型有第五连接板12和第六连接板13。第三连接板10、第四连接板11、第五连接板12和第六连接板13上均开设有多个连接孔。
作为车身框架的一部分,后地板骨架包括两组后地板纵梁总成,两组后地板纵梁总成之间通过地板前横梁7、地板中横梁8和地板后横梁9连接。地板前横梁7、地板中横梁8和地板后横梁9相互平行并垂直于后地板纵梁总成设置。地板前横梁7的两端与两侧的吸能部件5连接。车身框架还包括C环14和D环15,C环14连接到第三连接板10上,D环15连接到第四连接板11上,后地板中横梁8的端部连接在第五连接板12上,后地板后横梁9的端部连接在第六连接板13上。
承载部2的主体结构用于安装底盘弹簧和减震器等悬挂部件。承载部2采用高压铸铝件一方面可以提高承载部2的承载能力,减轻承载部2的重量。另一方面可以减小承载部2的体积,有利于降低车辆整体的空间布局难度。后地板骨架还包括后防撞梁6,后防撞梁6包括平行于地板后横梁9的梁体和两个吸能盒4。吸能盒4的前端通过螺栓安装在吸能部3的尾部上。
当车辆尾部发生较低速度的碰撞-例如50km/h左右的碰撞时,防撞梁6、吸能盒4和吸能部3均发生弯曲变形,从而吸收碰撞的能量。当车辆尾部发生较高速度的碰撞-例如80km/h左右的碰撞时,承载部2和支撑保护部1之间的吸能部件5件变形,进一步吸收碰撞的能量,同时支撑保护部1利用自身较高的刚性,降低其自身在碰撞中发生弯曲变形的可能,进而提高纵梁总成前端的刚度和稳定性,保护其附近的电池安装区域免于受损变形。
综上所述,本实用新型实施例提供的汽车后地板纵梁的原理是:将后地板纵梁总成按照不同区域的功能分解成三部分,并根据三部分的功能选择合适的材料来满足需求。
这样一方面避免了后地板纵梁通体结构采用一种材质的弊端,即无法兼顾结构强度与重量和成本。具体地,如果为了满足承载部2需要较高的承载能力,纵梁结构通体采用高压铸铝材质。在承载性要求不高的位置使用高压铸铝件会导致材料浪费,这会导致纵梁的成产成本较高。纵梁通体结构采用钢材虽然可以降低纵梁的成本,但是增加了纵梁总成的整体重量,同时也增加了纵梁整体的体积。在安装底盘弹簧和减震器的位置处会导致空间体积不够用。在电动车的领域中,采用通体采用钢制的纵梁也会降低电动车安装电池包的空间,影响电动车的续航里程。
本实施例中将纵梁分成三部分,之后根据三部分的功能需要选择合适的材质。尾部部件需要在发生高速后碰时变形吸能,因此选择韧性较好的高强钢;中间部件需要安装底盘弹簧和减震器等悬架部件,需要有良好的承载性能,采用了高压铸铝件;前端部件需要有较高刚性,在车辆尾部发生高速后碰时,能够起到支撑保护的作用,因此采用热成型钢。三个部位采用不同的材料可以同时满足三个位置的功能需求,还可以降低纵梁总成的整体重量。将纵梁分解成三部分可以解决纵梁通体采用同一种材质而无法兼顾结构强度与重量和成本的弊端。
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)

1.一种包括后地板纵梁的汽车,所述汽车包括车身框架,其特征在于,所述后地板纵梁包括支撑保护部、固定连接在所述支撑保护部尾部的承载部以及固定连接在所述承载部尾端的吸能部;所述支撑保护部用于在后碰撞时保护车身不发生变形,所述承载部用于安装悬挂部件和/或所述车身框架,所述吸能部用于在后碰撞时变形以吸收碰撞能量,
其中,所述承载部的刚度大于所述支撑保护部和所述吸能部。
2.根据权利要求1所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述承载部的前端设置有用于与所述支撑保护部固定连接的前端接头,所述承载部的尾部设置有用于与所述吸能部固定连接的尾部接头。
3.根据权利要求2所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述前端接头包括固定连接或一体成型在所述承载部前端的第一连接板,所述第一连接板上开设有连接孔,所述支撑保护部通过所述第一连接板上的连接孔固定连接到所述承载部;并且/或者
所述尾部接头包括固定连接或一体成型在所述承载部尾部的第二连接板,所述第二连接板上也开设有连接孔,所述吸能部通过所述第二连接板上的连接孔固定连接到所述承载部。
4.根据权利要求3所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述承载部的上部设置有第三连接板和第四连接板,所述承载部的侧部设置有第五连接板和第六连接板,所述车身框架包括C环、D环、后地板中横梁和后地板后横梁,所述C环连接到所述第三连接板,所述D环连接到所述第四连接板,所述后地板中横梁连接到所述第五连接板,所述后地板后横梁连接到所述第六连接板。
5.根据权利要求4所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述第三连接板、所述第四连接板、所述第五连接板和所述第六连接板上均开设有连接孔,所述C环、所述D环、所述后地板中横梁和所述后地板后横通过相应的连接孔连接到所述第三连接板、所述第四连接板、所述第五连接板和所述第六连接板。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述车身框架包括设置在所述吸能部的尾部的吸能盒。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述后地板纵梁还包括设置在所述支撑保护部和所述承载部之间的吸能部件。
8.根据权利要求7所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述吸能部件是折弯吸能部件。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述支撑保护部由热成型钢制成,所述承载部由高压铸铝制成,所述吸能部由高强度钢制成。
10.根据权利要求2至5中任一项所述的包括后地板纵梁的汽车,其特征在于,所述支撑保护部通过FDS工艺与所述前端接头固定连接;并且/或者,所述吸能部通过FDS工艺与所述尾部接头固定连接。
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