车身结构及车辆的制作方法

文档序号:16635391发布日期:2019-01-16 06:58阅读:192来源:国知局
车身结构及车辆的制作方法

本公开涉及一种车身结构,还涉及一种具有该车身结构的车辆。



背景技术:

在车辆(尤其是乘用车)的交通(碰撞)事故中最大程度地减少乘员的死亡率和受伤程度是整车研发和制造的核心设计技术。其中,车身结构碰撞安全变形结构的设计是提高整车碰撞安全性能的基础。为了满足公众对家用乘用车的越来越高的碰撞安全性的要求,近年来各国的有关部门都在本国的相关法规和评价规范中不断逐步地改进和补充了一些乘用车的碰撞安全性能的试验条件。例如美国正在针对其国内市场销售的车辆,更新其一系列有关安全碰撞性能的法规和评价规范,要求车身成员舱在更多工况下承受更大碰撞力而有相对比较小的变形。

随着家用乘用车在全球市场的普及,石化能源短缺及燃烧带来的环保问题越来越严重,所以各国都在积极开发新能源汽车。而电动汽车作为新能源汽车的一个方向正在成为未来的趋势。电动汽车的设计除了要满足传统的设计,还需要考虑设计较高的续航里程,以满足与传统燃油车的竞争力。

另外,近年来随着电动汽车的迅猛发展,为了提升续航距离,电动汽车需要配备更加多的蓄能电池,这样相比同样规格的燃油车,电动汽车要大幅度地增加整车重量,这就导致在同样试验条件下,车辆的碰撞初期整车动能的增加,也就说,电动汽车的车身结构需要能够承担更大的力和吸收更多的运动能量来提升安全性。进一步地,在电动汽车中,由于需要布置蓄能电池包,大量车身下部的空间被占用,传统燃油车的各种经典的车身碰撞安全结构技术无法使用,因此设计一种既能满足蓄能电池布置又能满足车辆安全的新型车身结构技术势在必行。



技术实现要素:

本公开的目的是提供一种碰撞安全性能更高的车身结构。

为了实现上述目的,本公开提供一种车身结构,包括沿左右方向间隔设置的两个前纵梁、沿左右方向间隔设置的两个门槛内板、沿左右方向间隔设置的两个地板纵梁、沿左右方向间隔设置的两个后纵梁、以及前横梁,所述地板纵梁连接于对应的门槛内板,在所述车身结构受到前碰或后碰时,碰撞力相应地按照如下顺序正向或反向传递:所述前纵梁-所述前横梁-所述地板纵梁和所述门槛内板-所述后纵梁。

可选地,所述门槛内板向前伸出于所述前横梁,并且所述门槛内板的前端与所述前横梁沿前后方向的距离小于1000mm。

可选地,所述车身结构还包括地板面板,所述两个门槛内板分别设置在所述地板面板的左右两侧,所述前横梁和所述后纵梁均连接于所述地板面板的下表面,所述地板纵梁的一侧连接于对应的门槛内板,另一侧连接于所述地板面板的下表面。

可选地,所述前纵梁的后端连接于所述前横梁;所述前横梁的两端分别连接于所述两个门槛内板;所述地板纵梁的前端连接于所述前横梁,所述地板纵梁的后端和所述门槛内板的后端均连接于相应的后纵梁。

可选地,所述前纵梁的后端连接于所述前横梁;所述前横梁的两端分别连接于所述两个地板纵梁;所述地板纵梁的后端和所述门槛内板的后端均连接于相应的后纵梁。

可选地,所述前纵梁沿左右方向的宽度在与所述前横梁连接处最大。

可选地,所述前横梁与地板纵梁的连接处设置有加强梁,所述加强梁、前横梁和地板纵梁围成三角形结构。

可选地,所述门槛内板向前伸出于所述前横梁,所述车身结构还包括外连接板,所述外连接板位于所述前纵梁的外侧且分别与所述前纵梁、所述前横梁和所述门槛内板连接。

可选地,所述车身结构还包括内连接板,所述内连接板位于所述前纵梁的内侧且分别与所述前纵梁和所述前横梁连接。

可选地,所述前横梁为电池包前安装横梁,所述地板纵梁为电池包安装纵梁。

通过上述技术方案,使得本公开的车身结构在受到前碰或后碰时,能够更好地实现碰撞力传递和分散,从而减小车身结构的变形,降低乘员可能受到的伤害。

本公开还提供一种车辆,该车辆包括如上所述的车身结构。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:

图1是本公开提供的一种车身结构的局部结构的仰视视角立体图,其中示出了前纵梁、前舱横梁、前横梁、前围板和地板面板;

图2是本公开提供的一种车身结构中,前横梁的立体图;

图3是本公开提供的一种车身结构中,前纵梁和前横梁的连接关系示意图;

图4是本公开提供的一种车身结构中,前纵梁和前横梁的连接关系细节图;

图5是本公开提供的一种车身结构中,前纵梁、前舱横梁和前横梁的连接关系示意图;

图6是本公开提供的一种车身结构中,前舱横梁和前纵梁的位置关系示意图;

图7是本公开提供的一种车身结构中,前纵梁和前舱横梁的连接关系细节图;

图8是本公开提供的一种车身结构的另一局部结构立体图,其中示出了内连接板和外连接板;

图9是本公开提供的一种车身结构中,内连接板与车身结构其他部件的连接关系细节图;

图10是本公开提供的一种车身结构中,外连接板与车身结构其他部件的连接关系细节图;

图11是本公开提供的一种车身结构的又一局部结构立体图,其中示出了地板纵梁、后纵梁和地板后横梁;

图12是本公开提供的一种车身结构的又一局部结构仰视图;

图13是本公开提供的一种车身结构中,承载框架的示意图;

图14是本公开提供的一种车身结构中,承载框架的另一示意图,其中示出了电池托盘;

图15是本公开提供的一种车身结构中,承载框架的再一示意图,其中电池托盘形成为分体式结构;

图16至图20是本公开提供的一种车身结构中,前横梁、门槛内板、地板纵梁的第一种连接方式的示意图;

图21和图22是本公开提供的一种车身结构中,前横梁、门槛内板、地板纵梁的第二种连接方式的示意图;

图23是本公开提供的一种车身结构中,前纵梁、前横梁、地板纵梁和第一种实施方式的加强梁的连接关系细节图;

图24是本公开提供的一种车身结构中,前纵梁、前横梁、地板纵梁和第二种实施方式的加强梁的连接关系细节图;

图25是本公开提供的一种车身结构中,地板后横梁和后纵梁的连接关系细节图;

图26是本公开提供的一种车身结构中,地板纵梁与后纵梁的连接关系细节图;

图27是本公开提供的另一种车身结构的局部结构仰视图;

图28是本公开提供的另一种车身结构中,前纵梁的爆炸图;

图29是本公开提供的一种车身结构的局部结构仰视图,其中示出了加强横梁和加强纵梁;

图30是本公开提供的一种车身结构的局部结构俯视视角立体图,其中示出了侧围;

图31是本公开提供的一种车身结构的局部结构俯视图;

图32是本公开提供的一种车身结构的局部结构仰视图;

图33是本公开提供的一种车身结构的局部结构爆炸图;

图34是本公开提供的一种车身结构中,加强纵梁的立体图;

图35是本公开提供的一种车身结构中,加强纵梁的爆炸图;

图36是本公开提供的一种车身结构中,上横梁段的立体图;

图37是本公开提供的一种车身结构中,下横梁段的立体图;

图38是本公开提供的一种车身结构中,后加强横梁的立体图;

图39是本公开提供的一种车身结构中,加强纵梁与加强横梁的连接关系细节图;

图40是本公开提供的一种车身结构中,地板面板的立体图;

图41是图31的a-a剖面图;

图42是图41中c部分的放大图;

图43是图42的局部放大图;

图44是图31的b-b剖面图;

图45是图44中d部分的放大图;

图46是本公开提供的一种车身结构中,从前加强横梁附近截取的断面立体图;

图47是本公开提供的一种车身结构中,电机、电控和电池包的布置位置示意图;

图48是本公开提供的一种车身结构的后部局部结构爆炸图;

图49是本公开提供的一种车身结构中,后纵梁后段的立体图;

图50是本公开提供的一种车身结构的后部局部结构俯视图;

图51是本公开提供的一种车身结构的后部局部结构仰视图;

图52是图51的e-e断面图;

图53是图52中g部分的放大图;

图54是图51的f-f断面图;

图55是图54中h部分的放大图;

图56是本公开提供的一种车身结构的另一后部局部结构爆炸图;

图57是本公开提供的一种车身结构的后部局部结构侧视图;

图58是本公开提供的一种车身结构中,后电机防撞梁的主视图;

图59是本公开提供的一种车身结构的又一后部局部结构爆炸图;

图60是本公开提供的一种车身结构的另一后部局部结构侧视图;

图61是本公开提供的一种车身结构中,引导梁和前安装横梁的立体图;

图62是本公开提供的一种车身结构的仰视图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。

在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右、前、后”是以车辆的上下方向、左右方向和前后方向为基准进行定义的,具体在附图中,x方向为车辆的前后方向,也就是车辆的纵向,其中,箭头指向的一侧为“前”,反之为“后”;y方向为车辆的左右方向,也就是车辆的横向,其中,箭头指向的一侧为“右”,反之为“左”;z方向为车辆的上下方向,也就是车辆的高度方向,其中,箭头指向的一侧为“上”反之为“下”;“内、外”是以相应部件的轮廓为基准定义的,例如以车辆轮廓为基准定义的车内和车外,靠近车辆中部的一侧为“内”,反之为“外”。以上定义仅用于辅助说明本公开,不应当理解为对本公开限制。

本公开中所有的“横梁”是指大体沿车辆左右方向延伸的梁,所有的“纵梁”是指大体沿车辆前后方向延伸的梁。其中“前纵梁”是指车身结构中从车辆前防撞横梁向后延伸的纵梁。“后纵梁”是指车身结构中从车辆的后防撞横梁向前延伸的纵梁。此外,在没有其他特殊解释的情况下,本公开各实施方式中涉及的“前围板”、“地板面板”、“门槛内板”等名词的含义是其在本领域内公知含义。

另外,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“相连”、“固定”等应做广义理解,其可以是通过例如焊接等不可拆卸的方式,螺栓等可拆卸的方式,或者模制等一体成型的方式实现的。

本公开提供一种车身结构,如图1所示,该车身结构可以包括沿左右方向间隔设置的两个前纵梁100、前横梁210和地板面板300。

地板面板300的前端连接有前围板320,车辆的乘员舱限定在前围板320的后方和地板面板300的上方。

在一种实施方式中,前横梁210固定于地板面板300的下表面并且前纵梁100的后端连接于前横梁210,即前纵梁100截止于前横梁210,从而在车辆发生前面碰撞(前碰)时形成对前纵梁100后端的支撑,从而分散前纵梁100传递的碰撞冲击力,避免前纵梁100后段变形入侵乘员舱。前横梁210可以靠近前围板320设置。并且,将前横梁210固定连接在地板面板300的下表面能够起到加强地板面板300的作用,避免碰撞(包括前面碰撞和侧面碰撞)时地板面板300过度变形、翻折等挤压乘员舱空间。可选地,前纵梁100沿左右方向的宽度在与前横梁210的连接处最大,即,前纵梁100朝向前横梁可以逐渐变宽,通过较大的连接处宽度能够以使得前横梁210能够较稳定地搭接前纵梁100。在下文的一些实施方式中,当前横梁210形成为用于安装电池包的电池包前安装横梁时,前横梁210设置在电池包的前方能够用于吸收撞击能量,减少碰撞冲击力对电池包的挤压,保护电池包。

在一种实施方式中,参考图2至图4所示,前横梁210形成为向上开口的槽状结构,并且包括前横梁底壁211、相对设置的前横梁前侧壁212和前横梁后侧壁213,前横梁前侧壁212的上边缘形成有沿左右方向延伸的前横梁前侧壁翻边210a,前横梁后侧壁213的上边缘形成有沿左右方向延伸的前横梁后侧壁翻边210b,前横梁210通过前横梁前侧壁翻边210a和前横梁后侧壁翻边210b连接于地板面板300的下表面。

前横梁210与地板面板300围成具有横截面大体为矩形或梯形的空腔,以增强车身结构的抗碰撞能力,有助于减小地板面板300的碰撞变形。前横梁210与地板面板300围成的空腔中还可以设置加强结构(例如焊接钣金)或填充cbs(复合增强材料)等,以进一步提升前横梁210承受撞击的能力,减小前横梁210在碰撞中的形变量。

如图2所示,前横梁前侧壁212的端部可以形成有前横梁前侧壁端部翻边210c,前横梁后侧壁213的端部可以形成有前横梁后侧壁端部翻边210d,前横梁底壁211的端部可以向外延伸以形成前横梁底壁搭接边210e,以便于前横梁210能够通过前横梁前侧壁端部翻边210c、前横梁后侧壁端部翻边210d和前横梁底壁搭接边210e与车身结构的其他部件,例如下文提及的地板纵梁110或门槛内板500等搭接。

如图4和图5所示,前纵梁100可以通过任意适当的方式连接于前横梁210,为了保证前纵梁100与前横梁210的连接强度,前纵梁100可以分别与前横梁底壁211、前横梁前侧壁212和前横梁前侧壁翻边210a搭接。

具体地,如图4和图7所示,前纵梁100的后段可以形成为向上开口的槽状结构,且包括前纵梁底壁101和相对设置的前纵梁内侧壁102和前纵梁外侧壁103。前纵梁内侧壁102的上边缘形成有沿前后方向延伸的前纵梁内侧壁翻边100a,前纵梁外侧壁103的上边缘形成有沿前后方向延伸的前纵梁外侧壁翻边100b,前纵梁内侧壁102的后端形成有前纵梁内侧壁端部翻边100c,前纵梁外侧壁103的后端形成有前纵梁外侧壁端部翻边100d,前纵梁底壁101的后端向后延伸以形成前纵梁底壁搭接边100e。

其中,如图4所示,前纵梁内侧壁翻边100a与前横梁前侧壁翻边210a搭接,前纵梁外侧壁翻边100b与前横梁前侧壁翻边210a搭接,前纵梁内侧壁端部翻边100c与前横梁前侧壁212搭接,前纵梁外侧壁端部翻边100d与前横梁前侧壁212搭接,前纵梁底壁搭接边100e与前横梁底壁211搭接。

如图5所示,前纵梁100沿车轮包络形成有用于避让车轮的内凹点105。为了避免车辆发生前面碰撞时前纵梁100在该内凹点105处发生弯折,入侵前围板320或挤压位于车辆前部的其他元件,前纵梁100的内侧对应于内凹点105的位置可以连接有加强板。

如图1和图5所示,两个前纵梁100之间还可以连接有前舱横梁220,前舱横梁220设置在前围板320的前方并且可以连接在前围板320上,以用于止挡车辆前部元件向后移动,并且还能够起到加强前围板320的作用,使得前围板320不易发生碰撞变形。并且,前舱横梁220、两个前纵梁100、以及前横梁210能够围成闭环框架结构,使得该部分的车身结构的强度更高,能够承受较大的初始碰撞载荷和车辆前部部件的后退冲击,并且还能够利用前舱横梁220和前横梁210传力,减小车辆前部变形,保护乘员和设置在前横梁210后方的车辆元件,如电池包。前舱横梁220可以连接在前纵梁100的内凹点105处,以形成对前纵梁100的支撑,避免前纵梁100折弯。

在一种实施方式中,前纵梁100的前端在水平面上的正投影与前纵梁100的后端在水平面上的正投影在左右方向上错开的距离不大于80mm。也就是说,前纵梁100的前端沿z向在水平面上投影与前纵梁100的后端沿z向在水平面上的投影沿y向错开的距离不大于80mm,以使得前纵梁100尽量接近于直梁,从而达到更好的传力效果。

前舱横梁220可以以任意适当的方式连接在两个前纵梁100之间。具体地,为保证前舱横梁220与前纵梁100的连接强度,如图7所示,前舱横梁220形成为向上开口的槽状结构,且包括前舱横梁底壁221以及相对设置的前舱横梁前侧壁222和前舱横梁后侧壁223,前舱横梁前侧壁222的上边缘形成有沿左右方向延伸的前舱横梁前侧壁翻边220a,前舱横梁后侧壁223的上边缘形成有沿左右方向延伸的前舱横梁后侧壁翻边220b,前舱横梁前侧壁222的端部形成有前舱横梁前侧壁端部翻边220c,前舱横梁后侧壁223的端部形成有前舱横梁后侧壁端部翻边220d,前舱横梁底壁221的端部向外延伸以形成前舱横梁底壁搭接边220e。

其中,前舱横梁前侧壁翻边220a和前舱横梁后侧壁翻边220b与前纵梁内侧壁翻边100a搭接,前舱横梁前侧壁端部翻边220c和前舱横梁后侧壁端部翻边220d与前纵梁内侧壁102搭接,前舱横梁底壁搭接边220e与前纵梁底壁101搭接。在实际制造中,各翻边或搭接边与前纵梁100的连接方式可以为搭接并焊接,以提升前舱横梁220和前纵梁100的连接强度,从而保证前舱横梁220能够较好地承受车辆的动力装置(例如电机或发动机)的撞击。

前舱横梁220可以形成为分段式结构,以方便制作。前舱横梁220可以包括横梁本体和连接在横梁本体两端的端部连接段,前舱横梁220的槽状结构的开口宽度沿横梁本体至端部连接段逐渐变大,从而易于加工与前纵梁100搭接的各翻边。在可替换的实施方式中,前舱横梁220也可以形成为一体式结构。

如图5和图6所示,前纵梁100可以具有主体段100a和连接在该主体段100a后端的向下弯曲段100b,前舱横梁220安装于两个前纵梁100的向下弯曲段100b上,并且至少部分地位于主体段100a的下方(参考图6)。其中,前纵梁的主体段100a通常高于车辆乘员舱的地板面板300位置,并通过向下弯曲段实现了前纵梁上下方向的过渡。其中,主体段100a较高可以用于电机、发动机等车辆动力装置。这些车辆动力装置通常至少部分地位于主体段100a的下方。

这样,发生前面碰撞时,前纵梁100溃缩带动安装在主体段100a上的车辆元件向后移动,安装在向下弯曲段100b上的前舱横梁220由于只是部分地位于主体段100a的下方,能够止挡该向后移动的车辆元件,例如电机等车辆动力装置,避免其因碰撞冲击入侵车辆舱室,从而保护乘员。

具体地,主体段100a上设置有用于安装前副车架的安装点,车辆的动力装置通过前副车架安装在主体段100a上,并且至少部分地设置在主体段100a的下方和前舱横梁220的前方,以使得前舱横梁220能够在前面碰撞时止挡该动力装置后移而威胁乘员舱。为了确保前舱横梁220在主体段100a的下方,如图1所示,该前舱横梁220至少部分地连接在向下弯曲段100b的底部。

由于碰撞冲击力主要集中在前纵梁100的后段,然后通过其他车身结构向车辆后部分散,因此前纵梁100的后段需要有足够的强度,以保证碰撞冲击力的良好传递,并且防止前纵梁100后段变形挤压前围板320。因此,如图8至图10所示,在一种实施方式中,车身结构还可以包括内连接板410和外连接板420或其中一者,以能够起到加强并扶正前纵梁100的后段部位的作用。

具体地,内连接板410连接在前纵梁100的内侧,并且位于前舱横梁220和前横梁210之间,内连接板410还可以与前舱横梁220和前横梁210中的至少一者连接,这样,该内连接板410还能够辅助分散碰撞冲击力,避免前纵梁100的后段过度折弯,导致前围板320变形,挤压乘员舱空间。

如图9所示,内连接板410可以包括内连接底壁411,内连接底壁411具有首尾依次连接的内连接板第一边缘、内连接板第二边缘、内连接板第三边缘和内连接板第四边缘,内连接板第一边缘沿前横梁210延伸且与该前横梁210搭接,内连接板第二边缘沿前纵梁100延伸且与该前纵梁100搭接,由于前舱横梁220沿上下方向位于前横梁210的上方,内连接板第三边缘上连接有呈角度地向上延伸的第一内连接侧壁412以适应前舱横梁220与前横梁210在上下方向的位置关系,第一内连接侧壁412与前舱横梁220搭接,内连接板第四边缘上连接有向上延伸的第二内连接侧壁413,第二内连接侧壁413与前横梁210搭接。

详细地,参考图9,内连接板第一边缘向外延伸以形成沿左右方向延伸的内连接板第一搭接面410a,第二内连接侧壁413的上边缘向外翻折以形成沿前后方向延伸的第二内连接侧壁第一翻边410b,第二内连接侧壁413靠近内连接板第一边缘的端部向外翻折以形成沿上下方向延伸的第二内连接侧壁第二翻边410c。其中:

内连接板第一搭接边410a与前横梁底壁211搭接,第二内连接侧壁第一翻边410b与前横梁前侧壁翻边210a搭接,第二内连接侧壁第二翻边410c与前横梁前侧壁212搭接;

内连接板第二边缘向外延伸以形成内连接板第二搭接边410d,内连接板第二搭接边410d与纵梁底壁103搭接;

第一内连接侧壁412的上边缘向外翻折以形成第一内连接侧壁翻边410e,第一内连接侧壁翻边410e与前舱横梁220搭接。

内连接板410上还可以通过焊接钣金等方式设置有加强结构,从而进一步加强前纵梁100后段的强度,避免前纵梁100的后段部位因碰撞折弯入侵前围板320。

如图8和图10所示,外连接板420设置在前纵梁100的外侧,并且可以与前纵梁100和前横梁210连接,以起到加强前纵梁100的作用,又能够适用于车辆小偏置碰撞的情况,即撞击发生在前纵梁100的外侧,这时前纵梁100的受力较小,起到的溃缩吸能的效果较差,车轮承受撞击并后退压迫车辆a柱和前围板320,容易导致车身结构变形,挤压乘员舱。

由于外连接板420位于前纵梁100的外侧并且分别与前纵梁100、前横梁210搭接,因此在小偏置碰撞中,外连接板420能够承受车轮撞击并向前纵梁100和前横梁210传力,进一步地,外连接板420还可以向外延伸以与门槛内板500搭接,从而使得小偏置碰撞的作用力还能够通过门槛内板500传递至车辆后方,以减小碰撞冲击导致的车辆a柱和前围板320的变形。车辆正碰,前纵梁100受力较大时,碰撞冲击力还能够通过外连接板420分散传力,避免前纵梁100后段折弯变形入侵车辆前围板320。门槛内板500设置在地板面板300的左右两侧,门槛内板500的前端可以向前伸出于前横梁210,如图20所示,门槛内板500的前端与前横梁210沿前后方向的距离可以为小于1000mm,例如可以为30-200mm,优选地,可以为60-140mm。

具体地,参考图10所示,外连接板420可以包括外连接底壁421,该外连接底壁421形成为四边形,且具有首尾依次连接的外连接板第一边缘、外连接板第二边缘、外连接板第三边缘和外连接板第四边缘,其中,外连接板第一边缘沿前横梁210延伸且与该前横梁210搭接,外连接板第二边缘沿前纵梁100延伸且与该前纵梁100搭接,外连接板第三边缘上连接有向上延伸的外连接侧壁422,并且该外连接侧壁422也与前纵梁100搭接,外连接板第四边缘沿门槛内板500延伸并与该门槛内板500搭接。

详细地,外连接板第一边缘向外延伸以形成沿左右方向延伸的外连接板第一搭接边420a,该外连接板第一搭接边420a与前横梁底壁211搭接;外连接板第二边缘向外延伸以形成沿前后方向延伸的外连接板第二搭接边420b,外连接侧壁422的上边缘向外翻折以形成外连接侧壁第一翻边420c,外连接侧壁422靠近外连接板第二边缘的端部向外翻折以形成沿上下方向延伸的外连接侧壁第二翻边420d,其中,外连接板第二搭接边420b与前纵梁底壁101搭接;外连接侧壁第一翻边420c与前纵梁外侧壁翻边100b搭接;外连接侧壁第二翻边420d与前纵梁外侧壁103搭接;外连接板第四边缘向外延伸以形成外连接板第四搭接边420e;外连接侧壁422靠近第四边缘的端部向外延伸以与门槛内板500的端部搭接。进一步地,外连接板420还通过外连接侧壁第一翻边420c与前围板320搭接。

在本实施方式中,如图8和图10所示,外连接板420大致形成为梯形结构,其中,外连接板第二边缘的长度大于外连接板第四边缘的长度,外连接板第三边缘在外连接板第二边缘和外连接板第四边缘之间圆弧过渡以避让车轮。因此,在前碰时,外连接板420能够将集中于前纵梁100的后段的碰撞冲击力分散至门槛内板500及车身结构的后方,以减小前纵梁100后段承受的碰撞挤压强度,并且,外连接板420的梯形结构使得前纵梁100具有较好的侧向稳定性,不容易折弯。

为了提高外连接板420的强度,尤其是应对上述小偏置碰撞的情况,外连接板420上还设置有用于承载前后方向作用力的加强结构。具体地,该加强结构可以形成为从外连接板第一边缘朝向外连接板第三边缘延伸的加强筋,车轮沿前后方向在外连接板420上的投影至少部分地与加强筋的端部重合,以承载车轮的撞击,可替换地,该加强结构也可以形成为钣金或填充cbs(复合增强材料)。

为了能够向后分散碰撞冲击,如图11和图12所示,车身结构还可以包括左右间隔设置的两个车身纵向梁和左右间隔设置的两个后纵梁120,所述车身纵向梁的后端与两个后纵梁120相连,并且前横梁210可以与所述车身纵向梁连接,以将前面碰撞时产生的碰撞冲击力传递至车身结构的后部,减小车辆前部的变形。并且,通过这种方式,还可以将后面碰撞时产生的碰撞冲击力传递至车身结构的前部,减小车身后部的变形。另外,所述车身纵向梁和后纵梁120连接,还可以增加车身结构的强度。

在一种实施方式中,车身结构还可以包括地板后横梁230,地板后横梁230间隔设置在前横梁210的后方且连接于地板面板300的下表面。地板后横梁230的两端可以分别连接于两个所述车身纵向梁,也可以分别连接于两个后纵梁120。

在地板后横梁230的两端分别连接于两个所述车身纵向梁的情况下,前横梁210、两个车身纵向梁和地板后横梁230共同围成“口”字型的承载框架700(图13中可见),该承载框架700可以用于安装和承载车辆元件,例如用于安装和承载电池包的电池托盘610(图14中可见)。

在地板后横梁230的两端分别连接于两个后纵梁120的情况下,为了方便说明,将后纵梁120分为位于地板后横梁230前方的前部和位于地板后横梁230后方的后部,其中,前横梁210、两个车身纵向梁、两个后纵梁120的前部、以及地板后横梁230共同围成承载框架700,该承载框架700可以用于安装和承载车辆元件,例如用于安装和承载电池包的电池托盘610。通过这种承载框架的结构设计,能够在地板面板300下方尽量多地布置电池,有利于保证车辆具有尽量长的续航距离。

当承载框架700用于安装电池托盘610时,前横梁210和地板后横梁230可以被依次称为电池包前安装横梁和电池包后安装横梁,前横梁210、地板后横梁230和所述车身纵向梁上可以开设有电池托盘紧固孔,以通过紧固件将承载电池包的电池托盘610安装至前横梁210、地板后横梁230和所述车身纵向梁上。

电池包可以以一个整体的形式安装在所述承载框架上,也可以以分体的形式安装在承载框架700上。换句话说,电池托盘610可以是一个,也可以是多个。

如图15所示,在电池包为分体设置的多个的情况下,可以通过在前横梁210和地板后横梁230之间增加一个或多个电池包中安装横梁360以将承载框架700分为多个子框架,这样,每个电池包的电池托盘可以安装在对应的子框架上。电池包中安装横梁360上可以开设有电池托盘紧固孔。电池包中安装横梁360可以设置在地板面板300的下表面,也可以设置在地板面板300的上表面。当电池包中安装横梁360设置在地板面板300的上表面时,可以在地板面板300上对应的位置开孔,以便紧固件能够穿过地板面板300以连接至电池包中安装横梁360。

当然,在其他可能的实施方式中,也可以利用车身结构固有的横梁(例如前座椅安装横梁)来替代上述电池包中安装横梁360。

在一种实施方式中,如图15所示,电池托盘610包括分体设置的两个个第一子托盘610a和第二子托盘610b,前横梁210和地板后横梁230之间设置有一个电池包中安装横梁360,第一子托盘610a分别与前横梁210、地板纵梁110和电池包中安装横梁360连接,第二子托盘610b分别与电池包中安装横梁360、地板纵梁110和地板后横梁230连接。

这里,所述车身纵向梁可以是车身结构固有的梁(例如门槛内板500),也可以是为了安装电池托盘610而专门设置的梁。

在一种实施方式中,所述车身纵向梁可以是门槛内板500,两个门槛内板500分别设置在地板面板300的左右两侧。在这种情况下,门槛内板500上可以开设有电池托盘紧固孔。

在另一种实施方式中,所述车身纵向梁可以是连接于地板面板300下表面的地板纵梁110,该地板纵梁110可以与门槛内板500连接,也可以与门槛内板500间隔设置。在这种情况下,地板纵梁110上可以开设有电池托盘紧固孔,并且地板纵梁110可以被称为电池包安装纵梁。

在又一种实施方式中,所述车身纵向梁可以是包括门槛内板500和地板纵梁110的组件,地板纵梁110与门槛内板500连接。在这种情况下,前横梁210可以与地板纵梁110和门槛内板500中的一者或两者连接,地板纵梁110和门槛内板500上可以均开设有电池托盘紧固孔,并且地板纵梁110可以被称为电池包安装纵梁。

在所述车身纵向梁为地板纵梁110的情况下,作为前横梁210、地板纵梁110、门槛内板500三者连接方式的第一种可能的实施方式,如图16至图20所示,前横梁210的两端分别连接至两个门槛内板500,地板纵梁110的前端与前横梁210连接。

具体地,如图19所示,门槛内板500可以形成为开口朝外的u型槽结构且包括相对设置的内板顶壁501和内板底壁502,以及连接在内板顶壁501和内板底壁502之间的内板侧壁503。如图2所示,前横梁210的前横梁前侧壁212的端部形成有前横梁前侧壁端部翻边210c,前横梁后侧壁213的端部形成有前横梁后侧壁端部翻边210d,前横梁底壁211的端部向外延伸以形成前横梁底壁搭接边200e。

其中,前横梁前侧壁端部翻边210c与内板侧壁503搭接,前横梁后侧壁端部翻边210d与内板侧壁503搭接,前横梁底壁搭接边210e与内板底壁502搭接,以确保前横梁210与门槛内板500的连接不易失效,从而较好地分散碰撞冲击力,避免车身结构发生大幅度变形。

地板纵梁110固定连接在地板面板300的下表面并与门槛内板500连接,由此使得地板面板300在车辆的左右方向和前后方向上分别安装有车身梁,起到加强地板面板300的作用,避免地板面板300在碰撞(包括前面碰撞和侧面碰撞)中的形变过大。

具体地,如图18所示,地板纵梁110可以形成为向上开口的槽状结构且包括地板纵梁内侧壁112和地板纵梁外侧壁113以及连接所述地板纵梁内侧壁112和所述地板纵梁外侧壁113的地板纵梁底壁111。地板纵梁内侧壁112的上边缘形成有沿前后方向延伸地板纵梁内侧翻边110a,地板纵梁外侧壁113的上边缘形成有沿前后方向延伸的地板纵梁外侧翻边110b,地板纵梁内侧翻边110a与地板面板300的下表面搭接,地板纵梁外侧翻边110b与门槛内板500的内板底壁502搭接,地板纵梁外侧翻边110b可以低于地板纵梁内侧翻边110a。

地板纵梁内侧壁112的前端形成有地板纵梁内侧壁前端翻边110c,地板纵梁底壁111的前端向前延伸以形成地板纵梁底壁搭接边110e。其中,地板纵梁内侧翻边110a与前横梁210的前横梁后侧壁翻边210b搭接,地板纵梁内侧壁前端翻边110c与前横梁210的前横梁后侧壁212搭接,地板纵梁底壁搭接边110e与前横梁210的前横梁底壁211搭接。

在这种连接方式中,前横梁210、地板纵梁110和门槛内板500中的任意两者均具有连接关系,因此,当车辆发生碰撞(例如前碰)时,前纵梁100受到的碰撞冲击力传递至前横梁210,并由前横梁210分别传递至地板纵梁110和门槛内板500,并且地板纵梁110与门槛内板500连接,这种连接方式使得碰撞冲击力能够较为均匀地分散在该三者的连接位置处,提升连接位置的抗碰撞能力。

这种连接方式的优点还在于,当车辆发生前面碰撞时,地板纵梁110的端部能够抵顶前横梁210,避免前横梁210向后移动,挤压车身结构的其他元件,例如前横梁210作为电池包前安装横梁使用时,这种连接方式能够保护位于电池包前安装横梁后方的电池包。同样地,当车辆发生侧面碰撞(侧碰)时,前横梁210能够抵顶门槛内板500,避免门槛内板500向内挤压带动地板纵梁110向车身结构的内侧移动,以保护位于地板纵梁110内侧的其他元件,例如地板纵梁110作为电池包安装纵梁使用时,这种连接方式能够保护位于电池包安装纵梁内侧的电池包,从而避免电池包因挤压变形导致可能的起火,提升车辆的碰撞安全性能。

在所述车身纵向梁为地板纵梁110的情况下,作为前横梁210、地板纵梁110、门槛内板500三者连接方式的第二种可能的实施方式,如图21和图22所示,前横梁210的两端分别连接于两个地板纵梁110,门槛内板500连接在地板纵梁110的外侧并且与前横梁210间隔设置,即前横梁210和门槛内板500分别连接在地板纵梁110的两侧。

具体地,前横梁前侧壁翻边210a与地板纵梁内侧翻边110a搭接,前横梁后侧壁翻边210b与地板纵梁内侧翻边110a搭接,前横梁前侧壁端部翻边210c与地板纵梁内侧壁112搭接,前横梁后侧壁端部翻边210d与地板纵梁内侧壁112搭接,前横梁底壁搭接边210e与地板纵梁底壁111搭接,地板纵梁外侧翻边110b与内板底壁502搭接。

在这种连接方式中,当车辆发生碰撞,例如前碰时,前纵梁100受到的碰撞冲击力传递至前横梁210,并依次传递至地板纵梁110与门槛内板500上,并且地板纵梁110上还可以形成有限位凸起114(图22中可见),以用于在发生前面碰撞时阻挡前横梁210向后移动。

在上述几种连接方式中,当车辆发生前碰时,碰撞冲击力主要集中于前纵梁100的后端并且通过前横梁210分散至位于车身结构两侧的车身结构(例如,门槛内板500、地板纵梁110等)上。

为了在发生前碰时更好地向后传递和分散碰撞力,地板纵梁110的后端和门槛内板500的后端可以均与后纵梁120连接。在这种情况下,车身结构在前面碰撞时的传力路径可以为:前纵梁100-前横梁210-地板纵梁110和门槛内板500-后纵梁120。在后碰(后面碰撞)时的传力路径与前碰相反。

后纵梁120可以一体成型。在一种实施方式中,如图48所示,后纵梁120可以包括相互连接的后纵梁前段121和后纵梁后段122,地板后横梁230可以连接于后纵梁前段121。

作为地板纵梁110与后纵梁前段121的一种连接方式,如图25和图26所示,后纵梁前段121的前端形成为向上开口的槽状结构,并且包括相对设置的后纵梁前端内侧壁1212和后纵梁前端外侧壁1213,以及连接后纵梁前端内侧壁1212和后纵梁前端外侧壁1213的后纵梁前端底壁1211。后纵梁前端内侧壁1212的上边缘形成有沿前后方向延伸的后纵梁前段内侧壁翻边121a,后纵梁前端外侧壁1213的上边缘形成有沿前后方向延伸的后纵梁前段外侧壁翻边121b。其中,地板纵梁底壁111搭接在后纵梁前端底壁1211上,地板纵梁内侧翻边110a搭接在后纵梁前段内侧壁翻边121a上,地板纵梁外侧翻边110b搭接在后纵梁前段外侧壁翻边121b上。通过这种方式可以确保地板纵梁110与后纵梁120的连接不易失效,从而较好地分散碰撞冲击力,避免车身结构发生大幅度变形。

作为地板后横梁230与后纵梁前段121的一种连接方式,如图25所示,地板后横梁230可以形成为向上开口的槽状结构,并且包括相对设置的两个后横梁侧壁232和连接两个后横梁侧壁232的后横梁底壁231。后横梁侧壁232的上边缘形成有沿左右方向延伸的后横梁侧壁翻边230a,后横梁侧壁232的端部形成有后横梁侧壁端部翻边230b。其中,后横梁侧壁翻边230a与地板面板300的下表面搭接,后横梁侧壁端部翻边230b与后纵梁前段121的内侧壁1214搭接。如图25所示,地板后横梁230可以连接于后纵梁前段121的中部。

本公开涉及的承载框架700通过上述一些实施方式能够成为车身结构碰撞传力路径的一部分。具体地,前纵梁100的后端与承载框架700中的前横梁210连接,当车辆发生前面碰撞时,前纵梁100首先承受撞击,碰撞冲击力从前纵梁100的后端传递至前横梁210并沿地板纵梁110、门槛内板500分散至车辆后部的车身结构上,使得车辆能够作为整体地吸收碰撞能量,减小车辆前围板320的变形,保护位于乘员舱内的驾驶员及乘员,并且前横梁210、门槛内板500和地板纵梁110连接在一起能够增加承载框架700的强度,减小承载框架700的碰撞包括前面碰撞、后面碰撞和侧面碰撞变形程度,避免承载框架700变形挤压电池包导致起火。

该车身结构还可以包括后座椅安装横梁260(参见图62),该后座椅安装横梁260连接在后纵梁120之间并且间隔地位于地板后横梁230的前方,承载框架700还可以包括后座椅安装横梁260,从而能够增加电池托盘610与承载框架700的安装点的数量,有利于保持电池包的安装稳定性,并且当本公开涉及的承载框架700作为车身结构的传力路径的一部分使用时,后座椅安装横梁260还能够增加后纵梁120之间的传力路径。

当该承载框架700用于安装电池托盘610时,前横梁210形成为电池包安装前横梁,地板纵梁110形成为电池包安装纵梁,地板后横梁230形成为电池包安装后横梁。并且,如图14所示,承载框架700上还开设有电池托盘紧固孔701,用于固定电池托盘610。相应地,电池托盘610的边缘上设置有向外延伸的安装支耳611,以使得电池托盘610的边缘不直接与承载框架700接触,从而能够保证在碰撞时电池托盘610不直接承受撞击,以保护电池包。该安装支耳611的位置与电池托盘紧固孔701的位置对齐,并且同轴地开设有电池托盘安装孔612,以通过紧固件将电池托盘610安装在承载框架700上。具体地,电池托盘紧固孔701与电池托盘安装孔612可以形成为一一对应的多个,例如,电池托盘610的前边缘和后边缘上分别开设有两个电池托盘安装孔612,并且两个电池托盘安装孔612沿相应的边缘间隔设置。

如图23所示,地板纵梁110在前横梁210上的连接位置与前纵梁100在前横梁210的连接位置可以在左右方向上错开,并且地板纵梁110相对于前纵梁100更靠外。为了使前横梁210与地板纵梁110的连接更牢固,提升车身结构的耐久性,如图23和图24所示,前横梁210与地板纵梁110的连接处可以设置有加强梁310,加强梁310、前横梁210和地板纵梁110形成三角形结构。加强梁310的前端与前横梁210连接,加强梁310的后端与所述地板纵梁110连接。通过设置加强梁310,使得前横梁210与地板纵梁110的连接处得到加强,并且增加传力路径。

为了更好地传递和分散碰撞力,加强梁310的前端可以与前纵梁100的后端位置对应。加强梁310可以为直梁(参见图23),也可以为弧形梁(参见图23)。

与上述前纵梁100在前横梁210上的连接位置与地板纵梁110在前横梁210上的连接位置在左右方向上错开的实施方式不同,在替代的实施方式中,如图27和图28所示,前纵梁100可以包括前纵梁前段100a和前纵梁后段100b,前纵梁后段100b向后并向外弯曲以连接至前横梁210,地板纵梁110的前端连接至前横梁210,并且前纵梁100在前横梁210上的连接位置与地板纵梁110在前横梁210上的连接位置对应。

前纵梁前段100a和前纵梁后段100b可以一体成型,也可以分体设置。为了便于制作,如图28所示,前纵梁前段100a和前纵梁后段100b分体设置,前纵梁后段100b可以包括前连接部100b1、过渡部100b2和后连接部100b3,前连接部100b1与前纵梁前段100a连接且从前纵梁前段100a向后延伸,过渡部100b2从前连接部100b1向后并向外延伸,后连接部100b3从过渡部100b2向后延伸以连接至前横梁210。在这种情况下,前横梁210的两端可以分别连接于两个门槛内板500。

在这种实施方式中,车身结构在前碰时的传力路径可以为:前纵梁100-前横梁210-地板纵梁110和门槛内板500-后纵梁120。在后碰时的传力路径与前碰相反。

在一种实施方式中,如图29所示,车身结构还可以包括沿左右方向间隔设置的两个加强纵梁130、以及沿前后方向间隔设置的加强横梁240和250。每个加强纵梁130连接于对应的门槛内板500,以对门槛内板500进行加强。每个加强横梁连接于两个加强纵梁130,加强横梁240和250将左右两侧的加强纵梁130连接起来。加强横梁240和250与两个加强纵梁130围成“口”字型的闭环框架,该闭环框架支撑在左右两侧的门槛内板500之间。

在这种情况下,当车辆发生侧面壁障碰撞时,通过在门槛内板500上连接加强纵梁130,并将两侧的加强纵梁130通过加强横梁240和250连接起来,一方面可以有效减少门槛内板500的翻转变形,从而减少b柱800(连接在门槛内板500)上向室内方向的侵入变形,降低可能对乘员造成的伤害;另一方面可以显著减小地板面板300和门槛内板500的横向变形,防止乘员受伤以及布设在地板面板300下方的电池包受损。

当车辆发生侧面柱碰撞时,通过由加强横梁240和250与两个加强纵梁130围成的“口”字型闭环框架,不仅能够有效提升车身结构的强度,而且能够将碰撞力从一侧的门槛内板500直接传递给另一侧的门槛内板500,从而能够显著减小地板面板300和门槛内板500的横向变形,防止乘员受伤以及布设在地板面板300下方的电池包受损。并且,当车辆发生侧面柱碰撞时,只要碰撞点在加强纵梁130的范围内,碰撞力都可以通过加强横梁240和250传递到另一侧。

尤其是在由加强横梁240和250与两个加强纵梁130所围成的“口”字型闭环框架中,每个加强纵梁130的两端分别由一个加强横梁支撑,这使得加强纵梁130具有很高的强度和刚度,当发生侧面柱碰撞时,加强纵梁130能够更有效地将碰撞力传递给加强横梁240和250。

在一种实施方式中,如图30所示,加强纵梁130设置在地板面板300的上方。在其他实施方式中,加强纵梁130也可以设置在地板面板300的下方。每个加强纵梁130的一侧可以连接于对应的门槛内板500,另一侧可以连接于地板面板300。

加强纵梁130可以设置在门槛内板500的任意适当的纵向位置上,如图30所示,加强纵梁130例如可以设置在与b柱800大体对应的位置。由于b柱800连接在门槛内板500上,因此将加强纵梁130设置在与b柱800大体对应的位置,可以有针对性地对门槛内板500的与b柱800相连的部分进行加强,从而更有效地减小b柱800向室内方向的侵入变形。

具体地,加强纵梁130的前端可以位于b柱800的前边缘801的前方,加强纵梁130的后端可以位于b柱800的前边缘801和后边缘802之间。加强纵梁130的长度例如可以为300~500mm。在一些可能的实施方式中,加强纵梁130的前端可以延伸至与a柱对应的位置,后端可以延伸至后座椅安装横梁。

加强横梁240和250之间的间距(即,加强横梁240的后边缘与加强横梁250的前边缘之间的距离)可以为250-350mm,并且两个加强横梁中位于后方的加强横梁250可以在车辆的横向上与b柱800大体对应。在一些可能的实施方式中,加强横梁240可以前移至与a柱对应的位置,加强横梁250可以后移至后座椅安装横梁前方且邻近后座椅安装横梁设置。

在一种实施方式中,为了提高前座椅的安装强度,保证前排乘员的安全性,加强横梁240和250上可以设置有前座椅安装点,也就是说,加强横梁240和250可以分别为前座椅前安装横梁和前座椅后安装横梁。当然,在其他实施方式中,前座椅安装点也可以设置在由加强横梁240和250与两个加强纵梁130围成的区域内。

当加强纵梁130设置在地板面板300的下方时,加强横梁240和250也可以设置在地板面板300的下方并与地板面板300的下表面连接。在这种情况下,如果将加强横梁240和250作为前座椅前安装横梁和前座椅后安装横梁使用,则可以在地板面板300的与加强横梁对应的位置开孔,以便于紧固件能够穿过地板面板300以连接至加强横梁。

加强纵梁130可以具有各种适当的结构。在一种实施方式中,为了使加强纵梁130具有更高的结构强度,如图34所示,加强纵梁130可以形成为向下开口的槽状结构,并且包括相对设置的加强纵梁内侧壁132和加强纵梁外侧壁133,以及连接所述加强纵梁内侧壁132和加强纵梁外侧壁133的加强纵梁顶壁131。

在这种情况下,为了便于与门槛内板500和地板面板300连接,加强纵梁内侧壁132的下边缘可以形成有加强纵梁内侧壁翻边130a,加强纵梁外侧壁133的下边缘可以形成有加强纵梁外侧壁翻边130b。其中,加强纵梁内侧壁翻边130a与地板面板300的上表面搭接,加强纵梁外侧壁翻边130b与门槛内板500的内板顶壁501搭接,并且加强纵梁外侧壁翻边130b的位置可以高于所述加强纵梁内侧壁翻边130a的位置。

进一步地,加强纵梁130可以形成为前后两端封闭的槽状结构,并且还包括相对设置的前端壁134和后端壁135,其中,前端壁134形成在加强纵梁顶壁131的前边缘并且连接加强纵梁内侧壁132和加强纵梁外侧壁133,后端壁135形成在所述加强纵梁顶壁131的后边缘并且连接所述加强纵梁内侧壁132和加强纵梁外侧壁133,前端壁134的下边缘形成有前端壁翻边130c,后端壁135的下边缘形成有后端壁翻边130d,前端壁翻边130c和后端壁翻边130d均与地板面板300的上表面搭接。通过将加强纵梁130设计成两端封闭的槽状结构,一方面使得加强纵梁130的强度进一步提高,有利于侧面碰撞时碰撞力的传递;另一方面使得加强纵梁130的内部形成为封闭的空间,这样既不会有杂物进入,而且在车辆行驶时加强纵梁130的内部也不会产生空气流动,从而减小噪音。

加强纵梁130可以一体成型,可以由多个部分连接而成。在本实施方式中,为了便于制作,如图35所示,加强纵梁130可以沿其横向分为外半体130a和内半体130b,外半体130a与内半体130b搭接。其中,加强纵梁外侧壁133和加强纵梁外侧壁翻边130b形成在外半体130a上,加强纵梁内侧壁132和加强纵梁内侧壁翻边130a形成在内半体130b上。

如图33和图40所示,为了便于与门槛内板500连接,地板面板300的左右两侧可以具有地板面板翻边300b。在一种实施方式中,地板面板翻边300b与加强纵梁130位置对应的部分具有“l”形横截面,其它部分具有“一”字形横截面。

换句话说,如图40所示,地板面板翻边300b可以包括与加强纵梁130位置对应的第一段翻边300b1,以及位于第一段翻边300b1的前方的第二段翻边300b2和/或位于第一段翻边300b1的后方的第三段翻边300b3。其中,第一段翻边300b1的横截面呈“l”形(即,先向上翻折,再向外翻折),以与门槛内板500的内板顶壁501的顶壁搭接。第二段翻边300b2和/或第三段翻边300b3的横截面可以呈“一”字形(即,向上翻折),以与门槛内板500的内板侧壁503搭接。在这种情况下,为了保证加强纵梁130与门槛内板500的连接可靠性,提高车身结构的碰撞安全性能,加强纵梁外侧壁翻边130b、第一段翻边300b1和门槛内板500的内板顶壁501可以三层叠焊在一起。

为了便于在第一段翻边300b1和内板顶壁501之间涂密封胶以防止室内进水,在一种实施方式中,如图43所示,第一段翻边300b1的外边缘300b11可以突出于加强纵梁外侧壁翻边130b的外边缘130b1。

在本公开中,加强横梁和加强纵梁可以通过任意适当的方式连接在一起。

在一种实施方式中,如图35和图39所示,内半体130b上形成有两个豁口130e,加强横梁240和250的端部穿过对应的豁口130e以伸入到加强纵梁130的内部(即,伸入到加强纵梁130与地板面板30形成的空腔内),也就是说,加强纵梁130跨设在加强横梁240和250上。豁口130e可以为与加强横梁240和250的横截面相匹配的形状,例如可以为“∩”形。豁口130e的边缘形成有豁口翻边130f,豁口翻边130f与加强横梁搭接,以使加强纵梁与加强横梁连接。

在替代实施方式中,加强纵梁130可以位于加强横梁240和250之间,加强纵梁130的两端可以分别连接于加强横梁240和250。

每个加强横梁的端部可以与门槛内板500直接连接,也可以与门槛内板500不连接。

在一种实施方式中,如图42所示,每个加强横梁的端部与对应的门槛内板500之间可以具有间隙a,该间隙a例如可以为2~8mm。在这种情况下,当发生侧面碰撞时,门槛内板500将碰撞力传递给与之相连的加强纵梁130,该加强纵梁130将碰撞力传递给加强横梁240和250,加强横梁240和250将碰撞力传递给另一侧的加强纵梁130,该另一侧的加强纵梁130再将碰撞力传递给与之相连的门槛内板500。当门槛内板500受力挤压变形并与加强横梁的端部接触时,门槛内板500将一部分碰撞力直接传递给加强横梁240和250,另一部分碰撞力通过加强纵梁130间接传递给加强横梁240和250。加强横梁的端部与门槛内板500之间的间隙a可以保证门槛内板500具有一定的变形缓冲空间,以吸收部分碰撞能量。

如图33和图40所示,地板面板300上形成有向上凸起的中央通道300a。为了便于布置横向贯穿地板面板300的加强横梁240和250,在一种实施方式中,中央通道300a可以具有比普通中央通道更低的高度,例如,中央通道300a的高度可以小于50mm。中央通道300a的横截面呈向下开口的u形,并且包括中央通道顶壁300a1和两个中央通道侧壁300a2。

加强横梁240和250可以均位于地板面板300的上方且横跨中央通道300a。

在一种实施方式中,如图30、图36和图46所示,两个加强横梁240、250中位于前方的加强横梁240可以包括间隔设置的两个上横梁段241和连接两个上横梁段241的下横梁段242。每个上横梁段241位于地板面板300的上方且连接于对应的加强纵梁130,下横梁段242位于中央通道300a的下方。上横梁段241、中央通道侧壁300a2和下横梁段242可以三层叠焊在一起。

具体地,如图36所示,上横梁段241可以形成为向下开口的槽状结构,并且包括两个相对设置的上横梁段侧壁2412和连接两个上横梁段侧壁2412的上横梁段顶壁2411,上横梁段侧壁2412的下边缘形成有沿左右方向延伸的上横梁段侧壁翻边241a,上横梁段侧壁翻边241a与地板面板300的上表面搭接。

如图37所示,下横梁段242可以形成为向上开口的槽状结构,并且包括两个相对设置的下横梁段侧壁2422和连接两个下横梁段侧壁2422的下横梁段底壁2421,下横梁段侧壁2422的上边缘形成有沿左右方向延伸的下横梁段侧壁翻边242a,下横梁段侧壁翻边242a与地板面板300的下表面搭接。

在中央通道侧壁300a2处,上横梁段侧壁翻边241a、中央通道侧壁300a2和下横梁段侧壁翻边242a可以三层叠焊在一起。

如图46所示,上横梁段241远离门槛内板500的一端可以延伸到中央通道顶壁300a1上,并且在中央通道顶壁300a1处,上横梁段侧壁翻边241a、中央通道顶壁300a1和下横梁段侧壁翻边212可以三层叠焊在一起。

这里,在侧面碰撞时,下横梁段242不仅是作为加强横梁240的一部分以传递碰撞力,而且能够对中央通道300a进行加强,防止中央通道300a在侧面碰撞时出现由两侧向中间龟缩的现象,进一步减小地板面板300的横向变形。

两个加强横梁中位于后方的加强横梁,即后加强横梁250可以位于地板面板300的上方且延伸经过中央通道300a。通过降低中央通道300a的高度,使得能够减小加强横梁250各部分的高度差,保证加强横梁250具有较好的连贯性和平直度,有利于碰撞力的传递。

如图38所示,加强横梁250可以形成为向下开口的槽状结构,并且包括两个相对设置的后加强横梁侧壁252和连接两个后加强横梁侧壁252的后加强横梁顶壁251,后加强横梁侧壁252的下边缘形成有沿左右方向延伸的后加强横梁侧壁翻边250a,后加强横梁侧壁翻边250a与地板面板300的上表面搭接。

类似地,如图32和图33所示,也可以在中央通道300a的下方与加强横梁250对应的位置设置中央通道加强梁430,该中央通道加强梁430的两端连接于中央通道侧壁300a2并与加强横梁250相连。在侧面碰撞时,中央通道加强梁430不仅能够防止中央通道300a出现由两侧向中间龟缩的现象,减小地板面板300的横向变形,而且能够协助加强横梁250传递一部分碰撞力,避免加强横梁250在应力集中处产生变形。

在侧面碰撞时,无论是在侧面壁障碰撞还是侧面柱碰撞时,门槛内板500受到碰撞冲击,轻微变形吸能,并且将力传递给地板纵梁110和加强纵梁130,同时将力往车前和车后传递,横跨左右的前横梁210、加强横梁240和250等可以将一侧受到碰撞冲击力传递到另外一侧,分散侧面碰撞力,达到保护乘员舱和电池包的作用。

在本公开的车身结构的一种实施方式中,在地板面板300下方形成两个闭环框架结构,包括:

一、由前舱横梁220、两个前纵梁100、前横梁210围成的闭环框架,该闭环框架结构能够:首先,承受前方的碰撞载荷,包括通过传力路径传递的初始碰撞负载和驱动电机等的后退碰撞冲击;第二,封闭的框架形结构具有较强的稳定性,并且在实际制造中,通过设置适当的梁壁厚度和材料强度,能够确保抑制乘员舱前部前围板的侵入变形;第三,该框架形结构与设置在前纵梁100外侧的外连接板420形成的加强结构,能够有效适应诸如小偏置碰等车轮有严重后退变形趋势碰撞工况,确保抑制后方a柱及门槛内板500的变形;第四,通过前舱横梁220到前横梁210之间的稳固结构,可把前方纵梁以及小偏置碰撞中车轮施加的集中载荷最大化地分散传递至乘员舱两侧的门槛内板500及地板纵梁110上,进而进一步地传递到车身后方,从而实现正常受力更有效地避免前碰时乘员舱的变形;

二、承载框架700构成的闭环框架,该闭环框架至少具有如下优点:第一,在满足碰撞安全变形要求的条件下能最大限度地提供蓄能电池的布置面积空间,改善长距离续航的性能要求;第二,该闭环框架为蓄能电池包提供了一种简单易行的装配方式,并且在空间布置上具有集约型特征的蓄能电池布置有利于电池包内部的电热管理;第三,该闭环框架与乘员舱的几何位置在上下位置上基本对齐,使得对该框架结构或乘员舱结构的防碰撞变形的改善都会同时起到保护乘员和蓄能电池包的作用;第四,该闭环框架比较容易做出结构均衡性较好的设计,容易满足不同部位的性能均衡性的要求。总而言之,该两个结构一方面能够使碰撞作用力均匀地分散在各梁上,还能够止挡设置在车辆前部的元件,避免如电机等车辆的动力装置因碰撞冲击向后移动入侵乘员舱或者挤压位于地板面板300下方的电池包,引发碰撞二次伤害。

在本公开的车身结构的一种实施方式中,在地板面板300上形成一个闭环框架结构,即,由加强横梁240和250与两个加强纵梁130围成的“口”字型闭环框架,该闭环框架不仅能够有效提升车身结构的强度,而且能够将碰撞力从一侧的门槛内板500直接传递给另一侧的门槛内板500,使得地板面板300基本不参与或较少参与碰撞传力与吸能,从而能够显著减小地板面板300和门槛内板500的横向变形,防止乘员受伤以及布设在地板面板300下方的电池包受损。每个加强纵梁130的两端分别由一个加强横梁支撑,这使得加强纵梁130具有较高的强度和刚度,当发生侧面柱碰撞时,加强纵梁130不易变形,从而能够更有效地将碰撞力传递给加强横梁240和250。

以上描述了在两个加强纵梁130之间设置有两个相互平行的加强横梁的实施方式。在替代实施方式中,两个加强纵梁130之间也可以仅通过一个加强横梁连接,或者通过两个交叉设置的加强横梁连接。

采用本公开的车身结构的车辆可以是电动汽车,也可以是燃油汽车。在所述车辆为电动汽车的情况下,如图47所示,该电动汽车可以包括前电机710、前电控720、后电机730和后电控740。其中,前电机710和前电控720设置在所述前围板320的前方,后电机730和后电控740设置在电池包600的后方。

具体地,前电机710可以通过前副车架安装在所述前纵梁100上,前电控720可以通过前舱支架安装在所述前纵梁100上。后电机730可以通过后副车架安装在后纵梁120上且位于电池包600的后方,后电控740可以安装在地板面板300上。

地板面板300具有用于安装后电控740的后电控安装区域和用于安装后座椅的后座椅安装区域,后电控安装区域位于后座椅安装区域的后方且与后座椅安装区域间隔开。后电控740可以用于控制电池包600的通电和断电。

为了能够在后面碰撞时保护后电控740,在一种实施方式中,如图50和图51所示,后纵梁120从后向前可以依次包括第一区段i、第二区段ii、第三区段iii和第四区段iv,其中,第二区段ii在车辆的横向上与地板面板300的后电控安装区域对应(即,与后电控740在车辆的横向上对应),第二区段ii的强度大于第一区段i的强度,并且大于第三区段iii的强度。图中附图标记270代表后防撞横梁。

由于第二区段ii的强度大于第一区段i和第三区段iii的强度,因此当车辆发生后面碰撞时,相比于第一区段i和第三区段iii,第二区段ii更晚被压溃或者不被压溃(在碰撞力较小的情况下),从而使得与第二区段ii横向对应的后电控740更晚变形或者不变形,以保护后电控740,这样就能使后电控740有充足的时间来控制电池包600断电,避免在电池包600受到挤压时产生失火甚至爆炸等危险。

在一种实施方式中,第三区段iii的强度可以大于第一区段i的强度,也就是说,第一区段i的强度最小,第三区段iii次之,第二区段ii的强度最大。在这种情况下,当车辆发生后面碰撞时,如果碰撞力较小,则仅第一区段i被压溃;如果碰撞力较大,则第一区段i首先被压溃,而后第三区段iii被压溃;如果碰撞力过大,则第一区段i首先被压溃,而后第三区段iii被压溃,最后第二区段ii被压溃。

在一种实施方式中,第三区段iii和第四区段iv的分界面p-p可以位于地板面板300的后座椅安装区域的后方,即,后座椅位于第四区段iv在车辆横向上对应的范围内,也就是说,后座椅安装横梁260可以连接于第四区段iv,并且第四区段iv的强度可以大于第三区段iii的强度。进一步地,第四区段iv的强度可以大于第二区段ii的强度。通过将第四区段iv设计为具有较大的强度,使得在车辆发生后面碰撞时,第四区段iv不易被压溃,从而保证后排乘员的安全。

当地板后横梁230作为电池包后安装横梁使用时,第三区段iii和第四区段iv的分界面p-p可以位于地板后横梁230的后方,即,地板后横梁230连接于后纵梁120的第四区段iv。通过将第四区段iv设计为具有较大的强度,使得在车辆发生后面碰撞时,第四区段iv不易被压溃,从而保证电池包的安全。

更具体地,在一种实施方式中,如图51所示,所述车身结构还可以包括地板下横梁280,该地板下横梁280设置在地板面板300的下表面且位于地板后横梁230的后方,地板下横梁280的两端分别连接于左右两侧的后纵梁120,地板下横梁280的后边缘位于第三区段iii和第四区段iv的分界面p-p上。换句话说,地板下横梁280连接于第四区段iv的后端。通过连接地板下横梁280,使得第四区段iv的强度得到提高。

地板下横梁280是车身结构上固有的梁,地板下横梁280连接在后纵梁120的内凹点处,用于防止内凹点处弯折变形。如图50所示,后地板面板300的上方还可以设置有与地板下横梁280位置对应的地板上横梁290,地板上横梁290、后地板面板300和地板下横梁280连接在一起。在这种情况下,第三区段iii在车辆的横向上可以与地板面板300的位于地板上横梁290和后电控安装区域之间的区域对应。

同时,地板后横梁230、地板下横梁280和两个后纵梁120围成闭环框架结构,该闭环框架结构能够增加车身结构的强度,提高车身结构的稳定性。在车辆发生侧面碰撞时,地板后横梁230和地板下横梁280能够将碰撞力从一侧的后纵梁120直接传递给另一侧的后纵梁120,使得地板面板300基本不参与或较少参与碰撞传力与吸能,从而能够限制减小地板面板300和后纵梁120的横向变形。

在本公开中,后纵梁120可以具有任意适当的结构,只要其各区段的强度关系满足以上要求即可。

在一种实施方式中,如图48所示,后纵梁120可以包括相互连接的后纵梁前段121和后纵梁后段122,地板下横梁280和地板后横梁230可以连接于后纵梁前段121,后纵梁后段122上设置有后纵梁后段加强结构和后纵梁后段弱化结构,后纵梁后段弱化结构位于第一区段i,后纵梁后段加强结构位于第二区段ii。

如图49所示,所述后纵梁后段弱化结构可以为设置在后纵梁后段122上的溃缩筋1223和/或溃缩孔。

如图49所示,后纵梁后段122的横截面呈向上开口的槽状结构,并且包括后段底壁1221和两个后段侧壁1222,两个后段侧壁1222相对设置,后段底壁1221连接两个后段侧壁1222。

如图48、图54和图55所示,所述后纵梁后段加强结构可以包括设置在后纵梁后段122内部的后纵梁后段加强板125,后纵梁后段加强板125的后端延伸至第二区段ii和第一区段i的分界面m-m,后纵梁后段加强板125的前端延伸至第二区段ii和第三区段iii的分界面n-n。通过设置后纵梁后段加强板125,可以对第二区段ii进行加强。

后纵梁后段加强板125可以直接贴合在后段底壁1221上。在一种实施方式中,如图55所示,后纵梁后段加强板125可以与后段底壁1221间隔设置,所述后纵梁后段加强结构还可以包括支撑在后段底壁1221和后纵梁后段加强板125之间的后纵梁后段撑板126a、126b,后纵梁后段加强板通过后纵梁后段撑板126a、126b连接于后纵梁后段122。后纵梁后段撑板126a、126b可以为一个,也可以为多个。在图55示出实施方式中,后纵梁后段撑板126a、126b包括前撑板126a和后撑板126b。前撑板126a呈“几”字形,用于支撑后纵梁后段加强板125的前部和中部;后撑板126b呈“z”字形,用于支撑后纵梁后段加强板125的后部。

在一种实施方式中,后纵梁后段122的前端可以延伸至第二区段ii和第三区段iii的分界面n-n,也就是说,后纵梁后段122的前端与后纵梁后段加强板125的前端平齐,后纵梁后段122的长度等于第一区段i和第二区段ii的长度之和。

后纵梁前段121上可以设置有后纵梁前段后加强板124,后纵梁前段后加强板124可以设置在后纵梁前段121与后纵梁后段122的连接处。通过设置后纵梁前段后加强板124,可以提高后纵梁前段121与后纵梁后段122的连接处的强度,防止后纵梁前段121与后纵梁后段122的连接处失效或变形,有利于在车辆发生前面碰撞或后面碰撞时碰撞力向后或向前传递,提高车辆的碰撞安全性。

进一步地,后纵梁前段121上还可以设置有后纵梁前段中加强板123,后纵梁前段中加强板123的一部分位于第三区段iii,另一部分位于第四区段iv。通过设置后纵梁前段中加强板123,可以对整个第三区段iii以及部分第四区段iv进行加强,使得第三区段iii的强度大于第一区段iv的强度,从而便于控制发生后面碰撞时后纵梁各区段的压溃顺序。

为了在车辆发生后面碰撞或倒车时保护后电机730,在一种实施方式中,如图56和图57所示,车身结构还可以包括后电机防撞梁440,该后电机防撞梁440的两端分别连接于两个后纵梁120,后电机防撞梁440位于后地板面板300的下方且位于后电机730的后方。

通过在后电机730的后方设置后电机防撞梁440,一方面,在发生后面碰撞时,后电机防撞梁440能够防止后方车辆直接撞到后电机730上,有效保护后电机730;另一方面,在倒车时,后电机防撞梁440能够防止地面障碍物例如,马路台阶、地桩等对后电机730造成侵害,进一步保护后电机730。

由于后电机防撞梁440的两端分别连接于左右两个后纵梁120,因此,当车辆发生侧面碰撞时,后电机防撞梁440可以在两个后纵梁120之间形成横向支撑,减小后纵梁120和后地板面板300的横向变形。

后电机防撞梁440的两端可以连接在后纵梁120的任意适当位置。在一种实施方式中,后电机防撞梁440的两端可以连接于后纵梁120的第二区段ii,也就是说,后电机防撞梁440可以设置在后电控740的正下方。以此方式,能够加强第二区段ii的强度。

后电机防撞梁440可以具有任意适当的结构和形状。在一种实施方式中,如图58所示,后电机防撞梁440可以包括主体段441和两个连接段442,主体段441水平延伸,每个连接段442从主体段441的一端大体倾斜向上延伸以连接至后纵梁120。具体地,如图58所示,主体段441可以呈“一”字形,连接段442可以大体呈“z”形。以此方式,使得后电机防撞梁440的高度较低,从而更好地保护后电机730。在一种实施方式中,后电机防撞梁440的最低点可以低于后电机730的最低点,以在倒车时更好地防止地面障碍物对后电机730造成侵害。

电池包600设置在地板面板300的下方且位于后电机730的前方,后电机730可以通过后副车架安装在后纵梁120上。地板后横梁230设置在所述地板面板300的下方,地板后横梁230的两端分别连接于左右两侧的后纵梁120,地板后横梁230上沿左右方向间隔设置有两个电池托盘安装支架340(图59和图60中可见),电池托盘安装支架340从地板后横梁230向下延伸,电池托盘610的后端安装在两个电池托盘安装支架340上。

为了防止车辆发生后面碰撞时后电机730向前移动并撞到电池包600上,在一种实施方式中,电池包600和后电机730之间设置有电池包防撞结构,该电池包防撞结构用于在车辆发生后面碰撞时防止后电机730撞向电池包600,也就是说,当车辆发生后面碰撞引起后电机730前移(包括后纵梁120变形引起的前移和后方车辆直接撞到后电机730上引起的前移)时,所述电池包防撞结构可以在一定程度上改变后电机730的运动轨迹,使得后电机730不会撞向电池包600。

所述电池包防撞结构可以具有各种适当的结构。在一种实施方式中,电池包防撞结构可以包括沿前后方向倾斜设置的引导梁450或引导板,所述引导梁450或引导板向前并向下延伸,当车辆发生后面碰撞引起后电机730前移时,后电机730撞到引导梁450或引导板上,引导梁450或引导板引导后电机730在向前移动的同时向下移动以避开电池包600。也就是说,当车辆发生后面碰撞引起后电机730前移时,所述电池包防撞结构可以在一定程度上改变后电机730的运动轨迹,使得后电机730向下移动以避开位于后电机730前方的电池包600,防止电池包600受到撞击和挤压。

可以通过多种方式将引导梁450或引导板安装在后纵梁120上。在一种实施方式中,如图59至图61所示,除引导梁450之外,电池包防撞结构还可以包括前安装横梁460和后安装横梁470,前安装横梁460连接于两个电池托盘安装支架340,后安装横梁470的两端连接于后纵梁120,引导梁450的前端连接于前安装横梁460,引导梁450的后端连接于后安装横梁470。通过这种方式,使得前安装横梁460的位置低于后安装横梁470的位置,从而使引导梁450倾斜设置。当后电机730撞到引导梁450时,引导梁450本身吸收一部分能量,并且将一部分能量经后安装横梁470传递至后纵梁120,将另一部分能量经前安装横梁460、电池托盘安装支架340和地板后横梁230传递至后纵梁120。在这种实施方式中,所述电池包防撞结构形成为连接在两个后纵梁120之间的“工”字形结构,从而进一步加强车身结构,提高车辆的碰撞安全性。

引导梁450可以为一根平直的梁。可替换地,如图61所示,引导梁450为一根折弯的梁,并且包括第一段451和第二段452,第一段451从后安装横梁470向前并向下延伸,第二段452从第一段451大体水平向前延伸以连接至前安装横梁460。通过这种方式,使得引导梁450与后电机730之间的距离更近,后电机730能够更早地接触到引导梁450,便于控制后电机730的运动方向。

这里,后安装横梁470可以是车身结构固有的梁,也可以是为了安装引导梁而单独设置的梁。在一种实施方式中,如图59所示,后安装横梁470例如可以是上文提及的地板下横梁280。

与上述采用引导梁或引导板引导后电机730运动的实施方式不同,在替代实施方式中,所述电池包防撞结构可以包括止挡横梁或止挡板,该止挡横梁或止挡板连接于所述后纵梁120且设置在电池包600和后电机730之间,用于在所述电动汽车发生后面碰撞时阻挡所述后电机730向前移动。所述止挡横梁大体可以呈“u”形。

在上述技术方案的基础上,本公开还提供一种车辆,该车辆包括本公开提供的车身结构,因此,该车辆具有本公开提供的车身结构的全部优点和有益效果,为减少不必要的重复,在此不再赘述。具体地,该车辆可以是电动汽车,从而使得车身结构适应电池包的安装。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

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