电动汽车及其车身结构的制作方法

本公开涉及一种车身结构，还涉及一种具有该车身结构的电动汽车。

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乘用车的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。

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电动汽车的车身结构，该车身结构能够在车辆发生后面碰撞或者倒车时更好地保护电机。

为了实现上述目的，本公开提供电动汽车的车身结构，所述电动汽车包括电机，所述车身结构包括沿左右方向间隔设置的两个后纵梁、地板面板、以及电机防撞梁，所述后纵梁连接于所述地板面板的下表面，所述电机位于所述地板面板的下方，所述电机防撞梁的两端分别连接于两个所述后纵梁且至少部分低于所述后纵梁，所述电机防撞梁位于所述电机的后方。

可选地，所述电机通过副车架安装在后纵梁上。

可选地，所述电机防撞梁包括主体段和形成在该主体段两端的连接段，所述主体段水平延伸，每个连接段从所述主体段倾斜向上延伸以连接至所述后纵梁。

可选地，所述主体段的最低点低于所述电机的最低点。

可选地，所述车辆还包括电池包和电池包防撞结构，所述电池包设置在所述地板面板的下方且位于所述电机的前方，所述电池包防撞结构设置在所述电池包和所述电机之间，用于在所述电动汽车发生后面碰撞时防止所述电机撞向所述电池包。

可选地，所述电池包防撞结构包括沿前后方向倾斜设置的引导梁或引导板，所述引导梁或引导板向前并向下延伸，用于在所述电动汽车发生后面碰撞时引导所述电机向下移动以避开所述电池包。

可选地，所述车身结构还包括电池包后安装横梁和两个电池托盘安装支架，所述电池包后安装横梁两端连接于所述后纵梁，所述两个电池托盘安装支架沿左右方向间隔设置在所述电池包后安装横梁上，所述电池包的后端安装在所述两个电池托盘安装支架上，所述电池包防撞结构还包括前安装横梁和后安装横梁，所述前安装横梁连接于所述两个电池托盘安装支架，所述后安装横梁的两端连接于所述后纵梁，所述引导梁的前端连接于所述前安装横梁，所述引导梁的后端连接于所述后安装横梁。

可选地，所述电池包防撞结构包括止挡横梁或止挡板，所述止挡横梁或止挡板连接于所述后纵梁，用于在所述电动汽车发生后面碰撞时阻挡所述电机朝向所述电池包移动。

可选地，所述止挡横梁呈u形，所述止挡横梁的两端分别连接于所述两个后纵梁。

可选地，所述电动汽车还包括电控，所述电控安装在所述地板面板上，所述后纵梁从后向前依次包括第一区段、第二区段、第三区段和第四区段，所述第二区段在车辆的横向上与所述电控对应，所述第二区段的强度大于所述第一区段的强度并且大于所述第三区段的强度，所述电机防撞梁的两端连接于所述第二区段。

可选地，第四区段的强度大于所述第一区段的强度并且大于所述第三区段的强度，所述第三区段的强度大于所述第一区段的强度。

通过在电机的后方设置电机防撞梁，一方面，在发生后面碰撞时，电机防撞梁能够防止后方车辆直接撞到电机上，有效保护电机；另一方面，在倒车时，电机防撞梁能够防止地面障碍物(例如，马路台阶、地桩等)对电机造成侵害，进一步保护电机。

本公开还提供一种电动汽车，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是根据本公开的一种实施方式的车身结构的局部爆炸图。

图2是根据本公开的一种实施方式的车身结构中，后纵梁后段的立体图。

图3是根据本公开的一种实施方式的车身结构的俯视图。

图4是根据本公开的一种实施方式的车身结构的仰视图。

图5是图4的e-e断面图。

图6是图5中g部分的放大图。

图7是图4的f-f断面图。

图8是图7中h部分的放大图。

图9是根据本公开的一种实施方式的车身结构的局部爆炸图。

图10是根据本公开的一种实施方式的车身结构的侧视图。

图11是根据本公开的一种实施方式的车身结构中，电机防撞梁的主视图。

图12是根据本公开的一种实施方式的车身结构的立体图。

图13是根据本公开的一种实施方式的车身结构的侧视图。

图14是根据本公开的一种实施方式的车身结构中，引导梁和前安装横梁的立体图。

图15是根据本公开的一种实施方式的车身结构的侧视图。

图16是根据本公开的一种实施方式的车身结构的局部爆炸图。

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。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“地板面板”、“后纵梁”、“后防撞横梁”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。

根据本公开的一个方面，提供一种车身结构，如图3和图4所示，包括后防撞横梁270、地板面板300和沿左右方向间隔设置的两个后纵梁120，后防撞横梁270的两端分别连接于两个后纵梁120的后端，地板面板300具有用于安装电控740的电控安装区域和用于安装后座椅(未示出)的后座椅安装区域，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。电控740可以用于控制电池包通电和断电。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的电控安装区域对应(即，与电控740在车辆的横向上对应，也就是说，电控740与车辆前端之间的距离和第二区段ii与车辆前端之间的距离基本相等)，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。

在本公开的车身结构中，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更晚变形或者不变形(在碰撞力较小的情况下)，从而使得与第二区段ii横向对应的电控740更晚变形或者不变形，以保护电控740，这样就能使电控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变形；如果碰撞力较大，则第一区段i首先变形，而后第三区段iii变形；如果碰撞力过大，则第一区段i首先变形，而后第三区段iii变形，最后第二区段ii变形。

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，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不易变形，从而保证后排乘员的安全。同时，通过在第四区段iv上连接后座椅安装横梁，使得第四区段iv的强度得到提高。

在一种实施方式中，所述车身结构还可以包括电池包后安装横梁230(图12中可见)，电池包600设置在地板面板300的下方且位于电机730的前方，电机730可以通过副车架(未示出)安装在后纵梁120上。电池包后安装横梁230设置在所述地板面板300的下方，电池包后安装横梁230的两端分别连接于左右两侧的后纵梁120，电池包后安装横梁230上沿左右方向间隔设置有两个电池托盘安装支架340，电池托盘安装支架340从电池包后安装横梁230向下延伸，电池包600的电池托盘的后端安装在两个电池托盘安装支架340上。

第三区段iii和第四区段iv的分界面p-p可以位于所述电池包后安装横梁230的后方(即，电池包后安装横梁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不易变形，从而保证电池包的安全。同时，通过在第四区段iv上连接地板下横梁280，使得第四区段iv的强度得到提高。

更具体地，在一种实施方式中，如图1和图4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作为形成车身骨架的梁，其能够提高车身的强度和刚度。地板下横梁280可以布置在后纵梁120的内凹点，以用于防止内凹点处弯折变形。

在一种实施方式中，如图4所示，地板下横梁280的后边缘可以位于第三区段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。

如图1和图3所示，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、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和电控安装区域之间的区域对应。

电池包后安装横梁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，电池包后安装横梁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1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2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2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1、图6和图7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的前端延伸至第二区段ii和第一区段i的分界面m-m，后纵梁后段加强板125的后端延伸至第二区段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7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。在图示实施方式中，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。

在一种实施方式中，第四区段iv的截面积可以大于其他区段的截面积，以使第四区段iv的强度大于其他区段。在其他实施方式中，也可以在第四区段iv上设置加强结构(例如加强板或加强筋)以增加第四区段iv的强度大于其他区段。

为了在车辆发生后面碰撞或倒车时保护电机730，在一种实施方式中，如图9和图10所示，车身结构还可以包括电机防撞梁440，该电机防撞梁440的两端分别连接于两个后纵梁120且电机防撞梁440至少部分地低于后纵梁120，电机防撞梁440位于地板面板300的下方且位于电机730的后方。

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

由于电机防撞梁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，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和地板面板300的横向变形。

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，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，电机防撞梁440可以设置在电控740的正下方。以此方式，能够加强第二区段ii的强度。

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11所示，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3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，使得电机防撞梁440的高度较低，从而更好地保护电机730。在一种实施方式中，电机防撞梁440的最低点可以低于电机730的最低点，以在倒车时更好地防止地面障碍物对电机730造成侵害。

为了防止车辆发生后面碰撞时电机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电机730撞向电池包600，也就是说，当车辆发生后面碰撞引起电机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电机730的运动轨迹，使得电机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电机730前移时，电机730撞到引导梁450或引导板上，引导梁450或引导板引导电机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电机730的运动轨迹，使得电机730向下移动以避开位于电机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12至图14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14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与电机730之间的距离更近，电机730能够更早地接触到引导梁450，便于控制电机730的运动方向。

在另一种实施方式中，如图15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、后安装横梁470和支撑梁480，前安装横梁460连接于所述两个电池托盘安装支架340，后安装横梁470的两端连接于所述后纵梁120，引导梁450的后端连接于后安装横梁470，支撑梁480大体沿前后方向延伸，支撑梁480的前端连接于前安装横梁460，支撑梁480的后端连接于引导梁450的中部。当电机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，将另一部分能量经支撑梁480、前安装横梁460、电池托盘安装支架340和电池包后安装横梁230传递至后纵梁120。在这种实施方式中，可以允许引导梁450的下端位置更低(例如，与电池包的下表面平齐或低于电池包的下表面)，进一步消除电机730撞到电池包600上的风险。

在又一种实施方式中，如图16所示，除引导梁450之外，电池包防撞结构还包括前安装横梁460、后安装横梁470和安装纵梁490，所述前安装横梁460连接于所述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，安装纵梁490的前端连接于电池包后安装横梁230，安装纵梁490的后端连接于后安装横梁470，引导梁450的前端连接于前安装横梁460，引导梁450的后端连接于安装纵梁490的中部，引导梁450在所述地板面板300上的投影与安装纵梁490在所述地板面板300上的投影重合。当电机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安装纵梁490传递至后纵梁120和电池包后安装横梁230，将另一部分能量经前安装横梁460、电池托盘安装支架340和电池包后安装横梁230传递至后纵梁120。在这种实施方式中，一方面，电池包后安装横梁230、安装纵梁490和后安装横梁470形成“工”字形结构能够加强车身结构，提高车辆的碰撞安全性；另一方面，引导梁450和安装纵梁490之间的夹角能够进一步加强车身结构，提高车身结构的稳定性。

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，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具体实施方式，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。