CN111422155A - 一种前围下横梁结构及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前围下横梁结构，包括第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、过渡一区、过渡二区、过渡三区和过渡四区；所述过渡一区、过渡二区、过渡三区和过度四区分别连接每两个相邻分区，所述第一区料厚为1.1mm‑1.4mm，所述第二区料厚大于所述第一区料厚的第一预设倍数，所述第三区料厚为所述第一区料厚的0.9倍‑1.1倍，所述第四区料厚大于第一区料厚的第二预设倍数，所述第五区料厚等于所述第一区料厚。本发明还公开了一种电动汽车，应用了上述的前围下横梁结构。本发明利用不等厚设计将不同材料料厚分布在前围下横梁结构的各个分区，取消了内部加强板，在满足强度要求的同时实现了轻量化。

Description

一种前围下横梁结构及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车零部件技术领域，具体涉及一种前围下横梁结构及电动汽车。

背景技术

目前，为了电动汽车工业的可持续发展，国家乃至全球范围对能源、环保和安全等问题越来越重视，电动汽车轻量化技术既能节约资源、又能保护环境，是未来电动汽车的发展方向。前围下横梁结构作为车身结构的重要零部件之一，是构成发动机舱的重要组成部分。前围下横梁结构能够在一定程度上提升整车刚度，在碰撞中可有效减小乘员舱整体框架变形量，保护乘员不受伤害；因而，设计出满足强度、刚度要求，又足够轻量化的前围下横梁结构一直是电动汽车厂商的努力方向之一。

现有前围下横梁总成结构中前围下横梁本体多为等厚度的冷轧高强板或热成型结构，同时为了能够在碰撞中减小乘员舱整体框架变形量，保护乘员不受伤害，通常在前围下横梁本体内部焊接大尺寸冷成型内加强板；其中，前围下横梁内加强板的尺寸较大，需要设计多套模具来实现成型，且在与横梁本体连接时需要大量的点焊工艺，不仅需要增加了焊接工装，且增大了总成尺寸公差控制难度，更无法满足现有的整车轻量化需求。

图2为现有前围下横梁结构的分解结构示意图，包括前围下横梁本体21和前围下横梁内加强板22，其中前围下横梁本体21经热成型而成，前围下横梁内加强板22经冷成型而成，二者通过点焊组成前围下横梁总成结构；为了满足其强度和刚度要求，前围下横梁本体21料厚为1.4mm；前围下横梁内加强板22料厚为1.8mm，长度为405mm；对前围下横梁本体21和前围下横梁内加强板22进行焊接时焊点数量达15个左右，焊接后的整体重量达3.4kg，重量大、产品质量难以控制、且焊接成本也较高。

发明内容

针对背景技术中的技术问题，本发明提供了一种既能满足强度和刚度需求，又能够实现轻量化的一种前围下横梁结构及电动汽车

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种前围下横梁结构，包括第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、过渡一区、过渡二区、过渡三区和过渡四区；所述过渡一区连接所述第一区和所述第二区，所述过渡二区连接所述第二区和所述第三区，所述过渡三区连接所述第三区和所述第四区，所述过渡四区连接所述第四区和所述第五区；所述第一区料厚为1.1mm-1.4mm，所述第二区料厚大于所述第一区料厚的第一预设倍数，所述第三区料厚为所述第一区料厚的0.9倍-1.1倍，所述第四区料厚大于所述第一区料厚的第二预设倍数，所述第五区料厚等于所述第一区料厚。

进一步地，所述第一预设倍数为1.4，所述第二预设倍数为1.1。

进一步地，所述第一区料厚为1.2mm、所述第二区料厚为1.8mm、所述第三区料厚为1.2mm、所述第四区料厚为1.4mm、所述第五区料厚为1.2mm。

进一步地，所述第一区、所述第二区、所述第三区、所述第四区和所述第五区的长度均为30mm-100mm。

进一步地，所述过渡一区、所述过渡二区、所述过渡三区和过渡四区的厚度均为厚度渐变的过渡区。

进一步地，所述过渡一区与所述第一区连接的一端具有与所述第一区相等的厚度。

进一步地，所述过渡一区与所述第二区连接的一端具有与所述第二区相等的厚度；所述过渡二区与所述第二区连接的一端也具有与所述第二区相等的厚度。

进一步地，所述过渡二区与所述第三区连接的一端具有与所述第三区相等的厚度；所述过渡三区与所述第三区连接的一端也具有与所述第三区相等的厚度；所述过渡三区与所述第四区连接的一端具有与所述第四区相等的厚度；所述过渡四区与所述第四区连接的一端也具有与所述第四区相等的厚度；所述过渡四区与所述第五区连接的一端也具有与所述第五区相等的厚度。

进一步地，其特征在于，所述前围下横梁结构经热成型制作而成。

本发明还公开了一种电动汽车，应用了上述的前围下横梁结构。

采用上述技术方案，本发明所述的一种前围下横梁结构具有如下有益效果：

本发明将前围下横梁结构划分为第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、过渡一区、过渡二区、过渡三区和过渡四区；其中，所述过渡一区连接所述第一区和所述第二区，所述过渡二区连接所述第二区和所述第三区，所述过渡三区连接所述第三区和所述第四区，所述过渡四区连接所述第四区和所述第五区；并设置所述第一区料厚为1.1mm-1.4mm，所述第二区料厚大于所述第一区料厚的第一预设倍数，所述第三区料厚为所述第一区料厚的0.9倍-1.1倍，所述第四区料厚大于第一区料厚的第二预设倍数，所述第五区料厚等于所述第一区料厚；本发明利用不等厚设计将不同材料料厚分布在前围下横梁结构的各个分区，使得前围下横梁结构的不同区域具有不同强度，用以实现碰撞的安全性，确保纵梁在碰撞中不会因为根部严重变形而入侵前围板，确保乘员舱有足够的安全空间；本发明在满足强度的同时，取消了内部加强板，省去了焊接成本，实现了轻量化；本发明涉及的前围下横梁结构结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例前围下横梁结构的分解结构示意图；

图2为现有技术中前围下横梁结构的分解结构示意图；

其中，图中附图标记对应为：11-第一区、12-第二区、13-第三区、14-第四区、15-第五区、112-过渡一区、123-过渡二区、134-过渡三区和145-过渡四区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例涉及一种前围下横梁结构，经热成型制作而成，在本发明其他实施例中，所述前围下横梁结构也可由其他方式制成，本发明实施例涉及的前围下横梁结构包括第一区11、第二区12、第三区13、第四区14、第五区15、过渡一区112、过渡二区123、过渡三区134和过渡四区145；所述过渡一区112连接所述第一区11和所述第二区12，所述过渡二区123连接所述第二区12和所述第三区13，所述过渡三区134连接所述第三区13和所述第四区14，所述过渡四区145连接所述第四区14和所述第五区15；所述第一区料厚为1.1mm-1.4mm，所述第二区12料厚大于所述第一区11料厚的第一预设倍数，所述第三区13料厚为所述第一区11料厚的0.9倍-1.1倍，所述第四区14料厚大于第一区11料厚的第二预设倍数，所述第五区15料厚等于所述第一区11料厚。

本发明实施例将前围下横梁结构划分为第一区11、第二区12、第三区13、第四区14、第五区15、过渡一区112、过渡二区123、过渡三区134和过渡四区145；其中，所述过渡一区112连接所述第一区11和所述第二区12，所述过渡二区123连接所述第二区12和所述第三区13，所述过渡三区134连接所述第三区13和所述第四区14，所述过渡四区145连接所述第四区14和所述第五区15；并设置所述第一区11料厚为1.1mm-1.4mm，所述第二区12料厚大于所述第一区11料厚的第一预设倍数，所述第三区13料厚为所述第一区11料厚的0.9倍-1.1倍，所述第四区14料厚大于第一区11料厚的第二预设倍数，所述第五区15料厚等于所述第一区11料厚；由于前围下横梁结构在接受碰撞时，对其各个区域产生的撞击力有所差异，本发明利用不等厚设计将不同材料料厚分布在前围下横梁结构的各个分区，使得前围下横梁结构的不同区域具有不同强度，用以实现碰撞的安全性，确保纵梁在碰撞中不会因为根部严重变形而入侵前围板，确保乘员舱有足够的安全空间；本发明在满足强度的同时，取消了内部加强板，省去了焊接成本，实现了轻量化；本发明涉及的前围下横梁结构结构简单，成本低。

本发明实施例中，所述第一预设倍数可以为1.4，所述第二预设倍数可以为1.1，当所述第一预设倍数为1.4，所述第二预设倍数为1.1时，所述前围下横梁结构各个区域的料厚分部更加合理，既能够有效减轻自重，又能够使各个区域根据其所在位置的不同具有不同的强度，且每个区域所具有的强度均能够抵抗该位置的撞击，以确保碰撞的安全性。

本发明实施例中，为了进一步使得前围下横梁结构各个区域的料厚分部更加合理，在保证强度的同时实现轻量化及低成本，所述第一区11料厚可以为1.2mm、所述第二区12料厚可以为1.8mm、所述第三区13料厚可以为1.2mm、所述第四区14料厚可以为1.4mm、所述第五区15料厚可以为1.2mm；所述第一区11、所述第二区12、所述第三区13、所述第四区14所述第五区15的长度均可以为30mm-100mm；这里需要说明的是，本发明只给出了经有限元分析得出的较佳方案，并不对具体尺寸数据作出限定。

为了实现各个分区交接部分的平滑过度，所述过渡一区112、所述过渡二区123、所述过渡三区134和过渡四区145的厚度均为厚度渐变的过渡区；所述过渡一区112与所述第一区11连接的一端具有与所述第一区11相等的厚度；所述过渡一区112与所述第二区12连接的一端具有与所述第二区12相等的厚度；所述过渡二区123与所述第二区12连接的一端也具有与所述第二区12相等的厚度；所述过渡二区123与所述第三区13连接的一端具有与所述第三区13相等的厚度；所述过渡三区134与所述第三区13连接的一端也具有与所述第三区13相等的厚度；所述过渡三区134与所述第四区14连接的一端具有与所述第四区14相等的厚度；所述过渡四区145与所述第四区14连接的一端也具有与所述第四区14相等的厚度；所述过渡四区145与所述第五区15连接的一端也具有与所述第五区15相等的厚度；为了避免出现应力集中，每个过渡分区逐渐从一端的厚度变换到另一端的厚度，变换过程尽可能均匀。

本发明实施例涉及的前围下横梁结构具有较高的强度，用以实现碰撞的安全性，在碰撞中可有效减小乘员舱整体框架变形量，保护乘员不受伤害，同时也可在一定程度上提升整车刚度；本发明实施例涉及的前围下横梁结构能够在满足强度的同时做到以下两点：

1、只做到3kg左右，实现降重10-15％，实现重量的大幅降低，从而满足电动汽车的轻量化需求；

2、取消了现有技术中的冷成型内加强板，相比于现有结构无连接冷成型内加强板的焊点(无焊接成本)，零件尺寸及质量更容易控制，且能提高生产效率。

本发明实施例还公开了一种电动汽车，应用了上述实施例中所述的前围下横梁结构。

以上所揭露的仅为本发明的其中的两种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种前围下横梁结构，其特征在于，包括第一区(11)、第二区(12)、第三区(13)、第四区(14)、第五区(15)、过渡一区(112)、过渡二区(123)、过渡三区(134)和过渡四区(145)；所述过渡一区(112)连接所述第一区(11)和所述第二区(12)，所述过渡二区(123)连接所述第二区(12)和所述第三区(13)，所述过渡三区(134)连接所述第三区(13)和所述第四区(14)，所述过渡四区(145)连接所述第四区(14)和所述第五区(15)；所述第一区(11)料厚为1.1mm-1.4mm，所述第二区(12)料厚大于所述第一区(11)料厚的第一预设倍数，所述第三区(13)料厚为所述第一区(11)料厚的0.9倍-1.1倍，所述第四区(14)料厚大于所述第一区(11)料厚的第二预设倍数，所述第五区(15)料厚等于所述第一区(11)料厚。

2.根据权利要求1所述的前围下横梁结构，其特征在于，所述第一预设倍数为1.4，所述第二预设倍数为1.1。

3.根据权利要求2所述的前围下横梁结构，其特征在于，所述第一区(11)料厚为1.2mm、所述第二区(12)料厚为1.8mm、所述第三区(13)料厚为1.2mm、所述第四区(14)料厚为1.4mm、所述第五区(15)料厚为1.2mm。

4.根据权利要求3所述的前围下横梁结构，其特征在于，所述第一区(11)、所述第二区(12)、所述第三区(13)、所述第四区(14)和所述第五区(15)的长度均为30mm-100mm。

5.根据权利要求4所述的前围下横梁结构，其特征在于，所述过渡一区(112)、所述过渡二区(123)、所述过渡三区(134)和过渡四区(145)均为厚度渐变的过渡区。

6.根据权利要求5所述的前围下横梁结构，其特征在于，所述过渡一区(112)与所述第一区(11)连接的一端具有与所述第一区(11)相等的厚度。

7.根据权利要求5所述的前围下横梁结构，其特征在于，所述过渡一区(112)与所述第二区(12)连接的一端具有与所述第二区(12)相等的厚度；所述过渡二区(123)与所述第二区(12)连接的一端也具有与所述第二区(12)相等的厚度。

8.根据权利要求5所述的前围下横梁结构，其特征在于，所述过渡二区(123)与所述第三区(13)连接的一端具有与所述第三区(13)相等的厚度；所述过渡三区(134)与所述第三区(13)连接的一端也具有与所述第三区(13)相等的厚度；所述过渡三区(134)与所述第四区(14)连接的一端具有与所述第四区(14)相等的厚度；所述过渡四区(145)与所述第四区(14)连接的一端也具有与所述第四区(14)相等的厚度；所述过渡四区(145)与所述第五区(15)连接的一端也具有与所述第五区(15)相等的厚度。

9.根据权利要求1至8任一所述的前围下横梁结构，其特征在于，所述前围下横梁结构经热成型制作而成。

10.一种电动汽车，其特征在于，应用了如权利要求1至9任一所述的前围下横梁结构。

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