CN219382404U - 一种前端结构、车体及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种前端结构、车体及汽车，前端结构包括主吸能盒、辅助吸能盒、轮罩边梁、前纵梁及连接板；主吸能盒与前纵梁X向连接，主吸能盒与前纵梁的Y向截面尺寸相同，且中轴线对齐，用于传导正面碰撞的载荷；辅助吸能盒沿Y向间隔布置在主吸能盒外侧，与轮罩边梁X向连接，辅助吸能盒与前纵梁的中轴线相交；轮罩边梁沿Y向间隔布置在前纵梁外侧；连接板一侧连接前纵梁，另一侧同时连接辅助吸能盒及轮罩边梁，用于向前纵梁分散辅助吸能盒的载荷。通过本实用新型提供的前端结构、车体及汽车，使得主吸能盒、辅助吸能盒及轮罩边梁吸能效率提高，增加正面碰撞时汽车前部的吸能效率，以满足大质量、短前悬电动汽车高标准碰撞需求的问题。

Description

一种前端结构、车体及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车设计及制造领域，尤其是涉及一种前端结构、车体及汽车。

背景技术

为了提高电动汽车的产品竞争力，不断的提高续航里程和要求更加严苛的碰撞安全性能。全新的电动车平台为了能够布置更多的电量，为动力电池提供更大的布置空间，所以电动汽车比较明显特点就是轴距长、前后悬短。随着动力电池的电量越来越大，在同级别车中，整备质量相对来说也会增加，对于车身的碰撞安全非常不利，又加上前悬缩短，使车身前部吸能空间更小。综上，车辆重量增加，反而吸能空间减小，对车身的碰撞安全提出了巨大的挑战。为了应对碰撞安全，目前大部分的防撞梁结构单侧设计成单个吸能盒，为了应对小重叠偏置碰撞也有车型设计成单侧双吸能盒的结构。单吸能盒的设计属于比较常见的常规结构，在传统燃油车上和前悬尺寸较大的车型上常见。双吸能盒结构主要是应对小重叠的偏置碰撞，有双吸能盒一体式结构，也有双吸能盒分体式结构。

随着中国新车评价规程(C-NCAP)碰撞测试的标准更新，汽车正面碰撞工况也发生了变化，正面碰撞主要包括正面100％重叠刚性壁障碰撞、正面50％重叠移动渐进变形壁障碰撞。在中国保险汽车安全指数(C-IASI)中，引进了美国小重叠偏置碰撞测试评价工况；试验车辆以速度64km/h，与刚性壁障重叠为车宽的25％小重叠偏置碰撞。车身前部在正面碰撞中和偏置碰中起到了关键吸能的作用，随着更加严格的碰撞测试工况出台，车身结构也需要优化提升。

现有的单吸能盒结构已很难满足大质量、短前悬的电动车高标准的碰撞安全性能。在正面碰撞时，单吸能盒的吸能效率低，碰撞中B柱加速度曲线的前段值相对较小，以至于在碰撞后期加速度峰值过大，造成车体变形大，很难满足碰撞要求，而且单吸能盒的结构很难满足小重叠偏置碰撞的要求。

现有的双吸能盒结构，主要是为了满足小重叠偏置碰撞的要求而设计，主要是由辅助吸能盒向前纵梁传力，以提高传力效率和加大碰撞时车体向外偏转的角度。而在对应短前悬的正面碰撞时，辅助吸能盒后端与轮罩边梁没有形成连接，所以在吸能盒位置和轮罩边梁位置吸能效率低，没有发挥出辅助吸能盒的有效传力作用，无法满足大质量、短前悬电动汽车高标准碰撞需求。

鉴于上述问题，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型提供了一种前端结构、车体及汽车，旨在解决现有技术中，双吸能盒结构的车型主要由辅助吸能盒向前纵梁传导载荷，轮罩边梁没有与辅助吸能盒连接，导致辅助吸能盒及轮罩边梁吸能效率低，正面碰撞时前部吸能效率不足，无法满足大质量、短前悬电动汽车高标准碰撞需求的问题。

针对上述，本实用新型首先提供一种前端结构，包括主吸能盒、辅助吸能盒、轮罩边梁、前纵梁及连接板；

主吸能盒与前纵梁X向连接，主吸能盒与前纵梁的Y向截面尺寸相同，且中轴线对齐，用于传导正面碰撞的载荷；

辅助吸能盒沿Y向间隔布置在主吸能盒外侧，与轮罩边梁X向连接，辅助吸能盒与前纵梁的中轴线相交，用于提高正面碰撞的吸能效率；

轮罩边梁沿Y向间隔布置在前纵梁外侧；

连接板一侧连接前纵梁，另一侧同时连接辅助吸能盒及轮罩边梁，用于向前纵梁分散辅助吸能盒的载荷。

本实用新型可选的方案中，辅助吸能盒与前纵梁的中轴线呈5°夹角；辅助吸能盒与轮罩边梁及连接板的Y向截面尺寸相同，且Y向截面尺寸小于主吸能盒，Z向截面尺寸与主吸能盒相同，以提高辅助吸能盒向前纵梁传递的载荷。

本实用新型可选的方案中，轮罩边梁设置为沿辅助吸能盒向外且向上过渡，以形成轮胎包络空间。

本实用新型可选的方案中，连接板呈楔形，一侧贴合连接前纵梁，另一侧连接轮罩边梁及辅助吸能盒；连接板在前纵梁的连接区域与轮胎包络空间的Y向投影不重合，以避免影响前纵梁的变形吸能。

本实用新型可选的方案中，前端结构还包括连接部及配合部；主吸能盒及辅助吸能盒连接于连接部，前纵梁、连接板及轮罩边梁连接于配合部；连接部及配合部设置有X向的贯穿通孔，用于实现前端结构的模块化安装。

本实用新型的第二方面提供一种车体，包括两个上述的前端结构，还包括前防撞梁及机舱总成；两个前端结构沿整车坐标系X0轴对称布置，前后两端分别连接前防撞梁及机舱总成。

本实用新型可选的方案中，机舱总成包括两个A柱及前连接组件，两个A柱沿整车坐标系X0轴对称布置于前连接组件两侧；两个轮罩边梁分别X向对应连接两个A柱，以将碰撞载荷传递至A柱。

本实用新型可选的方案中，两个前纵梁X向连接前连接组件，以将碰撞载荷传递至机舱总成。

本实用新型可选的方案中，前防撞梁呈弧形，设置为采用高强钢辊压工艺制造；前防撞梁、主吸能盒及辅助吸能盒采用高强钢材，以提高车体的整体强度。

本实用新型的第三方面提供一种汽车，包括上述车体。

综上，本申请提供的一种前端结构、车体及汽车的有益效果有：

1、通过前端结构的优化设计，主吸能盒与前纵梁连接，且截面尺寸相同，中轴线对齐，使得在汽车正面碰撞中主要由主吸能盒向前纵梁传递载荷，提高了汽车正面碰撞中的吸能效率；

2、通过辅助吸能盒与轮罩边梁连接，使得轮罩边梁可以提前参与变形吸能，通过连接板的设计将辅助吸能盒传递的载荷分散至前纵梁，同时在偏置碰撞中可以将更多的载荷传递至前纵梁，提高了正面碰撞和偏置碰撞的吸能效率，同时通过轮罩边梁与连接板的设计，为辅助吸能盒提供了更好的支撑；

3、通过前端结构的优化设计，使得汽车的碰撞前端整体吸能效率提高，在偏置碰撞中可以使汽车形成向外更大的转角，可以满足大质量、短前悬电动汽车高标准碰撞需求的问题。

本实用新型实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以说明。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例中示例性提供的车体的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中示例性提供的前端结构的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例中示例性提供的车体的装配示意图；

图4为本实用新型实施例中示例性提供的车体的侧视示意图；

图5为本实用新型实施例中示例性提供的车体的俯视示意图；

图6为本实用新型实施例中示例性提供的前端结构的载荷传导示意图；

图7为本实用新型变形例中示例性提供的汽车的模块示意图。

以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10、前端结构； 1、主吸能盒；

2、辅助吸能盒； 3、轮罩边梁；

4、连接板； 5、前纵梁；

6、轮胎包络空间； 7、连接部；

8、配合部； 110、前防撞梁；

120、机舱总成； 121、前连接组件；

122、A柱； 100、车体；

1000、汽车。

具体实施方式：

为了使本实用新型的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本实用新型。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

本实施例总的一个构思即提供一种前端结构10、车体100及汽车1000，通过对前端结构10进行优化设计，为了提高汽车1000正面碰撞的吸能效率，将主吸能盒1与前纵梁5沿X向连接，且截面尺寸设计为相同，使得正面碰撞的载荷能通过主吸能盒1更好的传递至前纵梁5；同时为了使得轮罩边梁3能提前参与汽车1000前端碰撞的变形吸能，将轮罩边梁3与辅助吸能盒2连接，使得辅助吸能盒2可以直接将载荷传导至轮罩边梁3，提高汽车1000正面碰撞的吸能效率；同时考虑到偏置碰撞时，轮罩边梁3承受载荷过大，将辅助吸能盒2于前纵梁5的中轴线设置一定的偏角，在轮罩边梁3与辅助吸能盒2的连接点设计连接板4，连接板4一侧同时连接轮罩边梁3及辅助吸能盒2，另一侧连接前纵梁5，使得偏置碰撞时，辅助吸能盒2可以将碰撞载荷部分传递至前纵梁5，提高前纵梁5的承受载荷；轮罩边梁3及连接板4在承担载荷传导作用的同时为辅助吸能盒2提供更好的支撑，可以进一步提高正面碰撞吸能效率，在偏置碰撞中可以使汽车1000形成向外更大的转角，提高了汽车1000内部乘舱的碰撞安全性。本实用新型实施例提供的前端结构10、车体100及汽车1000，提高了碰撞前段的吸能效率，降低了碰撞后段的载荷和能量，提高大质量、短前悬的电动车碰撞安全性；主要提高了B柱加速度曲线的前段的加速度值，以降低加速度后段的峰值。

基于相同的总发明构思，对车体100的结构进行优化设计，将前端结构10沿X0轴对称布置在车体100中，前端连接防撞梁，后端连接机舱总成120，使得汽车1000的正面碰撞及偏置碰撞的吸能效率得到提高，使短前悬、大质量的电动汽车1000能够满足更高的碰撞要求。

需要说明的是，本申请描述中所提到的“X向、Y向、Z向”等坐标描述均参照整车坐标系予以解释，即以车头方向所在的直线为X方向，前车轮的轴向方向为Y方向，和地面垂直的方向为Z方向，其中X正向为车尾向，X负向为车头向，和地面垂直向上为Z正向，和地面垂直向下为Z负向。

以下结合附图对具体结构进行阐述。

请参阅图1～图7，本实用新型实施例首先提供一种前端结构10，包括主吸能盒1、辅助吸能盒2、轮罩边梁3、前纵梁5及连接板4；

主吸能盒1与前纵梁5X向连接，主吸能盒1与前纵梁5的Y向截面尺寸相同，且中轴线对齐，用于传导正面碰撞的载荷；

辅助吸能盒2沿Y向间隔布置在主吸能盒1外侧，与轮罩边梁3X向连接，辅助吸能盒2与前纵梁5的中轴线相交，用于提高正面碰撞的吸能效率；

轮罩边梁3沿Y向间隔布置在前纵梁5外侧；

连接板4布置于轮罩边梁3与前纵梁5之间，同时连接辅助吸能盒2及轮罩边梁3，用于分散辅助吸能盒2的载荷。

本实用新型实施例可选的方案中，前端结构10包括主吸能盒1、辅助吸能盒2、轮罩边梁3、前纵梁5及连接板4；主吸能盒1与辅助吸能盒2均呈方体状，主吸能盒1与前纵梁5Y向截面尺寸相同，主吸能盒1的中轴线与前纵梁5的中轴线完全对齐，使得主吸能盒1与前纵梁5的二者的外侧壁在X向完全对齐，在100％重叠刚性壁障碰撞中，可以主要由主吸能盒1向前纵梁5传递碰撞载荷，使得汽车1000正面碰撞的吸能效率得到提高；辅助吸能盒2沿Y向间隔布置在主吸能盒1外侧，与轮罩边梁3X向连接，轮罩边梁3沿Y向间隔布置在前纵梁5外侧，使得在100％重叠刚性壁障碰撞中，轮罩边梁3可以提前参与变形吸能，提高汽车1000的正面碰撞吸能效率；同时，辅助吸能盒2与前纵梁5的中轴线设有小角度偏角，连接板4一侧与轮罩边梁3及辅助吸能盒2连接，另一侧连接前纵梁5，连接板4及轮罩边梁3给予辅助吸能盒2支撑，使得在100％重叠刚性壁障碰撞中，连接板4可以将载荷分散至前纵梁5，提高前纵梁5的承受载荷；在25％的小重叠偏置碰中，辅助吸能盒2可以由连接板4将更多的载荷传导至前纵梁5，提高汽车1000的偏置碰撞的吸能效率，使汽车1000形成向外更大的转角。

可以理解，100％重叠刚性壁障碰撞为正面碰撞，25％的小重叠偏置碰为偏置碰撞，100％或25％具体指汽车1000车宽的100％或25％冲击固定刚性壁障。

进一步的，辅助吸能盒2与前纵梁5的中轴线呈5°夹角；辅助吸能盒2与轮罩边梁3及连接板4的Y向截面尺寸相同，且Y向截面尺寸小于主吸能盒1，Z向截面尺寸与主吸能盒1相同，以提高辅助吸能盒2向前纵梁5传递的载荷，使短前悬、大质量的电动车能够满足更高的碰撞要求。

本实用新型实施例可选的方案中，辅助吸能盒2与前纵梁5的中轴线呈5°夹角，提高了辅助吸能盒2向前纵梁5传递的载荷；辅助吸能盒2的截面尺寸与轮罩边梁3及连接板4的Y向截面尺寸相同，使得辅助吸能盒2可以将载荷更好的向轮罩边梁3及连接板4传递；由于主吸能盒1承担主要向前纵梁5传递载荷的作用，因此辅助吸能盒2的Y向截面尺寸设计小于主吸能盒1，为了保证吸能效率，Z向截面尺寸与主吸能盒1相同，使得辅助吸能盒2整体小于主吸能盒1，在减少前端结构10重量的同时，提高汽车1000的吸能效率。

进一步的，轮罩边梁3设置为沿辅助吸能盒2向外且向上过渡，以形成轮胎包络空间6。

本实用新型实施例可选的方案中，轮罩边梁3设计为沿辅助吸能盒2向外且向上过渡，在前端结构10的侧部形成轮胎包络空间6，以布置汽车1000的轮胎，避让大灯和轮胎同时，将更多的载荷通过轮罩边梁3传递到汽车1000的A柱122。

进一步的，连接板4呈楔形，一侧贴合连接前纵梁5，另一侧连接轮罩边梁3及辅助吸能盒2；连接板4在前纵梁5的连接区域与轮胎包络空间6的Y向投影不重合，以避免影响前纵梁5的变形吸能。

本实用新型实施例可选的方案中，连接板4设计为楔形结构，包括上沿边与下沿端，上沿边与前纵梁5的侧壁平行贴合连接，下沿端与轮罩边梁3连接后与轮罩边梁3共同连接辅助吸能盒2，上沿边与前纵梁5的连接区域截止处不超过轮胎包络空间6，以避免影响前纵梁5的变形吸能。

需要说明的是，前纵梁5与连接板4的连接区域越长，越影响纵梁的变形吸能，连接区域应当尽量减少对前纵梁5的影响。

进一步的，前端结构10还包括连接部7及配合部8；主吸能盒1及辅助吸能盒2连接于连接部7，前纵梁5、连接板4及轮罩边梁3连接于配合部8；连接部7及配合部8设置有X向的贯穿通孔，用于实现前端结构10的模块化安装。

本实用新型实施例可选的方案中，为了使前端结构10的装配更加便捷，连接部7及配合部8均设计为方形板状，连接部7与主吸能盒1以及辅助吸能盒2连接，配合部8将前纵梁5与轮罩边梁3及连接板4连接，连接部7与配合部8设计X向的贯穿通孔，使得连接部7与配合部8适配连接，以实现前端结构10的模块化安装。

本实用新型实施例的第二方面提供一种车体100，包括两个上述的前端结构10，还包括前防撞梁110及机舱总成120；两个前端结构10沿整车坐标系X0轴对称布置，前后两端分别连接前防撞梁110及机舱总成120。

本实用新型实施例可选的方案中，前端结构10设计有两个，沿整车坐标系X0轴对称布置在车体100内，两端分别与前防撞梁110及机舱总成120连接，由于连接部7及配合部8的设计，两个主吸能盒1、两个辅助吸能盒2及前防撞梁110集成模块化，机舱总成120、前纵梁5、连接板4及轮罩边梁3集成模块化，使得车体100的装配更加便捷。

进一步的，机舱总成120包括两个A柱122及前连接组件121，两个A柱122沿整车坐标系X0轴对称布置于前连接组件121两侧；两个轮罩边梁3分别X向对应连接两个A柱122，以将碰撞载荷传递至A柱122。

本实用新型实施例可选的方案中，机舱总成120包括两个A柱122及前连接组件121，两个A柱122沿整车坐标系X0轴对称布置，与前连接组件121两侧连接，顶部分别X向连接轮罩边梁3，使得轮罩总成承受的载荷传递至A柱122。

进一步的，两个前纵梁5X向连接前连接组件121，以将碰撞载荷传递至机舱总成120。

本实用新型实施例可选的方案中，前连接组件121X向的两侧分别连接两个前纵梁5，使得前纵梁5承受的载荷传递至机舱总成120。

进一步的，前防撞梁110呈弧形，设置为采用高强钢辊压工艺制造；前防撞梁110、主吸能盒1及辅助吸能盒2采用高强钢材，以提高车体100的整体强度。

本实用新型实施例可选的方案中，前防撞梁110呈弧形，以便于偏置碰撞时辅助吸能盒2的吸能效率提高，前防撞梁110采用高强钢材，且采用高强钢辊压工艺制造，主吸能盒1及辅助吸能均采用高强钢材，相比现有技术中常用的铝合金，能够节省成本以及在正面50％重叠移动渐进变形壁障碰撞中，前防撞梁110能够承载更大载荷，防止前防撞梁110断裂，同时使得车体100的整体强度得到提高，以提高汽车1000的前端强度。

本实用新型实施例的第三方面提供一种汽车1000，包括上述车体100。

本实用新型实施例通过对前端结构10的设计，在100％重叠刚性壁障碰撞试验中，辅助吸能盒2提高了的吸能效率，辅助吸能盒2后端连接轮罩边梁3，轮罩边梁3提前参与变形吸能，同时辅助吸能盒2通过楔形的连接板4连接到前纵梁5，轮罩边梁3和连接板4为辅助吸能盒2提供了很好的支撑结构，整体结构提高了碰撞前段的整体吸能效率；试验所得的B柱加速度/时间曲线中，前段加速度曲线合理递增，且第一个波谷加速度降低较小，由于前段加速度值的提高，有效降低了碰撞加速度曲线后段的峰值，使加速度峰值能够控制在40g以下，使短前悬、大质量的电动车能够满足更高的碰撞要求。

综上，本申请提供的一种前端结构10、车体100及汽车1000的有益效果有：通过前端结构10的优化设计，主吸能盒1与前纵梁5连接，且截面尺寸相同，中轴线对齐，使得在汽车1000正面碰撞中主要由主吸能盒1向前纵梁5传递载荷，提高了汽车1000正面碰撞中的吸能效率；通过辅助吸能盒2与轮罩边梁3连接，使得轮罩边梁3可以提前参与变形吸能，通过连接板4的设计将辅助吸能盒2传递的载荷分散至前纵梁5，同时在偏置碰撞中可以将更多的载荷传递至前纵梁5，提高了正面碰撞和偏置碰撞的吸能效率，同时通过轮罩边梁3与连接板4的设计，为辅助吸能盒2提供了更好的支撑；通过前端结构10的优化设计，使得汽车1000的碰撞前端整体吸能效率提高，在偏置碰撞中可以使汽车1000形成向外更大的转角，可以满足大质量、短前悬电动汽车1000高标准碰撞需求的问题。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种前端结构，其特征在于，包括主吸能盒、辅助吸能盒、轮罩边梁、前纵梁及连接板；

所述主吸能盒与所述前纵梁X向连接，所述主吸能盒与所述前纵梁的Y向截面尺寸相同，且中轴线对齐，用于传导正面碰撞的载荷；

所述辅助吸能盒沿Y向间隔布置在所述主吸能盒外侧，与所述轮罩边梁X向连接，所述辅助吸能盒与所述前纵梁的中轴线相交，用于提高正面碰撞的吸能效率；

所述轮罩边梁沿Y向间隔布置在所述前纵梁外侧；

所述连接板一侧连接所述前纵梁，另一侧同时连接所述辅助吸能盒及所述轮罩边梁，用于向所述前纵梁分散所述辅助吸能盒的载荷。

2.根据权利要求1所述的前端结构，其特征在于，

所述辅助吸能盒与所述前纵梁的中轴线呈5°夹角；

所述辅助吸能盒与所述轮罩边梁及所述连接板的Y向截面尺寸相同，且Y向截面尺寸小于所述主吸能盒，Z向截面尺寸与所述主吸能盒相同，以提高所述辅助吸能盒向所述前纵梁传递的载荷。

3.根据权利要求2所述的前端结构，其特征在于，所述轮罩边梁设置为沿所述辅助吸能盒向外且向上过渡，以形成轮胎包络空间。

4.根据权利要求3所述的前端结构，其特征在于，

所述连接板呈楔形，一侧贴合连接所述前纵梁，另一侧连接所述轮罩边梁及所述辅助吸能盒；

所述连接板在所述前纵梁的连接区域与所述轮胎包络空间的Y向投影不重合，以避免影响所述前纵梁的变形吸能。

5.根据权利要求2所述的前端结构，其特征在于，

还包括连接部及配合部；

所述主吸能盒及所述辅助吸能盒连接于所述连接部，所述前纵梁、所述连接板及所述轮罩边梁连接于所述配合部；

所述连接部及所述配合部设置有X向的贯穿通孔，用于实现前端结构的模块化安装。

6.一种车体，包括两个如权利要求1～5任一项所述的前端结构，其特征在于，还包括前防撞梁及机舱总成；

两个所述前端结构沿整车坐标系X0轴对称布置，前后两端分别连接所述前防撞梁及所述机舱总成。

7.根据权利要求6所述的车体，其特征在于，

所述机舱总成包括两个A柱及前连接组件，两个所述A柱沿整车坐标系X0轴对称布置于所述前连接组件两侧；

两个所述轮罩边梁分别X向对应连接两个所述A柱，以将碰撞载荷传递至A柱。

8.根据权利要求7所述的车体，其特征在于，两个所述前纵梁X向连接所述前连接组件，以将碰撞载荷传递至机舱总成。

9.根据权利要求8所述的车体，其特征在于，所述前防撞梁呈弧形，设置为采用高强钢辊压工艺制造；所述前防撞梁、主吸能盒及辅助吸能盒采用高强钢材，以提高所述车体的整体强度。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求7～9任一项所述车体。