CN115285223A - 一种车身架构、下车身结构设计方法及纯电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明属于电动车车身技术领域，具体涉及一种车身架构、下车身结构设计方法及纯电动汽车，包括：平台通用模块，平台通用模块包括下车身框架；电池包，安装于下车身框架内；位置调整单元，位于下车身框架内侧的所述电池包的上方，位置调整单元的高度随所述电池包厚度的变化而变化，以使所述位置调整单元与电池包顶面之间的相对位置保持不变。本发明以电池包下边界为设计基础，车身框架周边设计为搭接/密封面，使车身下地板与车身框架保证Z向的搭接关系。此方案对于较薄的电池包，会增大乘员空间；对于较厚的电池包，则会充分利用离地间隙；对于拓展CTB方案，则车身框架搭接边变为与电池包的密封面，同时也较大程度地保证了下车身的通用化。

Description

一种车身架构、下车身结构设计方法及纯电动汽车

技术领域

本发明属于电动车车身技术领域，具体涉及一种车身架构、下车身结构设计方法及纯电动汽车。

背景技术

传统车身的设计多以车身地板面为设计基准，对于不同厚度的电池包，存在Z向空间不能充分利用的情况。对纯电动的轿车来说，需要较低的车高，以满足造型运动化的需求，需要电池包厚度尽量低；对于纯电动SUV来说，通过电池包厚度的增加来提高电量，保证续航里程。然而现有的平台车身架构对于不同厚度电池包，不能较好的兼容布置，对于不同厚度/型式电池包，整车的Z向空间无法得到充分的利用，或者需要较大的车身结构改动。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能提高下车身通用性的车身架构、下车身结构设计方法及纯电动汽车。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车身架构，包括：

平台通用模块，所述平台通用模块包括下车身框架；

电池包，安装于所述下车身框架内，所述电池包的底面与所述下车身框架之间的相对位置为定值；

位置调整单元，位于所述下车身框架内侧的所述电池包的上方，所述位置调整单元的高度随所述电池包厚度的变化而变化，以使所述位置调整单元与所述电池包顶面之间的相对位置保持不变。

在发明的一可选实施例中，所述下车身框架包括：

门槛梁，分置于所述下车身框架宽度方向的两侧；

前横梁，位于所述下车身框架的前侧，所述前横梁与所述门槛梁垂直，且所述前横梁的两端分别与两所述门槛梁的前端连接；

后横梁，位于所述下车身框架的后侧，所述后横梁与所述前横梁平行，且所述后横梁的两端分别与两所述门槛梁的后端连接。

在发明的一可选实施例中，所述位置调整单元包括所述下车身框架上与所述电池包的侧壁相对的内壁上设置的搭接面，所述搭接面自所述内壁向所述电池包的安装区域的上方悬伸设置。

在发明的一可选实施例中，所述搭接面包括：

位于所述门槛梁内侧的侧搭接面，和/或

位于所述前横梁内侧的前搭接面，和/或

位于所述后横梁内侧的后搭接面。

在发明的一可选实施例中，还包括下地板，所述下地板搭接于所述位置调整单元的上方。

在发明的一可选实施例中，所述搭接面沿所述门槛梁、所述前横梁以及所述后横梁的长度方向连续分布。

在发明的一可选实施例中，所述电池包和所述下车身框架采用CTB技术封装，所述搭接面与所述电池包的顶面边缘之间设有密封胶。

在发明的一可选实施例中，所述电池包的底面边缘设有向所述电池包侧壁外侧悬伸设置的凸缘，所述凸缘通过连接件与所述下车身框架的底面连接，所述凸缘的厚度为定值。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种下车身结构设计方法，包括如下步骤：

提供平台通用模块，所述平台通用模块包括下车身框架；

获取电池包装配参数，所述电池包装配参数至少包括电池包厚度，以及所述电池包与所述下车身框架装配后所述电池包底面与所述下车身框架之间的相对位置；

根据所述电池包厚度以及所述电池包底面与所述下车身框架之间的相对位置，确定搭接面的高度；

根据所述搭接面的高度，在所述下车身框架的内侧提供所述搭接面。

在发明的一可选实施例中，所述根据所述电池包厚度以及所述电池包底面与所述下车身框架之间的相对位置，确定搭接面的高度的步骤包括：

根据所述电池包厚度以及所述电池包底面与所述下车身框架之间的相对位置，确定所述电池包顶面的高度；

根据所述电池包顶面的高度确定所述搭接面的高度，使所述搭接面与所述电池包顶面之间的距离在预设阈值以内。

在发明的一可选实施例中，还包括如下步骤：

提供下地板，并使其边缘搭接于所述搭接面的上端。

在发明的一可选实施例中，还包括如下步骤：

采用CTB技术对所述电池包和所述下车身框架进行封装，并在所述电池包顶面边缘与所述搭接面之间提供密封胶。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种纯电动汽车，包括所述的车身架构。

本发明的技术效果在于：本发明以电池包下边界为设计基础，车身框架周边设计为搭接/密封面，使车身下地板与车身框架保证Z向的搭接关系。通过搭接面的上下移动，使车身框架与下地板面/电池包进行配合。此方案对于较薄的电池包，会增大乘员空间；对于较厚的电池包，则会充分利用离地间隙；对于拓展CTB方案，则车身框架搭接边变为与电池包的密封面，同时也较大程度地保证了下车身的通用化。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的下车身框架的俯视图；

图2是本发明的实施例所提供的下车身的***图；

图3是本发明的实施例所提供的下车身的装配图；

图4是本发明的实施例所提供的门槛梁的断面视图；

图5是本发明的实施例所提供的前横梁的断面视图；

图6是本发明的实施例所提供的后横梁的断面视图；

图7是本发明的实施例所提供CTB封装方案中电池包的立体图；

图8是本发明的实施例所提供的CTB封装方案中门槛梁的断面视图；

图9是本发明的实施例所提供的下车身设计方法的流程图；

图10是本发明的实施例所提供的搭接面高度确定方法的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1-8所示，是基于本发明的车身架构实现的一种下车身结构，需要说明的是，本发明的主旨在于提供一种能够提高下车身通用化的车身架构，而并非是某一特定的车身结构，在一些具体实施例中，所述下车身结构可以在本发明的车身架构限定的边界范围内做出适当改动，例如电池包的厚度可以增大或减小，这种情况下，本发明的位置调整单元的高度也应当随之改变。

请参阅图1-8所示，所述车身架构包括平台通用模块、电池包20和位置调整单元，具体的：

请参阅图1-3所示，所述平台通用模块包括下车身框架10；可以理解的是，所述平台通用模块可以在同平台的多种车型上实现通用，从而大幅度降低设计和制造成本，所述平台通用模块包括但不限于下车身框架10，例如所述平台通用模块还可以包括下地板、前地板总成、后车架总成等其它通用结构。

请参阅图2、4-8所示，所述电池包20安装于所述下车身框架10内，所述电池包20的底面与所述下车身框架10之间的相对位置为定值；可以理解的是，本发明一电池包20的底面为设计基准，在不同车型的车身设计过程中，能够避免对下车身的整体结构做太大改动，面对不同车型时，仅仅电池包20的顶面高度会发生变化，此时只要适当改变下地板的位置既能够实现下车身在多种车型上的兼容。需要说明的是，本发明的电池包20的具体封装方式没有特殊限制，例如可以采用CTP、CTC或CTB技术进行封装，进一步提高了下车身结构的紧凑性和通用性。

请参阅图1-6所示，所述位置调整单元位于所述下车身框架10内侧的所述电池包20的上方，所述位置调整单元的高度随所述电池包20厚度的变化而变化，以使所述位置调整单元与所述电池包20顶面之间的相对位置保持不变。首先需要说明的是，本发明所述位置调整单元与所述电池包20顶面之间的相对位置保持不变，应当允许一定的误差存在，而不是数学意义上绝对保持不变；可以理解的是，当下车身应用于不同车型时，由于下车身整体结构是基于电池包20的底面为基准设计的，因此下车身自下而上的大部分结构都不需要发生变化，而只需要根据电池包20的厚度改变位置调整单元的高度即可。

所述位置调整单元主要用于控制乘员舱地板的高度，根据电池包20厚度灵活调整地板高度，进而使车身空间得到充分利用；在不同的封装方式中，所述位置调整单元的具体用法也不相同，例如当采用CTP或CTC封装时，有单独的下地板结构，此时所述位置调整单元用于对下地板进行支撑和固定，而当采用CTB封装时，电池包20的顶面直接作为下地板，此时位置调整单元主要用于对电池包20的边缘进行密封。

本发明能够通过较小的改动，来搭载不同厚度的电池包20，提高车身的通用化率，最大化的利用Z向空间，并且兼顾后续CTB技术的拓展。

请参阅图1-6所示，在一具体实施例中，所述下车身框架10包括门槛梁11、前横梁12和后横梁13；所述门槛梁11分置于所述下车身框架10宽度方向的两侧；所述前横梁12位于所述下车身框架10的前侧，所述前横梁12与所述门槛梁11垂直，且所述前横梁12的两端分别与两所述门槛梁11的前端连接；所述后横梁13位于所述下车身框架10的后侧，所述后横梁13与所述前横梁12平行，且所述后横梁13的两端分别与两所述门槛梁11的后端连接。

可以理解的是，所述门槛梁11、前横梁12和后横梁13的成型方式没有特殊限制，例如可以分别采用一体式挤出铝型材，或分别由多个钢制冲压件焊接而成，所述门槛梁11、前横梁12和后横梁13为中空式结构，其各自空腔内设有必要的加强筋112、122、132，当门槛梁11、前横梁12和后横梁13由挤出铝型材制成时，所述加强筋例112、122、132如可以分别与门槛梁11、前横梁12和后横梁13一体式挤出成型，当门槛梁11、前横梁12和后横梁13有钢制冲压件焊接而成时，所述加强筋例112、122、132如可以单独冲压成型，然后分别与门槛梁11、前横梁12和后横梁13进行焊接固定。

请参阅图1-6所示，在一具体实施例中，所述位置调整单元包括所述下车身框架10上与所述电池包20的侧壁相对的内壁上设置的搭接面，所述搭接面自所述内壁向所述电池包20的安装区域的上方悬伸设置；在一具体实施例中，所述搭接面包括：位于所述门槛梁11内侧的侧搭接面111、位于所述前横梁12内侧的前搭接面121以及位于所述后横梁13内侧的后搭接面131。可以理解的是，所述搭接面例如也可以仅分布在下车身框架10的部分区域，例如仅设置在门槛梁11上或者仅设置在前横梁12和纵横梁上，而本发明为了提高下车身整体支撑强度，优选的将搭接面连续分布在整个下车身框架10的边缘。

请参阅图1-6所示，在CTP或CTC封装方案中，还包括下地板30，所述下地板30搭接于所述位置调整单元的上方。在一具体实施例中，所述下地板30例如可以与座椅横梁31集成为一体，所述座椅横梁31可以作为下地板30的加强筋，以提高下地板30的整体结构强度。

请参阅图7、8所示，在CTB封装方案中，没有独立的下地板30结构，电池包20的顶面作为下地板30，此时需要对电池包20的顶面的边缘进行密封，为此，所述搭接面沿所述门槛梁11、所述前横梁12以及所述后横梁13的长度方向连续分布，所述搭接面与所述电池包20的顶面边缘之间设有密封胶23。

请参阅图4-8所示，在一具体实施例中，所述电池包20的底面边缘设有向所述电池包20侧壁外侧悬伸设置的凸缘21，所述凸缘21通过连接件22与所述下车身框架10的底面连接，所述凸缘21的厚度为定值，所述连接件22例如可以是螺栓。

基于上述车身架构，本发明还提供一种下车身结构设计方法，包括如下步骤：

S10：提供平台通用模块，所述平台通用模块包括下车身框架10。

S20：获取电池包20装配参数，所述电池包20装配参数至少包括电池包20厚度，以及所述电池包20与所述下车身框架10装配后所述电池包20底面与所述下车身框架10之间的相对位置。

S30：根据所述电池包20厚度以及所述电池包20底面与所述下车身框架10之间的相对位置，确定搭接面的高度。

具体的，所述步骤S30包括：

S31：根据所述电池包20厚度以及所述电池包20底面与所述下车身框架10之间的相对位置，确定所述电池包20顶面的高度。

S32：根据所述电池包20顶面的高度确定所述搭接面的高度，使所述搭接面与所述电池包20顶面之间的距离在预设阈值以内。

S40：根据所述搭接面的高度，在所述下车身框架10的内侧提供所述搭接面。

在CTP或CTC封装方案中，还包括：

步骤S50：提供下地板30，并使其边缘搭接于所述搭接面的上端。

在CTB封装方案中，还包括：

步骤S60：在所述电池包20顶面边缘与所述搭接面之间提供密封胶23。

本发明还提供一种基于上述车身架构设计的纯电动汽车。

综上所述，本发明以电池包20下边界为设计基础，车身框架周边设计为搭接/密封面，使车身下地板30与车身框架保证Z向的搭接关系。通过搭接面的上下移动，使车身框架与下地板30/电池包20进行配合。此方案对于较薄的电池包20，会增大乘员空间；对于较厚的电池包20，则会充分利用离地间隙；对于拓展CTB方案，则车身框架搭接边变为与电池包20的密封面，同时也较大程度地保证了下车身的通用化。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、***、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解 本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将***和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、***、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (13)

1.一种车身架构，其特征在于，包括：

平台通用模块，所述平台通用模块包括下车身框架；

电池包，安装于所述下车身框架内，所述电池包的底面与所述下车身框架之间的相对位置为定值；

位置调整单元，位于所述下车身框架内侧的所述电池包的上方，所述位置调整单元的高度随所述电池包厚度的变化而变化，以使所述位置调整单元与所述电池包顶面之间的相对位置保持不变。

2.根据权利要求1所述的车身架构，其特征在于，所述下车身框架包括：

门槛梁，分置于所述下车身框架宽度方向的两侧；

前横梁，位于所述下车身框架的前侧，所述前横梁与所述门槛梁垂直，且所述前横梁的两端分别与两所述门槛梁的前端连接；

后横梁，位于所述下车身框架的后侧，所述后横梁与所述前横梁平行，且所述后横梁的两端分别与两所述门槛梁的后端连接。

3.根据权利要求2所述的车身架构，其特征在于，所述位置调整单元包括所述下车身框架上与所述电池包的侧壁相对的内壁上设置的搭接面，所述搭接面自所述内壁向所述电池包的安装区域的上方悬伸设置。

4.根据权利要求3所述的车身架构，其特征在于，所述搭接面包括：

位于所述门槛梁内侧的侧搭接面，和/或

位于所述前横梁内侧的前搭接面，和/或

位于所述后横梁内侧的后搭接面。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的车身架构，其特征在于，还包括下地板，所述下地板搭接于所述位置调整单元的上方。

6.根据权利要求3所述的车身架构，其特征在于，所述搭接面沿所述门槛梁、所述前横梁以及所述后横梁的长度方向连续分布。

7.根据权利要求6所述的车身架构，其特征在于，所述电池包和所述下车身框架采用CTB技术封装，所述搭接面与所述电池包的顶面边缘之间设有密封胶。

8.根据权利要求1所述的车身架构，其特征在于，所述电池包的底面边缘设有向所述电池包侧壁外侧悬伸设置的凸缘，所述凸缘通过连接件与所述下车身框架的底面连接，所述凸缘的厚度为定值。

9.一种下车身结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供平台通用模块，所述平台通用模块包括下车身框架；

获取电池包装配参数，所述电池包装配参数至少包括电池包厚度，以及所述电池包与所述下车身框架装配后所述电池包底面与所述下车身框架之间的相对位置；

根据所述电池包厚度以及所述电池包底面与所述下车身框架之间的相对位置，确定搭接面的高度；

根据所述搭接面的高度，在所述下车身框架的内侧提供所述搭接面。

10.根据权利要求9所述的下车身结构设计方法，其特征在于，所述根据所述电池包厚度以及所述电池包底面与所述下车身框架之间的相对位置，确定搭接面的高度的步骤包括：

根据所述电池包厚度以及所述电池包底面与所述下车身框架之间的相对位置，确定所述电池包顶面的高度；

根据所述电池包顶面的高度确定所述搭接面的高度，使所述搭接面与所述电池包顶面之间的距离在预设阈值以内。

11.根据权利要求10所述的下车身结构设计方法，其特征在于，还包括如下步骤：

提供下地板，并使其边缘搭接于所述搭接面的上端。

12.根据权利要求10所述的下车身结构设计方法，其特征在于，还包括如下步骤：

采用CTB技术对所述电池包和所述下车身框架进行封装，并在所述电池包顶面边缘与所述搭接面之间提供密封胶。

13.一种纯电动汽车，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的车身架构。

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