电动汽车底盘系统的制作方法

本发明涉及汽车领域，更具体地说，它涉及一种电动汽车底盘系统。

背景技术：

汽车底盘主要作用是支承、安装汽车发动机及其各部件的总成，汽车的整体造型以及再收到撞击起到支撑以及缓冲的效果，无论是传统汽车还是新能源汽车，车身轻量化已成为研究热点，尤其对电动汽车，轻量化的意义更大，对轻量化的要求更高，为了达到显著的轻量化效果，需要从材料、结构和制造工艺上寻找新的解决方案。

传统的汽车底盘，一般为中柱型或矩形框架型，公开号为CN104494702A的中国专利公开了一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统，包括两条纵向大梁和若干横梁，若干横梁分布于两条纵向大梁的不同高度层面及不同纵向位置，若干横梁榫接于两条纵向大梁形成整体受力的双纵梁多层底盘架；双纵梁多层底盘架的前部连接有前桥架，前桥架通过两条纵向大梁进行固定；双纵梁多层底盘架的后部连接有后桥架；后桥架通过两条纵向大梁进行固定；前桥架连接有前桥总成，后桥架连接有后桥总成，双纵梁多层底盘架设置有驱动总成和能源总成。

通过对纵向大梁与横梁榫接，形成双纵梁多层底盘架，使前、后桥架分别通过两条纵向大梁进行固定，将电池和电机放置于底盘两侧；虽然综合了整体受力式车身结构和双纵梁车身结构的优点，在汽车受到撞击时，该方案中通过纵梁和前桥架达到车辆前端的防撞作用，由于中柱结构或矩形框结构的抗碰撞性能以及强度有限，在车辆前端受到撞击时，车身底盘前端的受撞击的性能大大降低，对乘员的保护不够，从而影响行驶过程中突发事故的驾驶安全性能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种车辆抗撞击性能更佳、行驶更加安全的电动汽车底盘系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电动汽车底盘系统，由前端底盘子系统、中端底盘子系统以及后端底盘子系统构成，所述前端底盘子系统包括成塌陷方式设置的多边形桁架、设置于多边形桁架上的前吸能盒以及与前吸能盒连接的前防撞梁，所述中端底盘子系统包括动力电池组、用于安装动力电池组的立体箱壳以及设置于立体箱壳两侧的纵梁，所述后端底盘子系统包括矩形桁架、设置于矩形桁架上的后吸能盒以及与后吸能盒连接的后防撞梁，所述多边形桁架分为依次连接的上层、中层和下层，所述上层包括与多边形桁架连接的发动机舱以及与发动机舱连接且呈悬塔状形设置的罩板，所述中层包括与纵梁连接的纵梁延伸板，所述下层包括前副车架；所述纵梁延伸板通过前吸能盒与前防撞梁连接，所述前防撞梁与前副车架连接，在两所述纵梁延伸板之间设置有缓冲组件，所述立体箱壳一端与所述多边形桁架连接、另一端与所述矩形桁架连接。

如此设置，将前端底盘子系统设置为多边形桁架结构，由钢构建，以便利在其上悬挂、支撑各种设备，例如前轮和转向系统；将前端子底盘系统中的多边形桁架分为上中下三层，将正面碰撞的传力路径分开传递；正面碰撞传力路径上层是由发动机舱和罩板等零件组成，吸收了部分从前部传来的碰撞能量并把其余能量向纵梁和前围及其相应的加强梁进行分散传递；中层主要是由纵梁延伸板和缓冲组件组成，同时也包括了前防撞梁和吸能盒等，是主要的传力路径；通过前防撞梁、吸能盒以及缓冲组件将接受到的碰撞能量进行左右分流和初步吸收，并通过它们将能量往纵梁延伸板、门槛、中央通道等分散传递，达到撞击时大部分力的消散以及缓冲；下层主要是由前副车架组成，吸收了部分从前部传来的碰撞能量并把其余能量向纵梁延伸板和门槛等分散传递；同时前端底盘为刚性结构，同时在多边形桁架上设置前吸能盒以及前防撞梁，当汽车前部遭受猛烈撞击时，利用强韧的吸能材料尽可能多地通过变形吸收因撞击产生的巨大能量，前防撞梁能承受大量的撞击以及损伤，同时利用结构上的受力连续进行左右分流并将能量向后的纵梁传递，前端底盘子系统中多边形桁架塌陷，同时吸收撞击动能；通过三层相应的配合极大的提高前端子底盘系统的防撞性能，从而保护中部子底盘、其上的乘员、和其内的动力电池组。

中端底盘子系统中将立体箱壳设置为低矮的立体箱壳结构，立体箱壳容纳、支撑、固定全部的动力电池组，在底盘之外电池不再占任何体积，从而节省空间；同时将立体箱壳和其内部的动力电池组构成一个整体，立体箱壳之外除去连接部件外，不再有额外的外凸、肢角、和其他累赘，将立体箱壳与动力电池组位于同一水平面，使整车的重心更低、更稳定；同时立体箱壳的上部为一平面，便利在此平面之上任意安排各种结构和设备、任意调节其位置，使新车的整车设计更便利，并使今后的后续升级改型更方便；刚性立体箱壳结构，强度最高，比前端底盘子系统和后端底盘子系统强度更高，其构建材料为铝，以减轻重量，乘员框架位于中部子底盘之上，有效保护乘员的安全性能，动力电池组位于中部子底盘之内，在受到撞击后有效保证车内撞击后的安全稳定性能；同时外侧的纵梁用于连接中部的整体结构强度，以及连接前后的主要连接部，具有提高整体结构强度的作用。

后端底盘子系统，包括高强度和刚度矩形桁架，由钢构建，以便利在其上悬挂、支撑各种设备，例如后轮；当汽车遭受从后部来的猛烈碰撞时，矩形桁架可塌陷，加上后吸能盒以及后防撞梁吸收撞击动能，从而保护中端底盘子系统以及其上的乘员、和其内的动力电池组；设计上通过避开可能发生对乘员不利的危险变形，减少后方碰撞导致的对驾驶舱的侵入和保持相对较低的碰撞减速度，以此保证乘员的安全。

通过将底盘整体分为前、中、后三个底盘子系统作为吸能区，以正面碰撞多层传力路径的基础，设置正面碰撞多层传力路径的目的来体现三个吸能区的优势，使能量能合理有效地吸收和传递；撞击时前、后端底盘子系统塌陷达到吸收撞击能，使得位于中端子底盘系统之上的乘员和之内的电池得到更好的保护；同时底盘的上部为一平面，便利在此平面之上任意安排各种结构和设备、任意调节其位置，使新车的整车设计更便利，使整车的重心更低、行驶更加安全，并使今后的后续升级改型更方便。

进一步设置：所述缓冲组件包括一级缓冲区和二级缓冲区，所述前防撞梁背离纵梁的一端呈等腰梯形状设置，所述一级缓冲区包括与前防撞梁的腰部梁平齐设置的第一缓冲梁以及用于缓冲的第一吸能盒，所述第一缓冲梁通过第一吸能盒与前防撞梁的连接，且第一缓冲梁与前防撞梁的腰梁分别处于第一吸能盒的两端且错位布置；所述二级缓冲区包括与纵梁延伸板平齐设置的第二缓冲梁以及两端分别与第二缓冲梁和纵梁延伸板错位连接的第二吸能盒，所述第一缓冲梁和第二缓冲梁固定连接。

如此设置，当车辆受到撞击时，前端底盘子系统受压，其中处于中层上的第一缓冲区受压变形，通过呈等腰梯形状设置的前防撞梁，在受到压力后前防撞梁的两腰向内挤压，再通过第一吸能盒吸收前防撞梁传递过来的撞击力，当第一吸能盒受力过大而受损时，由于第一缓冲梁与前防撞梁的腰梁平齐且错位布置，使前端防撞梁处于第一缓冲梁上滑动，加上第二缓冲梁与纵梁为平齐设置，即与第一缓冲梁存在夹角，使前防撞梁两侧的腰处于第一缓冲梁上的摩擦力增大，提高缓冲效果的作用；之后前防撞梁上底边与第一缓冲梁相抵触，此时前防撞梁与第一缓冲组建一起达到缓冲的作用，而第二吸能盒为主要承担后序撞击压力的作用，当第二吸能盒受损后，前防撞梁与第一缓冲梁、第二缓冲梁处于纵梁延伸板上滑动，此时设置于纵梁上的前吸能盒为主要吸收撞击的作用，而纵梁为主要支撑和分散撞击力的承担部件；通过设置多个缓冲区，根据缓冲区之间相互的结构连接，提高前端底盘子系统的缓冲防撞性能以及多次撞击性能，同时当某个缓冲区受损后可对其单独进行更换，有效的节省维修费用的作用。

进一步设置：所述第一缓冲梁设置于前防撞梁向内的一侧，所述第二缓冲梁设置于纵梁延伸板向外的一侧，所述纵梁延伸板与纵梁分别与第三吸能盒的两端固定连接，且纵梁设置于纵梁延伸板的内侧。

如此设置，当第一吸能盒受力过大而受损时，由于第一缓冲梁与前防撞梁的腰梁平齐，加上第二缓冲梁与纵梁为平齐设置，即第一缓冲梁与第二缓冲梁之间存在夹角，使前端防撞梁处于第一缓冲梁外滑动，前防撞梁两侧的腰处于第一缓冲梁持续的滑动来达到增大摩擦力的作用，提高缓冲效果的作用，同时前防撞梁和第一缓冲组件一起承担抗击缓冲作用；同理当第二吸能盒受损后，前防撞梁与第一缓冲梁、第二缓冲梁处于纵梁延伸板外侧滑动，此时前防撞梁、第一缓冲组件、第二缓冲组件一起承担后续撞击的作用；多个缓冲组件的配合设置科提高车辆前断底盘系统的多次撞击缓冲的作用；一方面可以减小梁受损后相中端底盘子系统内部的破坏，另一方面由于相应的倾角设置，使第二缓冲梁处于纵梁延伸板外侧来达到增大摩擦力的作用，此时设置于纵梁上的前吸能盒为只要吸收撞击的作用。

进一步设置：在所述第一缓冲梁和第二缓冲梁的连接处设置有前横梁，多边形桁架两侧的第一缓冲梁通过前横梁连接。

如此设置，一方面可以增加两缓冲梁整体之间的结构强度，另一方面，在撞击时使前防撞梁与前横梁之间形成等腰梯形框架，再前防撞梁和前吸能盒受损后，前横梁与前防撞梁一起起到防撞支撑的作用，提高前端底盘撞击后的防撞击性能，后端为矩形框架，整体上使车辆前端类型三角形，增加车辆前端的稳定性能以及撞击性能。

进一步设置：在所述第一吸能盒、第二吸能盒、第三吸能盒、前吸能盒以及后吸能盒内均至少设置有两条吸能筋，所述吸能筋的轴线与受力方向垂直设置。

如此设置，在各个吸能盒内布置吸能筋，主要目的是便于低速碰撞时吸收足够的能量，保证车身本体不被破坏，减小车辆撞击后的损坏程度；同时将加强筋的轴线必须垂直于受力方向设置，避免振动时引起扭转，提高吸能盒的结构强度。

进一步设置：所述立体箱壳的结构形态采用椭圆形箱壳、多边形箱壳中的任意一种。

如此设置，椭圆形箱壳设计，一方面在车辆行驶时圆弧边也减轻底盘在行驶时，车身底盘所产生的阻力，提高车辆行驶性能；另一当面，车辆在受到撞击时，由于椭圆形在受力时，每段之间的角度切线处于不同角度，受力后将撞击力分散于各个方向，减轻底盘的局部受力；将立体箱壳设置多边形箱壳，增加各侧边在连接上的结构配合强度，在受力时，通过相邻边之间存在的夹角，将受到的撞击力得以分散至各个方向，达到减轻但侧边受力时的集中受力状况，提高位于中部子底盘之上乘员的安全性能以及位于中部子底盘之内的动力电池组。

进一步设置：所述立体箱壳的内部设置有用于加固立体箱壳及固定动力电池组的隔板，若干所述隔板横纵间隔交错设置。

如此设置，在立体箱壳中间增加隔架或隔板，一方面起到加固立体箱壳整体的结构强度的作用，另一方面也便于协助固定以及管理电池组的作用，提高立体箱体与动力电池组之间的设计布局。

进一步设置：所述立体箱壳采用桁架搭建，且在立体箱壳的底部设置有用于承托动力电池组的托板。

如此设置，桁架搭建的立体箱壳可提高中端底盘系统的撞击时的缓冲性能，在立体箱壳的底部增加托板，以托住电池，提高电池组件的稳定性能。

进一步设置：在所述矩形桁架的最长对角线上均设置有加强杆，若干加强杆的中端汇聚于矩形桁架的中心点上，且加强杆均通过第四吸能盒与矩形桁架连接。

如此设置，在矩形桁架的最长对角上均设置有加强杆，使每个面与对角线相应加强杆之间形成一个棱锥体，极大的提高矩形桁架的结构强度，同时在每个加强杆的端部与矩形桁架均通过第四吸能盒连接，提高车辆后端底盘子系统的抗撞击性能，使位于中端子底盘系统之上的乘员和之内的电池得到更好的保护。

进一步设置：在立体箱壳的上方设置有乘员框架，所述乘员框架与罩板连接，所述罩板内设置有内支撑板，若干所述内支撑板呈M状依次连接。

如此设置，罩板在车辆前端被撞击时，也可发生相应的形变起到一定的防撞缓冲的作用，在罩板内设置相应的内支撑板，其而成M状依次连接，使内支撑板与罩板之间形成多个三角形的支撑框架，提高车辆前端在受到撞击时，罩板起到相应的结构强度，提高车辆前端被撞击时的防撞性能。

通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术相比具有以下优点：

1、整体底盘为低矮的立体箱壳结构，同时也是动力电池组的装载箱，可容纳、支撑、固定全部的动力电池组，不再占任何体积，从而节省空间；

2、立体箱壳和其内部的动力电池组构成一个整体，箱壳之外除去连接部件外，不再有额外的外凸、肢角、和其他累赘，且与动力电池组位于同一水平面，使整车的重心更低、更稳定；

3、底盘采用了椭圆形或者多边形箱壳结构，在结构上比传统底盘更坚硬，从而更坚固、更轻；

4、整套底盘系统可由前、中、后三个底盘子系统构成，撞击时前后底盘子系统塌陷吸收撞击能，使得位于中部子系统之上的乘员和之内的电池，得到更好的保护，同时中部门槛和乘员框架的结构增加其安全性能；

5、立体箱壳的上部为一平面，便于在此平面之上任意安排各种结构和设备、任意调节其位置，使新车的整车设计更便利，并使今后的后续升级改型更方便、更安全、更轻更坚固重心更低的电动汽车底盘系统。

附图说明

图1为电动汽车底盘系统的结构示意图；

图2为图1中俯视图；

图3为前端底盘子系统的俯视图；

图4为八边形立体箱壳的俯视图。

图中：1、前端底盘子系统；11、多边形桁架；111、上层；112、发动机舱；113、罩板；114、中层；115、纵梁延伸板；116、下层；117、前副车架；12、前吸能盒；13、前防撞梁；14、缓冲组件；141、一级缓冲区；142、第一缓冲梁；143、第一吸能盒；144、二级缓冲区；145、第二缓冲梁；146、第二吸能盒；147、前横梁；148、第三吸能盒；149、内支撑板；2、中端底盘子系统；21、动力电池组；22、立体箱壳；221、隔板；222、托板；23、纵梁；24、乘员框架；3、后端底盘子系统；31、矩形桁架；32、后吸能盒；33、后防撞梁；34、加强杆；35、第四吸能盒。

具体实施方式

参照图1至图4对电动汽车底盘系统做进一步说明。

一种电动汽车底盘系统，如图1所示，由相互连接的用于安装转向系统、前轮等设备的前端底盘子系统1，用于承载乘员、安装动力传送装置等设备的中端底盘子系统2，用于安装后轮、悬挂、支撑各种设备的后端底盘子系统3三部分组成；在中端底盘子系统2的两侧设置有用于连接该三部分的纵梁23。

如图1所示，其中前端底盘子系统1包括成塌陷方式设置用于缓冲撞击的多边形桁架11、设置于多边形桁架11上利用强韧的吸能材料尽可能多地通过变形吸收因撞击产生的巨大能量的前吸能盒12以及与前吸能盒12连接且呈弧形设置的前防撞梁13。

如图2所示，多边形桁架11分为依次连接的上层111、中层114和下层116，且前防撞梁13朝多边形桁架11的一端呈等腰梯形状设置；上层111包括与多边形桁架11连接的发动机舱112以及与发动机舱112连接且呈悬塔状形设置的罩板113；在罩板113内设置有内支撑板149，若干内支撑板149呈M状依次连接；中层114包括与纵梁23连接的纵梁延伸板115；下层116包括前副车架117。

如图3所示，纵梁延伸板115通过前吸能盒12与前防撞梁13连接，同时前防撞梁13与前副车架117连接，在两纵梁延伸板115之间设置有缓冲组件14。

如图3所示，缓冲组件14包括一级缓冲区141和二级缓冲区144；一级缓冲区141包括与前防撞梁13的腰部梁平齐设置的第一缓冲梁142以及用于缓冲的第一吸能盒143；第一缓冲梁142通过第一吸能盒143与前防撞梁13的连接，且前防撞梁13的腰梁与第一缓冲梁142分别处于第一吸能盒143的两端且错位布置，同时第一缓冲梁142设置于前防撞梁13向内的一侧；二级缓冲区144包括与纵梁延伸板115平齐设置的第二缓冲梁145以及两端分别与第二缓冲梁145和纵梁延伸板115错位连接的第二吸能盒146，同时第二缓冲梁145设置于纵梁延伸板115向外的一侧；纵梁延伸板115与纵梁23分别与第三吸能盒148的两端固定连接，且纵梁23设置于纵梁延伸板115的内侧。

如图3所示，第一缓冲梁142和第二缓冲梁145之间形成120°倾斜角且固定连接，在第一缓冲梁142和第二缓冲梁145的连接处设置有前横梁147，两侧的第一缓冲梁142和第二缓冲梁145通过前横梁147连接。

如图2所示，中端底盘子系统2包括动力电池组21、用于安装动力电池组21且与动力电池组21处于同一水平面上的立体箱壳22以及设置于立体箱壳22两侧的纵梁23，立体箱壳22和其内部的动力电池组21构成一个整体，同时在立体箱壳22的上方设置有乘员框架24。

如图1所示，立体箱壳22的结构形态采用椭圆形箱壳、多边形箱壳中的任意一种，如图2所示，本方案中优选椭圆形箱壳；如图3所示，为八边形的立体箱壳的结构示意图；在立体箱壳22的内部设置有用于加固立体箱壳22及固定动力电池组21的隔板221，若干隔板221横纵间隔交错设置；同时立体箱壳22采用桁架搭建，且在立体箱壳22的底部设置有用于承托动力电池组21的托板222。

如图1所示，后端底盘子系统3包括矩形桁架31、设置于矩形桁架31上的后吸能盒32以及与后吸能盒32通过螺栓固定连接的后防撞梁33；在矩形桁架31的最长对角线上均设置有加强杆34，若干加强杆34的中端汇聚于矩形桁架31的中心点，使矩形桁架31的每一个面与汇聚后的加强杆34形成一个四凌锥，使矩形桁架31的整体结构增强；同时在加强杆34的两端均通过第四吸能盒35与矩形桁架31连接。

如图2所示，立体箱壳22一端与多边形桁架11连接，使前端呈等腰梯形状的多边形桁架11与中端的椭圆形箱壳连接，使车辆前端与中端呈逐渐增大的趋势，提高车辆行驶时的流线性；而另一端的尾部与矩形桁架31连接，同时增加车辆后端的撞击缓冲性能。

在第一吸能盒143、第二吸能盒146、第三吸能盒148、第四吸能盒35、前吸能盒12以及后吸能盒32内均至少设置有两条吸能筋，且吸能筋的轴线与受力方向垂直设置；同时在吸能盒上预设若干压溃筋，以便让吸能盒在轴向上发生压溃进而吸收所有能量，从而减小纵梁23在内的车身本体产生损害。

如图1所示，通过将底盘分为前、中、后三个底盘子系统，将各部分设置相应的结构性能吸能区，其中前端底盘子系统1主要由前防撞梁13、吸能盒和多边形桁架11组成，利用强韧的吸能材料尽可能多地通过变形吸收因撞击产生的巨大能量，同时利用结构上的受力、多边形桁架11塌陷连续进行左右分流并将能量向后面传递；中端底盘子系统2主要由纵梁23、立体箱壳22以及乘员框架24组成，通过合理变形以及对立体箱壳22相应的设计，来提高中端的结构强度以及安装布局；后端底盘子系统3主要为高强度和刚度的矩形桁架31，设计上通过避开可能发生对乘员不利的危险变形，减少正面碰撞导致的对驾驶舱的侵入和保持相对较低的碰撞减速度，以此保证乘员的安全。

如图1和图3所示，同时前端底盘子系统1中的多边形桁架11将其分为上、中、下层116进行缓冲区域，同时通过设置多个缓冲区域进行多次缓冲或者预防二次撞击，以正面碰撞多层传力路径的基础，设置正面碰撞多层传力路径，目的也就是为体现三个吸能区的优势，使能量能合理有效地吸收和传递；正面碰撞传力路径上层111是由发动机舱112和罩板113等零件组成，吸收了部分从前部传来的碰撞能量并把其余能量向纵梁23及其相应的加强梁上进行分散传递；中层114主要是由纵梁延伸板115和缓冲组件14组成，同时也包括前防撞梁13和吸能盒等，是主要的传力路径；前防撞梁13和吸能盒将接受到的碰撞能量进行左右分流和初步吸收，并通过它们将能量往纵梁延伸板115、门槛、中央通道等分散传递；下层116主要是由前副车架117组成，吸收了部分从前部传来的碰撞能量并把其余能量向纵梁延伸板115和门槛等分散传递；使得位于中端子底盘系统之上的乘员和之内的电池得到更好的保护。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。