本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于汽车的前地板总成和汽车。
背景技术：
前地板总成是在汽车的下车体钣金结构中处于前舱总成与后地板总成之间用于承载驾驶员以及安装前排座椅、副仪表台、换挡操纵机构和手刹操纵机构等功能零件的钣金结构总成。在现有技术中，为了保证前地板总成的结构性能，前地板总成往往存在着结构复杂且安装过程繁复的缺点。因此，如何能够既简化前地板总成的结构，又提高其结构性能，是本领域技术人员一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
为了解决上述全部或部分问题，本实用新型提供一种用于汽车的前地板总成和汽车，该前地板总成既简化了结构，又具有较高的刚度和强度。
在一方面，本实用新型提供了一种用于汽车的前地板总成，其包括：纵梁，沿着汽车的纵向轴线延伸；第一横梁和第二横梁，用于安装汽车的前排座椅，第一横梁和第二横梁二者与所述纵梁相连且沿着所述纵梁依次间隔开，所述第一横梁和所述第二横梁均沿着汽车的纵向轴线依次包括前平直部、凸起部和后平直部，所述凸起部向上凸起；所述第一和第二横梁二者的左右两端分别与所述汽车的左门槛和右门槛相连；地板组件，其包括与所述纵梁相连且沿着汽车的纵向轴线依次间隔开的第一板体、第二板体和第三板体，所述第一板体的后侧与所述第一横梁的前平直部相连，第二板体的前侧与所述第一横梁的后平直部相连，而第二板体的后侧与所述第二横梁的前平直部相连，第三板体的前侧与所述第二横梁的后平直部相连，所述第一、第二和第三板体三者的左右两侧分别与所述汽车的左门槛和右门槛相连。
优选地，所述纵梁、所述第一和第二横梁以及所述第一、第二和第三板体的材料均为铝合金。
优选地，所述纵梁与所述第一横梁的凸起部之间以及所述纵梁与所述第二横梁的凸起部之间均通过自攻螺丝连接；所述第一和第二板体二者与所述第一横梁之间以及所述第二和第三板体二者与所述第二横梁之间均通过自冲铆连接。
优选地，所述凸起部包括上板和设于所述上板的下方且连接在所述前平直部和后平直部之间的下板，以及连接在所述上板和所述下板之间且沿着汽车的纵向轴线依次间隔设置的若干根加强筋，所述第一横梁的凸起部的上板、下板和加强筋均沿着第一横梁的轴线方向延伸，所述第二横梁的凸起部的上板、下板和加强筋均沿着第二横梁的轴线方向延伸。
优选地，所述纵梁为板状构件，所述板状构件设于所述第一和第二横梁以及所述第一、第二和第三板体的上方，所述自攻螺丝依次穿过所述板状构件和所述凸起部的上板。
优选地，所述第二横梁的一端与所述汽车的左中柱的底端相连，而其另一端与所述汽车的右中柱的底端相连。
优选地，所述纵梁的长度为1500-1550mm，所述第一横梁和所述第二横梁之间的间隔距离为500-530mm。
优选地，所述第二和第三板体二者与所述第二横梁之间还通过结构胶连接。
根据本实用新型的用于汽车的前地板总成，纵梁能够提高汽车车体抗正面撞击的性能，而第一横梁和第二横梁能够提高汽车车体抗侧面撞击的性能。第一横梁和第二横梁用于安装汽车的前排座椅，还能够提高前排座椅安装点的结构强度。此外，前平直部和后平直部使得第一横梁和第二横梁便于与地板组件连接在一起，而由于设置了凸起部，第一横梁和第二横梁的结构性能得到进一步加强，在车体承受侧面撞击时，第一横梁和第二横梁不易弯曲。在纵梁、第一横梁和第二横梁的共同作用下，加强了前地板总成整体的刚度和强度，并且对汽车的乘员舱起到较好的支撑保护作用。此外，本实用新型的用于汽车的前地板总成结构简单，生产制造成本低廉，便于广泛地推广应用。
在另一个方面，本实用新型还提供一种包含上述任一技术方案所述的前地板总成的汽车。
优选地，所述汽车为电动汽车。
根据本实用新型的汽车，其通过使用上述前地板总成，能够简化结构并提高汽车的安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型的实施例的用于汽车的前地板总成的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例的用于汽车的前地板总成的第一和第二横梁二者与纵梁的连接示意图；
图3为本实用新型的实施例的用于汽车的前地板总成的第一横梁与纵梁的连接示意图；
图4为本实用新型的实施例的用于汽车的前地板总成的部分放大示意图。
附图标记说明：1、纵梁；2、第一横梁；3、第二横梁；4、地板组件；5、左门槛；6、右门槛；7、中柱；41、第一板体；42、第二板体；43、第三板体；21、前平直部；22、凸起部；23、后平直部；221、上板；222、下板；223、加强筋。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
图1为本实用新型的实施例的用于汽车的前地板总成的结构示意图，图2为本实用新型的实施例的用于汽车的前地板总成的第一和第二横梁二者与纵梁的连接示意图，图3为本实用新型的实施例的用于汽车的前地板总成的第一横梁与纵梁的连接示意图，图4为本实用新型的实施例的用于汽车的前地板总成的部分放大示意图。如图1-4所示，该用于汽车的前地板总成包括纵梁1、第一横梁2、第二横梁3和地板组件4。纵梁1沿着汽车的纵向轴线延伸，设于车体的正中央。第一横梁2和第二横梁3用于安装汽车的前排座椅，一般情况下，前排座椅的前脚安装在第一横梁2上，而后脚安装在第二横梁3上。第一横梁2和第二横梁3二者与纵梁1相连且沿着纵梁1依次间隔开，第一横梁2沿着汽车的纵向轴线依次包括前平直部21、凸起部22和后平直部23，凸起部22向上凸起。第二横梁3和第一横梁2的结构相同，也包括前平直部、凸起部和后平直部。第一横梁2的左右两端分别与汽车的左门槛5和右门槛6相连，第二横梁3的左右两端也分别与汽车的左门槛5和右门槛6相连。地板组件4包括与纵梁1相连且沿着汽车的纵向轴线依次间隔开的第一板体41、第二板体42和第三板体43，第一板体41的后侧与第一横梁2的前平直部21相连，第二板体42的前侧与第一横梁2的后平直部23相连，而第二板体42的后侧与第二横梁3的前平直部相连，第三板体43的前侧与第二横梁3的后平直部相连，第一板体41的左右两侧分别与汽车的左门槛5和右门槛6相连，第二板体42的左右两侧分别与汽车的左门槛5和右门槛6相连，第三板体43的左右两侧也分别与汽车的左门槛5和右门槛6相连。
根据本实用新型的用于汽车的前地板总成，纵梁1能够提高汽车车体抗正面撞击的性能，而第一横梁2和第二横梁3能够提高汽车车体抗侧面撞击的性能。第一横梁2和第二横梁3用于安装汽车的前排座椅，还能够提高前排座椅安装点的结构强度。此外，前平直部21和后平直部23使得第一横梁2和第二横梁3便于与地板组件4连接在一起，而由于设置了凸起部22，第一横梁2和第二横梁3的结构性能得到进一步加强，在车体承受侧面撞击时，第一横梁2和第二横梁3不易弯曲。在纵梁1、第一横梁2和第二横梁3的共同作用下，加强了前地板总成整体的刚度和强度，并且对对汽车的乘员舱结果起到较好的支撑保护作用。
为了减轻前地板总成的重量，满足汽车的轻量化需求，纵梁1、第一横梁2、第二横梁3、第一板体41、第二板体42和第三板体43的材料均为铝合金。纵梁1与第一横梁2的凸起部22之间以及纵梁1与第二横梁3的凸起部之间均通过自攻螺丝连接，自攻螺丝连接无需预钻孔，在将具有腔体的凸起部与纵梁1进行连接时尤其适合。第一和第二板体(41，42)二者与第一横梁2之间以及第二和第三板体(42，43)二者与第二横梁3之间均通过自冲铆连接，自冲铆连接的操作简单，耗时很短，尤其适合应用如本申请中这样需要多点位连接的两个部件之间，能够极大的提高安装效率。由于铝的抗氧化能力低，如果采用本领域的常规的连接方式——焊接来进行各部件的连接，各部件的表面易氧化生成耐高温氧化膜，焊接时需采用交流变频焊接加纯氩气保护，使得焊接工艺十分复杂。此外，焊接的过程中会产生烟火，污染环境。因此，当前地板总成的各个部件选择为铝合金材质时，采用自攻螺丝连接和自冲铆连接不会影响前地板总成的安装效率，甚至能够大幅提高前地板总成的安装效率。本实用新型的前地板总成仅采用自冲铆连接(SPR连接)和自攻螺丝连接(FDS连接)，相较于传统钢制车身结构的点焊焊接形式而言具有更高的连接强度，疲劳寿命更长，且更加环保。
第一横梁2的凸起部22包括上板221和设于上板221的下方且连接在前平直部21和后平直部23之间的下板222，以及连接在上板221和下板222之间且沿着汽车的纵向轴线依次间隔设置的若干根加强筋243，第一横梁2的凸起部的上板241、下板242和加强筋243均沿着第一横梁2的轴线方向延伸。第二横梁3的凸起部也包括具有上板、下板和若干根加强筋，且第二横梁3的凸起部的上板、下板和加强筋均沿着第二横梁3的轴线方向延伸。加强筋能够使得第一横梁2和第二横梁3的结构强度得到增强，此外，凸起部也能够进一步加强第一横梁2与纵梁1以及第二横梁3与纵梁1的连接强度。
优选地，纵梁1为板状构件，在本实施例中，纵梁1为冲压铝板，板状构件设于第一横梁2、第二横梁3、第一板体41、第二板体42以及第三板体43的上方，自攻螺丝将板状构件和凸起部的上板连接在一起。将纵梁1设置为板状构件，在起到增加前地板总成的刚度和强度的基础上，又能够最大限度地减小前地板总成的重量，并减小其所占的空间，为汽车的车体上其他部件留下更大的安装空间。
在本实施例中，为了进一步加强汽车车体抗侧面撞击的性能，第二横梁3的一端与汽车的左中柱7的底端相连，而其另一端与汽车的右中柱8的底端相连。其中，中柱是指汽车的前门和后门之间的立柱。此外，在汽车承受侧面撞击时，第二横梁3起到了最主要的支撑作用，为了进一步保证其连接的可靠性，第二板体42与第二横梁3之间，以及第三板体43与第二横梁3之间均通过结构胶进行连接。优选地，纵梁1的长度为1500-1550mm，第一横梁2和第二横梁3之间的间隔距离为500-530mm。发明人对前地板整体的结构性能及前地板上座椅安装点的结构性能进行CAE分析，并经过多次的拓扑优化，不断地调整纵梁1的长度以及第一横梁2与第二横梁3之间的间隔距离，最终得出上述参数，当纵梁1的长度以及第一横梁2与第二横梁3之间的间隔距离按照上述参数进行设计时，前地板总成具有最好的结构性能。
本实用新型还提供一种包含上述任一技术方案所述的前地板总成的汽车。汽车通过使用上述前地板总成，在简化结构，提高安装效率的基础上，又能够提高汽车的安全性能。此外，所述汽车优选为电动汽车。在现有技术，电动汽车的前地板总成的结构与传统的燃油车有很大区别，现有技术中的电动汽车的前地板总成在结构设计时刚度和强度总是难以有效提高，本申请中的前地板总成适用于使用在电动汽车上，能够很好地改善现有技术中的电动汽车所存在的上述问题。
需要特别强调的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“纵向”和“横向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”和“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。