CN210284380U - 一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构 - Google Patents

Abstract

一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，旨在解决现有技术中前围板横梁的承载能力有限，且从副车架往后传递的碰撞载荷无法通过纵梁向地板分散，导致碰撞过程中前围板侵入量过大的技术问题。本实用新型包括连接在前围板中下部的前围板横梁、连接在前围板横梁左右两端的两个前纵梁内板、连接在前围板横梁上方的前地板和设在所述前地板上的前座椅前横梁，所述前围板横梁内连接有加强盒，所述前地板上连接有中通道，所述中通道的一端连接前座椅前横梁。本实用新型具有如下有益效果：提高了横梁的承载能力；有效分散汽车前部碰撞中的碰撞载荷，降低了碰撞过程中前围板的侵入量；使前纵梁内板后段在汽车前部碰撞中的变形模式稳定。

Description

一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构

技术领域

本实用新型涉及汽车安全领域，尤其是涉及一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构。

背景技术

新能源汽车需要携带高压电池组，相较于同级别的传统汽车，新能源汽车通常重200kg~300kg。当新能源汽车受到来自车头的剧烈碰撞而骤停时，增加的重量导致车辆前部在碰撞中受到的碰撞能量大大增加，这意味着新能源汽车的安全系数大幅下降。此外，新能源汽车通常将高压电池组布置在地板下，为了提高续航里程，电池组往往覆盖整个地板，这导致传统汽车布置在地板下的纵梁无法布置。传统汽车在发生碰撞时，地板纵梁是分散碰撞载荷的重要路径；而新能源汽车由于缺少这条重要的分散载荷路径，在碰撞过程中，新能源汽车的前围板侵入量增大，若传递到前围板上的碰撞能量过大，会大大增加车内乘员的受伤风险。现有传统汽车的前围板横梁，通常只承载前纵梁后部传递的碰撞载荷，一般截面较小，且内部通常没有加强结构，承载能力有限；在车辆前部碰撞中，从副车架往后传递的碰撞载荷通常经过纵梁延伸段向地板纵梁传递。因此，传统汽车前围板横梁不能满足新能源汽车的安全性能需求。

授权公告号CN206243266U的中国专利公开了一种汽车前围板横梁加强结构，包括汽车前围板，所述汽车前围板下板面中部***形成一个“∩”形的凹槽，该凹槽内设置有一个前围板下加强板，所述汽车前围板板面的中部横向设置有一个前围板加强横梁，且该前围板加强横梁根据所述汽车前围板的板面特征贴合固定在所述汽车前围板上；所述前围板下加强板整体呈“T”字形，由槽部和安装支撑部构成，其中槽部呈“∩”形，并与所述凹槽的形状相适配，且槽部固定于所述凹槽中，所述安装支撑部贴合在汽车前围板的板面上，且在该安装支撑部上设置有多个安装孔；所述安装支撑部的两端各设置有一个安装孔，所述安装支撑部的中部横向设置有个两个安装孔；所述安装支撑部上边沿的板面上立设有一个安装耳板，该安装耳板弯折成“U”字形，该安装耳板上设置有个两个过孔。

上述实用新型通过在汽车前围板上加设加强板和加强横梁的方法，对前围板的结构强度进行了明显提升，但是，在碰撞过程中，从副车架往后传递的碰撞载荷无法通过纵梁向地板分散，前围板的侵入量无法大幅降低，因而对新能源汽车安全性能的提升作用十分有限。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中新能源汽车前围板横梁的承载能力有限，且从副车架往后传递的碰撞载荷无法通过纵梁向地板分散，导致碰撞过程中前围板侵入量过大的技术问题，提供一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，所述新能源汽车前围板横梁及中通道结构可以有效降低碰撞过程中的前围板侵入量，提高新能源汽车的安全性能。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。

一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，包括连接在前围板中下部的前围板横梁、连接在前围板横梁左右两端的两个前纵梁内板、连接在前围板横梁上方的前地板和设在所述前地板上的前座椅前横梁，所述前围板横梁内连接有加强盒，所述前地板上连接有中通道，所述中通道的一端连接前座椅前横梁。

在所述前围板横梁中加设加强盒，一方面可以提高所述前围板横梁的承载能力，另一方面可以有效传递碰撞载荷；在所述前地板上加设中通道，当发生碰撞时，从副车架往后传递的碰撞载荷可以通过中通道向前地板和前座椅前横梁分散，有效降低碰撞过程中的前围板侵入量，提高所述新能源汽车的安全性能。

作为优选，所述前围板横梁的断面呈“L”型，所述前围板横梁包括水平段和竖直段，所述竖直段向上形成弧形翻边。

将所述前围板横梁设计为“L”型，所述竖直段向上形成弧形翻边，一方面可以增大所述前围板横梁截面积，提高所述前围板横梁的强度；另一方面在所述前围板横梁传递碰撞载荷时，所述水平段和所述弧形翻边的传递时间不同，所述水平段的传递时间较长，碰撞载荷的损耗比例较大，可以在一定程度上降低乘客受到的损伤，而所述弧形翻边的传递时间虽然较短，碰撞载荷的损耗比例较小，但是所述弧形翻边传递碰撞载荷还需通过所述前地板进行传递，综合起来，所述水平段和所述弧形翻边传递碰撞载荷时的载荷损耗大致相同。

作为优选，所述前纵梁内板与所述前围板横梁的贴合面为曲面。

将所述前纵梁内板分别抵接在所述前围板横梁的两端，所述前纵梁内板支撑前纵梁后部，为纵梁后部提供足够的支撑，从而使纵梁在车辆前碰撞过程中的变形模式稳定，充分吸收碰撞能量，提高安全性能。

作为优选，所述加强盒的断面呈“L”型，所述加强盒的竖直段向上形成弧形翻边，所述加强盒的侧面与所述前围板横梁贴合连接，所述加强盒的两端设有框架型加强架。

将加强盒的两端面设计为框架结构，一方面可以提供足够的承载力，提高所述前围板横梁的刚度和稳定性；另一方面，框架结构的承载能力存在一个阈值，当所述前围板横梁受到的碰撞载荷超过这一阈值时，所述加强盒的端面发生溃缩，吸收部分碰撞载荷，提供一定的缓冲时间，降低乘客可能遭受到的最大损害。

作为优选，，所述中通道对准所述前围板横梁的中部，所述前围板横梁上与所述中通道的对应位置连接有加强盒。

所述加强盒与所述中通道对齐，是为了使所述中部加强盒和所述中通道尽量重叠，从而可以通过所述中部加强盒将大部分的碰撞载荷传递到所述中通道，再通过所述中通道将碰撞载荷分散出去，进而保证乘客的安全。

作为优选，所述前地板包括前地板前段和前地板后段，所述前地板前段为斜面，并贴合覆盖所述前围板横梁，所述前地板后段为平面，所述前座椅前横梁连接在所述前地板后段上。

所述前地板前段为斜面，并贴合覆盖所述前围板横梁，可以保证前地板平滑过渡，提高所述新能源汽车的舒适性。

作为优选，所述中通道包括大端和小端，所述小端搭接在所述前座椅前横梁的中部，在所述前座椅前横梁内部设有加强板，所述大端与所述前地板前段贴合，所述中通道垂直于所述前座椅前横梁。

由于所述地板前段厚度较小，且材料强度很低，不能直接承受碰撞载荷；令所述大端与所述前地板前段贴合，一方面可以保证中通道对前围板横梁的充分支撑，另一方面可以平稳传递载荷；将所述小端与所述前座椅前横梁充分搭接，并在所述前座椅前横梁内部设加强板，可以保证所述前座椅前横梁对所述中通道充足的支撑。

作为优选，所述水平段上设有两个前副车架后支撑梁安装孔，所述前副车架后支撑梁安装孔分别贯通位于所述前围板横梁两端的加强盒，所述前副车架后支撑梁安装孔通过螺栓连接前副车架后支撑梁。

将所述前副车架后支撑梁通过螺栓连接在所述前围板横梁上，当新能源汽车发生前碰时，碰撞载荷可以沿着前副车架、前副车架支撑梁、前围板横梁的路径往车身传递，对碰撞载荷进行分散，进而提高所述新能源汽车的安全性能。

作为优选，所述水平段上设有两个高压电池安装孔，所述高压电池安装孔分别贯通位于所述前围板横梁两端的加强盒。

高压电池是新能源汽车相较于传统汽车的主要增重源，将高压电池通过所述高压电池安装孔连接在所述前围板横梁上，有利于高压电池带来的增重在新能源汽车上均布，保证新能源汽车行驶的稳定性。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：（1）提高了横梁的承载能力，有效传递碰撞载荷；（2）有效分散汽车前部碰撞中的碰撞载荷，降低了碰撞过程中前围板的侵入量；（3）使前纵梁内板在汽车前部碰撞中的变形模式稳定，充分吸收碰撞能量，提高安全性能。

附图说明

图1是本实用新型的一个结构示意图。

图2是本实用新型的另一个结构示意图。

图3是本实用新型前围板横梁的一个视图。

图4是与图3同一视图的不同标注。

图5是本实用新型前围板横梁的另一个视图。

图6是与图5同一视图的不同标注。

图中：1、前围板，2、前围板横梁，2a、水平段，2b、竖直段，2c、弧形翻边，2d、矩形凸台，3、前纵梁内板，3a、左前纵梁内板，3b、右前纵梁内板，4、前地板，4a、前地板前段，4b前地板后段，5、前座椅前横梁，6、加强盒，6a、左侧加强盒，6b、中部加强盒，6c、右侧加强盒，61、第一侧面，62、第二侧面，7、中通道，7a、大端，7b、小端，8、前副车架后支撑梁安装孔，8a、前副车架左后支撑梁安装孔，8b、前副车架右后支撑梁安装孔，9、前副车架后支撑梁，91、第一副车架安装孔，92、第二副车架安装孔，10、高压电池安装孔，10a、左侧高压电池安装孔，10b、右侧高压电池安装孔。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语”纵向”、“横向”、“上“、“下”、“前”、“后“、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1、图2和图3所示，一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，包括连接在前围板1中下部的前围板横梁2、连接在前围板横梁2左右两端的两个前纵梁内板3、连接在前围板横梁2上方的前地板4和设在所述前地板4上的前座椅前横梁5，所述前围板横梁2内连接有加强盒6，所述前地板4上连接有中通道7，所述中通道7的一端连接在前座椅前横梁5上。所述前围板1的中下部通过点焊连接有前围板横梁2；所述前围板1的左右两端通过点焊连接有前纵梁内板3，所述前纵梁内板3包括左前纵梁内板3a和右前纵梁内板3b；所述左前纵梁内板3a和右前纵梁内板3b分别抵接在所述前围板横梁2的两端，所述前纵梁内板3与所述前围板横梁2的抵接位置内凹向前围板横梁2，所述前纵梁内板3与所述前围板横梁2的抵接面为曲面，所述前围板横梁2的两端与所述前纵梁内板3相吻合。所述前围板横梁2点焊连接在前地板4的下方，所述前地板4分为前地板前段4a和前地板后段4b；所述前地板前段4a为斜面，所述前地板前段4a通过点焊贴合覆盖所述前围板横梁2；所述前地板后段4b为平面，所述前地板前段4a和前地板后段4b之间设有弧形过渡段。所述中通道7通过点焊连接在所述前地板4上，所述中通道7垂直于所述前座椅前横梁5；所述中通道7包括大端7a和小端7b，所述小端7b搭接在所述前座椅前横梁5的中部，所述小端7b和所述前座椅前横梁5通过点焊连接起来，为保证连接强度，可以打三层焊。所述前座椅前横梁5的内部局部可以安设加强板，通过焊接将加强板和所述前座椅前横梁5连接起来。所述大端7a与所述中部加强盒6b的高度一致，所述大端7a与所述前地板前段4a贴合，所述大端7a和所述前地板前段4a通过三层点焊连接起来。由于所述前地板前段4a厚度较小，且材料强度很低，不能直接承受碰撞载荷，因此所述大端7a需要对齐所述中部加强盒6b，将中通道7与中部加强盒6b尽可能重叠，通过所述中部加强盒6b将碰撞载荷传递到所述中通道7上。

如图3和图4所示，所述前围板横梁2的断面呈“L”型，所述前围板横梁2包括水平段2a、竖直段2b，所述竖直段2b向上形成弧形翻边2c。所述水平段2a呈梯形，所述水平段2a的两腰呈内凹的弧形，并与所述前纵梁内板3相吻合；所述水平段2a的上底设在所述竖直段2b的下端，所述水平段2a上底的两端凸出所述竖直段2b，所述水平段2a的下底向外延伸形成小段矩形翻边，所述矩形翻边通过点焊与所述前地板前段4a连接起来；所述竖直段2b垂直于所述水平段2a和所述弧形翻边2c，所述竖直段2b两端低于所述竖直段2b的中段；所述弧形翻边2c的平面投影形状与所述水平段2a的形状相似，所述弧形翻边2c的宽度小于所述水平段2a的宽度，同时，所述弧形翻边2c的面积小于所述水平段2a的面积，所述弧形翻边2c的上底设在所述竖直段2b的上端。所述前围板横梁2上连接有加强盒6，所述加强盒6的端面为直角梯形，所述端面内部形成“⊿”型框架，所述直角梯形的斜边，沿所述前围板横梁2的长度方向，向外形成矩形翻边。所述加强盒的第一侧面61通过点焊连接在所述水平段2a上，所述加强盒的第二侧面62通过点焊连接在所述竖直段2b上，图中所示加强盒6的数目为三个，但所述加强盒6的数目不限于三个，可以依照应用场合进行数目的增减。以图中所示为例，按照所述加强盒6的位置排布，将所述加强盒6分为左侧加强盒6a、中部加强盒6b和右侧加强盒6c；所述中部加强盒6b两端面间的距离大于所述左侧加强盒6a两端面间的距离，所述中部加强盒6b两端面间的距离大于所述右侧加强盒6c两端面间的距离，所述左侧加强盒6a两端面间的距离和所述右侧加强盒6c两端面间的距离可以不相等；所述左侧加强盒6a、所述中部加强盒6b和所述右侧加强盒6c之间的排布间距可以不相等。所述中部加强盒6b的所述第一侧面61和所述第二侧面62均呈瓦楞状，可以对所述中部加强盒6b的加强效果进行增强，基于此，其它类型的加强结构也同样适用。所述左侧加强盒6a和所述右侧加强盒6c的所述第一侧面61为平面，方便布置各类安装孔，所述左侧加强盒6a和所述右侧加强盒6c的所述第二侧面62呈瓦楞状，可以对所述左侧加强盒6a和右侧加强盒6c的加强效果进行增强，基于此，其它类型的加强结构也同样适用。所述左侧加强盒6a、所述中部加强盒6b和所述右侧加强盒6c之间设有矩形凸台2d，所述矩形凸台2d的一端设在所述竖直段2b上，所述矩形凸台2d的另一端与所述水平段2a的下底对齐。

如图5和图6所示，所述前副车架后支撑梁安装孔8呈圆形，所述前副车架后支撑梁安装孔8包括前副车架左后支撑梁安装孔8a和前副车架右后支撑梁安装孔8b；所述前副车架左后支撑梁安装孔8a设在所述左侧加强盒6a的第一侧面61上，所述前副车架左后支撑梁安装孔8a贯通所述水平段2a；所述前副车架右后支撑梁安装孔8b设在所述右侧加强盒6c的第一侧面61上，所述前副车架右后支撑梁安装孔8b贯通所述水平段2a。所述前副车架后支撑梁安装孔8靠近所述竖直段2b，所述前副车架后支撑梁9与所述前副车架后支撑梁安装孔8通过螺栓连接，所述前副车架后支撑梁9通过螺栓连接在所述水平段2a的背面。所述前副车架后支撑梁9远离所述前围板横梁2的一端设有第一副车架安装孔91和第二副车架安装孔92。所述高压电池安装孔10呈圆形，所述高压电池安装孔10包括左侧高压电池安装孔10a和右侧高压电池安装孔10b；所述左侧高压电池安装孔10a设在所述左侧加强盒6a的第一侧面61的中线上，所述右侧高压电池安装孔10b设在所述右侧加强盒6c的第一侧面61的中线上；所述高压电池安装孔10贯通所述水平段2a，所述高压电池安装孔10远离所述竖直段2b。

如图1至图6所示，当所述新能源汽车前围板横梁及中通道结构进行安装时，按照如下步骤进行。

将所述左侧加强盒子6a、所述中部加强盒子6b和所述右侧加强盒子6c的所述第一侧面61和所述第二侧面62依次点焊连接在所述水平段2a和所述竖直段2b上。

将所述前围板横梁2点焊连接在所述前围板1的中下部。

将所述前地板前段4a通过点焊连接在所述前围板1和所述前围板横梁2上，打三层焊。

由于所述前地板前段4a的厚度较小，材料强度低，无法直接承载碰撞载荷，将所述中通道大端7a对齐所述中部加强盒6b，并点焊连接在所述地板前段4a上，从而将碰撞载荷传递到中通道上。

将所述中通道小端7b搭接在所述前座椅前横梁5的中部，并通过焊接将两者连接起来；所述前座椅前横梁5内部局部可以安设加强板，通过焊接将加强板和所述前座椅前横梁5连接起来。

所述前围板横梁2和所述前纵梁内板3搭接，并通过焊接连接起来；所述前纵梁内板3和所述前地板前段4a通过点焊连接起来；所述前纵梁内板3和所述前围板1通过点焊连接起来。

Claims (9)

1.一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，包括连接在前围板（1）中下部的前围板横梁（2）、连接在前围板横梁左右两端的两个前纵梁内板（3）、连接在前围板横梁上方的前地板（4）和设在所述前地板上的前座椅前横梁（5），所述前围板横梁内连接有加强盒（6），所述前地板上连接有中通道（7），所述中通道的一端连接前座椅前横梁。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，所述前围板横梁的断面呈“L”型，所述前围板横梁包括水平段（2a）和竖直段（2b），所述竖直段向上形成弧形翻边（2c）。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，所述前纵梁内板与所述前围板横梁的贴合面为曲面。

4.根据权利要求1或2所述的一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，所述加强盒的断面呈“L”型，所述加强盒的竖直段向上形成弧形翻边，所述加强盒的水平段和竖直段与所述前围板横梁贴合连接，所述加强盒的两端设有框架型加强架。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，所述中通道对准所述前围板横梁的中部，所述前围板横梁上与所述中通道的对应位置连接有加强盒。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，所述前地板包括前地板前段（4a）和前地板后段（4b），所述前地板前段为斜面，并贴合覆盖所述前围板横梁，所述前地板后段为平面，所述前座椅前横梁连接在所述前地板后段上。

7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，所述中通道包括大端（7a）和小端（7b），所述小端搭接在所述前座椅前横梁的中部，在所述前座椅前横梁内部设有加强板，所述大端与所述前地板前段贴合，所述中通道垂直于所述前座椅前横梁。

8.根据权利要求2所述的一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，所述水平段上设有两个前副车架后支撑梁安装孔（8），所述前副车架后支撑梁安装孔分别贯通位于所述前围板横梁两端的加强盒，所述前副车架后支撑梁安装孔通过螺栓连接前副车架后支撑梁（9）。

9.根据权利要求2所述的一种新能源汽车前围板横梁及中通道结构，其特征是，所述水平段上设有两个高压电池安装孔（10），所述高压电池安装孔分别贯通位于所述前围板横梁两端的加强盒。

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