電動汽車的后懸架和車身的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車技術領域，具體涉及一種可提高空間利用率及碰撞安全的電動汽車的后懸架以及車身。
【背景技術】
[0002]非獨立式懸架(車軸)以及半獨立扭轉梁式懸架(車軸)非常廣泛地使用于小型、中小型的乘用車上。
[0003]如圖5所示，常見的半獨立扭轉梁式懸架均由兩根縱向托臂11以及一根連接它們的橫梁12組成。如圖5和圖6所示，現(xiàn)有技術的扭轉梁式懸架中，縱向托臂11的后端(本專利說明書中，前端、后端都是以正常的行駛方向為前方)與車輪支架(圖中未示出)相連接，在靠近該端點的位置，縱向托臂11還通過相應托盤與彈簧及減震器(圖中未示出)相連接；縱向托臂11的前端則通過襯套支撐14與車身15的底部相連接。這樣，襯套支撐14都布置在后車輪13的軸線之前，該襯套支撐14固定連接在一個重要的車身結構節(jié)點上。這個節(jié)點一般是車身門檻梁與后座椅橫梁或者與后底板橫梁的連接部位。
[0004]在這種懸架中，后車輪13，更準確地說是后車輪13的車輪支架只擁有一個運動自由度。它是由于彈簧伸縮而產(chǎn)生的上下跳運動，可以近似理解為在Z方向(豎直方向)的平動，其它的兩個平動自由度和三個轉動自由度都因縱向托臂11和橫梁12之間的連接而被限制了。經(jīng)過多年發(fā)展，如今的半獨立的扭轉梁式懸架的運動性能已能達到多連桿獨立懸掛的水平，但其價格遠低于后者，因而得到非常廣泛的應用。
[0005]隨著電動汽車技術的發(fā)展，越來越多的汽車制造商開始制造純電動汽車，現(xiàn)有技術的電動汽車，常常采用傳統(tǒng)的扭轉梁式懸架，通常情況下，將電池盒16布置在后車輪13的軸線之前的底板部位，以放置作為動力的電池，并在汽車門檻梁17與底板中部的電池盒16之間留出緩沖空間，在側碰撞時，門檻梁17吸收能量變形，為電池提供保護，減少和避免電動汽車的電池在碰撞后起火及爆炸的危險?，F(xiàn)有技術的缺點在于，由于設置保護空間使可鋪設電池的空間進一步減少，也就降低了電動汽車的電池數(shù)量以及續(xù)航里程。
[0006]在上下輪跳的過程中，橫梁能在垂直方向上有著最大+_100mm的運動。在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車中，尾氣排放系統(tǒng)是通過底板坑道延伸到汽車尾部的。因此需要在后懸架的橫梁和尾氣排放系統(tǒng)之間有足夠的空間來實現(xiàn)橫梁的這一上下運動。也是因此，在傳統(tǒng)汽車中，將懸架反向安裝，即將襯套支撐布置在車輪之后，是沒有空間可行性，同時也沒有意義。在傳統(tǒng)汽車的后車身底板與懸架之間的空間可以放置油箱，由于燃油是流體，油箱可以做成復雜的形狀，來充分利用這一空間。
[0007]電動汽車沒有傳統(tǒng)的驅動系統(tǒng)以及尾氣排放系統(tǒng)。因此在車身后底板區(qū)域能提供新增的可用空間來放置電池?？紤]到電動汽車的電池在碰撞后起火及爆炸的危險，必須為電池提供一個足夠的保護空間來吸收掉碰撞能量；特別是汽車門檻梁與底板中部電池盒之間的緩沖空間，在側碰撞時，門檻梁吸收能量變形。由于該保護空間的存在，變形的門檻梁不會直接擠壓電池盒造成危險。但這些保護的空間使本來就緊張的可鋪設電池空間進一步減少，也就降低了電動車的電池數(shù)量以及續(xù)航里程。
[0008]因為燃油是液體，因而傳統(tǒng)汽車的油箱可通過復雜的幾何造型來充分利用車身與懸架之間的空間，而電池卻無法高效利用這些空間。
[0009]此外，對于使用傳統(tǒng)的扭轉梁式懸架的電動汽車，還可以在橫梁之后的車身后底板下面的空間中增加布置電池，但其缺陷在于，在發(fā)生尾部碰撞時，這樣布置的電池幾乎沒有任何保護，電池受到碰撞可能會起火、爆炸，因此這種設計在實踐中無法滿足碰撞安全要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，本發(fā)明要解決的一個技術問題是，提供一種用于電動汽車的懸架及車身，在滿足對電池的提供足夠的安全防護的條件下，提供更大的布置電池的規(guī)則空間，以布置更多的電池，提高續(xù)航里程。
[0011]為解決上述技術問題，本發(fā)明首先提供了一種電動汽車的后懸架，所述后懸架為扭轉梁式懸架，包括兩根縱向托臂和連接所述縱向托臂的橫梁，其改進點在于，所述縱向托臂的前端與車輪支架連接，后端通過襯套支撐與車身連接，所述橫梁位于后車輪的軸線之后；所述橫梁之前的車底新增安裝電池的規(guī)則空間。
[0012]作為優(yōu)選，該規(guī)則空間的縱向長度在300-450mm之間。
[0013]作為優(yōu)選，所述橫梁的材料選擇高強度的材料以保護其前方的電池。作為進一步的優(yōu)選方案，橫梁的材料的抗拉強度高于600MPa，整個橫梁的強度，以三點彎曲實驗為基礎，彎曲強度達到40KN以上，能為其前方的電池提供可靠的保護。
[0014]作為優(yōu)選，所述縱向托臂的材料選用高強度的材料以保護位于兩根縱向托臂之間的電池。作為進一步的優(yōu)選方案，縱向托臂的材料的抗拉強度高于600MPa，并使整個縱向托臂的軸向壓潰力達到30KN以上，能為兩根縱向托臂之間的電池提供可靠的保護。
[0015]作為優(yōu)選，在發(fā)生尾部碰撞時，高強度的縱向托臂推動車輪向前移動，直到車輪被門檻梁支撐住；此結構能減小底板和橫梁向車身內(nèi)部的擠入和變形，因而保護了位于兩根縱向托臂之間的電池。同時，縱向托臂產(chǎn)生部分塑性變形，在50公里/小時后碰撞時，每一根縱向托臂可以吸收4KJ以上的能量。
[0016]作為優(yōu)選，車輪與縱向托臂相連，縱向托臂與橫梁相連，在發(fā)生側面碰撞時，后懸架因此能對車輪提供側向支撐而使位于其中的電池受到車輪的保護。
[0017]作為優(yōu)選，其車輪的傾角/束角-輪跳性能需要通過設計調整，使該車軸具有良好的自轉向性能。
[0018]作為優(yōu)選，其橫梁的位置及截面形狀需要通過設計調整、使其剪切中心位于橫梁的重心附近，(現(xiàn)有技術中，傳統(tǒng)橫梁的剪切中心都離重心較遠)，縱向托臂的幾何空間走向及截面位置需要通過設計調整，使該車軸具有良好的自轉向性能。
[0019]上述調整與具體的車型有關，因此不限定具體參數(shù)，本領域的技術人員根據(jù)實際情況進行調整。
[0020]本發(fā)明還提供了一種與所述的后懸架相配合的車身，所述車身的后縱梁、車尾的碰撞管理系統(tǒng)(CMS)、后底板橫梁相連接形成一個加強節(jié)點，所述加強節(jié)點還設有一個向上延伸的加強桿，所述加強節(jié)點通過襯套支撐與所述縱向托臂的后端連接。
[0021]本發(fā)明同時提供了另外一種電動汽車的后懸架電動汽車的后懸架，所述后懸架為多連桿懸架，其改進點在于，所述多連桿懸架包括與車身相連接的一根縱向連桿以及與副車架相連接的二到四根橫向連桿，所述縱向連桿的前端與車輪支架連接，后端與車身連接。副車架因此可以向后移動100到200mm，增加規(guī)則的空間，增加電池的擺放量。
[0022]本發(fā)明的懸架及車身至少具有如下有益效果:
[0023](1)本發(fā)明的懸架突破現(xiàn)有技術的常規(guī)設計，將縱向托臂(縱向連桿)反向設置，在后懸架的橫梁之前的安全區(qū)域騰出新的規(guī)則空間以放置電池，增加電動汽車的續(xù)航里程。由于新增的布置電池的空間位于后懸架的橫梁之前，在碰撞時，這些空間將受到周圍部件的保護，提高安全性。在發(fā)生尾部碰撞時，懸架的高強度橫梁能很好的保護電池，因為橫梁通常具有高的剛度及強度；此外，在發(fā)生尾部碰撞中，車輪可以通過高強度的縱向托臂被向前擠入車身而被車身的門檻梁支撐住，減小底板的侵入或變形量，因而保護了其中的電池。而在側碰撞中，電池可以受到車輪以及高強度的縱向托臂和高強度橫梁的保護。高強度為600MPa以上的強度。
[0024](2)本發(fā)明的車身與反向設置的懸架相配合，進行重新布置，在后車輪的軸線之后的車身上構造一個新的堅固的加強節(jié)點，該加強節(jié)點由車身的后縱梁、車尾碰撞管理系統(tǒng)(CMS)、后底板橫梁相連接而形成，保證縱向托臂(縱向連桿)的位置穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0025]圖1為應用本發(fā)明的后懸架和車身的電動汽車(部分)的立體結構示意圖。
[0026]圖2為圖1的另一個方向(從車底方向看)的立體結構示意圖。
[0027]圖3為圖1中的電動汽車去掉車輪后的另一個方向的立體結構示意圖。
[0028]圖4為圖1中的電動汽車的后懸架的立體結構示意圖。
[0029]圖5為現(xiàn)有技術的后懸架和車身(部分)的電動汽車的立體結構示意圖。
[0030]圖6為圖5中的電動汽車去掉車輪后的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0032]首先說明的是，在本專利的權利要求書和說明書中，前方均指的是汽車正常行駛的方向。
[0033]圖1為應用本發(fā)明的后懸架和車身的電動汽車(部分)的立體結構示意圖。圖2為圖1的另一個方向(從車底方向看)的立體結構示意圖。圖3為圖1中的電動汽車去掉車輪后的另一個方向的立體結構示意圖。圖4示出了本發(fā)明的一個實施例的后懸架的立體結構，圖4中的箭頭方向為前方，即車輛的前進方向。
[0034]如圖1-圖4所示，本發(fā)明的一個實施例的電動汽車的后懸架，所述的后懸架為扭轉梁式懸架，包括兩根縱向托臂21和連接兩根縱向托臂21的橫梁22，本發(fā)明的改進點在于，將縱向托臂21反向布置，即縱向托臂21的前端與車輪支架(圖中未示出)連接，縱向托臂21的后端通過襯套支撐24與車身(圖中未示出)連接，橫梁22位于后車輪的軸線之后，橫梁22之前的車底新增安裝電池的規(guī)則空間。與現(xiàn)有技術相比，應用本發(fā)明的反向布置的后懸架的電動汽車，可在后懸架的橫梁22之前，騰出更多規(guī)則空間，以用于布置更多的電池，以提高電動汽車的續(xù)航里程。該規(guī)則空間可以受到剛度和強度都比較高的橫梁22的保護，在發(fā)生尾部碰撞時，降低電池受到碰撞而發(fā)生起火、爆炸的危險。其中，如圖4所示，縱向托臂21的前端設置有用于與車輪支架連接的連接法蘭28，其設置方式與現(xiàn)有技術類似，為本領域的技術人員所熟知，因而不再贅述。如圖1-圖4所示，
[0035]此外，雖然圖4中沒有示出，縱向托臂11上還連接有減震器和彈簧等部件，其設置方式與現(xiàn)有技術類似，因而不再贅述。
[0036]如圖1-圖4所示，由于后懸架結構的改變，與本發(fā)明的后懸架相配合的車身也要進行改進，其重要改變在于，在橫梁22之前的車底，將普通汽車用于放置油