前纵梁后段封闭结构及包括其的电动汽车的制作方法

本发明涉及一种汽车车身结构件，具体说涉及一种前纵梁后段封闭结构。

本发明还涉及一种设置有上述前纵梁后段封闭结构的电动汽车。

背景技术：

随着技术的不断进步，电动汽车的车身结构和传统燃油汽车有了较大的区别，以往在燃油车型的车身结构上修修补补的方式已经无法满足日益严格的碰撞和安全要求。针对电动汽车的特性开发全新的车身结构，已经逐渐成为一种趋势。前纵梁是传统车身结构中重要的承载件，同时也是正面碰撞时吸能的关键部件，在车身结构设计中需要重点关注。当前电动汽车一般将动力电池布置在车身地板下部，由于电池质量较大，电动汽车的整车质量一般会大于传统的燃油汽车。同时，电动汽车由于装配有大量的高压零部件，碰撞发生时要极力避免高压零部件（尤其是驱动电池）遭受到大的冲击。这就要求设计前纵梁时，既要保证前部有着足够的吸能溃缩空间，也要保证纵梁后部要有足够的支撑强度，避免驱动电池被破坏。

目前主流的电动汽车前纵梁结构，为了提高碰撞性能和承载强度，通常采用降低和地板的相对高度的设计。这样的前纵梁结构设计虽然提高了碰撞性能，但由于纵梁位置较低，会占据前电机传动轴的安装空间，导致前电机传动轴安装困难甚至无法安装。如果在纵梁上切出传动轴装配空间，又会造成碰撞时纵梁局部应力集中，极大的降低前纵梁的碰撞性能。而电动汽车实现四轮驱动功能时，一般采用前后双电机的布置形式，这就要求设计一种结构简单，可靠性好的前纵梁形式，同时能兼顾碰撞吸能和前电机传动轴装配和拆卸的要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种前纵梁，尤其是前纵梁的后段部分，在保证纵梁强度的前提下，该前纵梁后段与车身地板之间的高度降低。

本发明涉及的一个方面为前纵梁后段封闭结构，该前纵梁后段封闭结构包括前纵梁后段本体，还包括：

第一连接部件，所述第一连接部件附接于所述前纵梁后段本体的一个片段上，并且具有横向上连通的缺口；以及

第二连接部件，所述第二连接部件可拆卸地装配于所述第一连接部件上以封闭所述第一连接部件的缺口从而形成用于安装其它部件的空间。

本发明的前纵梁后段采用的是可拆卸连接的分体式结构。通过第一连接部件、第二连接部件形成后段封闭结构后，既留出了传动轴的装配、拆卸和运动空间，又保证了前纵梁的整体强度。采用该结构，前纵梁和车身地板之间的相对高度可以降得很低，提高前纵梁的碰撞性能。

可选地，在上述前纵梁后段封闭结构中，所述第一连接部件的底部连同所述前纵梁后段本体形成有所述缺口。该封闭结构利用了前纵梁的部分空间，从而安装更紧凑且保证了强度。

可选地，在上述前纵梁后段封闭结构中，所述前纵梁后段本体与所述第一连接部件为焊接连接；所述第一连接部件与所述第二连接部件为螺栓连接，所述第一连接部件与所述第二连接部件上均设有螺栓过孔，通过螺栓实现连接。

可选地，在上述前纵梁后段封闭结构中，所述第一连接部件与所述第二连接部件之间的所述螺栓连接至少有两处，其中第一螺栓连接为第一方向上的连接，第二螺栓连接为垂直于所述第一方向的第二方向上的连接。

可选地，在上述前纵梁后段封闭结构中，所述第一方向为上下方向，并且所述第一螺栓连接在所述前纵梁后段封闭结构的相对靠前位置；所述第二方向为横向方向，并且所述第二螺栓连接在所述前纵梁后段封闭结构的相对靠后位置。

本发明的前纵梁后段封闭结构考虑了空间布局以及多个方向上的定位和连接，使得第二连接部件牢固且方便地安装于第一连接部件上。

可选地，在上述前纵梁后段封闭结构中，所述第一连接部件与所述第二连接部件之间还设置有第一齿导向结构，所述第一齿导向结构包括第一凸起部和配合于所述第一凸起部的凹陷部，所述第一凸起部设置于所述第一连接部件与所述第二连接部件的其中一者上，所述凹陷部设置于另一者上。

可选地，在上述前纵梁后段封闭结构中，所述第一连接部件与所述第二连接部件之间还设置有第二齿导向结构，所述第二齿导向结构包括第二凸起部和所述第二凸起部能够嵌入的约束部，所述第二凸起部、所述约束部上均设有螺栓过孔以供螺栓穿入，所述第二凸起部设置于所述第一连接部件与所述第二连接部件的其中一者上，所述约束部形成于另一者的横向相对两侧上。

组成前纵梁后段的第一连接部件、第二连接部件上均设有齿状的凸起特征，不仅起到装配导向的作用，啮合后又起到加强纵梁强度的作用。

可选地，在上述前纵梁后段封闭结构中，所述第一连接部件上布置有多个减重孔；所述第二连接部件的底部上设置纵向筋条。

可选地，在上述前纵梁后段封闭结构中，所述第二连接部件上还设置有与所述前纵梁后段本体和前副车架连接的安装孔，以及在所述第二连接部件的一侧上设有用于匹配所述前副车架工装的定位孔。

第二连接部件上设计了工装结构，用于配合前副车架工装，能够和前副车架一起快速定位和安装到车身上。

本发明涉及的另一方面为一种电动汽车，包括设置于前车身内的电机以及两根前纵梁，所述电机在所述前纵梁之间，所述前纵梁具有以上所述的前纵梁后段封闭结构，由所述第一连接部件的缺口形成的空间用于接收所述电机的传动轴。

该电动汽车由于采用了新的前纵梁后段封闭结构，在保证不影响碰撞性能和纵梁强度的同时，降低了纵梁自身的重量，同时兼顾了传动轴拆装的便利性，借助工装夹具能够实现快速定位与拆装。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1是本发明涉及的前纵梁后段封闭结构的一个实施例的分解示意图；

图2是图1中A-A截面的示意图；

图3是本发明涉及的前纵梁后段封闭结构中第二连接部件的一个实施例的结构示意图；

图4是本发明涉及的前纵梁后段封闭结构组装后的示意图；以及

图5是本发明涉及的经组装的前纵梁后段封闭结构在车身内的示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

参见图1，为本发明涉及的前纵梁后段封闭结构的分解示意图。该前纵梁后段封闭结构包括前纵梁后段本体1、第一连接部件2（即上连接部件）和第二连接部件3（即下连接部件）。前纵梁后段本体1可以是由多个薄壁管状金属件制成的长型件，可参考图2所示截面。图1所示为一个片段的前纵梁后段本体1，在该图中，左右向为纵向，相对于车身，左边为前方，右边为后方。该前纵梁后段本体1相对于整个前纵梁而言，是位于前纵梁的后方接近于副车架的部分。本发明涉及的前纵梁后段封闭结构设置于前纵梁后段的一个片段上。前纵梁后段本体1固定连接第一连接部件2，第二连接部件3可拆卸地与第一连接部件2装配连接。根据第一连接部件2的造型，前纵梁后段本体1上切出形状经设定的缺口，以方便附接第一连接部件2。前纵梁后段本体1与第一连接部件2为焊接连接。第一连接部件2的底部上也设有缺口21，该缺口21用于前纵梁后段附近的其它部件穿过。当第一连接部件2焊接于前纵梁后段本体1上后，该缺口21的开口向下，形成横向上贯通的空间4，该横向基本垂直于前纵梁所沿循的纵向。第一连接部件2与第二连接部件3之间为螺栓连接。第一连接部件2与第二连接部件3上均设有螺栓过孔27、28、37（图3）、38。通过螺栓，第二连接部件3能够紧固于第一连接部件2上。当第二连接部件3连接到第一连接部件2上后，能够封闭第一连接部件2的缺口21，该缺口21从而形成用于安装其它部件的空间4（可以参看图4－5）。

本发明的前纵梁后段不再是焊接一体式结构，而是采用可拆卸连接的分体式结构。通过上下两个连接部件形成后段封闭结构后，既留出了传动轴71的装配、拆卸和运动空间，又保证了前纵梁的整体强度。

回到并结合图1和图3，第一连接部件2与第二连接部件3之间的螺栓连接至少有两处。其中第一螺栓连接5为第一方向z上、即上下方向上的连接，其在整个封闭结构的靠前位置。第二螺栓连接6为第二方向y上、即横向上的连接，其在整个封闭结构的靠后位置。第二方向y基本垂直于第一方向z。在靠前位置安排上下方向的第一螺栓连接5、在靠后位置安排横向的第二螺栓连接6符合前纵梁自身结构以及有利于节省空间。对于第一螺栓连接5，第一连接部件2的底部设螺栓过孔27，第二连接部件3上相应地设螺栓过孔37，由螺栓自下向上依次穿过第二连接部件3、第一连接部件2后紧固。螺栓过孔27、37的个数、孔径、位置等都通过尺寸设计和强度计算，其可以如图1、图3所示的两个螺栓过孔37错开的方式排布，也可以有其它的布置方式。对于第二螺栓连接6，第一连接部件2的相对两侧上各设螺栓过孔28，第二连接部件3在相应的地方上设螺栓过孔38，螺栓横向上依次穿过进行紧固以形成第二螺栓连接6（参见图2的下方）。

第一连接部件2、第二连接部件3之间还设有齿导向结构，包括第一齿导向结构和第二齿导向结构。第一齿导向结构包括第一连接部件2的底部上设置的两个第一凸起部22以及相应地第二连接部件3上设置的两个凹陷部32，两个第一凸起部22可插入两个对应凹陷部32中。第一凸起部22为齿形。第一齿导向结构不仅有导向的作用，而且齿的啮合还起到加强强度的作用。本领域技术人员可想得到的是，也可以在第一连接部件2上设置凹陷部而在第二连接部件3上设置第一凸起部，同样能获得导向和强度的双重作用。

第二齿导向结构包括第二连接部件3上设置的第二凸起部31和第一连接部件2的横向相对两侧形成的约束部24，第二凸起部31能嵌入两个约束部24中。第二凸起部31为具有一定厚度的齿形。第二凸起部31嵌入约束部24之间，既起到导向作用，而且齿的存在也加强了强度。第二螺栓连接6集成于第二齿导向结构上。第二凸起部31上设有长形的螺栓过孔38，两个约束部24上设有螺栓过孔28，在第二凸起部31嵌入约束部24之间安装到位后，螺栓依次穿过这些螺栓过孔28、38，实现紧固。本领域技术人员可想得到的是，也可以在第一连接部件2上设置第二凸起部，在第二连接部件3上设置约束部，或者在第一连接部件2上设置三个约束部，在第二连接部件3上设置两个第二凸起部以分别嵌入两两约束部之间以达到上述相同的导向和安装效果。

第一连接部件2的表面上可适当地布置若干个减重孔26（参见图1），第二连接部件3的底部设有一条至多条纵向筋条36以加强该方向上的强度（参见图2的下方）。

第二连接部件3上还设有方便其它部件安装的工装结构。继续参见图3，第二连接部件3的后方位置上设置有与前纵梁后段本体1和前副车架连接的安装孔34，前副车架通过该安装孔34安装到前纵梁后段本体1上。

第二连接部件3的一侧上还设有用于匹配前副车架工装夹具的两个定位孔35，如图3所示。

本发明涉及的前纵梁后段封闭结构安装到车身上的过程如下：

在前纵梁后段本体1上开孔，第一连接部件2与该孔基本匹配，采用焊接方式固定在前纵梁后段本体1上。此时前纵梁后段本体1下部缺口未封闭，用于完成电机7的传动轴71的装配。

将电机7的传动轴71穿过未封闭的缺口。

第二连接部件3上设有安装孔和定位孔，用以定位和匹配前副车架及其工装，当前副车架和车身合装时，第二连接部件3能够和前副车架一起快速定位和安装到设计位置。

通过第一齿导向结构、第二齿导向结构将第二连接部件3快速安装到第一连接部件2上。具体是，将第一连接部件2的第一凸起部插入第二连接部件3的凹陷部中，第一连接部件2的约束部之间插入第二连接部件3的第二凸起部，并且它们的螺栓过孔对准。

将螺栓拧入第一连接部件2、第二连接部件3的各螺栓过孔中，以及将安装前副车架的螺栓拧入。

当第二连接部件3安装到第一连接部件2上后，前纵梁后段形成封闭结构，参见图4－5。电机7的传动轴71穿过的空间4为封闭空间，而且该封闭结构加强了前纵梁的强度。

上述方案，前纵梁后段与地板8之间的高度得到降低，能够在保证不影响前纵梁碰撞性能的同时，减轻纵梁重量，保证前电机7的传动轴71的装配空间，整体装配过程简单，维修拆卸方便性好，进一步降低了生产和售后维修过程中的花费。

为了方便介绍，本申请中提到的“纵”、“横”、“上”、“下”、“前”、“后”、“两侧”等表示方位的术语指的是本发明涉及的前纵梁后段封闭结构在车身中的方向。但是，上述方位术语仅用来便于描述，本领域技术人员能够想得到的是，对于车辆的前纵梁的描述可以不限于上述方位术语。在三维空间内，这些方位术语可以发生变化。

虽然已详细地示出并描述了本发明的具体实施例以说明本发明的原理，但应理解的是，本发明可以其它方式实施而不脱离这样的原理。