CN220535769U - 一种汽车一体化车身结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车装置领域，具体为一种汽车一体化车身结构，包括：三横八纵式一体式骨架结构，所述三横八纵式一体式骨架结构内安装有平板结构，所述三横八纵式一体式骨架结构上固定连接第一侧围前部、第二侧围前部、第一侧围后部、第二侧围后部、后围，所述第一侧围前部、第二侧围前部、第一侧围后部、第二侧围后部、后围形成侧包围结构；所述第一侧围前部、第二侧围前部将前轮罩上部和A柱集成为一体，并集成前机舱盖、翼子板、车门的安装点。该装置简化设计复杂度，消除连接技术带来的连接失效风险；提升整体结构刚度；简化制造过程，消除了依靠涂敷密封胶来保证车身密封性的环节。

Description

一种汽车一体化车身结构

技术领域

本实用新型涉及汽车装置领域，尤其涉及一种汽车一体化车身结构。

背景技术

车身作为电动汽车重要的组成部分，一方面，它是汽车的重要的承载体，起到承载底盘、动力电池、乘员的重要作用。另一方面，车身结构不仅是整车碰撞的关键传力路径，对乘员舱的保护至关重要，而且其结构也对乘员舱的密封性能起关键作用。同时，车身的结构设计对生产制造的便利性和制造成本有重要的影响。

现有的车身技术是多件组拼的分体结构：通常由多达300至400个具有复杂型面的钢制件或铝制件通过4000至5000个焊接点或铆接点连接而成的分体拼接结构。如图11所示。

零件材料选型复杂、利用率低：通常需要多种牌号的钢或铝联合使用来保证车身的强度，如普通钢、高强度钢、热成型钢，7系铝、6系铝、5系铝等，这样造成材料选型复杂。在冲压过程中原材料不可避免地会产生边角废料，通常材料利用率仅为60%—70%。

单个零件设计自由度低，多件配合结构复杂：单个零件结构设计受冲压成型工艺的限制，无法形成一体化结构。需要先由多个单独的零件分别拼接成前机舱分体结构、前地板分体结构、后地板分体结构、侧边梁分体结构、后围分体结构，然后由这六个分体结构进行组拼成下车身框架。如图12所示。

车身的横梁、纵梁需要采用中间过渡件进行连接，无法形成一个整体结构。另外需要进行额外的焊接或者铆接，通常会在这些连接部位产生应力集中，增加了连接处失效的风险，造成车身强度和刚度的下降。如图13所示。

车身的纵向梁为分段式结构，由中间过渡件进行连接，会造成纵向力传递不连续带来的接头部位失效风险。如图14所示。

分体车身结构，零件数量多，且每个单独的冲压件，其冲压工序少则2序，多则4序以上。从单个零件组拼为分总成，最后合拼为车身总成，需要大量的焊接夹具。每一个关键零件或总成需要检具保证质量精度。因此需要开发大量的模检夹具，开发成本高。

为此，我们设计一种汽车一体化车身结构。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种汽车一体化车身结构，可以便于一体化成型，从而可以减少材料的浪费，减少工艺配合，增强车身强度和刚度，避免过渡件连接导致的接头部分失效。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种汽车一体化车身结构，包括：

三横八纵式一体式骨架结构，所述三横八纵式一体式骨架结构内安装有平板结构，所述三横八纵式一体式骨架结构上固定连接第一侧围前部、第二侧围前部、第一侧围后部、第二侧围后部、后围，所述第一侧围前部、第二侧围前部、第一侧围后部、第二侧围后部、后围形成侧包围结构；

所述第一侧围前部、第二侧围前部将前轮罩上部和A柱集成为一体，并集成前机舱盖、翼子板、车门的安装点；所述第一侧围后部、第二侧围后部将B柱和后轮罩上部集成为一体，并集成侧围外板、车门锁扣安装点；所述后围将C柱和尾门下部集成为一体，并集成尾门外板、尾门锁扣安装点；

所述三横八纵式一体式骨架结构上固定连接有第一门槛梁结构、第二门槛梁结构，所述第一门槛梁结构、第二门槛梁结构形成左右并行上下交错的双门槛梁结构。

进一步地，所述第一门槛梁结构、第二门槛梁结构形成左右并行上下交错的双门槛梁结构腔体内部设置连续且相互交错的加强筋。

进一步地，所述三横八纵式一体式骨架结构包括第一横梁、第二横梁、第三横梁、第一纵向梁、第二纵向梁、第三纵向梁、第四纵向梁、第五纵向梁、第六纵向梁、第七纵向梁、第八纵向梁；所述第一横梁、第二横梁、第三横梁平行设置，且第三横梁在第一横梁、第二横梁之间；所述第一纵向梁、第二纵向梁、第三纵向梁、第四纵向梁、第五纵向梁、第六纵向梁、第七纵向梁、第八纵向梁依次平行设置，且与第一横梁、第二横梁、第三横梁垂直设置，共同固定连接成一体式骨架结构。

进一步地，所述平板结构包括第一平板结构、第二平板结构、第三平板结构、第四平板结构、第五平板结构、第六平板结构、第七平板结构、第八平板结构、第九平板结构、第十平板结构、第十一平板结构，分别固定连接在所述三横八纵式一体式骨架结构的空隙处。

进一步地，所述第一横梁、第二横梁上固定连接有电池包安装结构，所述电池包安装结构包括第一电池包安装板、第二电池包安装板、第三电池包安装板、第四电池包安装板、第五电池包安装板、第六电池包安装板，其中，所述第一电池包安装板、第二电池包安装板、第三电池包安装板固定连接在第一横梁上，所述第四电池包安装板、第五电池包安装板、第六电池包安装板固定连接在第二横梁上。

进一步地，所述第一横梁、第二横梁的前部为碰撞吸能区域，厚度为4mm；所述第一横梁、第二横梁的后部以及第三横梁、第一纵向梁、第二纵向梁、第三纵向梁、第四纵向梁、第五纵向梁、第六纵向梁、第七纵向梁、第八纵向梁为承载和传力结构，厚度为3.5mm。

进一步地，所述第一侧围前部、第二侧围前部、第一侧围后部、第二侧围后部、后围形成侧包围结构，厚度为3mm。

进一步地，第一平板结构、第二平板结构、第三平板结构、第四平板结构、第五平板结构、第六平板结构、第七平板结构、第八平板结构、第九平板结构、第十平板结构、第十一平板结构厚度为3mm。

进一步地，还包括浇注流道，所述浇注流道设置在三横八纵式一体式骨架结构上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

简化设计复杂度，消除连接技术带来的连接失效风险；本发明采用一体化车身设计，相比传统的多件组合设计，将多个零件减少到1个零件，大幅减少零件数量，降低产品设计复杂度，省去了依靠额外的连接技术实现连接的过程，彻底消除了采用焊接或铆接技术引起的应力集中从而产生的车身失效风险；

提升整体结构刚度；一体车身形成一个封闭的框架结构，零件之间没有焊接或铆接的连接，而是形成一个整体，有助于整体刚度提升，同时有利于碰撞过程中力的传导连贯性；

简化制造过程，消除了依靠涂敷密封胶来保证车身密封性的环节；采用超大型铸造机一次铸造成型，直接获得一个完整的零部件，省去了依靠额外的涂敷密封胶技术来保证车身密封性能的过程，省去了车身先冲压再焊接的过程，降低了制造复杂度；

结合高压铸造可成型比较复杂的结构和薄壁的结构的技术特点，本发明采用不同区域不等料厚的设计，把厚度区间设定为3mm—4mm，既不增加重量，实现了不同区域的差异化的性能需求。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的三横八纵式一体式骨架结构的结构示意图；

图2示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出装置的侧包围结构的结构示意图；

图3示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的平板结构的结构示意图；

图4示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的车身骨架的结构示意图；

图5示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的第一门槛梁结构和第二门槛梁结构的结构示意图；

图6示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的B-B断面的结构示意图；

图7示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的电池包安装结构的结构示意图；

图8示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的C-C断面的结构示意图；

图9示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的D-D断面的结构示意图；

图10示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的特的浇注流道设计的示意图；

图11示意性显示了现有车身的结构示意图；

图12示意性显示了现有五个分体结构进行组拼成下车身框架的结构示意图；

图13示意性显示了现有车身的横梁、纵梁需要采用中间过渡件进行连接的结构示意图；

图14示意性显示了现有车身的纵向梁为分段式结构，由中间过渡件进行连接的结构示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

实施例

如图1-10所示，本设计采用免热处理铝合金材料，材料具有良好的流动性，有利于一次成型。

一体化结构设计：构建车身的前、后、左、右、上、下的边界，根据功能区域由底部三横八纵骨架结构加上侧面的A柱、B柱侧包围以及后围、搭建车身框架、将车身前机舱、前地板、后地板、左侧围、右侧围、后围原本独立的零件进行一体化集成设计。如图1、2所示。

下车身整体结构采用三横八纵交错的连接，把前中后连接为一个整体，而且所有的横梁、纵梁在腔体里设计连续且相互交错的加强筋，既保证连接强度，也有助于整体刚性的提升，从多条路径分散了碰撞力，保证乘员舱的安全。如图1所示。

前部纵梁、门槛边梁、后部纵梁一体结构，形成一个贯穿前后的整体式结构，并且，梁的腔体里设计连续且相互交错的加强筋结构，对车身骨架整体的刚度、正碰、后碰都起到很好的提升作用。如图4所示。

左右并行上下交错的双门槛梁结构，同时双门槛腔体内部设计连续的且相互交错的加强筋，如图5、6、7所示。这样的设计结构既为电池包提供安装点，又增加了车身与电池包之间的安全距离，也提升车身的结构强度，更有效的提升车身框架对乘员舱和电池安全的防护性能。

一体化车身的结构形式，其集成了平板结构和骨架梁结构，平板为覆盖件，可采用比较薄的厚度，骨架梁为横纵交错的复杂结构，起到承载和传力作用，需要相对厚的厚度。结合高压铸造可成型比较复杂的结构和薄壁的结构的技术特点，采用不同区域不等料厚的设计，把厚度区间设定为3mm—4mm，既不增加重量，实现了不同区域的差异化的性能需求。如图3所示。

一体化车身结构，在结构设计上实现完全无缝连接，消除了零件与零件之间的重叠面搭建结构，省去了进行焊接或铆接以及涂敷密封胶的环节。如图8、9所示。

独特的浇注流道设计：采用独特的车头U型两侧进浇方式，保证铝液的良好填充性，使得车身获得良好的机械性能。直接浇注，一步成型，没有中间环节。如图10所示。

第一横梁1和第二横梁2：一体贯穿式设计，将前部、门槛、后部有效的连接在一起，形成一个从前到后的整体贯穿梁结构，对车身骨架整体的刚度、正碰、后碰都起到很好的提升；另外，前部、后部都设计特有的开口式结构，预留前防撞梁、后防撞梁的安装。

第三横梁3：为中通道，一方面起到连接前机舱和后地板的作用，另一方面与座椅前、后梁形成一体式框架结构，提升结构的稳定性。

第一纵向梁4、第二纵向梁5、第三纵向梁6、第四纵向梁7、第五纵向梁8、第六纵向梁9、第七纵向梁10、第八纵向梁11，与第一横梁1、第二横梁2、第三横梁3形成三横八纵式的一体式骨架结构。梁的腔体内部设计有连续且相互交错的加强筋实现提升结构强度。

第一侧围前部12和第二侧围前部13将前轮罩上部和A柱集成为一体，并集成前机舱盖、翼子板、车门的安装点。

第一侧围后部14和第二侧围后部15将B柱和后轮罩上部集成为一体，并集成侧围外板、车门锁扣安装点。

后围16将C柱和尾门下部集成为一体，并集成尾门外板、尾门锁扣安装点。

第一纵向梁4、第二纵向梁5、第三纵向梁6、第四纵向梁7、第五纵向梁8、第六纵向梁9、第七纵向梁10、第八纵向梁11，与第一横梁1、第二横梁2、第三横梁3形成横纵交错的骨架结构，其中第一横梁1、第二横梁2的前部为碰撞吸能区域，厚度为4mm，第一横梁1、第二横梁2的后部以及第一横梁3、第一纵向梁4、第二纵向梁5、第三纵向梁6、第四纵向梁7、第五纵向梁8、第六纵向梁9、第七纵向梁10、第八纵向梁11为承载和传力结构，厚度为3.5mm；第一侧围前部12、第二侧围前部13、侧围后部14、第二侧围后部15、后围16形成侧包围结构，厚度为3mm，第一平板结构17、第二平板结构18、第三平板结构19、第四平板结构20、第五平板结构21、第六平板结构22、第七平板结构23、第八平板结构24、第九平板结构25、第十平板结构26、第十一平板结构27，厚度为3mm。

第一门槛梁结构28和第二门槛梁结构29形成左右并行上下交错的双门槛梁结构，同时双门槛腔体内部设计连续的且相互交错的加强筋。这样的设计结构既为电池包提供安装点，又增加了车身与电池包之间的安全距离，也提升车身的结构强度，能有效的降低侧碰车身挤压电池包发生安全事故的风险。

第一电池包安装板30、第二电池包安装板31、第三电池包安装板32、第四电池包安装板33、第五电池包安装板34、第六电池包安装板35为电池包提供安装点位。

浇注流道37呈U型分支结构。采用车头浇注两侧进浇方式，车身从车头到车尾获得良好铝液填充性，从而达到满足设计要求的机械性能。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽车一体化车身结构，其特征在于，包括：

三横八纵式一体式骨架结构，所述三横八纵式一体式骨架结构内安装有平板结构，所述三横八纵式一体式骨架结构上固定连接第一侧围前部（12）、第二侧围前部（13）、第一侧围后部（14）、第二侧围后部（15）、后围（16），所述第一侧围前部（12）、第二侧围前部（13）、第一侧围后部（14）、第二侧围后部（15）、后围（16）形成侧包围结构；

所述第一侧围前部（12）、第二侧围前部（13）将前轮罩上部和A柱集成为一体，并集成前机舱盖、翼子板、车门的安装点；所述第一侧围后部（14）、第二侧围后部（15）将B柱和后轮罩上部集成为一体，并集成侧围外板、车门锁扣安装点；所述后围（16）将C柱和尾门下部集成为一体，并集成尾门外板、尾门锁扣安装点；

所述三横八纵式一体式骨架结构上固定连接有第一门槛梁结构（28）、第二门槛梁结构（29），所述第一门槛梁结构（28）、第二门槛梁结构（29）形成左右并行上下交错的双门槛梁结构。

2.根据权利要求1所述的一种汽车一体化车身结构，其特征在于，所述第一门槛梁结构（28）、第二门槛梁结构（29）形成左右并行上下交错的双门槛梁结构腔体内部设置连续且相互交错的加强筋。

3.根据权利要求1所述的一种汽车一体化车身结构，其特征在于，所述三横八纵式一体式骨架结构包括第一横梁（1）、第二横梁（2）、第三横梁（3）、第一纵向梁（4）、第二纵向梁（5）、第三纵向梁（6）、第四纵向梁（7）、第五纵向梁（8）、第六纵向梁（9）、第七纵向梁（10）、第八纵向梁（11）；所述第一横梁（1）、第二横梁（2）、第三横梁（3）平行设置，且第三横梁（3）在第一横梁（1）、第二横梁（2）之间；所述第一纵向梁（4）、第二纵向梁（5）、第三纵向梁（6）、第四纵向梁（7）、第五纵向梁（8）、第六纵向梁（9）、第七纵向梁（10）、第八纵向梁（11）依次平行设置，且与第一横梁（1）、第二横梁（2）、第三横梁（3）垂直设置，共同固定连接成一体式骨架结构。

4.根据权利要求3所述的一种汽车一体化车身结构，其特征在于，所述平板结构包括第一平板结构（17）、第二平板结构（18）、第三平板结构（19）、第四平板结构（20）、第五平板结构（21）、第六平板结构（22）、第七平板结构（23）、第八平板结构（24）、第九平板结构（25）、第十平板结构（26）、第十一平板结构（27），分别固定连接在所述三横八纵式一体式骨架结构的空隙处。

5.根据权利要求3所述的一种汽车一体化车身结构，其特征在于，所述第一横梁（1）、第二横梁（2）上固定连接有电池包安装结构，所述电池包安装结构包括第一电池包安装板（30）、第二电池包安装板（31）、第三电池包安装板（32）、第四电池包安装板（33）、第五电池包安装板（34）、第六电池包安装板（35），其中，所述第一电池包安装板（30）、第二电池包安装板（31）、第三电池包安装板（32）固定连接在第一横梁（1）上，所述第四电池包安装板（33）、第五电池包安装板（34）、第六电池包安装板（35）固定连接在第二横梁（2）上。

6.根据权利要求3所述的一种汽车一体化车身结构，其特征在于，所述第一横梁（1）、第二横梁（2）的前部为碰撞吸能区域，厚度为4mm；所述第一横梁（1）、第二横梁（2）的后部以及第三横梁（3）、第一纵向梁（4）、第二纵向梁（5）、第三纵向梁（6）、第四纵向梁（7）、第五纵向梁（8）、第六纵向梁（9）、第七纵向梁（10）、第八纵向梁（11）为承载和传力结构，厚度为3.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种汽车一体化车身结构，其特征在于，所述第一侧围前部（12）、第二侧围前部（13）、第一侧围后部（14）、第二侧围后部（15）、后围（16）形成侧包围结构，厚度为3mm。

8.根据权利要求4所述的一种汽车一体化车身结构，其特征在于，第一平板结构（17）、第二平板结构（18）、第三平板结构（19）、第四平板结构（20）、第五平板结构（21）、第六平板结构（22）、第七平板结构（23）、第八平板结构（24）、第九平板结构（25）、第十平板结构（26）、第十一平板结构（27）厚度为3mm。

9.根据权利要求1所述的一种汽车一体化车身结构，其特征在于，还包括浇注流道（37），所述浇注流道（37）设置在三横八纵式一体式骨架结构上。