CN115009380A - 车身前地板结构及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车身前地板总成，包括地板本体结构以及设置于所述地板本体结构上的座椅横梁和前纵梁上盖板，座椅横梁设置多个，前纵梁上盖板与座椅横梁和前舱横梁连接，使碰撞后产生的部分能量传递至座椅横梁。本发明的车身前地板总成，通过设置合理的碰撞能量传递路径，可以降低前挡板倾入量和倾入速度的，从而可以有效保护乘员安全，并可以有效减小车身结构变形对动力电池包的倾入，保护电池包在碰撞时不受到过度挤压。本发明还公开了一种车辆。

Description

车身前地板结构及车辆
技术领域
本发明属于汽车车身结构技术领域，具体的说，本发明涉及一种车身前地板总成及车辆。
背景技术
现有电动汽车座舱前地板结构一般不支持多功能座椅(譬如在XYZ六向调节基础上，增加180°旋转功能)和多功能副仪表台(譬如在固定仪表台的基础上增加前后滑动的功能)的安装需求，当汽车乘员舱的功能具备多样化，可提供给车上人员更舒适的驾乘体验。
现有技术中，电动汽车的前地板结构通过传统油车的前地板结构改造实现，其三电布置需要向原有的燃油车平台让路，会导致部分结构不合理，碰撞后电池包可能被坚硬物体入侵，导致起火燃烧，安全性差；且燃油车改电车的结构对电池续航制约性较大。
行业内部分电动汽车的前地板结构为全新平台开发，但平台内零件通用化程度不高，故其换代开发费用较高，换代周期相对较长。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种车身前地板总成，目的是提高碰撞安全性。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：车身前地板总成，包括地板本体结构以及设置于所述地板本体结构上的座椅横梁和前纵梁上盖板，座椅横梁设置多个，前纵梁上盖板与座椅横梁和前舱横梁连接，使碰撞后产生的部分能量传递至座椅横梁。
所述前纵梁上盖板的横截面为M形，前纵梁上盖板内部设置两个空腔体。
所述前纵梁上盖板的一端与所述前舱横梁连接，前纵梁上盖板的另一端与所述座椅横梁连接，前纵梁上盖板与前舱横梁包围形成两个空腔体。
所述的车身前地板总成还包括设置于所述地板本体结构上的中通道前部加强板，所述前纵梁上盖板设置多个，中通道前部加强板位于相邻两个前纵梁上盖板之间，中通道前部加强板与所述前舱横梁连接，使碰撞后产生的部分能量传递至所述座椅横梁。
所述中通道前部加强板上设置减重孔，中通道前部加强板包括第一侧连接部、第二侧连接部以及与第一侧连接部和第二侧连接部连接且位于第一侧连接部和第二侧连接部之间的中间连接部，减重孔位于第一侧连接部和第二侧连接部之间。
所述座椅横梁设置两个或三个，所有座椅横梁为沿所述地板本体结构的长度方向依次布置。
所述座椅横梁的主体截面采用等截面M形结构，且采用辊压超强板制成。
所述座椅横梁设置两个，两个座椅横梁分别为前横梁和后横梁，后横梁的横截面为日字形，前横梁上设置多个安装支架。
所述的车身前地板总成还包括设置于所述地板本体结构上的两个门槛结构，所述座椅横梁位于两个门槛结构之间且座椅横梁的两端分别与两个门槛结构连接，门槛结构包括门槛本体和门槛加强梁，门槛本体的横截面为U形，门槛加强梁的横截面为目字形。
本发明还提供了一种车辆，包括所述的车身前地板总成。
本发明的车身前地板总成，通过设置合理的碰撞能量传递路径，可以降低前挡板倾入量和倾入速度的，从而可以有效保护乘员安全，并可以有效减小车身结构变形对动力电池包的倾入，保护电池包在碰撞时不受到过度挤压。
附图说明
图1是本发明车身前地板总成的分解示意图；
图2是图1中B-B剖视图；
图3是本发明车身前地板总成的结构示意图；
图4是图3中A-A剖视图；
图5是前纵梁上盖板的结构示意图；
图6是中通道前部加强板的结构示意图；
图7是前横梁的结构示意图；
图8是后横梁的结构示意图；
图9是门槛结构的结构示意图；
图10是电池中部安装结构的结构示意图；
图11是地板本体结构的结构示意图；
图12是实施例一的车身前地板总成的结构示意图；
图13是实施例二的车身前地板总成的结构示意图；
图14是实施例三的车身前地板总成的结构示意图；
图15是前地板底部与电池连接示意图；
上述图中的标记均为：1、前纵梁上盖板；2、中通道前部加强板；3、前横梁；4、后横梁；5、门槛结构；6、电池中部安装结构；7、地板本体结构；8、前舱横梁；9、座椅横梁；201、第一侧连接部；202、第二侧连接部；203、中间连接部；501、门槛本体；502、门槛加强梁。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。
需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图4所示，本发明提供了一种车身前地板总成，包括地板本体结构7以及设置于地板本体结构7上的座椅横梁9和前纵梁上盖板1，座椅横梁9 设置多个，前纵梁上盖板1与座椅横梁9和前舱横梁8连接，使碰撞后产生的部分能量传递至座椅横梁9，动力电池包安装在地板本体结构7的下方。
具体地说，本发明提供的电动平台的前地板总成，其具有多功能座舱兼容性；电池安全防护，乘员安全防护优；可为长续航电池提供充足布置空间；且同平台多车型的零件通用性高，其开发换代周期短、成本低。
如图1、图2和图5所示，前纵梁上盖板1位于乘员舱内部，前纵梁上盖板 1设置在地板本体结构7的前端，前纵梁上盖板1位于地板本体结构7的顶面上且前纵梁上盖板1与地板本体结构7固定连接，地板本体结构7为水平设置，地板本体结构7的长度方向与车身的长度方向相平行，地板本体结构7的宽度方向与车身的宽度方向相平行。前纵梁上盖板1的横截面(该横截面为与前纵梁上盖板1的长度方向相垂直的截面)为M形，前纵梁上盖板1内部设置两个空腔体，该两个空腔体为沿前纵梁上盖板1的长度方向延伸且该两个空腔体为沿前纵梁上盖板1的宽度方向依次布置，前纵梁上盖板1的宽度方向与地板本体结构7的宽度方向相平行。
如图1、图2和图5所示，前纵梁上盖板1的一端与前舱横梁8固定连接，前纵梁上盖板1的另一端与座椅横梁9固定连接，前纵梁上盖板1与前舱横梁8 包围形成两个空腔体，该两个空腔体分别位于第一腔体和第二腔体，第一腔***于第二腔体的上方，第一腔体和第二腔体为盒型状的空腔。前舱横梁8的长度方向与地板本体结构7的宽度方向相平行，前舱横梁8与所有前纵梁上盖板1 的端部固定连接，前纵梁上盖板1并与前舱纵梁固定连接，前舱纵梁的长度方向与地板本体结构7的长度方向相平行。前纵梁上盖板1与前舱横梁8和前舱纵梁连接形成稳定的支撑结构，碰撞过程中可将部分能量传递至座椅横梁9和动力电池包自身的框架结构，起到降低前挡板(前挡板结构属于前舱结构部分) 倾入量和倾入速度的作用，从而可以有效保护乘员安全，并可以有效减小车身结构变形对电池结构的倾入，保护电池包在碰撞时不受到过度挤压。
作为优选的，前纵梁上盖板1采用高强板冲压而成，其与前舱结构、地板本体结构7和前座椅前横梁3通过点焊连接固定。
如图1和图6所示，本发明的车身前地板总成还包括设置于地板本体结构7 上的中通道前部加强板2，前纵梁上盖板1设置多个，中通道前部加强板2位于相邻两个前纵梁上盖板1之间，中通道前部加强板2与前舱横梁8连接，使碰撞后产生的部分能量传递至座椅横梁9。中通道前部加强板2位于座椅横梁9和前舱横梁8之间，中通道前部加强板2的一端与前舱横梁8固定连接，中通道前部加强板2的另一端与地板本体结构7固定连接。
中通道前部加强板2中部为镂空形结构，该结构可起到较好的减重作用，并能充分利用闲置空间。中通道前部加强板2用于对边界件的安装提供安装点，边界件包括中央控制模块、汽车仪表板横梁和线束等。中通道前部加强板2的设置，可以提高碰撞安全性。中通道前部加强板2的主要特点在于和前舱横梁8、动力电池包、座椅横梁9连接形成稳定的支撑结构，碰撞过程中可将部分能量传递至座椅横梁9，可降低正碰过程中电机等零件对挡板撞击和倾入，降低地板本体变形量，从而起到保护电池的作用。
作为优选的，中通道前部加强板2采用高强板冲压而成，其与前舱结构、地板本体结构7和前座椅前横梁3通过点焊连接固定。
如图1和图6所示，中通道前部加强板2上设置减重孔，中通道前部加强板2包括第一侧连接部201、第二侧连接部202以及与第一侧连接部201和第二侧连接部202连接且位于第一侧连接部201和第二侧连接部202之间的中间连接部203，减重孔位于第一侧连接部201和第二侧连接部202之间。中通道前部加强板2呈U型结构，中间连接部203的一端与第一侧连接部201固定连接，中间连接部203的另一端与第二侧连接部202固定连接，第一侧连接部201和第二侧连接部202的长度大于中间连接部203的长度。第一侧连接部201和第二侧连接部202的长度方向上的一端与前舱横梁8固定连接，第一侧连接部201 和第二侧连接部202的另一端与地板本体结构7固定连接，中间连接部203也与地板本体结构7固定连接。
如图1所示，在本实施例中，前纵梁上盖板1设置两个，两个前纵梁上盖板1为对称布置，中通道前部加强板2位于两个前纵梁上盖板1中间位置处，且中通道前部加强板2位于地板本体结构7的宽度方向上的中间位置处。
作为优选的，如图1、图3和图4所示，座椅横梁9设置多个，所有座椅横梁9为沿地板本体结构7的长度方向依次布置，座椅横梁9的长度方向与地板本体结构7的宽度方向相平行，座椅横梁9固定设置在地板本体结构7的顶面上，座椅横梁9用于安装座椅。
如图1和图9所示，本发明的车身前地板总成还包括设置于地板本体结构7 上的两个门槛结构5，座椅横梁9位于两个门槛结构5之间且座椅横梁9的两端分别与两个门槛结构5固定连接，门槛结构5包括门槛本体501和门槛加强梁 502，门槛本体501的横截面为U形(该横截面为与门槛本体501的长度方向相垂直的截面)，门槛本体501的长度方向的长度方向与地板本体结构7的长度方向相平行，门槛本体501与地板本体结构7固定连接，门槛加强梁502位于门槛本体501的内腔体中，门槛加强梁502的横截面为目字形(该横截面为与门槛加强梁502的长度方向相垂直的截面)，门槛加强梁502的长度方向与门槛本体501的长度方向相平行。门槛加强梁502的高度与座椅横梁9的高度大小相同，地板本体结构7位于座椅横梁9的下方，门槛加强梁502沿门槛本体501 的长度方向贯穿设置。因此，门槛结构5的主要特点是门槛加强梁502的Z向 (竖直方向，地板本体结构7的长度和宽度方向均为水平方向)布置位置和座椅横梁9的Z向布置位置完全一致，且门槛加强梁502整体贯穿门槛本体501前后，大大提升了门槛结构5的承载能力，侧柱碰可有效通过门槛结构5和座椅横梁9进行能量传递，此种布置前部可应对偏置碰，正碰，同时侧柱碰也可对乘员和动力电池包进行全方位防护，从而可以有效提高碰撞安全性。
作为优选的，门槛本体501采用辊压等截面结构形式，门槛加强板则采用“目”字型挤压铝材。车型轴距变化可通过门槛及内部梁的长度变化实现，故无需新开发模具便可实现，大幅度降低开发周期。
作为优选的，门槛本体501采用高强板辊压而成，门槛加强板采用铝挤压工艺制成，门槛本体501与前舱结构、上车身结构、前横梁3、后横梁4以及地板本体结构7焊接连接固定。
如图1和图10所示，电池中部安装结构6设置于地板本体结构7上，且电池中部安装结构6位于容置槽中，相邻两个座椅横梁9之间形成容置槽，动力电池包安装在电池中部安装结构6上，电池中部安装结构6的长度方向与地板本体结构7的长度方向相平行，电池中部安装结构6的长度方向上的两端分别与两个座椅横梁9固定连接。电池中部安装结构6为封闭几字形，内部设有电池安装板，其结构和电池内部布置的横梁形成一体连接，在碰撞过程中起到同步传递能量的作用。
作为优选的，电池中部安装结构6采用高强板辊压而成，内部设有电池安装板，电池中部安装结构6与座椅横梁9以及地板本体结构7通过点焊连接固定。
如图1和图11所示，地板本体结构7的主要特点是本体大面和XY主平面平行，为座椅横梁9通用化提供了基础，且车外部无梁结构，可为电池提供充裕的布置空间，且传统汽车由于存在中通道，侧柱碰中前地板易出现结构失稳，造成车身结构倾入量过大，影响侧面碰撞安全性，采用平地板结构，为左右贯穿式座椅提供了基础，规避了传统汽车中通道处结构失稳缺陷。
地板本体结构7与前纵梁上盖板1、中通道前部加强、座椅横梁9、门槛结构5、电池中部安装结构6焊接连接固定。通过地板本体结构7、前纵梁上盖板 1、中通道前部加强结构、座椅横梁9、门槛结构5、电池中部安装结构6连接为整体框架结构，此框架结构简单，能兼容多功能配置(不同车型，不同座椅，副仪表板)座舱，且平台内零件通用化程度达到90％以上，且碰撞安全性好，值得推荐。
上述结构的车身前地板总成，具有如下的优点：
1、通过座椅横梁9及支架结构实现多功能座椅及多功能副仪表台场景需求，满足多功能座椅和副仪表板的安装。
2、通过纵梁上盖板，中通道前部加强板2，门槛结构5实现车身纵向传力和吸能，通过门槛，座椅横梁9和电池结构框架结合实现横向，横向传力和吸能，以全方位保证电池安全和乘员安全。
实施例一
如图12所示，本实施例提供的车身前地板总成中，座椅横梁9设置两个，两个座椅横梁9的结构相同，座椅横梁9的主体截面采用等截面M形结构，且采用辊压超强板制成，故侧向刚度好，可有效防止碰撞变形折弯，传递侧柱碰能量，有效降低地板总成结构变形量，达到电池和乘员保护的作用。两个座椅横梁9为完全通用化设计，座椅和副仪表板安装点直接安装于两个座椅横梁9 上。
本实施例的车身前地板总成可以适于电动SUV或MPV车型。座椅横梁9 结构采用通用化，等截面等设计理念，可有效降低开发成本，且安全性好。
实施例二
如图13所示，本实施例提供的车身前地板总成中，座椅横梁9设置三个，三个座椅横梁9的结构相同，座椅横梁9的主体截面采用等截面M形结构，且采用辊压超强板制成，故侧向刚度好，可有效防止碰撞变形折弯，传递侧柱碰能量，有效降低地板总成结构变形量，达到电池和乘员保护的作用。三个座椅横梁9为完全通用化设计，座椅和副仪表板滑轨安装点直接安装于三个座椅横梁9上。
本实施例的车身前地板总成可以适于电动SUV或MPV车型。座椅横梁9 结构采用通用化，等截面等设计理念，可有效降低开发成本，且安全性好。
在本实施例中，座椅横梁9上安装的座椅为180°旋转座椅，安装的副仪表板为可滑动式仪表板，考虑该配置座椅和副仪表板均为长滑轨，座椅及副仪表板滑轨的前、中、后安装点分别安装于前、中、后三个座椅横梁9。座椅横梁9 上预留4个座椅安装孔和2个滑动仪表板安装孔。
实施例三
如图14所示，本实施例提供的车身前地板总成中，座椅横梁9设置两个，两个座椅横梁9分别为前横梁3和后横梁4，前横梁3的主体截面采用等截面M 形结构(该截面为与前横梁3的长度方向相垂直的截面)，后横梁4的横截面为日字形(该横截面为与后横梁4的长度方向相垂直的截面)，该结构大大增加了车身的侧向刚度，可有效应对侧柱碰，保护乘员和动力电池包，可以提高碰撞安全性。前横梁3上设置多个安装支架。前纵梁上盖板1和中通道前部加强板2 位于前横梁3的一侧，后横梁4位于前横梁3的另一侧。
前横梁3采用高强板辊压而成，且其顶部有封闭结构的座椅安装支架连接，前横梁3的两端设有门槛连接支架，门槛连接支架与门槛本体501固定连接。前横梁3与前纵梁上盖板1、地板本体结构7、电池中部安装结构6和门槛本体 501通过焊接连接固定。
后横梁4的主体结构为封闭截面，后横梁4采用高强板辊压而成，后横梁4 的截面为日字形结构，后横梁4的两端设有门槛连接支架，后横梁4与门槛本体501、电池中部安装结构6通过点焊连接固定，后横梁4与地板本体结构7通过焊接连接固定。
本实施例的车身前地板总成可以适于电动轿车车型，座椅前安装点则安装于前横梁3上封闭截面的安装支架(4个通用结构的支架)，4个座椅后安装点则安装于后横梁4上。
本发明还提供了一种车辆，包括上述结构的车身前地板总成。车辆为电动车型。此车身前地板总成的具体结构可参照图1至图14，在此不再赘述。由于本发明的车辆包括上述实施例中的车身前地板总成，所以其具有上述车身前地板总成的所有优点。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.车身前地板总成，包括地板本体结构，其特征在于：还包括设置于所述地板本体结构上的座椅横梁和前纵梁上盖板，座椅横梁设置多个，前纵梁上盖板与座椅横梁和前舱横梁连接，使碰撞后产生的部分能量传递至座椅横梁。
2.根据权利要求1所述的车身前地板总成，其特征在于：所述前纵梁上盖板的横截面为M形，前纵梁上盖板内部设置两个空腔体。
3.根据权利要求1所述的车身前地板总成，其特征在于：所述前纵梁上盖板的一端与所述前舱横梁连接，前纵梁上盖板的另一端与所述座椅横梁连接，前纵梁上盖板与前舱横梁包围形成两个空腔体。
4.根据权利要求1至3任一所述的车身前地板总成，其特征在于：还包括设置于所述地板本体结构上的中通道前部加强板，所述前纵梁上盖板设置多个，中通道前部加强板位于相邻两个前纵梁上盖板之间，中通道前部加强板与所述前舱横梁连接，使碰撞后产生的部分能量传递至所述座椅横梁。
5.根据权利要求4所述的车身前地板总成，其特征在于：所述中通道前部加强板上设置减重孔，中通道前部加强板包括第一侧连接部、第二侧连接部以及与第一侧连接部和第二侧连接部连接且位于第一侧连接部和第二侧连接部之间的中间连接部，减重孔位于第一侧连接部和第二侧连接部之间。
6.根据权利要求1至3任一所述的车身前地板总成，其特征在于：所述座椅横梁设置两个或三个，所有座椅横梁为沿所述地板本体结构的长度方向依次布置。
7.根据权利要求6所述的车身前地板总成，其特征在于：所述座椅横梁的主体截面采用等截面M形结构，且采用辊压超强板制成。
8.根据权利要求6所述的车身前地板总成，其特征在于：所述座椅横梁设置两个，两个座椅横梁分别为前横梁和后横梁，后横梁的横截面为日字形，前横梁上设置多个安装支架。
9.根据权利要求1至7任一所述的车身前地板总成，其特征在于：还包括设置于所述地板本体结构上的两个门槛结构，所述座椅横梁位于两个门槛结构之间且座椅横梁的两端分别与两个门槛结构连接，门槛结构包括门槛本体和门槛加强梁，门槛本体的横截面为U形，门槛加强梁的横截面为目字形。
10.车辆，其特征在于：包括权利要求1至9任一所述的车身前地板总成。
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