一种车架纵梁结构、车架纵梁装置以及CTC底盘梁结构的制作方法

一种车架纵梁结构、车架纵梁装置以及ctc底盘梁结构
技术领域
1.本实用新型涉及新能源汽车底盘领域，尤其涉及一种车架纵梁结构、车架纵梁装置以及ctc底盘梁结构。


背景技术：

2.目前市场大多数车架纵梁或下车体一般采用盒型结构，内部为空腔或填充有加强筋板，主要解决结构强度承载及可靠性问题；市场现有技术方案电池大多通过电池盒安装在底盘或下车体，电池组内置在一个结构强度较高的框架内，电池盒作为保护电池安全的功能件，成本和重量也随之上升。
3.常见的车架一般只作为底盘承载件，侧碰主要通过车身地板侧围实现；
4.随着电动车的发展，电池直接集成在底盘，上下车体独立开发逐渐成为一条技术路线，对于一种上下车体分离，下车体集成电池ctc(cell to chassis)的车架结构；车架(下车体)集成电池，需要满足侧碰时对电池的保护，因此需要对车架纵梁结构进行性能提升。
5.车架作为结构件既要承受来自地面的载荷，同时作为电池的承载和安全结构件，在侧碰时吸收能量，保证一定的刚强度，降低碰撞时变形对电池组的侵入量，保护电池安全，因而加强结构的车架纵梁的研发成为本领域技术人员亟待要解决的技术重点。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种车架纵梁结构、车架纵梁装置以及ctc底盘梁结构，以解决车架纵梁刚强度弱的问题。
7.根据本实用新型的第一方面，提供了一种车架纵梁结构，所述车架纵梁结构包括：第一纵梁段以及第二纵梁段；其中：
8.所述第二纵梁段为u型空腔结构；所述u型空腔结构内嵌入有若干复合加强结构，且所述复合加强结构与所述u型空腔结构的内壁相固定；
9.所述第一纵梁段的底部压合至所述u型空腔结构内后与所述复合加强结构接触；
10.所述复合加强结构包括复合加强结构本体和定位装置，所述复合加强结构本体包括腔体结构以及设置于所述腔体结构两端的端部镶嵌结构；所述端部镶嵌结构包括第一端部镶嵌结构和第二端部镶嵌结构，且所述第一端部镶嵌结构适配于所述第二端部镶嵌结构，以使得任一所述复合加强结构的第一端部镶嵌结构均卡合于另一与其相邻的所述复合加强结构的第二端部镶嵌结构，从而依次连接若干所述复合加强结构；
11.所述定位装置设置于所述复合加强结构上，用于将所述复合加强结构本体固定于所述u型空腔结构的内壁。
12.可选的，所述第一纵梁段上设置有防爆阀。
13.可选的，还包括有热膨胀粘接胶层，所述复合加强结构通过所述热膨胀粘接胶层与所述u型空腔结构的内壁固定。
14.可选的，所述热膨胀粘接胶层的材质为高强发泡材料。
15.可选的，所述定位装置包括定位结构，所述u型空腔结构的内壁上设置有定位凹槽，所述定位结构与所述定位凹槽过盈配合，以实现所述复合加强结构与所述u型空腔结构的内壁之间的固定。
16.可选的，所述定位结构包括端定位片和定位销；所述端定位片设置于所述端部镶嵌结构上，所述定位销设置于所述腔体结构上；所述定位凹槽包括端定位凹槽和定位销凹槽；所述端定位片和所述定位销分别与所述端定位凹槽和定位销凹槽相匹配。
17.可选的，所述定位结构由弹性金属或弹性塑料制成。
18.可选的，所述u型空腔结构为一体空腔结构或者由隔板分隔成两个或多个空腔结构；所述复合加强结构设置于每个空腔结构中。
19.可选的，所述第一纵梁段以及u型空腔结构之间通过激光焊接而成，辊压成型或采用内高压成型。
20.根据本实用新型的第二方面，提供了一种车架纵梁装置，包括本实用新型的第一方面所述的车架纵梁结构、以及分别设置于所述车架纵梁结构两端的第一纵梁端部和第二纵梁端部，其中所述第一纵梁端部、所述车架纵梁结构以及所述第二纵梁端部依次连接。
21.根据本实用新型的第三方面，提供了一种ctc底盘梁结构，包括两个如本实用新型的第二方面所述的车架纵梁装置、前梁以及后梁；所述前梁与所述后梁的两端分别通过一个所述车架纵梁装置连接，且所述前梁、所述后梁、两个所述车架纵梁装置形成一容置空间，用于容置ctc电池。
22.本实用新型提供的一种车架纵梁结构，包括：第一纵梁段和u型空腔结构，u型空腔结构内嵌入有若干复合加强结构；第一纵梁段底部压合到u型空腔结构内后和复合加强结构接触；复合加强结构包括复合加强结构本体和定位装置，复合加强结构本体包括腔体结构以及设置于所述腔体结构两端的端部镶嵌结构，其中，若干复合加强结构的端部镶嵌结构的两端依次连接；从而形成了一种车架纵梁结构。本实用新型提供的技术方案中由于嵌入了复合加强结构于u型空腔结构中而使得车架纵梁的刚强度增大，从而解决了车架纵梁结构刚强度弱的问题，实现了车架纵梁结构防侧碰的功能，进一步地，降低了碰撞时车架纵梁结构变形对其内容物的侵入量，以保护内容物的安全。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型一实施例中安装有电池组的ctc底盘梁完整结构俯视图；
25.图2是本实用新型一实施例中车架纵梁装置俯视图；
26.图3是本实用新型一实施例中车架纵梁结构剖面图一；
27.图4是本实用新型一实施例中车架纵梁结构剖面图二；
28.图5是本实用新型一实施例中复合加强结构轴侧图一；
29.图6是本实用新型一实施例中复合加强结构轴侧图二；
30.图7是本实用新型一实施例中复合加强结构定位装置示意图；
31.图8是本实用新型一实施例中复合加强结构端部镶嵌结构示意图；
32.图9是本实用新型一实施例中复合加强结构的第一纵梁段与第纵二梁段嵌入后配合示意图；
33.附图标记说明：
34.1-ctc底盘梁结构；
35.10-车架纵梁装置；
36.101-车架纵梁结构；
37.1011-第一纵梁段；
38.1012-防爆阀；
39.1013-第二纵梁段；
40.1014-复合加强结构；
41.10141-复合加强结构本体；
42.101411-腔体结构；
43.101412-端部镶嵌结构；
44.10142-定位装置；
45.101421-端定位片；
46.101422-定位销；
47.102-第一纵梁端部；
48.103-第二纵梁端部；
49.11-前梁；
50.12-后梁。
具体实施方式
51.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
52.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
53.本实用新型应用于电动车技术领域，随着电动车的发展，电池组直接集成在下车体，上下车体独立开发逐渐成为一条技术路线；其中，下车体的车架作为结构件既要承受来自地面的载荷，同时作为电池组的承载和安全结构件，在侧碰时吸收能量，保证一定的刚强度，降低碰撞时变形对电池组的侵入量，保护电池安全；即制造一种下车体集成电池组的一
种ctc(cell to chassis)车架结构；需要满足侧碰时对电池组的保护，因此需要对构成车架的车架纵梁结构进行性能提升；请参考图1-3，本实用新型提供的车架纵梁结构中设置了复合加强结构以提升性能，车架纵梁结构如图3所示；车架纵梁结构首尾分别连接第一纵梁端和第二纵梁端以形成车架纵梁装置，如图2所示；两个车架纵梁装置安装于ctc底盘梁结构中，同前梁和后梁围成空腔，用于容纳电池组，如图1所示；从而ctc底盘结构具有较大的刚强度，以实现侧碰时对电池的保护。
54.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
55.请参考图3-9，根据本实用新型的一实施例，提供了一种车架纵梁结构101，所述车架纵梁结构101包括：第一纵梁段1011以及第二纵梁段1013；其中：
56.所述第二纵梁段1013为u型空腔结构；所述u型空腔结构内嵌入有若干复合加强结构1014，且所述复合加强结构1014与所述u型空腔结构的内壁相固定；
57.所述第一纵梁段1011的底部压合至所述u型空腔结构内后与所述复合加强结构1014接触；
58.所述复合加强结构1014包括复合加强结构本体10141和定位装置10142，所述复合加强结构本体10141包括腔体结构101411以及设置于所述腔体结构101411两端的端部镶嵌结构101412；所述端部镶嵌结构101412包括第一端部镶嵌结构和第二端部镶嵌结构，且所述第一端部镶嵌结构适配于所述第二端部镶嵌结构，以使得任一所述复合加强结构1014的第一端部镶嵌结构均卡合于另一与其相邻的所述复合加强结构1014的第二端部镶嵌结构，从而依次连接若干所述复合加强结构1014；
59.所述定位装置10142设置于所述复合加强结构1014上，用于将所述复合加强结构本体10141固定于所述u型空腔结构的内壁，本实用新型的一实施例中，所述车架纵梁结构101如图3所示。
60.车架纵梁结构101作为承载结构件，同时由于嵌入了复合加强结构1014于u型空腔结构中而使得车架纵梁的刚强度增大，满足侧碰时对电池组的保护的要求。
61.具体的，优选第一纵梁段1011为直盒型空腔结构；一种实施方式中，直盒型空腔结构通过隔板隔开，以形成多个腔体；其他实施方式中，直盒型空腔结构可以为一个腔体，当然，应该意识到，第一纵梁段1011的形状不限制于直盒型，本实用新型并不以此为限。
62.一种实施例中，所述第一纵梁段1011上还设置有防爆阀1012。
63.防爆阀1012设置于第一纵梁段1011的侧壁上；优选的，当第一纵梁段1011为直盒型空腔结构，且直盒型空腔结构中设置多个腔体时，每个腔体中均设立一个或若干个防爆阀1012；当第一纵梁段1011为直盒型空腔且其中设置有一个腔体时，直盒型空腔中可以设置一个或多个防爆阀1012。
64.对应于第一纵梁段1011上设置的防爆阀1012，还设置了通孔，通孔设置于第一纵梁段1011上与防爆阀1012相对的另一侧壁上；优选的，当第一纵梁段1011为直盒型空腔结构，且其中设置了多个腔体时，每个腔体中均设置一个或若干个通孔；当其中只设置一个腔体时，直盒型空腔结构中可以设置一个或若干个通孔；防爆阀1012和通孔用于在电池热失控时，排出高温气体，以达到防爆的目的，设置了防爆阀1012和通孔(图4中未示出)的车架纵梁结构101如图4所示。
65.第二纵梁段1013为u型结构，u型空腔结构内嵌入有若干复合加强结构1014，所述复合加强结构1014包括复合加强结构本体10141和定位装置10142，
66.所述复合加强结构本体10141包括腔体结构101411以及设置于所述腔体结构101411两端的端部镶嵌结构101412；所述端部镶嵌结构101412包括第一端部镶嵌结构和第二端部镶嵌结构，且所述第一端部镶嵌结构适配于所述第二端部镶嵌结构；
67.本实用新型中的复合加强结构1014采用轻量化的钢，铝，塑料等复合合成；
68.所述定位装置10142设置于所述复合加强结构1014上，一种实施例中，所述定位装置10142包括定位结构，所述u型空腔结构的内壁上设置有定位凹槽，所述定位结构与所述定位凹槽过盈配合，以实现所述复合加强结构1014与所述u型空腔结构的内壁之间的固定。
69.一种实施例中，所述定位结构包括端定位片101421和定位销101422；所述端定位片101421设置于所述端部镶嵌结构101412上，所述定位销101422设置于所述腔体结构101411上；所述定位凹槽包括端定位凹槽和定位销101422凹槽；所述端定位片101421和所述定位销101422分别与所述端定位凹槽和定位销101422凹槽相匹配；具体实施例中，所述定位结构为弹性金属或弹性塑料制成，定位装置如图7所示。
70.一种实施例中，车架纵梁结构101中还包括有热膨胀粘接胶层，所述复合加强结构1014通过所述热膨胀粘接胶层与所述u型空腔结构的内壁固定。具体实施例中，所述热膨胀粘接胶层的材质为高强发泡材料，当然，应该意识到，热膨胀粘结胶层还可以为其他类似的材料，本实用新型并不以此为限。
71.从而，所述复合加强结构1014与所述u型空腔结构的内壁相固定。复合加强结构1014与所述u型空腔结构的内壁相固定后的车架纵梁结构101如图3或4所示；
72.一种实施例中，所述u型空腔结构为一体空腔结构或者由隔板分隔成两个或多个空腔结构；所述复合加强结构1014设置于每个空腔结构中。
73.当u型结构由隔板分隔成两个或多个空腔结构时，每个空腔结构中可以设置一个或若干个复合加强结构1014，若设置多个复合加强结构1014，多个复合加强结构1014之间，通过设置于每个复合加强结构1014上首端的第一端部镶嵌结构和尾端的所述第二端部镶嵌结构，收尾依次连接；当u型空腔为一体空腔时，一体空腔结中可以设置一个或若干个复合加强结构1014，类似的，复合加强结构1014之间以端部镶嵌结构101412连接。
74.一种实施方式中，所述端部镶嵌结构101412如图8所示，应当意识到，端部镶嵌结构101412不限制于图9所示的结构，只需满足本实用新型所述的端部镶嵌结构101412的要求，均在本实用新型的保护范围内。
75.一种实施方式中，所述复合加强结构1014本体的具体结构可以描述为：复合加强结构1014本体由两个u型的腔体组成，且u型的腔体顶部开口朝向相反；每个u型的腔体均由两面相对的侧壁和底部围成，且每个u型的腔体都被隔板分为若干空腔，若干个空腔顶部对应u型的腔体的顶部，并将u型的腔体的顶部分为若干部分；且两个u型的腔体共用一个侧壁。
76.其中，若干个空腔可以是长方体空腔，当然，应该意识到，也可以是其他立体形状的空腔，本实用新型并不以此为限。
77.复合加强结构1014中的若干个空腔形成为方形网格或蜂窝型空腔机构；当然也可以是其他形状的结构；
78.复合加强结构1014为方形网络或蜂窝型空腔结构，既重量轻，又结构强度好；
79.u型的腔体的若干空腔中还包括若干被打通的空腔，空腔底端被打通从而同顶端连通；则定位销101422的设置具体可以描述为：任意一个定位销101422设置于u型的腔体的任意一个或多个被打通的空腔的顶端。本实用新型一实施例中的复合加强结构1014如图5和图6所示；
80.一种实施例中，所述第一纵梁段1011以及u型空腔结构之间通过激光焊接而成，辊压成型或采用内高压成型，从而第一纵梁段1011压合到u型空腔结构中后，与复合加强结构1014接触。以形成车架纵梁结构101，压合后的复合加强结构1014如图9和图4所示。
81.车架纵梁结构101采用辊压结构，采用高强钢，重量轻，便于大批量生产，价格低；
82.一种实施方式中，优选的，形成的车架纵梁结构101为盒型直段结构；
83.车架纵梁结构101采用盒形直段结构，适合不同轴距车型使用，通用化程度和模块化程度高。
84.请参考图2，此外，在本实用新型的其他实施例中，还提供了一种车架纵梁装置10，包括本实用新型的前述实施例中所述的车架纵梁结构101、以及分别设置于所述车架纵梁结构101两端的第一纵梁端部102和第二纵梁端部103，其中所述第一纵梁端部102、所述车架纵梁结构101以及所述第二纵梁端部103依次连接。
85.车架纵梁结构101直接作为电池组外侧框架，作为ctc底盘的一种技术路线，集成度高，同时内腔嵌入复合加强结构1014，重量轻，价格低，有利于增加车架整体结构刚强度，同时有利于侧碰电池安全；
86.请参考图1，另外，本实用新型的其他实施例中，还提供了一种ctc底盘梁结构1，包括两个如本实用新型的前述实施例中所述的车架纵梁装置10、前梁11以及后梁12；所述前梁11与所述后梁12的两端分别通过一个所述车架纵梁装置10连接，且所述前梁11、所述后梁12、两个所述车架纵梁装置10形成一容置空间，用于容置ctc电池。
87.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。