CN110304146A - 用于电动汽车的车架连接件、车架组件及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于车架的连接件、车架组件及电动汽车。该车架连接件包括：连接件基部，所述连接件基部至少具有前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分及门槛纵梁连接部分；在沿车架定向时，所述前纵梁连接部分位于所述连接件基部110的前部，所述A柱下内板连接部分位于所述连接件基部110的外侧部，且所述门槛纵梁连接部分位于所述连接件基部110的后部；其中，所述连接件基部包括具有沿车架横向定向的外侧连接件与内侧连接件。本申请的车架连接件通过设计成内外侧形式的分体式结构，具有较低的铸造难度，适于广泛应用；且增强车架及关键接头的连接强度，改善碰撞安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车领域，更具体而言，其涉及一种电动汽车的车架组件及其中的零件连接。
背景技术
目前，由汽油驱动的传动汽车通常在车身地板下方的车架位置设置地板下纵梁，由此来对整个车身起到重要的支承作用，并可以实现正碰能量向车身门槛梁传递。但此种承载方式对于部分电动车而言并不适用。因为部分纯电动汽车将电池布置在车身地板下方，该元件将会占据车身底板下方的绝大部分空间，而导致无法在此处额外设计地板下纵梁，此外，还需要额外考虑对布置在此处的电池部件的碰撞保护。因此，需要提出新的关于车身地板下方的车架组件的构建方案。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种用于电动汽车的车架连接件、车架组件及电动汽车，从而有效解决了或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。
为实现本申请的目的，根据本申请的一个方面，提供一种用于电动汽车的车架连接件，其包括：连接件基部，所述连接件基部至少具有前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分及门槛纵梁连接部分；在沿车架定向时，所述前纵梁连接部分位于所述连接件基部110的前部，所述A柱下内板连接部分位于所述连接件基部110的外侧部，且所述门槛纵梁连接部分位于所述连接件基部110的后部；其中，所述连接件基部包括具有沿车架横向定向的外侧连接件与内侧连接件。
可选地，所述外侧连接件与所述内侧连接件之间具有让位空间；其中，在所述外侧连接件朝向所述让位空间的一侧设置外侧加强筋，和/或在所述内侧连接件朝向所述让位空间的一侧设置内侧加强筋。
可选地，所述外侧加强筋包括沿车架纵向设置的外侧纵向加强筋；和/或所述内侧加强筋包括沿车架纵向设置的内侧纵向加强筋。
可选地，设置在所述外侧连接件上的外侧纵向加强筋数量与间隔对应于待连接的前纵梁内的纵向加强筋数量与间隔；和/或设置在所述内侧连接件上的内侧纵向加强筋数量与间隔对应于待连接的前纵梁内的纵向加强筋数量与间隔。
可选地，所述外侧加强筋包括沿车架竖向设置的外侧竖向加强筋，所述外侧竖向加强筋与所述外侧纵向加强筋交叉设置；和/或所述内侧加强筋包括沿车架竖向设置的内侧竖向加强筋，所述内侧竖向加强筋与所述内侧纵向加强筋交叉设置。
可选地，所述外侧加强筋与所述内侧加强筋之间具有沿车架定向的横向间隔。
可选地，所述横向间隔为6-15mm。
可选地，所述A柱下内板连接部分与所述门槛纵梁连接部分设置在所述外侧连接件的外侧部上；且/或所述前纵梁连接部分由所述外侧连接件与内侧连接件共同围成。
可选地，所述外侧连接件在所述前纵梁连接部分与所述门槛纵梁连接部分之间的外加强板与车架纵向的夹角不大于67°；和/或所述内侧连接件在所述前纵梁连接部分的后部的内加强板与车架纵向的夹角不大于45°。
可选地，所述外侧连接件的底部朝内设置锁定凸起/锁定凹槽，且所述内侧连接件的底部朝外设置相应的锁定凹槽/锁定凸起；其中，在所述锁定凹槽与所述锁定凸起的配合状态下，内侧连接件110b沿车架纵向向后及沿车架竖向向下及沿车架横向向外的自由度被约束，且外侧连接件110a沿车架纵向向前及沿车架竖向向上及沿车架横向向内的自由度被约束。
可选地，所述连接件基部还具有前围板连接部分、前围下挡板连接部分及地板蒙皮连接部分中的一个或多个；其中，所述地板蒙皮连接部分设置在所述外侧连接件的底部；和/或所述前围下挡板连接部分及前围板连接部分设置在所述内侧连接件的内侧部。
根据本申请的另一方面，还提供一种用于电动汽车的车架组件，其包括：前纵梁、前围板、A柱下内板、门槛纵梁、前围下挡板和地板蒙皮中的一个或多个；以及如前所述的车架连接件，其位于所述车架组件两侧。
根据本申请的再一方面，还提供一种电动汽车，其包括如前所述的车架连接件。
根据本申请的用于电动汽车的车架连接件、车架组件及电动汽车，通过设计成内外侧形式的分体式结构，第一方面，由于该车架连接件处于多个车架零件的连接中点，故其具有相对异形的轮廓，由此分体式结构相对于一体式结构而言具有相对较低的铸造难度，更易于加工及广泛应用；第二方面，其可以替代传统车型的总成，实现对车架组件中多个零部件的连接，增强车架及关键接头的连接强度；第三方面，通过分体式的结构，其可以对在正碰或侧碰过程中的能量实现双路径传递与转移，使得碰撞能量得以分散地更为均匀，进一步改善碰撞安全性能。
附图说明
图1a及1b是本申请的用于电动汽车的车架连接件的一个实施例的组装示意图，其中，图1a显示为大致从车架的后部朝向前部的视角；图1b显示为大致从车架的前部内侧朝向后部外侧的视角。
图2a至2c是本申请的用于电动汽车的车架连接件的一个实施例的分解示意图，其中，图2a显示为大致从车架的后部朝向前部的视角；图2b显示为大致从车架的前部外侧朝向后部内侧的视角；图2c显示为大致从车架的前部内侧朝向后部外侧的视角。
图3是本申请的用于电动汽车的车架组件的一个实施例的组装示意图。
图4是本申请的用于电动汽车的车架组件的一个实施例的分解示意图。
具体实施方式
参见图1a-1b与图2a-2c，其示出了一种用于电动汽车的车架连接件100的实施例。该电动汽车的车架连接件100包括连接件基部110，以作为承接各种车架零件并实现碰撞能量传递与分散的基础。为实现前述功能，该连接件基部110至少应具有前纵梁连接部分111、A柱下内板连接部分112及门槛纵梁连接部分113，以分别用于连接前纵梁200、A柱下内板400及门槛纵梁300。考虑到这些车架零件在车架布置中的常规位置，在沿车架定向时，可将前纵梁连接部分111设置成位于连接件基部110的前部，将A柱下内板连接部分112设置成位于连接件基部110的外侧部，且将门槛纵梁连接部分113设置成位于连接件基部110的后部。在此种布置下，该车架连接件100可以替代传统车型的总成，实现对车架组件中的多个零部件的连接，增强车架及其关键接头的连接强度。此外，更为关键的是，该连接件基部110包括具有沿车架横向定向的外侧连接件110a与内侧连接件110b。此时，通过设计成沿内外侧形式的分体式结构，第一方面，由于该车架连接件100处于多个车架零件的连接中点，故其具有相对异形的轮廓，由此分体式结构相对于一体式结构而言具有相对较低的铸造难度，更易于加工及广泛应用；第二方面，通过分体式的结构，其可以对在正碰或侧碰过程中的能量实现双路径传递与转移，使得部分碰撞能量经由外侧连接件传递，且部分碰撞能量经由内侧连接件传递，使得碰撞能量得以分散地更为均匀，进一步改善碰撞安全性能。
在前述实施例的基础上，还可对电动汽车的车架连接件100上的各部分或其间位置设计进行改型，或者出于其他目的额外增设其他部分，如下将结合附图予以示例性说明。同时应当知道的是，为便于描述，本文中各零件方向的定向均以车架作为参照基准：述及的纵向朝前即为车架从车尾至车头的方向，纵向朝后即为车架从车头至车尾的方向，述及的横向朝左即为车架从右侧至左侧的方向，述及的横向朝右即为车架从左侧至右侧的方向，述及的竖向朝上即为车架从底部至上部的方向，而述及的竖向朝下即为车架从上部至底部的方向。
首先，参见图2a-2c，其以分解示意图的形式从不同角度示出了车架连接件100的外侧连接件110a与内侧连接件110b上的结构设计细节。
例如，在外侧连接件110a与内侧连接件110b之间具有让位空间114；其中，在外侧连接件110a朝向让位空间114的一侧设置外侧加强筋115（在图2a中可见），并在内侧连接件110b朝向让位空间114的一侧设置内侧加强筋116（在图2b中可见）。该让位空间114的存在使得车架连接件的外侧连接件在受到碰撞时具有足够的变形与缓冲空间，尤其使得在侧碰状态或小偏置碰撞下的大部分冲击与能量得以由外侧连接件在变形过程中承受及予以吸收，使得内侧连接件相对承载较小的冲击与能量，因而内侧连接件将具有较小的变形，这会对设置在车架底部及内侧连接件的内侧中的动力电池得到更好的保护。此外，该让位空间114的外侧加强筋115与内侧加强筋116的存在将充分利用有限的结构空间来实现对外侧连接件与内侧连接件进行加强，提高其对碰撞的承受强度。当然，如上仅提供一种建议的实施方式，在考虑到其他因素时，也可以对让位空间内的加强筋进行改型，例如，在考虑到进一步缩小结构空间或降低制造成本时，也可以仅在其中一侧设置加强筋等等，因此类情形均为本构想的简单增删，故不再展开详述。
更具体而言，参见图2a，可见该外侧加强筋115包括沿车架纵向设置的外侧纵向加强筋115a及沿车架竖向设置的外侧竖向加强筋115b。其中，外侧竖向加强筋115b与外侧纵向加强筋115a交叉设置。在此种布置下，外侧纵向加强筋115a主要用于承受沿车架纵向的能量传递与冲击，这些冲击可能来自前纵梁或门槛纵梁；而外侧竖向加强筋115b则一方面用于承受沿车架竖向的能量传递与冲击，这些冲击可能来自A柱下内板，另一方面还用于对尺寸较长的外侧纵向加强筋进行支承，增加其强度与抗变形能力。此外，外侧纵向加强筋115a与外侧竖向加强筋115b均能较大地承受来自侧碰或小偏置碰撞中的冲击与能量，从而使得内侧结构（例如动力电池）得到更好的保护。
作为其中一种可选的实施方式，可以使得设置在外侧连接件110a上的外侧纵向加强筋115a的数量与间隔对应于待连接的前纵梁200内的纵向加强筋数量与间隔。在此种布置下，使得处于不同零件上的加强筋之间具有较好的一致性与连续性，由此带来更好地抗碰撞强度。
转而参见图2b，类似地，该内侧加强筋116包括沿车架纵向设置的内侧纵向加强筋116a。及沿车架竖向设置的内侧竖向加强筋116b。其中，内侧竖向加强筋116b与内侧纵向加强筋116a交叉设置。
在此种布置下，内侧纵向加强筋116a主要用于承受沿车架纵向的能量传递与冲击，这些冲击可能来自前纵梁或门槛纵梁；而内侧竖向加强筋116b则一方面用于承受沿车架竖向的能量传递与冲击，这些冲击可能来自A柱下内板，另一方面还用于对尺寸较长的内侧纵向加强筋进行支承，增加其强度与抗变形能力。此外，经由外侧纵向加强筋115a与外侧竖向加强筋115b变形吸收后侧碰或小偏置碰撞的残余冲击能量可由内侧纵向加强筋116a与内侧竖向加强筋116b承受与吸收，在此过程中其可几乎不发生变形或发生少量变形，从而使得内侧结构（例如动力电池）得到更好的保护。
作为其中一种可选的实施方式，可以使得设置在内侧连接件110b上的内侧纵向加强筋116a数量与间隔对应于待连接的前纵梁200内的纵向加强筋数量与间隔。在此种布置下，使得处于不同零件上的加强筋之间具有较好的一致性与连续性，由此带来更好地抗碰撞强度。
综合参见图2a与2c，可见外侧加强筋115与内侧加强筋116之间具有沿车架定向的横向间隔，且在一个示例中，该横向间隔可在6-15mm内，例如，10mm-15mm内。在此种布置下，一方面避免了加强筋之间相互抵触而导致该设计的让位空间未能起到相应的作用；另一方面，能够在保证碰撞强度的前提下尽可能减少加强筋的设计面积，由此进一步实现车架与车身的轻量化。
再如，转而参见图2c，其示出了另外一个结构细节，也即外侧连接件与内侧连接件之间的自锁设计。具体而言，在该外侧连接件110a的底部前端朝内设置锁定凹槽117b，且在内侧连接件110b的底部前端朝外设置相应的锁定凸起117a。作为一种具体实现形式，该锁定凸起117a与锁定凹槽117b可以通过金属片进行若干折弯来形成，其也可以通过其他常见的结构形式来实现。其中，在锁定凹槽117b与锁定凸起117a的配合状态下，外侧连接件110a与内侧连接件110b沿车架纵向的自由度被约束，使得二者在受到正面撞击的过程中始终保持为一体化状态，由此具有更好的抵抗碰撞的效果。
又如，参见图3，为进一步改善适用该车架连接件的车架的碰撞性能，还可设计成使外侧连接件110a在前纵梁连接部分111的后部与门槛纵梁连接部分113的前部之间的外加强板与车架纵向的夹角不大于67°；并使得内侧连接件110b在前纵梁连接部分111的后部的内加强板与车架纵向的夹角不大于45°。通常而言，若力在这二者之间沿直角传递的话，将会对车架连接的纵向及横向均产生较大的力的冲击，使得此处发生较大的碰撞变形或甚至断裂。而考虑到前纵梁需设计在车轮内侧，且门槛纵梁应设计在车轮外侧或至多与车轮外轮廓平齐，故不可能使前纵梁与门槛纵梁在车架连接件处的力沿纵向直线传递。考虑到以上因素，应该在满足二者与车轮之间的相对位置关系的前提下，尽可能地缩短前纵梁连接部分111的后部与门槛纵梁连接部分113之间的横向间隔，例如，缩小至前述实施例中所提及的间隔与对应的受力角度。此种布置一方面实现了将车轮设置前纵梁与门槛梁之间，另一方面尽可能缩小了碰撞下的冲击力沿内外两侧的传递角度，使得碰撞能量分布更为均匀，受到的冲击也尽可能分散。
此外，如下将继续结合车架连接件的分解示意图2a-2c来详述其上各部分的连接作用与位置分布。其中，该A柱下内板连接部分112设置在外侧连接件110a的外侧部上，其可以构造成一块沿车架的竖向及纵向平行的金属板，A柱下内板具体可通过螺栓连接于其上，例如采用流钻螺钉连接等。该门槛纵梁连接部分113也可设置在外侧连接件110a的外侧部上，并相对于整个外侧连接件靠后设置，并相对于A柱下内板连接部分112靠下设置，其可以构造成沿车架的竖向及纵向平行的金属条或折弯，门槛纵梁具体可通过螺栓连接于其上，例如采用流钻螺钉连接等。该前纵梁连接部分111则由外侧连接件110a与内侧连接件110b共同围成，其可以构造成由二者共同围成的凹槽状结构，以便前纵梁***其中，从而实现二者之间更牢固的连接。前纵梁具体可通过螺栓连接于其上，例如采用流钻螺钉连接等。此外，该连接件基部110还具有前围板连接部分118、前围下挡板连接部分119及地板蒙皮连接部分120中的一个或多个。此时，该前围下挡板连接部分119设置在内侧连接件110b的内侧部，其可以通过独立或集成于内侧连接件110b的沿车架横向朝内伸出的金属板来提供前围下挡板的连接位置。前围下挡板具体可通过螺栓连接于其上，例如采用流钻螺钉连接等。该前围板连接部分118设置在内侧连接件110b的内侧部，且其相对于前围下挡板连接部分靠前设置。其可以通过独立或集成于内侧连接件110b的沿车架横向朝内伸出的金属板来提供前围下挡板的连接位置，该金属板沿车架的竖向及横向平行。前围板具体可通过螺栓连接于其上，例如采用流钻螺钉连接等。该地板蒙皮连接部分120设置在外侧连接件110a的底部，其可以构造成一块沿车架的纵向及横向平行的金属板，地板蒙皮具体可通过螺栓连接于其上，例如采用流钻螺钉连接等。
此外，如图3及图4所示，本申请还提供了一种用于电动汽车的车架组件，其包括前纵梁、前围板、A柱下内板、门槛纵梁、前围下挡板和地板蒙皮（图中未示出）中的一个或多个；以及位于车架组件两侧的前述实施例或其任意组合中的车架连接件，因而其也具有前述车架连接件所能带来的技术效果。在此将着重结合附图说明此车架组件在受到正碰或侧碰冲击时的能量传递形式。
参见图3，具体而言，在车辆受到正面冲撞时，首先由前纵,200来承受冲击，并通过其自身结构的挤压变形来抵消部分冲击。随后，剩余的能量将经由车架连接件的外侧连接件110a与内侧连接件110b来进行双路径传递，一方面经由外侧连接件110a向上传递至A柱下内板400、向后传递至门槛纵梁300，另一方面经由内侧连接件110b向内经由前围下挡板600与地板蒙皮来传递至车身前地板的横梁，更好地实现了分散冲击，提高车辆安全性能。
再者，在车辆受到侧面冲撞或小偏置碰撞时，根据具体的侧碰位置，首先将由A柱下内板400、门槛纵梁300及外侧连接件110a来承受冲击，并通过其自身结构的挤压变形来抵消大部分冲击。随后，剩余的能量将经由外侧连接件110a传递至内侧连接件110b，进而传递至前围下挡板600与地板蒙皮，并最终传递至车身前地板的横梁，实现了分散冲击，提高车辆安全性能，并有效保护位于内侧连接件110b的内侧的动力电池。
本申请还提供了具有前述实施例中任意一种车架组件的电动汽车，其具有与前述实施例相近的其他车架零部件及连接方式，因而也具有相近的技术效果，在此同样不再赘述。
以上例子主要说明了本申请的用于电动汽车的车架连接件、车架组件及电动汽车。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (13)
1.一种用于电动汽车的车架连接件，其特征在于，包括：连接件基部，所述连接件基部至少具有前纵梁连接部分、A柱下内板连接部分及门槛纵梁连接部分；在沿车架定向时，所述前纵梁连接部分位于所述连接件基部的前部，所述A柱下内板连接部分位于所述连接件基部的外侧部，且所述门槛纵梁连接部分位于所述连接件基部的后部；其中，所述连接件基部包括具有沿车架横向定向的外侧连接件与内侧连接件。
2.根据权利要求1所述的车架连接件，其特征在于，所述外侧连接件与所述内侧连接件之间具有让位空间；其中，在所述外侧连接件朝向所述让位空间的一侧设置外侧加强筋，和/或在所述内侧连接件朝向所述让位空间的一侧设置内侧加强筋。
3.根据权利要求2所述的车架连接件，其特征在于，所述外侧加强筋包括沿车架纵向设置的外侧纵向加强筋；和/或所述内侧加强筋包括沿车架纵向设置的内侧纵向加强筋。
4.根据权利要求3所述的车架连接件，其特征在于，设置在所述外侧连接件上的外侧纵向加强筋数量与间隔对应于待连接的前纵梁内的纵向加强筋数量与间隔；和/或设置在所述内侧连接件上的内侧纵向加强筋数量与间隔对应于待连接的前纵梁内的纵向加强筋数量与间隔。
5.根据权利要求3所述的车架连接件，其特征在于，所述外侧加强筋包括沿车架竖向设置的外侧竖向加强筋，所述外侧竖向加强筋与所述外侧纵向加强筋交叉设置；和/或所述内侧加强筋包括沿车架竖向设置的内侧竖向加强筋，所述内侧竖向加强筋与所述内侧纵向加强筋交叉设置。
6.根据权利要求2所述的车架连接件，其特征在于，所述外侧加强筋与所述内侧加强筋之间具有沿车架定向的横向间隔。
7.根据权利要求6所述的车架连接件，其特征在于，所述横向间隔为6-15mm。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的车架连接件，其特征在于，所述A柱下内板连接部分与所述门槛纵梁连接部分设置在所述外侧连接件的外侧部上；且/或所述前纵梁连接部分由所述外侧连接件与内侧连接件共同围成。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的车架连接件，其特征在于，所述外侧连接件在所述前纵梁连接部分与所述门槛纵梁连接部分之间的外加强板与车架纵向的夹角不大于67°；和/或所述内侧连接件在所述前纵梁连接部分的后部的内加强板与车架纵向的夹角不大于45°。
10.根据权利要求1至7任意一项所述的车架连接件，其特征在于，所述外侧连接件的底部朝内设置锁定凸起/锁定凹槽，且所述内侧连接件的底部朝外设置相应的锁定凹槽/锁定凸起；其中，在所述锁定凹槽与所述锁定凸起的配合状态下，内侧连接件110b沿车架纵向向后及沿车架竖向向下及沿车架横向向外的自由度被约束，且外侧连接件110a沿车架纵向向前及沿车架竖向向上及沿车架横向向内的自由度被约束。
11.根据权利要求1至7任意一项所述的车架连接件，其特征在于，所述连接件基部还具有前围板连接部分、前围下挡板连接部分及地板蒙皮连接部分中的一个或多个；其中，所述地板蒙皮连接部分设置在所述外侧连接件的底部；和/或所述前围下挡板连接部分及前围板连接部分设置在所述内侧连接件的内侧部。
12.一种用于电动汽车的车架组件，其特征在于，包括：前纵梁、前围板、A柱下内板、门槛纵梁、前围下挡板和地板蒙皮中的一个或多个；以及如权利要求1至11任意一项所述的车架连接件，其位于所述车架组件两侧。
13.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求12所述的车架连接件。
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