一种A柱铸铝接头、连接结构及电动汽车车身的制作方法

一种a柱铸铝接头、连接结构及电动汽车车身
技术领域
1.本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种a柱铸铝接头、连接结构及电动汽车车身。


背景技术：

2.传统车身a柱接头为钢材质结构件，主要起承载及碰撞保护功能，含外板、加强板和内板结构，通过焊接成为一个整体，零部件较多，冲压模具、焊装工装及零件成本大，开发周期长。
3.电动车车身为了轻量化目的通常使用铝合金车身结构，但铝合金由于其材料自身强度较钢材差，a柱接头区域属于车身刚度和强度关键接头部位，铝合金结构很难满足车身刚、强度要求，更难以满足日益严苛的碰撞性能要求。部分铝合金车身在a柱接头方案中为了满足刚度、强度及碰撞要求，采用了内板整体铸铝，外部增加焊接加强板和外板的方案，但结构分件较多，整体开发成本大。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种a柱铸铝接头、连接结构及电动汽车车身，能够有效提升a柱铸铝接头的刚度，同时在碰撞过程中起到碰撞能量传递作用；能够减少接头区域零件数量，降低零件开发成本及周期。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
6.第一方面，本发明的实施例提供了一种a柱铸铝接头，包括a柱连接部，其顶部连接顶边梁连接部，a柱连接部一侧设有前门洞止口部，另一侧设有前轮罩支撑梁连接部，a柱连接部、前门洞止口部以及前轮罩支撑梁连接部的交界区域背侧形成腔体，腔体前侧设置腔体加强筋；前轮罩支撑梁连接部顶部与顶边梁连接部之间形成翻边，所述翻边顶面为前风挡涂胶面。
7.作为进一步的实现方式，所述腔体由多个形状相同或不同的腔室构成。
8.作为进一步的实现方式，所述腔体加强筋形成三角形结构。
9.作为进一步的实现方式，所述a柱连接部前侧设有仪表横梁连接部，背侧形成a柱安装腔。
10.作为进一步的实现方式，所述a柱安装腔一侧设置前轮罩支撑梁安装腔，上侧设置顶边梁安装腔。
11.作为进一步的实现方式，所述翻边设置多个翻边加强筋。
12.作为进一步的实现方式，所述前门洞止口部间隔设置多个止口加强筋。
13.第二方面，本发明的实施例还提供了一种a柱铸铝接头连接结构，包括所述的a柱铸铝接头，所述a柱铸铝接头与a柱、顶边梁、前轮罩支撑梁可拆卸连接。
14.作为进一步的实现方式，所述a柱铸铝接头与a柱、顶边梁、前轮罩支撑梁的安装面分别设有结构胶，并通过哈克铆钉连接。
15.第三方面，本发明的实施例还提供了一种电动汽车车身，包括所述的a柱铸铝接头连接结构。
16.本发明的有益效果如下：
17.(1)本发明的a柱铸铝接头各连接部的交界区域腔体掏空，并增加腔体加强筋，能够满足轻量化和强度要求；集成前门洞止口部、仪表横梁连接部，进一步减少零件数量。
18.(2)本发明的a柱铸铝接头分别与挤压铝型材的顶边梁、a柱、前轮罩支撑梁连接，使顶边梁、a柱、前轮罩支撑梁的型材结构形成整体框架结构，有效的提升a柱上端接头的刚度，同时在碰撞过程中稳固的起到碰撞能量传递作用。
19.(3)本发明通过哈克铆钉的冷连接工艺替代接头焊接工艺，避免焊接导致的热变形问题；通过哈克铆钉加结构胶的连接形式，结构抗剪切力达到传统点焊的5倍以上，提高了全铝车身a柱上端关键接头的刚强度，提升全铝车身碰撞过程中的安全性。
附图说明
20.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
21.图1是本发明根据一个或多个实施方式的a柱铸铝接头前侧示意图；
22.图2是本发明根据一个或多个实施方式的a柱铸铝接头后侧示意图；
23.图3是本发明根据一个或多个实施方式的a柱铸铝接头连接结构爆炸图；
24.图4是本发明根据一个或多个实施方式的a柱铸铝接头连接结构主视图。
25.其中，1、a柱铸铝接头；11、顶边梁连接部；12、前轮罩支撑梁连接部；13、a柱连接部；14、前门洞止口部；15、前风挡涂胶面；16、仪表横梁连接部；17、腔体加强筋；18、翻边加强筋；101、顶边梁侧安装面；102、顶板梁前安装面；103、a柱前安装面；104、a柱侧安装面；105、下部安装面；106、支撑梁侧安装面；107、支撑梁前安装面；
26.2、顶边梁；3、a柱；4、前轮罩支撑梁；5、哈克铆钉。
具体实施方式
27.实施例一：
28.本实施例提供了一种a柱铸铝接头，如图1和图2所示，包括顶边梁连接部11、前轮罩支撑梁连接部12、a柱连接部13、前门洞止口部14、仪表横梁连接部16。本实施例的a柱铸铝接头为铸铝材质一体成型部件，利用铸铝工艺，一体成型复杂的多支撑筋结构，减少零件数量，降低成本。
29.本实施例中的上、下、前、后等方位词参照实际安装状态下o-xyz坐标系中汽车的方位。
30.如图1所示，a柱连接部13一侧设有前门洞止口部14、另一侧设有前轮罩支撑梁连接部12，a柱连接部13前侧凸出于前门洞止口部14和前轮罩支撑梁连接部12，以使a柱连接部13两侧形成弯折结构。
31.前门洞止口部14间隔设置多个止口加强筋，通过前门洞区域集成门洞止口部分，减少门洞止口分件数量。
32.a柱连接部13前侧设置仪表横梁连接部16，仪表横梁连接部16沿竖向布置，其内部
为空腔，以形成仪表横梁的插接口。通过仪表横梁连接部16，进一步减少零件数量，简化连接工艺。
33.顶边梁连接部11设于前门洞止口部14、a柱连接部13和前轮罩支撑梁连接部12的顶部，顶边梁连接部11与前门洞止口部14的衔接处形成倾斜过渡面，顶边梁连接部11远离倾斜过渡面的一端具有翻边，翻边与倾斜过渡面之间为衔接的水平面，翻边为高出水平面的弯折结构。
34.翻边上表面形成前风挡涂胶面15，保证风挡上端涂胶宽度及拐角过渡连续性。沿翻边长度方向上间隔设置多个翻边加强筋18，通过增加翻边加强筋18以增加a柱铸铝接头的局部刚度。
35.如图2所示，a柱连接部13、前门洞止口部14以及前轮罩支撑梁连接部12的交界区域背侧形成腔体，该腔体由多个形状相同或不同的腔室构成，形成蜂窝状结构。交界区域前侧对应于腔体设有腔体加强筋17，通过腔体加强筋17和腔体配合，在满足轻量化要求的前提下，增强连接强度。
36.在本实施例中，腔体加强筋17形成三角形结构，以保证结构稳定性。
37.在腔体周围形成多个安装腔，用于a柱铸铝接头1与其他部件连接。如图2所示，腔体顶部为顶边梁安装腔、底部依次为前轮罩支撑梁安装腔和a柱安装腔。
38.具体的，a柱安装腔由a柱侧安装面104、位于a柱侧安装面104顶部的倾斜安装面以及位于a柱侧安装面104两侧的a柱前安装面103构成，形成配合a柱结构的安装腔。
39.前轮罩支撑梁安装腔与a柱安装腔共用一个侧壁，其包括位于前侧的支撑梁前安装面107以及分别位于支撑梁前安装面107上侧、下侧的支撑梁侧安装面106，两支撑梁侧安装面106与支撑梁前安装面107形成适应前轮罩支撑梁连接梁的安装腔，即长方体腔室。位于支撑梁前安装面107上侧的支撑梁侧安装面106与倾斜过渡面衔接。
40.顶边梁安装腔由顶板梁前安装面102、设于顶板梁前安装面102顶部的顶边梁侧安装面101以及设于顶板梁前安装面102一端的顶板梁端安装面构成，其中，顶板梁端安装面与腔体共用一个侧壁。
41.a柱安装腔侧面与前轮罩支撑梁安装腔之间还设置下部安装面105，用于接头与其他零部件连接。
42.上述各安装面均开设若干安装孔，通过安装孔安装连接件实现与对应部件的可拆卸连接。各安装面涂抹结构胶，通过结构胶配合连接件，提高a柱上端关键接头的刚强度，提升全铝车身碰撞过程中的安全性。
43.本实施例的a柱铸铝接头，中间合成区域腔体掏空，并增加腔体加强筋17，能够满足轻量化和强度要求；集成前门洞止口部14、仪表横梁连接部16，进一步减少零件数量；并通过局部翻边区域通过增加翻边加强筋18，增加零件结构的局部刚度。本实施例能够减少接头区域零件数量，降低零件开发成本及周期。
44.本实施例提高了车身关键接头结构的整体性，优化了a柱接头结构传力路径，提搞车身碰撞性能。
45.实施例二：
46.本实施例提供了一种a柱铸铝接头连接结构，包括实施例一所述的a柱铸铝接头，如图3和图4所示，a柱铸铝接头1与a柱3、顶边梁2、前轮罩支撑梁4的连接梁可拆卸连接。
47.在本实施例中，a柱铸铝接头1通过连接件与a柱3、顶边梁2、前轮罩支撑梁4的连接梁连接，其中，连接件采用哈克铆钉5。由于a柱铸铝接头1的安装面涂有结构胶，连接结构通过哈克铆钉5加结构胶的连接形式，结构抗剪切力达到传统点焊的5倍以上，提高了全铝车身a柱上端关键接头的刚强度，提升全铝车身碰撞过程中的安全性。
48.a柱铸铝接头1与型材通过哈克铆钉5的冷连接方式，避免了焊接过程中热变形问题，提升了结构的尺寸精度。
49.每个安全腔对应的哈克铆钉5个数可以根据实际安装要求选择，在本实施例中，a柱铸铝接头1的顶边梁侧安装面101、顶板梁前安装面102与挤压铝型材的顶边梁2贴合，通过8个哈克铆钉5连接；a柱铸铝接头1的a柱前安装面103、a柱侧安装面104、下部安装面105与挤压铝型材的a柱3贴合，通过14个哈克铆钉5连接；a柱铸铝接头1的支撑梁侧安装面106、支撑梁前安装面107与挤压铝型材的前轮罩支撑梁4贴合，通过4个哈克铆钉5连接。
50.本实施例的a柱铸铝接头1分别与挤压铝型材的顶边梁2、a柱3、前轮罩支撑梁4连接，使顶边梁2、a柱3、前轮罩支撑梁4的型材结构形成整体框架结构，有效的提升a柱上端接头的刚度，同时在碰撞过程中稳固的起到碰撞能量传递作用。本实施例通过a柱铸铝接头结构，减少接头区域零件数量，降低零件开发成本及周期。
51.实施例三：
52.本实施例提供了一种电动汽车车身，包括实施例二所述的a柱铸铝接头连接结构。
53.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。