电动汽车顶部框架结构的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及一种电动汽车顶部框架结构。

背景技术：

电动汽车作为一种新能源汽车，具有节能环保的优势，电动汽车越来越成为汽车领域研究的热点。目前电动汽车领域普遍存在的难题为电动汽车蓄电池续航里程有限，这限制了电动汽车的推广应用。

现有的车身上顶部框架结构，重量大，不利于电动汽车轻量化，不利有效延长电动汽车续航里程，且金属件制作装配及维护成本均较高，不利于降低成本，不能满足节能环保要求；为达到碰撞要求，顶部框架结构重量大，碰撞和重量两者难以同时兼顾。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车顶部框架结构，以达到重量轻，结构强度大的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

该电动汽车顶部框架结构，包括一对顶边梁、前风挡下横梁、前顶横梁、顶盖中横梁以及后顶横梁，所述顶边梁为沿侧围总成的整个长度方向延伸设置，所述前风挡下横梁、前顶横梁、顶盖中横梁以及后顶横梁从前到后依次设在一对顶边梁之间，所述顶边梁、前风挡下横梁、前顶横梁、顶盖中横梁以及后顶横梁均为中空的铝型材结构，形成铝型材车顶框架结构。

进一步的，所述顶边梁的前端与车身上A柱下结构相连，顶边梁的后端与车身上尾立柱相连。

所述顶边梁的内部设有将顶边梁内中空腔体分隔成一组独立空腔的加强筋。

所述顶边梁为等截面梁。

所述顶边梁的外侧壁用于安装电动汽车车身的外饰件，顶边梁的内侧壁用于固定车身顶部的横梁。

所述顶边梁的顶部靠外侧设有凸筋，顶边梁的顶部位于凸筋内侧的顶面用于固定前风挡玻璃和顶盖总成。

所述顶边梁的相连接的两个顶边梁侧壁之间为圆弧过渡连接。

所述前风挡下横梁的下部与流水槽后部相连，流水槽后部为铝件结构。

所述前风挡下横梁上设有前风挡连接面，前风挡连接面的下边缘设有凸起。

所述前风挡下横梁上设有仪表总成安装面，仪表总成安装面上设有用于固定仪表总成的安装螺母。

所述前风挡下横梁的端部与A柱上结构以及A柱上下结构连接梁相连。

所述前顶横梁的顶面后部为顶盖贴合面，前顶横梁本体的顶面前部为前风挡玻璃贴合面。

所述前顶横梁端部与车身上顶边梁的侧面焊接相连。

所述顶盖中横梁的端部与顶边梁的内侧面焊接相连。

所述顶盖中横梁与顶边梁相连的位置与B柱与顶边梁相连位置相对齐。

所述顶盖中横梁的中空腔体内部设有支撑筋，所述支撑筋与顶盖中横梁本体为一体结构。

所述顶盖中横梁与车身上的前顶横梁以及后顶横梁相平行设置。

所述后顶横梁包括背门铰链安装梁和顶盖尾横梁，所述背门铰链安装梁的端部与车身上顶边梁相连，所述顶盖尾横梁设在背门铰链安装梁上，所述背门铰链安装梁为中空的铝型材结构，所述顶盖尾横梁为铝板结构。

所述顶边梁的前端与A柱下结构上的连接梁相连，顶边梁的后端通过连接板与尾立柱以及车身上的后顶横梁相连。

所述加强筋与顶边梁为一体结构。

所述加强筋为十字加强筋。

所述流水槽后部上设有一组加强筋，所述加强筋的长度方向与前风挡下横梁本体横向中心线相垂直。

所述A柱上结构和A柱上下结构连接梁均为中空的铝型材结构。

所述前风挡下横梁本体端部设有用于卡在A柱上结构内侧台阶上的侧凸起。

所述安装螺母与前风挡下横梁配合处设有凸齿，凸齿嵌在前风挡下横梁中。

所述前风挡下横梁的内部设有卡槽，卡槽内设有螺母条，安装螺母设在螺母条上，安装螺母的螺母孔与安装孔相对应。

所述侧凸起的下部与A柱上下结构连接梁的上表面上相配合。

所述前顶横梁的前部设有凸出板，凸出板的上表面为前风挡玻璃贴合面。

所述前顶横梁本体的前风挡玻璃贴合面上设有前风挡玻璃安装定位孔。

所述前顶横梁的顶盖贴合面上设有顶盖安装定位孔。

所述前顶横梁的底面上对应中空结构设有遮阳板安装孔和顶灯安装孔，前顶横梁的侧面设有线束卡扣安装孔。

所述凸出板为前顶横梁的顶板延伸出的板。

所述背门铰链安装梁上设有背门铰链安装螺母板。

所述背门铰链安装梁的端部与车身上顶边梁之间通过连接板相连，连接板的下部与车身上尾立柱相连。

所述顶盖尾横梁上表面为顶盖贴合面，所述顶盖贴合面上设有顶盖定位孔。

所述背门铰链安装梁的底部前侧为斜面，前顶横梁的下边缘与斜面相连。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：该电动汽车顶部框架结构设计合理，所有梁均为中空的铝型材结构，车身顶部形成铝型材框架，重量轻，结构强度大，具有较好的碰撞效果，碰撞和重量两者可以同时兼顾；有利于电动汽车轻量化，可有效延长电动汽车续航里程。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明车身顶部骨架示意图。

图2为本发明车身上前风挡下横梁位置示意图。

图3为本发明前风挡下横梁结构示意图。

图4为本发明前风挡下横梁剖视图。

图5为本发明前顶横梁顶面示意图。

图6为本发明前顶横梁底面示意图。

图7为本发明前顶横梁局部示意图。

图8为本发明前顶横梁与顶边梁配合剖视图。

图9为本发明顶盖中横梁示意图。

图10为本发明顶盖中横梁截面示意图。

图11为本发明车身顶部骨架局部示意图。

图12为本发明后顶横梁端部连接处放大示意图。

图13为本发明后顶横梁结构示意图。

图14为本发明后顶横梁剖视图。

图15为本发明后顶横梁部件分解示意图。

图16为本发明顶边梁结构示意图。

图17为本发明顶边梁剖视图。

图中：

1.顶盖中横梁、

101.顶盖贴合面、102.端部连接面、103.第一支撑筋

2.前风挡下横梁、

201.前风挡连接面、202.仪表总成安装面、203.安装螺母、

3.前顶横梁、

301.前风挡玻璃贴合面、302.前风挡玻璃安装定位孔、303.顶盖贴合面、304.前顶横梁安装定位孔、305.顶饰条安装螺栓避让过孔、306.顶盖安装定位孔、307.遮阳板安装孔、308.顶灯安装孔、309.第二支撑筋

4.顶边梁、

407.第一顶梁侧壁、408.第二顶梁侧壁、409.第三顶梁侧壁、410.第四顶梁侧壁、411.第五顶梁侧壁、412.第六顶梁侧壁、413.第七顶梁侧壁、414、凸筋、415.加强筋、

5.后顶横梁、

501.背门铰链安装梁、502.顶盖尾横梁、503.背门铰链安装螺母板、

6.尾立柱、7.连接板、8.A柱下结构、9.连接梁。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1至图17所示，该电动汽车顶部框架结构，包括一对顶边梁4、前风挡下横梁2、前顶横梁3、顶盖中横梁1以及后顶横梁5，顶边梁4为沿侧围总成的整个长度方向延伸设置，前风挡下横梁2、前顶横梁3、顶盖中横梁1以及后顶横梁5从前到后依次固定在一对顶边梁4之间，顶边梁4、前风挡下横梁2、前顶横梁3、顶盖中横梁1以及后顶横梁5均为中空的铝型材结构，形成铝型材的车顶框架结构。铝型材通过模具挤出成型，重量轻，结构强度大，具有较好的碰撞效果，碰撞和重量两者可以同时兼顾；有利于电动汽车轻量化，可有效延长电动汽车续航里程。

前风挡下横梁2为中空的铝型材结构，前风挡下横梁2的端部与A柱上结构以及A柱上下结构的连接梁9相连，A柱上结构即为顶边梁的前部。

A柱上下结构的连接梁9是连接A柱上结构和A柱下结构8的连接纵梁，A柱上下结构连接梁后端焊接在A柱下结构8上，A柱上结构的前端焊接在A柱上下结构连接梁前端上表面上，A柱上结构前端的端面为平面。A柱上结构和A柱下结构以及A柱上下结构连接梁均为中空的铝型材结构。铝型材结构通过模具挤出成型，重量小，结构强度大，碰撞和重量两者可以同时兼顾，并且有利于电动汽车轻量化，可有效延长电动汽车续航里程。

A柱下结构8内设有用于将A柱结构内部分割成一组腔体的加强筋，重量轻，保证结构强度。加强筋为十字交叉结构，即一个横向加强筋，一个纵向加强筋，在A柱下结构内部形成四个腔体，即A柱下结构内部靠内侧为两个腔体，靠外侧为两个腔体，保证结构强度的同时具有一定吸能效果，具有较好正碰和侧碰效果，结构强度大，可为上部连接梁和前风挡下横梁提供可靠支撑。

前风挡下横梁2的下部与流水槽后部相连，流水槽后部为铝件结构，即铝板结构。流水槽后部上设有一组加强筋，加强筋的长度方向与前风挡下横梁2横向中心线相垂直，对前风挡下横梁本体形成可靠的支撑，重量轻，结构强度大。

前风挡下横梁2上设有前风挡连接面201，前风挡连接面201为斜曲面，通过玻璃胶与前风挡相连，前风挡连接面的下边缘设有凸起，便于安装。

前风挡下横梁2端部设有用于卡在A柱上结构内侧台阶上的侧凸起，侧凸起的下部与A柱上下结构连接梁的上表面上相配合，A柱上下结构连接梁形成可靠的支撑，并且前风挡下横梁端面下部与前围侧边板相连，结构设计合理，连接可靠。

前风挡下横梁2上设有仪表总成安装面202，仪表总成安装面202上设有安装孔，安装孔内设有用于固定仪表总成的安装螺母203。

优选的，安装螺母203与前风挡下横梁2配合处设有凸齿，凸齿嵌在前风挡下横梁中，安装螺母相对前风挡下横梁不会转动，安装方便，防止后期安装螺母松动，影响固定效果，产生异响。

或者，前风挡下横梁2的内部设有卡槽，即卡槽设在仪表总成安装面的内侧，卡槽内插有螺母条，螺母条上设有安装螺母，安装螺母203为凸焊螺母，凸焊螺母的螺母孔与安装孔相对应。螺母条插入卡槽内两端通过铆钉固定在前风挡下横梁上，结构简单，安装操作简便；并且凸焊螺母不易松动，由于传统单个安装孔受力，改变成整个螺母条及前风挡下横梁受力，受力均匀，仪表总成固定更可靠，并且前风挡下横梁不易变形。

前顶横梁3的顶面后部为顶盖贴合面303，前顶横梁本体的顶面前部为前风挡玻璃贴合面301，一根横梁可同时固定顶盖和前风挡玻璃，结构设计合理，重量轻。

前顶横梁3端部与车身上顶边梁4的侧面焊接相连。前顶横梁1的内部设有第二支撑筋309，第二支撑筋309和前顶横梁为一体结构，前顶横梁的中空结构截面为“日”字型，第二支撑筋的上端与前顶横梁的顶板相连，第二支撑筋的下端与前顶横梁的底板相连，通过成型模具一起挤出成型，结构强度大。

前顶横梁3的前部设有凸出板，凸出板的上表面为前风挡玻璃贴合面301。凸出板为前顶横梁的顶板延伸出的板。凸出板通过成型模具一起挤出成型，结构强度大。

前顶横梁3的前风挡玻璃贴合面301上设有前风挡玻璃安装定位孔302，前风挡玻璃安装定位孔302为两个，一个为圆形孔，另一个腰型孔，前风挡玻璃上定位销与前风挡玻璃安装定位孔配合安装方便。

前顶横梁3的顶盖贴合面303上设有顶盖安装定位孔306；在顶盖贴合面303上设有前顶横梁安装定位孔304，前顶横梁与顶边梁焊接时通过前顶横梁安装定位孔对前顶横梁位置进行定位。在顶盖贴合面的边部设有顶饰条安装螺栓避让过孔305。

前顶横梁3的底面上对应中空结构设有遮阳板安装孔307和顶灯安装孔308，前顶横梁的侧面设有线束卡扣安装孔。

顶盖中横梁1的顶面为顶盖贴合面101，顶盖与顶盖贴合面101之间通过密封胶相连，顶盖中横梁端部的端部连接面102与顶边梁的内侧面焊接相连，连接可靠，重量轻。

顶盖中横梁1的中空腔体内部设有第一支撑筋103，第一支撑筋103与顶盖中横梁为一体结构。第一支撑筋103的上端与顶盖中横梁的顶部相连，第一支撑筋103的下端与顶盖中横梁的底部相连，支撑筋与顶盖中横梁通过模具挤出一起成型，结构强度大。

顶盖中横梁1与顶边梁4相连的位置与B柱与顶边梁4相连位置相对齐，B柱对该位置的顶边梁竖直支撑，防止此处的顶边梁变形，保证结构强度。

顶盖中横梁1与车身上的前顶横梁3以及后顶横梁5相平行设置。前顶横梁以及后顶横梁的端部均与顶边梁相连，形成顶部框架结构，重量轻，结构强度大。

后顶横梁5包括背门铰链安装梁501和顶盖尾横梁502，背门铰链安装梁501的端部与车身上顶边梁4相连，顶盖尾横梁502设在背门铰链安装梁501上，背门铰链安装梁501为中空的铝型材结构，顶盖尾横梁502为铝板结构。铝型材通过模具挤出成型，重量轻，结构强度大，具有较好的碰撞效果，碰撞和重量两者可以同时兼顾；有利于电动汽车轻量化，可有效延长电动汽车续航里程。

背门铰链安装梁501的顶面上固定有背门铰链安装螺母板503，背门铰链安装螺母板503为长方形板，背门铰链安装螺母板上设有螺孔用于固定背门铰链，保证背门铰链的固定强度。

背门铰链安装梁501的端部与车身上顶边梁4之间通过连接板7相连，连接板7的下部与车身上尾立柱6相连。通过连接板实现背门铰链安装梁的端部与顶边梁及尾立柱均相连，提高连接可靠性。

背门铰链安装梁501的内部设有支撑筋，支撑筋和背门铰链安装梁为一体结构，通过模具挤出一体成型，结构强度大，支撑筋的上端与背门铰链安装梁的顶部相连，支撑筋的下端与背门铰链安装梁的底部相连。支撑筋使背门铰链安装梁的内部形成两个独立腔体，重量轻，结构强度大。

背门铰链安装梁501的底部前侧为斜面，前顶横梁502的下边缘与斜面相连，连接面积大，保证连接强度。顶盖尾横梁需要强度相对背门铰链安装梁小，因此将前顶横梁设计铝板结构，保证结构强度的同时重量轻。

顶盖尾横梁502的上边缘设有折边，折边的上表面为顶盖贴合面，顶盖贴合面上设有顶盖定位孔，顶盖定位孔与顶盖上的定位销相适配，对顶盖的车身顶部位置进行定位，顶盖与顶盖贴合面之间通过密封胶固定连接。

尾立柱6和顶边梁4均为中空的铝型材结构。顶边梁的内部设有将顶边梁内部分隔成一组独立空腔的加强筋，提高顶边梁的结构强度。

顶边梁4为沿侧围总成的整个长度方向延伸设置，贯穿整个侧围总成；A柱下结构8上端前部焊接有纵向的连接梁9，连接梁9的长度方向与车身的Y方向相平行，顶边梁4前端的端面为平端面，顶边梁4的前端面焊接在连接梁9的上表面上，顶边梁4的后端通过连接板7与尾立柱6以及车身上的后顶横梁5焊接相连，顶边梁4前后两端固定可靠。

顶边梁4、A柱下结构8、连接梁9、尾立柱6以及后顶横梁5均中空的铝型材结构。铝型材结构通过模具挤出成型，重量小，结构强度大。

顶边梁4的前端还与前风挡下横梁2相连，顶边梁4的后端与后顶横梁5相连，在前顶横梁3和后顶横梁5之间设有顶盖中横梁1，顶盖中横梁1的端部固定在顶边梁上。前风挡下横梁2、顶盖中横梁1、后顶横梁5以及前顶横梁3均为中空的铝型材结构，与顶边梁4配合形成铝型材的框架结构，重量轻，结构强度大。

顶边梁4的材质为铝型材，通过原材料挤出成型，然后将具有成型出的空腔结构的管材按照车身设计形状折弯，即可形成顶边梁4。

顶边梁4包括由多个侧壁包围形成的空心管体和设置于空心管体内的加强筋415，加强筋415将空心管体的内腔分隔成多个独立的空腔，加强筋与顶边梁为一体结构，通过模具一起挤出成型，顶边梁4的刚度好、重量轻。

顶边梁4为等截面梁，顶边梁4具有依次连接的第一顶梁侧壁407、第二顶梁侧壁408、第三顶梁侧壁409、第四顶梁侧壁410、第五顶梁侧壁411、第六顶梁侧壁412和第七顶梁侧壁413。第一顶梁侧壁407和第二顶梁侧壁408用于安装电动汽车车身的外饰件，车身顶部的外饰件可以通过紧固件和/或卡接的方式安装到顶边梁4上，方便拆装。

B柱总成与第三顶梁侧壁409和第四顶梁侧壁410连接，C柱总成与第三顶梁侧壁409连接，第七顶梁侧壁413用于安装前挡风玻璃和顶盖总成，第六顶梁侧壁412用于安装车身骨架顶部的其它梁体。

在车身骨架上，具有两个侧围总成，两个侧围总成的顶边梁4分别前挡风玻璃和顶盖总成的一端对前挡风玻璃和顶盖总成提供支撑，因此作为顶边梁4的顶壁的第七顶梁侧壁413的宽度方向与X向相平行。第三顶梁侧壁409和第四顶梁侧壁410作为顶边梁的底壁部分且与第七顶梁侧壁413为相对设置，第一顶梁侧壁407和第六顶梁侧壁412分别位于第七顶梁侧壁413的一侧且朝向第七顶梁侧壁413的同一侧延伸，第一顶梁侧壁407和第六顶梁侧壁412为相对设置，第二顶梁侧壁408和第五顶梁侧壁411为相对设置。

作为优选的，第五顶梁侧壁411和第六顶梁侧壁412作为顶边梁位于驾驶室一侧的侧壁，第六顶梁侧壁412相对于大致呈水平状态的第七顶梁侧壁413为竖直设置，第六顶梁侧壁412与第七顶梁侧壁413之间的夹角大致为90度，第五顶梁侧壁411相对于大致呈水平状态的第七顶梁侧壁413为倾斜设置，第五顶梁侧壁411与第七顶梁侧壁413之间的夹角为锐角，而且第五顶梁侧壁411为向下朝向第七顶梁侧壁413的内侧下方倾斜延伸，第五顶梁侧壁411与第六顶梁侧壁412之间的夹角为钝角，第五顶梁侧壁411的上端与第六顶梁侧壁412的下端连接，第五顶梁侧壁411的下端偏向第三顶梁侧壁409。顶边梁4的第五顶梁侧壁411位于乘员的头部上方，而将第五顶梁侧壁411设置成相对于乘员头部为朝向外侧下方倾斜延伸的，从而可以提高车内乘员头部空间，提高乘坐舒适性。

作为优选的，顶边梁4的相连接的两个顶梁侧壁之间为圆弧过渡连接，第一顶梁侧壁407和第二顶梁侧壁408为V形布置，第三顶梁侧壁409和第四顶梁侧壁410为V形布置，第一顶梁侧壁407、第二顶梁侧壁408、第三顶梁侧壁409和第四顶梁侧壁410相对于呈水平状态的第七顶梁侧壁413均为倾斜设置，第一顶梁侧壁407与第二顶梁侧壁408之间的夹角为钝角，第二顶梁侧壁408与第三顶梁侧壁409之间的夹角为钝角，第三顶梁侧壁409与第四顶梁侧壁410之间的夹角为钝角，第四顶梁侧壁410与第五顶梁侧壁411之间的夹角为钝角。

作为优选的，顶边梁4还具有位于第一顶梁侧壁407和第七顶梁侧壁413之间且朝向第七顶梁侧壁413的外侧上方凸出的凸筋414，凸筋414与第一顶梁侧壁407的端部和第七顶梁侧壁413的端部连接，凸筋414的宽度较小，凸筋414与顶边梁4的七个顶梁侧壁使顶边梁4的横截面形成封闭环形结构。顶边梁4上设置凸出的凸筋414，可以增大顶边梁4的尺寸，提高顶边梁4整体的刚度。

作为优选的，顶边梁4的内部还具有一个加强筋415，加强筋415优选为横截面为十字形的十字加强筋，十字加强筋使顶边梁内部形成四个独立的空腔。加强筋415在周向上具有四个端部，加强筋415的第一端与第二顶梁侧壁408连接，第二端在第三顶梁侧壁409和第四顶梁侧壁410的连接处与第三顶梁侧壁409和第四顶梁侧壁410连接，第三端在第五顶梁侧壁411和第六顶梁侧壁412的连接处与第五顶梁侧壁411和第六顶梁侧壁412连接，第四端与第七顶梁侧壁413连接。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。