电动汽车的后悬架和车身的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种可提高空间利用率及碰撞安全的电动汽车的后悬架以及车身。
【背景技术】
[0002]非独立式悬架(车轴)以及半独立扭转梁式悬架(车轴)非常广泛地使用于小型、中小型的乘用车上。
[0003]如图5所示，常见的半独立扭转梁式悬架均由两根纵向托臂11以及一根连接它们的横梁12组成。如图5和图6所示，现有技术的扭转梁式悬架中，纵向托臂11的后端(本专利说明书中，前端、后端都是以正常的行驶方向为前方)与车轮支架(图中未示出)相连接，在靠近该端点的位置，纵向托臂11还通过相应托盘与弹簧及减震器(图中未示出)相连接；纵向托臂11的前端则通过衬套支撑14与车身15的底部相连接。这样，衬套支撑14都布置在后车轮13的轴线之前，该衬套支撑14固定连接在一个重要的车身结构节点上。这个节点一般是车身门槛梁与后座椅横梁或者与后底板横梁的连接部位。
[0004]在这种悬架中，后车轮13，更准确地说是后车轮13的车轮支架只拥有一个运动自由度。它是由于弹簧伸缩而产生的上下跳运动，可以近似理解为在Z方向(竖直方向)的平动，其它的两个平动自由度和三个转动自由度都因纵向托臂11和横梁12之间的连接而被限制了。经过多年发展，如今的半独立的扭转梁式悬架的运动性能已能达到多连杆独立悬挂的水平，但其价格远低于后者，因而得到非常广泛的应用。
[0005]随着电动汽车技术的发展，越来越多的汽车制造商开始制造纯电动汽车，现有技术的电动汽车，常常采用传统的扭转梁式悬架，通常情况下，将电池盒16布置在后车轮13的轴线之前的底板部位，以放置作为动力的电池，并在汽车门槛梁17与底板中部的电池盒16之间留出缓冲空间，在侧碰撞时，门槛梁17吸收能量变形，为电池提供保护，减少和避免电动汽车的电池在碰撞后起火及爆炸的危险。现有技术的缺点在于，由于设置保护空间使可铺设电池的空间进一步减少，也就降低了电动汽车的电池数量以及续航里程。
[0006]在上下轮跳的过程中，横梁能在垂直方向上有着最大+_100mm的运动。在传统的内燃机汽车中，尾气排放系统是通过底板坑道延伸到汽车尾部的。因此需要在后悬架的横梁和尾气排放系统之间有足够的空间来实现横梁的这一上下运动。也是因此，在传统汽车中，将悬架反向安装，即将衬套支撑布置在车轮之后，是没有空间可行性，同时也没有意义。在传统汽车的后车身底板与悬架之间的空间可以放置油箱，由于燃油是流体，油箱可以做成复杂的形状，来充分利用这一空间。
[0007]电动汽车没有传统的驱动系统以及尾气排放系统。因此在车身后底板区域能提供新增的可用空间来放置电池。考虑到电动汽车的电池在碰撞后起火及爆炸的危险，必须为电池提供一个足够的保护空间来吸收掉碰撞能量；特别是汽车门槛梁与底板中部电池盒之间的缓冲空间，在侧碰撞时，门槛梁吸收能量变形。由于该保护空间的存在，变形的门槛梁不会直接挤压电池盒造成危险。但这些保护的空间使本来就紧张的可铺设电池空间进一步减少，也就降低了电动车的电池数量以及续航里程。
[0008]因为燃油是液体，因而传统汽车的油箱可通过复杂的几何造型来充分利用车身与悬架之间的空间，而电池却无法高效利用这些空间。
[0009]此外，对于使用传统的扭转梁式悬架的电动汽车，还可以在横梁之后的车身后底板下面的空间中增加布置电池，但其缺陷在于，在发生尾部碰撞时，这样布置的电池几乎没有任何保护，电池受到碰撞可能会起火、爆炸，因此这种设计在实践中无法满足碰撞安全要求。
【发明内容】
[0010]针对现有技术存在的上述缺陷，本发明要解决的一个技术问题是，提供一种用于电动汽车的悬架及车身，在满足对电池的提供足够的安全防护的条件下，提供更大的布置电池的规则空间，以布置更多的电池，提高续航里程。
[0011]为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种电动汽车的后悬架，所述后悬架为扭转梁式悬架，包括两根纵向托臂和连接所述纵向托臂的横梁，其改进点在于，所述纵向托臂的前端与车轮支架连接，后端通过衬套支撑与车身连接，所述横梁位于后车轮的轴线之后；所述横梁之前的车底新增安装电池的规则空间。
[0012]作为优选，该规则空间的纵向长度在300-450mm之间。
[0013]作为优选，所述横梁的材料选择高强度的材料以保护其前方的电池。作为进一步的优选方案，横梁的材料的抗拉强度高于600MPa，整个横梁的强度，以三点弯曲实验为基础，弯曲强度达到40KN以上，能为其前方的电池提供可靠的保护。
[0014]作为优选，所述纵向托臂的材料选用高强度的材料以保护位于两根纵向托臂之间的电池。作为进一步的优选方案，纵向托臂的材料的抗拉强度高于600MPa，并使整个纵向托臂的轴向压溃力达到30KN以上，能为两根纵向托臂之间的电池提供可靠的保护。
[0015]作为优选，在发生尾部碰撞时，高强度的纵向托臂推动车轮向前移动，直到车轮被门槛梁支撑住；此结构能减小底板和横梁向车身内部的挤入和变形，因而保护了位于两根纵向托臂之间的电池。同时，纵向托臂产生部分塑性变形，在50公里/小时后碰撞时，每一根纵向托臂可以吸收4KJ以上的能量。
[0016]作为优选，车轮与纵向托臂相连，纵向托臂与横梁相连，在发生侧面碰撞时，后悬架因此能对车轮提供侧向支撑而使位于其中的电池受到车轮的保护。
[0017]作为优选，其车轮的倾角/束角-轮跳性能需要通过设计调整，使该车轴具有良好的自转向性能。
[0018]作为优选，其横梁的位置及截面形状需要通过设计调整、使其剪切中心位于横梁的重心附近，(现有技术中，传统横梁的剪切中心都离重心较远)，纵向托臂的几何空间走向及截面位置需要通过设计调整，使该车轴具有良好的自转向性能。
[0019]上述调整与具体的车型有关，因此不限定具体参数，本领域的技术人员根据实际情况进行调整。
[0020]本发明还提供了一种与所述的后悬架相配合的车身，所述车身的后纵梁、车尾的碰撞管理系统(CMS)、后底板横梁相连接形成一个加强节点，所述加强节点还设有一个向上延伸的加强杆，所述加强节点通过衬套支撑与所述纵向托臂的后端连接。
[0021]本发明同时提供了另外一种电动汽车的后悬架电动汽车的后悬架，所述后悬架为多连杆悬架，其改进点在于，所述多连杆悬架包括与车身相连接的一根纵向连杆以及与副车架相连接的二到四根横向连杆，所述纵向连杆的前端与车轮支架连接，后端与车身连接。副车架因此可以向后移动100到200mm，增加规则的空间，增加电池的摆放量。
[0022]本发明的悬架及车身至少具有如下有益效果:
[0023](1)本发明的悬架突破现有技术的常规设计，将纵向托臂(纵向连杆)反向设置，在后悬架的横梁之前的安全区域腾出新的规则空间以放置电池，增加电动汽车的续航里程。由于新增的布置电池的空间位于后悬架的横梁之前，在碰撞时，这些空间将受到周围部件的保护，提高安全性。在发生尾部碰撞时，悬架的高强度横梁能很好的保护电池，因为横梁通常具有高的刚度及强度；此外，在发生尾部碰撞中，车轮可以通过高强度的纵向托臂被向前挤入车身而被车身的门槛梁支撑住，减小底板的侵入或变形量，因而保护了其中的电池。而在侧碰撞中，电池可以受到车轮以及高强度的纵向托臂和高强度横梁的保护。高强度为600MPa以上的强度。
[0024](2)本发明的车身与反向设置的悬架相配合，进行重新布置，在后车轮的轴线之后的车身上构造一个新的坚固的加强节点，该加强节点由车身的后纵梁、车尾碰撞管理系统(CMS)、后底板横梁相连接而形成，保证纵向托臂(纵向连杆)的位置稳定性。
【附图说明】
[0025]图1为应用本发明的后悬架和车身的电动汽车(部分)的立体结构示意图。
[0026]图2为图1的另一个方向(从车底方向看)的立体结构示意图。
[0027]图3为图1中的电动汽车去掉车轮后的另一个方向的立体结构示意图。
[0028]图4为图1中的电动汽车的后悬架的立体结构示意图。
[0029]图5为现有技术的后悬架和车身(部分)的电动汽车的立体结构示意图。
[0030]图6为图5中的电动汽车去掉车轮后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0032]首先说明的是，在本专利的权利要求书和说明书中，前方均指的是汽车正常行驶的方向。
[0033]图1为应用本发明的后悬架和车身的电动汽车(部分)的立体结构示意图。图2为图1的另一个方向(从车底方向看)的立体结构示意图。图3为图1中的电动汽车去掉车轮后的另一个方向的立体结构示意图。图4示出了本发明的一个实施例的后悬架的立体结构，图4中的箭头方向为前方，即车辆的前进方向。
[0034]如图1-图4所示，本发明的一个实施例的电动汽车的后悬架，所述的后悬架为扭转梁式悬架，包括两根纵向托臂21和连接两根纵向托臂21的横梁22，本发明的改进点在于，将纵向托臂21反向布置，即纵向托臂21的前端与车轮支架(图中未示出)连接，纵向托臂21的后端通过衬套支撑24与车身(图中未示出)连接，横梁22位于后车轮的轴线之后，横梁22之前的车底新增安装电池的规则空间。与现有技术相比，应用本发明的反向布置的后悬架的电动汽车，可在后悬架的横梁22之前，腾出更多规则空间，以用于布置更多的电池，以提高电动汽车的续航里程。该规则空间可以受到刚度和强度都比较高的横梁22的保护，在发生尾部碰撞时，降低电池受到碰撞而发生起火、爆炸的危险。其中，如图4所示，纵向托臂21的前端设置有用于与车轮支架连接的连接法兰28，其设置方式与现有技术类似，为本领域的技术人员所熟知，因而不再赘述。如图1-图4所示，
[0035]此外，虽然图4中没有示出，纵向托臂11上还连接有减震器和弹簧等部件，其设置方式与现有技术类似，因而不再赘述。
[0036]如图1-图4所示，由于后悬架结构的改变，与本发明的后悬架相配合的车身也要进行改进，其重要改变在于，在横梁22之前的车底，将普通汽车用于放置油