电动汽车安全防撞系统的制作方法

本发明涉及汽车领域，更具体地说，它涉及一种电动汽车安全防撞系统。

背景技术：

汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成，底盘作用是支承、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作用，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。

传统的汽车底盘多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，在汽车侧端受到撞击时，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，车身底盘侧端的受撞击的性能降低，在车辆受到撞击时，侧方缺少良好的防撞保护结构，从而对乘员的保护不够，影响驾驶过程中突发事故的安全性能。

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侧端抗撞击性能更加良好的电动汽车安全防撞系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电动汽车安全防撞系统，由前端底盘子系统、中端底盘子系统和后端底盘子系统构成，所述前端底盘子系统包括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且与动力电池组处于同一水平面上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后防撞梁以及与后防撞梁连接的后吸能盒，所述纵梁上连接有呈拱形状设置的纵防撞梁，在所述纵防撞梁的两端均设置有连接杆，在所述纵梁上固定设置有套管，两所述连接杆的一端均设置于套管内且与套管滑动连接，且两所述连接杆的末端通过拉伸弹簧相互连接，在所述纵防撞梁与纵梁之间还设置有用于缓冲的缓冲组件，所述纵防撞梁一端与所述前吸能盒连接、另一端与所述后吸能盒连接。

如此设置，将底盘分为前端底盘子系统、中端底盘子系统和后端底盘子系统三部分，将前端底盘子系统设置为由钢构建的前端底盘，同时在设置前吸能盒以及前防撞梁，当汽车前部遭受猛烈撞击时，利用前吸能盒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，从而保护中部子底盘、其上的乘员、和其内的动力电池组。

中端底盘子系统中通过立体箱壳容纳、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，在收到撞击后有效保证车内撞击后的安全稳定性能；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，同时两侧的纵梁起到良好的支撑及稳定的作用；当车体的侧端受到撞击时，先将撞击力作用于纵防撞梁上，呈拱形状的纵防撞梁受力产生形变，纵防撞梁向两端延伸，使两端分别作用于前、后吸能盒上，通过吸能盒将大部分撞击力进行吸收以及分散转移；同时设置于纵防撞梁上的连接杆处于纵梁上的套筒内发生滑移，拉伸弹簧受力拉伸，可吸收部分能量；纵防撞梁朝纵梁方向产生形变时，纵防撞梁同时作用于缓冲组件上，通过缓冲组件再次对纵防撞梁上的撞击力进行缓冲；通过将作用于纵防撞梁上的撞击力进行多个方向的分散、作用于相应的吸能盒上进行吸能以及相应的缓冲组件上进行缓冲和分散，将车辆侧端的撞击力进行多方向削减和多次缓冲，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。

后端底盘子系统包括高强度和刚度的钢构建底盘，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碰撞时，后端可塌陷，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。

进一步设置：所述缓冲组件包括呈中空状设置且一端设置有开口的壳体、设置于壳体内且一端与壳体的内壁固定连接的压缩弹簧以及设置于压缩弹簧另一端且通过压缩弹簧与壳体的开口相抵触的挡板，所述壳体的另一端与纵梁连接，所述挡板设置于壳体内且与壳体的内壁滑动连接，所述挡板通过设置于挡板与纵防撞梁之间用于缓冲的滑动组件与纵梁连接。

如此设置，当纵防撞梁产生形变，且作用于缓冲组件上时，纵防撞梁通过设置于壳体的开口端上的滑动组件再作用于挡板上，通过与挡板抵触，挡板与开口脱离接触，挡板进而处于壳体内进行滑动，使压缩弹簧处于壳体内进行压缩，达到缓冲组件进行缓冲的作用。

进一步设置：所述滑动组件包括抵触弹簧、设置于抵触弹簧两端的滑块以及设置于滑块一端面上的连接块，所述滑块另一端面通过设置于连接块上的纵防撞梁与挡板抵触连接，所述壳体的开口朝壳体内呈逐渐缩小的棱台状设置，所述滑块的一端面与抵触弹簧抵触连接，另一端面呈倾斜状设置，且处于开口的端面上与壳体滑动连接。

如此设置，在纵防撞梁产生形变时，纵防撞梁上的作用力通过连接块作用于滑块上，由于壳体的开口和滑块接触的端面为斜面，当连接块一端的力逐渐变大时，两滑块逐渐靠近，且处于壳体的开口端逐渐向壳体内滑动，同时两滑块之间的抵触弹簧压缩，通过抵触弹簧的压缩可达到吸收部分撞击力的作用，达到缓冲的作用；之后滑块通过与挡板相抵触，使挡板处于壳体内滑动，同时促使压缩弹簧进行压缩吸能的作用，达到多次缓冲吸能的目的，提高缓冲组件整体的缓冲慢吸能的效果。

进一步设置：在两所述滑块上均设置有第一导向柱，所述抵触弹簧的两端分别套接于两滑块的第一导向柱上且与滑块固定连接。

如此设置，将抵触弹簧的两末端均套接于第一导向柱上，且两端分别与滑块固定连接，在抵触弹簧压缩时，第一导向柱可以起到抵触弹簧压缩导向的作用，使抵触弹簧在受到侧端正向方向撞击时，抵触弹簧的压缩缓冲方向与冲击力方向相垂直，提高抵触弹簧压缩缓冲的性能。

进一步设置：在所述挡板和壳体的内侧壁上均设置有第二导向柱，所述压缩弹簧的两端均套接于第二导向柱上，且分别与壳体以及挡板固定连接。

如此设置，将压缩弹簧的两末端均套接于第二导向柱上，且两端分别与壳体以及挡板固定连接，在压缩弹簧压缩时，第二导向柱可以起到压缩弹簧压缩导向的作用，使压缩弹簧在受到侧端正向方向撞击时，压缩弹簧的压缩缓冲方向与冲击力方向相垂直，提高压缩弹簧压缩缓冲的性能。

进一步设置：在所述纵梁上设置有矩形桁架，所述矩形桁架设置于缓冲组件的两侧，且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，且加强杆均通过第一吸能盒与矩形桁架连接。

如此设置，矩形框架在被撞击后可产生一定的形变，塌陷可吸收一定的能量，达到缓冲的作用；同时将矩形框架设置于缓冲组件的两侧，可提高缓冲组件的稳定性能，矩形对于缓冲组件起到一定的支撑作用；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一吸能盒连接，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：在所述前吸能盒、后吸能盒以及第一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：所述立体箱壳采用桁架搭建，在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，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，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；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：在所述立体箱壳的上方设置有乘员框架，所述乘员框架上设置有呈拱形状向外突起的门框，所述门框内设置有内支撑板，若干所述内支撑板呈M状依次连接。

如此设置，门框在车辆侧端被撞击时也可起到一定的防撞缓冲的作用，拱起的设置可提高门框内的空间，可在内部填充一些缓冲材料，同时拱形设置的可提高门框的可变形量，将撞击力向乘员框架的多个方向上进行传送；在门框内设置相应的内支撑板，其而成M状依次连接，使内支撑板与门框之间形成多个三角形的支撑框架，提高车辆后端在受到撞击时，门框起到相应的结构强度，提高车辆侧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：通过车辆侧端被动防撞的结构作为传力路径的基础，通过缓冲组件以及相应的结构连接关系，使部分撞击的能量通过相应的连接关系向多个方向分散至乘员框架的各个角度，同时通过缓冲组件将部分撞击力进行吸收以及缓存来达到缓冲的作用；使车辆侧端具有良好的结构强度以及在被撞击时更好的达到撞击缓冲的作用，将位于中端本体之上的乘员和之内的电池得到更好的保护，行驶更加安全。

附图说明

图1为电动汽车安全防撞系统结构示意图；

图2为电动汽车安全防撞系统的局部结构示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为缓冲组件的局部爆炸图；

图5为缓冲组件轴线竖直方向上的轴视图。

图中：1、前端底盘子系统；11、前吸能盒；12、前防撞梁；13、多边形桁架；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、纵防撞梁；25、连接杆；26、套管；27、拉伸弹簧；28、缓冲组件；281、壳体；282、开口；283、压缩弹簧；284、挡板；285、滑动组件；286、抵触弹簧；287、滑块；288、连接块；289、滑槽；291、第一导向柱；292、第二导向柱；293、安装板；3、后端底盘子系统；31、后防撞梁；32、后吸能盒；33、桁架框；41、矩形桁架；42、加强杆；43、第一吸能盒；51、乘员框架；52、门框；53、内支撑板。

具体实施方式

参照图1至图5对电动汽车安全防撞系统做进一步说明。

如图1所示，一种电动汽车安全防撞系统，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13、设置于多边形桁架13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11以及与前吸能盒11连接且呈弧形设置的前防撞梁12。

如图1和图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处于同一水平面上和其内部的动力电池组21构成一个整体的立体箱壳22、设置于立体箱壳22两侧的纵梁23、设置于立体箱壳22的上方的乘员框架51以及设置于乘员框架51上且呈拱形状向外突起的门框52；在门框52内设置有内支撑板53，若干内支撑板53呈M状依次连接，同时在门框52内填充有若干缓冲橡胶垫块，提高门框52撞击时的缓冲性能，在内支撑板53的端部均与门框52通过螺栓螺纹固定连接。

如图2和图3所示，在纵梁23上连接有呈拱形状设置的纵防撞梁24，纵防撞梁24通过多边形桁架13与前吸能盒11连接；在纵防撞梁24的两端均设置有连接杆25，同时在纵梁23上固定设置有套管26，两连接杆25的一端均设置于套管26内且与套管26滑动连接，且两连接杆25的末端通过初始状态为自然状态的拉伸弹簧27相互连接；通过纵防撞梁24产生的形变，使纵防撞梁24的两末端沿两端向外延伸，促使连接杆25处于纵梁23上滑动，即连接杆25与拉伸弹簧27处于套管26内滑动，通过拉伸弹簧27以及纵防撞梁24产生的形变达到吸能缓冲的作用。

如图2所示，在纵防撞梁24与纵梁23之间设置有用于缓冲的缓冲组件28，缓冲组件28可等距设置多个；如图4和图5所示，缓冲组件28包括呈中空状设置且一端设置有开口282的壳体281、设置于壳体281内且一端与壳体281的内壁固定连接的压缩弹簧283以及设置于压缩弹簧283另一端且通过压缩弹簧283与壳体281的开口282相抵触的挡板284；在挡板284和壳体281的内侧壁上均设置有第二导向柱292，压缩弹簧283的两端均套接于第二导向柱292上，且分别与壳体281以及挡板284固定连接。

如图5所示，在壳体281的另一端的侧壁设置有便于将壳体281安装于纵梁23上的安装板293，安装板293呈弧状设置，安装板293对称设置于壳体281的两侧壁上，且通过设置于安装板293上的螺栓与纵梁23螺纹连接实现将壳体281固定与纵梁23上的目的；挡板284设置于壳体281内且与壳体281的内壁抵触滑动连接，同时挡板284通过设置于挡板284与纵防撞梁24之间的滑动组件285与纵梁23连接。

如图4和图5所示，滑动组件285包括抵触弹簧286、设置于抵触弹簧286两端的滑块287以及设置于滑块287一端面上且与滑块287滑动连接的连接块288；在两滑块287上均设置有第一导向柱291，抵触弹簧286的两端分别套接于两滑块287的第一导向柱291上且与滑块287固定连接；滑块287另一端面通过连接于连接块288上的纵防撞梁24与挡板284抵触连接；壳体281的开口282朝壳体281内呈逐渐缩小的棱台状设置，使挡板284通过压缩弹簧283的弹性力将挡板284压紧于壳体281的开口282端与开口282抵触连接。

如图5所示，滑块287的一端面与抵触弹簧286抵触连接，另一端面呈倾斜状设置，且处于开口282的端面上与壳体281平齐；在滑块287上设置有滑槽289，且连接块288设置于滑槽289内，通过对滑块287朝向壳体281内部方向上施加压力，促使滑块287处于开口282上与壳体281滑动连接，同时连接块288处于滑槽289内滑动，抵触弹簧286逐渐压缩，最终滑块287处于壳体281的内部通过抵触弹簧286的回位与壳体281的内壁相抵触。

如图3所示，在纵梁23上设置有矩形桁架41，多个矩形桁架41设置于缓冲组件28的两侧；本方案中缓冲组件28处于纵梁23的中端，两矩形桁架41对称设置于缓冲组件28的两侧且与纵梁23固定连接；在矩形桁架41的最长对角线上均设置有加强杆42，四根加强杆42的中端汇聚于矩形桁架41的中心点上，且加强杆42均通过第一吸能盒43与矩形桁架41固定连接。

如图2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；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包括成塌陷方式设置用于缓冲撞击的桁架框33、设置于桁架框33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后吸能盒32以及与后吸能盒32连接且呈弧形设置的后防撞梁31；纵防撞梁24通过桁架框33与后吸能盒32连接。

如图2所示，立体箱壳22一端与多边形桁架13连接，使前端呈等腰梯形状的多边形桁架13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；而后端的尾部与桁架框33连接，同时增加车辆后端的撞击缓冲性能。

在第一吸能盒43、前吸能盒11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。

工作原理：当车体的侧端受到撞击时，撞击力作用于纵防撞梁24以及门框52上，门框52通过内部的连接结构以及相应的缓冲物质，来达到缓冲以及增加防撞结构的作用，同时门框52可将作用于门框52上的部分防撞击力传递至乘员框架51以及立体箱壳22上，达到分散的作用；而呈拱形状的纵防撞梁24受力产生形变，促使纵防撞梁24向两端延伸，将防撞力向纵防撞梁24两端连接的前、后吸能盒32上传递，通过吸能盒将大部分撞击力进行吸收以及分散转移；同时设置于纵防撞梁24上的连接杆25处于纵梁23上的套筒内发生滑移，拉伸弹簧27受力拉伸，可吸收部分能量；纵防撞梁24朝纵梁23方向产生形变时，纵防撞梁24同时作用于缓冲组件28上，纵防撞梁24通过连接块288作用于滑块287上，两滑块287逐渐靠近，且处于壳体281的开口282上逐渐向壳体281内滑动，同时两滑块287之间的抵触弹簧286压缩，通过抵触弹簧286的压缩可达到吸收部分撞击力的作用；同时滑块287向内滑动时再将作用力作用于挡板284上，挡板284与开口282相脱离，进而处于壳体281内进行滑动，使压缩弹簧283处于壳体281内进行压缩，达到再次缓冲的作用；抵触弹簧286以及压缩弹簧283逐渐被压缩进行吸能，且最终滑块287处于壳体281的内部通过抵触弹簧286的回位与壳体281的内壁相抵触，完成缓冲组件28的缓冲吸能作用。

通过车辆侧端被动防撞的结构作为传力路径的基础，将车身侧面的撞击力分别作用于纵防撞梁24以及门框52上，使撞击力进行多个方向的分散、作用于相应的吸能盒上进行吸能以及相应的缓冲组件28上进行缓冲等方式来降低撞击时的损伤，将车辆侧端的撞击力进行多方向削减和多次缓冲，通过缓冲组件28以及相应的结构连接关系，使部分撞击的能量通过相应的连接关系向多个方向分散至乘员框架51的各个角度，同时通过缓冲组件28将部分撞击力进行吸收以及缓存来达到缓冲的作用，使车辆侧端具有良好的结构强度以及在被撞击时更好的达到撞击缓冲的效果；从而保护中端底盘子系统2以及其上的乘员、和其内的动力电池组21；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，将位于中端本体之上的乘员和之内的电池得到更好的保护，行驶更加安全。

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。