CN113771950A - 新能源汽车一体式压铸底盘防撞防燃及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种两种以上的不同金属材料,通过压铸工艺实现汽车底盘的制造。采用在压铸底盘中预埋钢管纵梁,利用钢管的回弹性,能够在碰撞事故中防止夹持乘员;钢管纵梁和U型横梁内安装电池组,并为其提供耐高温保护,当电池燃烧时钢管不被烧穿,钢管的尾喷口远离车尾来保证电池组燃烧时不会引燃车身。复数条钢管,内置电池,将大容量电池组分割成若干个小能量的电池组,提升了防止燃烧的安全性能。车身底盘与后尾箱底盘可以伸缩来延长车身,使轿车或皮卡变成房车。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,具体是一种新能源汽车一体式压铸底盘及方法。
背景技术
汽车底盘在实际应用中要承受复杂的传递力矩,交变应力。传统汽车碰撞夹持乘员经常发生。而新能源汽车底盘需要安装电池组,而其多采用锂电池。近年来,随着电动汽车热销,电池燃烧***事故频频发生。锂离子电池凭借其能量密度高,被广泛采用。然而,锂离子电池耐高温以及耐过充性能差,常出现热失控引发的火灾,可见这个技术问题没有解决。此外,大容量电池组本身能量密度大,在汽车碰撞挤压中几乎任何配方的电池均存在短路燃爆的物理属性。因此,电动汽车防止碰撞夹人和电池燃爆是亟待解决的技术问题。
铝合金底盘虽然质量轻,可是耐受温度只有500度左右,不能给燃烧电池组提供有效的阻断隔离。压铸材料常用的有色金属,兼顾流动性能的普遍耐温比较低。而现有汽车压铸底盘普遍是平板式结构,对乘员没有提供包裹式防撞防护。汽车底盘除了托起支撑整个车体,还需要对乘员提供防撞防护,而现有技术撞击坍塌吸能,往往将前排乘员卡死在车内,双腿无法抽身。
随着我国旅行兴起,轿车用户对旅行房车产生需求,而固定长度的底盘不能满足大的空间需求,如何不增加巨额成本让轿车秒变房车存在巨大的市场需求。
发明内容
本发明新能源电动汽车是采用两种以上的不同金属材料,通过压铸复合工艺实现一体式汽车底盘的制造方法,能够提高底盘刚性支撑,吸收前轮的冲击震动,碰撞事故中防止夹持卡死乘员,减轻底盘重量,降低成本,提高耐受电池燃爆性能,以克服现有技术中存在的不足。
具体是,本发明采用金属管纵梁预埋在铝合金压铸件内。所述压铸底盘中预埋金属管纵梁,其金属管前段昂起,形成弯道,利用金属管的扰度,构成弹性减震昂臂,头端用于压迫式连接前轮避震弹簧顶端。
所述由模具压铸包覆压铸材料,一体成型实现的汽车复合底盘,所述金属管昂起段裸露,此处无压铸材料包覆。
进一步地,本发明至少设置两条金属管纵梁,朝向前端管头昂起,形成弯道,构成前轮弹性减震昂臂,吸收震动,提升乘坐舒适性。
本发明金属管前头昂起,形成Z字弯道,在前排乘员腿前方设置了竖起桩基,并且是向前倾斜吸能可以弯曲的状态,利用高强度钢管的回弹性,当碰撞事故发生时,车前坍缩吸能;事故后,所述减震昂臂利用钢管的回弹性,受碰撞塌陷后还会向前恢复弹出,保留乘员腿部空间的兜式回弹性防护。上述技术特征对乘员提供防撞防护,避免乘员卡死在车内,双腿无法抽身的现象发生。
进一步地,本发明复数条粗大的高强度钢管,在前排乘员下半身的前方昂起,兜住身体形成保护护栏,简称兜式回弹性防护。
进一步地,所述竖管桩基根部与底盘生根,熔为一体,能够提供强大的防撞刚性能,这一点比传统铁皮钢板点焊式的底盘强大数倍。这样的复合压铸兼具有钢性底盘刚性强防撞性能。
所述一体压铸底盘增加了横梁,以增加底盘整体抗曲扰度,方式是将横梁做成U形方式。传统汽车底盘利用高强度钢,纵梁和横梁连接,要非常复杂的焊接加工才能完成,而铝合金一体式压铸底盘刚性差,耐温低。本发明U形横梁和金属管纵梁由压铸方式实现一体成型,免焊接实现了其刚性连接,精度高、成本低。
本发明电动汽车底盘的压铸材料选用有色金属,具体优选铝合金,具有良好的导热性能,而耐温只有500度左右,当电池燃烧时所述铝合金很容易被烧穿;本发明金属管选用高强度钢管,耐温达1500度。在压铸底盘中预埋金属管纵梁;两者耐受温度相差3倍左右。
所述金属管能够提供3倍压铸材料耐火温度的防护。所述当电池燃烧时,所述金属管能够提供3倍于压铸材料耐火温度的防护,当电池燃烧时所述钢管不被烧穿,确保车身不被引燃。
所述压铸底盘中至少预埋两条金属管纵梁,其向后延伸开口,内置电池组。所述金属管纵梁前头昂起,形成弯道,利用金属管的扰度,构成弹性减震昂臂,头端用于压迫式连接避震弹簧顶端。
复数条钢管,内置电池组,尾喷口远离车尾,将大容量电池组分割成若干个小能量的电池组,提升了防止燃烧的安全性能。
所述金属管纵梁朝向后平直延伸开口,尾喷口远离车尾,确保电池燃烧时火焰不会引燃车身车尾。
本发明为了拓展电动汽车多场景应用,尤其的轿车式房车,皮卡式房车的需求,设计出汽车底盘车尾可伸缩来满足停车后后备箱后移,使车身能够变长;加之车尾箱的顶部升高,即可秒变成房车来满足用户需求。所述车身底盘与后尾箱底盘可以伸缩来延长车身。
所述金属管至少两条向后平直开口,内套伸缩管,构成延伸式尾箱底盘,伸缩管内置电池组。伸缩管的尾喷口始终延伸在车尾的后部,来保证电池组燃烧时不会引燃车身。
所述在两条金属管纵梁间设置U型横梁,并且共同被一体压铸,其向后延伸开口,U型横梁内置电池组。
所述伸缩管与U型横梁压铸成一体,所述伸缩管套接在金属管纵梁管内,伸缩管或U型横梁内安装电池组。U型横梁和伸缩管的管口始终延伸在车尾的后部,保障电池出现燃烧时火焰由伸缩管尾喷口排出,不会燃及车身。
具体地,所述伸缩管一体压铸成为电动汽车尾箱的底盘。所述内置电池组的伸缩管随尾箱同步后移动。伸缩管通向车后向的保持开口防燃。
既然旅行,就要适应户外高低不平的路况,越野避障时,为了提升汽车通过性能,就要提升离地间隙,提高通过性能,应急的做法是将避震弹簧锁死,让底盘有较大的并且固定的抬升空间,来避让地面凸起物。本发明在这样状况下,前轮冲击力先作用于减震昂臂,利用减震昂臂的扰度来吸收震动,继续提供避震,提升了在避震弹簧不工作的情况下的乘坐舒适性。
所述电动汽车底盘由压铸材料压铸一体成型,如整个铝合金压铸底盘和被包裹的金属管纵梁形成平板式均温体。所述平板式均温体在严寒冬季的低温环境,可取自电机温度或热泵给电池组加热,由底盘向车内传导,提升车内温度,提高舒适性。所述平板式均温体在夏季的炎热环境为电机提供大面积散热条件,降低电机永磁体工作温度和散热成本。
本发明称压铸材料可选包括铝合金、镁合金、锌合金或复合材料。所述压铸包括采用有色金属或复合材料,在模具中压制成型的方式,热压的方式。
本发明具备以下有益效果:
1、 钢管纵梁利用回弹性,受碰撞后恢复弹出,防止夹持乘员;
2、 耐高温的钢管给电池组提供防撞、防燃被烧穿的保护,防止引燃车身;
3、 铝合金一体压铸能够减轻底盘重量,降低制造成本;
4、 一体压铸轻量化底盘,增加可伸缩功能,使轿车或皮卡变换成房车。
附图说明
图1为本发明新能源汽车一体式压铸底盘结构示意图;
图2为本发明新能源汽车一体式压铸底盘减震昂臂立体结构示意图;
图3为本发明新能源汽车一体式压铸底盘U形横梁俯视图;
图4为本发明新能源汽车一体式压铸底盘 U形横梁伸缩后备箱俯视图图;
图5为本发明新能源汽车一体式压铸底盘尾喷口示意图。
图中:1、底盘;2、金属管纵梁;3、压铸材料;4、减震昂臂;41、头端;5、伸缩管;6、U形横梁;7、电池组;8、尾箱底盘;9、尾喷口。
具体实施方式
实施例一 :
如图1-2所示,本发明所述金属管纵梁(2)前段先向上弯管,延伸一段再平弯,平弯的头端(41)打遍。金属管纵梁(2)再由模具压铸包覆压铸材料(3)一体成型实现的汽车复合底盘(1)。所述金属管昂起段露出压铸模具的型腔,不被压铸材料(3)包覆。
所述头端(41)用于连接前轮避震弹簧,直接压在弹簧顶端,与前轮避震弹簧固定。
进一步地,所述金属管采用钢管,热镀锌后再压铸铝合金,这样铝合金压铸材料(3)能够与金属管纵梁(2)结合紧密,保证结合介质的牢固度。
进一步地,所述竖管桩基根部与底盘(1)生根,熔为一体,能够提供强大的防撞刚性能,这一点比传统铁皮钢板点焊式的底盘(1)强大数倍。这样的复合压铸兼具有钢性底盘(1)刚性强防撞性能。
如图3所示,所述一体压铸底盘增加了横梁,以增加底盘整体抗曲扰度,方式是将横梁做成U形方式。U形横梁和金属管纵梁由压铸方式实现一体成型。
本发明压铸材料(3)优选铝合金,而其具有良好的导热性能,而耐温只有500度左右;本发明金属管选用高强度钢管,耐温达1500度。在压铸底盘(1)中预埋金属管纵梁(2);两者耐受温度相差3倍左右。所述金属管能够提供3倍压铸材料(3)耐火温度的防护,将其用于电池组(7)防燃烧保护,尾喷口(9),确保车身不被引燃。
如图5所示,进一步地,所述电池组(7),分成很多个小组,分别设置在复数条钢管内。尾喷口(9)远离车尾,确保电池燃烧时火焰不会引燃车身车尾,提升了防止燃烧的安全性能。
实施例二 :
如图4-5所示,本发明所述汽车底盘(1)车尾可伸缩来满足停车后后备箱后移,使车身能够变长;加之车尾箱的顶部升高,即可秒变成房车来满足用户需求。所述车身底盘(1)与后尾箱底盘可以伸缩来延长车身。
具体地,所述金属管纵梁(2)可以套接所述伸缩管(5)。所述伸缩管(5)与U形横梁(6)一体压铸成为汽车尾箱的底盘(1)。所述内置电池组(7)的伸缩管(5)随尾箱同步后移动。伸缩管(5)尾喷口(9)通向车后防燃。
本发明所述本发明为了拓展汽车多场景应用,尤其的轿车式房车,皮卡式房车的需求,设计出汽车底盘(1)车尾可伸缩来满足停车后后备箱后移,使车身能够变长;加之车尾箱的顶部升高,即可秒变成房车来满足用户需求。所述车身底盘(1)与后尾箱底盘可以伸缩来延长车身。
如图5所示,具体地,所述伸缩管(5)一体压铸成为汽车尾箱的底盘(1)。所述内置电池组(7)的伸缩管(5)随尾箱同步后移动。伸缩管(5)通向车后向的保持开口防燃,尾喷口(9)远离车尾。
本发明的压铸材料(3)可选包括铝合金、镁合金、锌合金或复合材料。
Claims (10)
1.一种汽车一体式压铸底盘方法,其特征在于:所述压铸底盘中预埋金属管纵梁,其金属管前段昂起,形成弯道,利用金属管的扰度,构成弹性减震昂臂,头端用于压迫式连接前轮避震弹簧顶端。
2.根据权利要求1所述,其特征在于:所述减震昂臂利用钢管的回弹性,受撞击塌陷后还会向前恢复弹出,保留乘员腿部空间的兜式回弹性防护。
3.一种电动汽车压铸底盘,包括金属管纵梁、压铸材料,电池组,其特征在于:所述压铸底盘中至少预埋两条金属管纵梁,其向后延伸开口,内置电池组,尾喷口远离车尾。
4.根据权利要求3所述,其特征在于:所述金属管纵梁前头昂起,形成弯道,利用金属管的扰度,构成弹性减震昂臂,头端用于压迫式连接避震弹簧顶端。
5.根据权利要求3所述,其特征在于:所述减震昂臂利用钢管的回弹性,受撞击塌陷后还会向前恢复弹出。
6.根据权利要求3所述,其特征在于:所述当电池燃烧时,所述金属管能够提供3倍于压铸材料耐火温度的防护,当电池燃烧时所述钢管不被烧穿。
7.根据权利要求3所述,其特征在于:所述在两条金属管纵梁间设置U型横梁,并且共同被一体压铸,其向后延伸开口,U型横梁内置电池组。
8.一种电动汽车压铸底盘,包括金属管纵梁、伸缩管、压铸材料、U形横梁、尾箱底盘、电池组,其特征在于:所述伸缩管与U型横梁压铸成一体,所述伸缩管套接在金属管纵梁管内,伸缩管或U型横梁内安装电池组,伸缩管的管口始终延伸在车尾的后部,保障电池出现燃烧时火焰由伸缩管尾喷口排出,不会燃及车身。
9.根据权利要求8所述,其特征在于:所述尾箱底盘和车身底盘可伸缩移动,来延长车身。
10.根据权利要求3-9任一项,所述一种电动汽车压铸底盘,其特征在于:所述汽车底盘由铝合金压铸成型。
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