專利名稱:三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車主體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車車身主體結(jié)構(gòu),特別是涉及一種三元結(jié)構(gòu)輕量化電 動(dòng)汽車主體結(jié)構(gòu)。屬于新能源汽車領(lǐng)域。
背景技術(shù):
近年來(lái),電動(dòng)汽車得到國(guó)內(nèi)外的高度重視,發(fā)展呼聲很高,國(guó)家也相繼出臺(tái)一系列 鼓勵(lì)政策。但是,市場(chǎng)上可供選擇的電動(dòng)汽車商品(尤其是純電動(dòng)汽車)卻寥寥無(wú)幾,對(duì)電 動(dòng)汽車市場(chǎng)千呼萬(wàn)喚,但還是姍姍來(lái)遲,究其原因,除了動(dòng)力電池技術(shù)還未能完全滿足電動(dòng) 汽車的使用要求之外,在電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)和制造模式上的創(chuàng)新不足,是一個(gè)重要原因。當(dāng)前,純電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化分為改裝和全新開(kāi)發(fā)兩種模式。改裝車的好處是繼承 了燃油汽車成熟的底盤和車身,容易拿到生產(chǎn)許可,產(chǎn)業(yè)化速度快,開(kāi)發(fā)投入較小,但是經(jīng) 改裝出的電動(dòng)汽車具有重量過(guò)重、動(dòng)力性能降低、車型知識(shí)產(chǎn)權(quán)關(guān)系復(fù)雜等問(wèn)題。通過(guò)全新 開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車可以避免以上問(wèn)題,但是按照傳統(tǒng)燃油汽車的生產(chǎn)模式開(kāi)發(fā)新車型的投入巨 大,在電動(dòng)汽車市場(chǎng)尚處于發(fā)展培育的初期,企業(yè)很難下定決心按這種模式開(kāi)發(fā)全新的電 動(dòng)汽車。因此,必須探討一條既能發(fā)揮電驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)、又可以降低產(chǎn)業(yè)化門檻的電動(dòng)汽車新 結(jié)構(gòu)和新生產(chǎn)模式。即新的電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)必須具備兩個(gè)基本特征(1)輕量化;(2)適合小
批量單件生產(chǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的,是為了提出一種既可以滿足電動(dòng)汽車車身輕量化要求,又適 用于小規(guī)模小批量單件生產(chǎn)方式的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車主體結(jié)構(gòu),可以為電動(dòng)汽車、 尤其是純電動(dòng)汽車提供安全、新穎的車型。本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車主體結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括三個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,第 一結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成底盤架,第二結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成籠型箱體,第三結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成覆蓋件;由所述底 盤架和所述籠型箱體固定連接成組合式承載車架,在所述組合式承載車架的基礎(chǔ)上安裝固 定覆蓋件,該覆蓋件固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端,覆蓋件對(duì)內(nèi)構(gòu) 成組合車架的包裹結(jié)構(gòu)、對(duì)外構(gòu)成汽車主體結(jié)構(gòu)的外部造型結(jié)構(gòu)。所述覆蓋件可以固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端。本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是底盤架可以由兩條縱向主梁、左右副梁、前框架和 后框架組成。本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是在底盤架上可以焊接有支座、支塊和輔助結(jié)構(gòu),通 過(guò)所述支座、支塊和輔助結(jié)構(gòu)安裝籠子、底盤零件以及電動(dòng)動(dòng)力平臺(tái)。本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是籠型箱體可以是一個(gè)整體呈“籠形”的結(jié)構(gòu)框架,
3該結(jié)構(gòu)框架由A柱、B柱、C柱、地板梁組、前支撐梁組、后支撐梁組和車頂梁組組成。本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是地板梁組合可以固定在底盤架主梁和左右副梁 上,前支撐梁組合、后支撐梁組合分別固定在底盤架的前框架和后框架上。固定方法以復(fù)合 材料纏繞和粘接為主,并輔助機(jī)械連接。本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是覆蓋件可以是由若干件幾何結(jié)構(gòu)件拼接而成,并 固定安裝在底盤架和籠型箱體上,所述幾何結(jié)構(gòu)件包括車頭覆蓋件組合、車尾覆蓋件組合、 車頂覆蓋件組合。本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是部分覆蓋件可以由整體的體積塊構(gòu)成,或者由分 割成多個(gè)體積塊并相互連接的組合體構(gòu)成;所述體積塊是一個(gè)表面帶殼、內(nèi)部用發(fā)泡輕質(zhì) 材料填充的實(shí)心體,覆蓋件固定在底盤架和/或籠型箱體上。本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是部分覆蓋件可以由整體的曲面塊構(gòu)成,或者由分 割成多個(gè)曲面塊并相互連接的組合體構(gòu)成;所述曲面塊是一個(gè)帶厚度和加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)件, 覆蓋件固定在底盤架和/或籠型箱體上。本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是籠型箱體的各條梁可以為由碳纖維或玄武巖纖維 復(fù)合材料制成的空心結(jié)構(gòu),在梁的內(nèi)部空間預(yù)埋金屬零件、或用發(fā)泡等輕質(zhì)材料填充。本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是體積塊的外殼可以由碳纖維或玄武巖纖維復(fù)合材 料成型、塑料成型、帆布或皮革包裹成型。本實(shí)用新型的有益效果是1.實(shí)現(xiàn)輕量化“三元結(jié)構(gòu)”的三個(gè)元素都采用了輕量化的結(jié)構(gòu)和材料,其中底盤 架通過(guò)采用輕量合金結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕量化,籠子通過(guò)采用纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕量化,覆蓋 件采用纖維復(fù)合材料外殼、內(nèi)填輕量化發(fā)泡材料結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕量化。2.安全可靠性高以下三方面保證及提高本實(shí)用新型的安全可靠性1)三元結(jié)構(gòu) 的各個(gè)結(jié)構(gòu)部分均按安全第一的原則進(jìn)行拓?fù)浜统叽缭O(shè)計(jì);2)三元結(jié)構(gòu)裝配后互相加強(qiáng)、 互相保護(hù),進(jìn)一步加強(qiáng)安全性;3)由于覆蓋件主要是由內(nèi)部填充了發(fā)泡材料的體積塊組 成,汽車外表面不再是鋼鐵,而類似于在汽車外表包裹了一層“棉襖”,當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)對(duì) 內(nèi)起到有效緩沖作用,吸收能量,同時(shí),對(duì)行人也具有出色的保護(hù)作用。3.本實(shí)用新型具有低成本小批量生產(chǎn)或單件生產(chǎn)的效果由于三元結(jié)構(gòu)的車型 生產(chǎn)無(wú)需開(kāi)鋼模,無(wú)需建沖壓生產(chǎn)線和焊接生產(chǎn)線,各個(gè)結(jié)構(gòu)元素均可以采用低成本的工 藝和裝備組織生產(chǎn),容易實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)甚至單件生產(chǎn)。
圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的底盤架結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的底盤架使用狀態(tài)示意圖。圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的籠型箱體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5a是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的車頭覆蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5b是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的車尾覆蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5c是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的車頂覆蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施例2的車頭覆蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。
4[0031]圖7是本實(shí)用新型具體實(shí)施例2的車尾覆蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1裝配后(使用狀態(tài))示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施例1 圖1、圖2、圖3、圖4和圖5a、圖5b、圖5c構(gòu)成本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例。參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例包括三個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,第一結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成底盤架1,第二 結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成籠型箱體2,第三結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成覆蓋件3 ;由所述底盤架1和所述籠型箱體2 固定連接成組合式承載車架,在所述組合式承載車架的基礎(chǔ)上安裝固定覆蓋件3,該覆蓋件 3固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端,覆蓋件3對(duì)構(gòu)成組合車架的包裹 結(jié)構(gòu)、對(duì)外構(gòu)成汽車主體結(jié)構(gòu)的外部造型結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2,本實(shí)施例的底盤架1可以由兩條縱向主梁1-1、左右副梁1-2、前框架
1-3和后框架1-4組成。參照?qǐng)D3,在底盤架1上可以焊接有支座、支塊和輔助結(jié)構(gòu),通過(guò)所述支座、支塊和 輔助結(jié)構(gòu)安裝籠子、底盤零件以及電動(dòng)動(dòng)力平臺(tái)。電動(dòng)動(dòng)力平臺(tái)包括電池4和電機(jī)5,在支 座和支架上安裝有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6、前懸架7、后懸架8和車輪9。參照?qǐng)D4,籠型箱體2可以是一個(gè)整體呈“籠形”的結(jié)構(gòu)框架,該結(jié)構(gòu)框架由A柱
2-1、B柱2-2、C柱2-3、地板梁組2-4、前支撐梁組2_5、后支撐梁組2_6和車頂梁組2_7組 成。地板梁組合2-4可以固定在底盤架主梁1-1和左右副梁1-2上,前支撐梁組2-5、 后支撐梁組2-6分別固定在底盤架1的前框架1-3和后框架1-4上。固定方法以復(fù)合材料 纏繞和粘接為主,并輔助機(jī)械連接。參照?qǐng)D5a、圖5b和圖5c,覆蓋件3由三件幾何結(jié)構(gòu)件拼接而成,并固定安裝在底 盤架1和籠型箱體2上,所述幾何結(jié)構(gòu)件包括一體成型式車頭覆蓋件組合3-1、一體成型式 車尾覆蓋件組合3-2以及一體成型式車頂覆蓋件組合3-3。本實(shí)施例中籠型箱體2的各條梁可以為由碳纖維或玄武巖纖維復(fù)合材料制成的空心結(jié)構(gòu),在 梁的內(nèi)部空間預(yù)埋金屬零件、或用發(fā)泡等輕質(zhì)材料填充。體積塊3-4的外殼可以由碳纖維或玄武巖纖維復(fù)合材料成型、塑料成型、帆布或 皮革包裹成型。圖8構(gòu)成一款三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車的外觀圖。參照?qǐng)D8,所構(gòu)成的三元結(jié)構(gòu)輕量化汽車是以三元結(jié)構(gòu)構(gòu)成車型主體,以此為基 礎(chǔ),在底盤架上安裝動(dòng)力平臺(tái)以及底盤零部件(例如行駛系),在籠子上安裝擋風(fēng)玻璃和車 門等車身零部件,在前后覆蓋件上安裝各種車燈,便構(gòu)成一輛完整的輕量化純電動(dòng)汽車。具體實(shí)施例2 參照?qǐng)D6和圖7,該實(shí)施例與上一個(gè)實(shí)施例的主要區(qū)別在于部分或全部覆蓋件是 由一些曲面結(jié)構(gòu)件組成,結(jié)構(gòu)件固定安裝在組合車架上,覆蓋件之間也有連接關(guān)系。其他具體實(shí)施例本實(shí)用新型其他具體實(shí)施例的特點(diǎn)是[0050]可以采用部分覆蓋件3由整體的體積塊構(gòu)成,或者由分割成多個(gè)體積塊3-4并相 互連接的組合體構(gòu)成(根據(jù)覆蓋件的體積特點(diǎn)而分割);所述體積塊是一個(gè)表面帶殼、內(nèi)部 用發(fā)泡輕質(zhì)材料填充的實(shí)心體,覆蓋件3固定在底盤架1和/或籠型箱體2上。也可以是部分覆蓋件3由整體的曲面塊構(gòu)成,或者由分割成多個(gè)曲面塊3-5并相 互連接的組合體構(gòu)成(根據(jù)曲面塊特點(diǎn)而分割);所述曲面塊是一個(gè)帶厚度和加強(qiáng)筋的結(jié) 構(gòu)件,覆蓋件3固定在底盤架1和/或籠型箱體2上。其余同具體實(shí)施例1。本實(shí)用新型提供了靈活的車身造型手段由三元結(jié)構(gòu)這一獨(dú)特設(shè)計(jì)、以及單件小 批量的生產(chǎn)模式帶來(lái)了無(wú)以倫比的車型造型的靈活性。有三種開(kāi)展靈活設(shè)計(jì)的方式1)小 改款三元結(jié)構(gòu)形狀尺寸均不變,僅僅改變覆蓋體積塊的外殼材料和顏色,就可以獲得不同 質(zhì)感和色彩的新車型;2)中改款保持底盤架和籠子兩元結(jié)構(gòu)不變,僅修改覆蓋件造型,可 以獲得不同外形風(fēng)格的新車型;3)大改款保持底盤架結(jié)構(gòu)不變,改變籠子的頂部、側(cè)面造 型,同時(shí)修改覆蓋件造型,可以獲得外形迥異的新車型??梢?jiàn),即使是大改款也沒(méi)有改變底 盤架、動(dòng)力平臺(tái)以及行駛系。整個(gè)改款成本不大,由此用戶甚至可以對(duì)使用了若干年的電動(dòng) 汽車重新進(jìn)行外形修改,避免淘汰整個(gè)車輛。
權(quán)利要求三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車主體結(jié)構(gòu),其特征是包括三個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,第一結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成底盤架(1),第二結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成籠型箱體(2),第三結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成覆蓋件(3);由所述底盤架(1)和所述籠型箱體(2)固定連接成組合式承載車架,在所述組合式承載車架的基礎(chǔ)上安裝固定覆蓋件(3),該覆蓋件(3)固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端,覆蓋件(3)對(duì)內(nèi)構(gòu)成組合車架的包裹結(jié)構(gòu)、對(duì)外構(gòu)成汽車主體結(jié)構(gòu)的外部造型結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是底盤架(1)是由 兩條縱向主梁(1-1)、左右副梁(1-2)、前框架(1-3)和后框架(1-4)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是在底盤架(1) 上焊接有支座、支塊和輔助結(jié)構(gòu),通過(guò)所述支座、支塊和輔助結(jié)構(gòu)安裝籠子(2)、底盤零件以 及電動(dòng)動(dòng)力平臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是籠型箱體(2) 是一個(gè)整體呈“籠形”的結(jié)構(gòu)框架,該結(jié)構(gòu)框架由A柱(2-1)、B柱(2-2)、C柱(2-3)、地板 梁組合(2-4)、前支撐梁組合(2-5)、后支撐梁組合(2-6)和車頂梁 組合(2-7)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是覆蓋件(3) 是由若干件幾何結(jié)構(gòu)件拼接而成,并固定安裝在底盤架(1)和籠型(2)上,所述幾何結(jié)構(gòu)件 包括車頭覆蓋件組合(3-1)、車尾覆蓋件組合(3-2)、車頂覆蓋件組合(3-3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是地板梁組合(2-4) 固定在底盤架主梁(1-1)和左右副梁(1-2)上,前支撐梁組合(2-5)、后支撐梁組合(2-6) 分別固定在底盤架(1)的前框架(1-3)和后框架(1-4)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是覆蓋件(3)由整 體的體積塊構(gòu)成,或者由分割成多個(gè)體積塊(3-4)相互連接組合體構(gòu)成;所述體積塊是一 個(gè)表面帶殼、內(nèi)部用發(fā)泡輕質(zhì)材料填充的實(shí)心體,覆蓋件(3)固定在底盤架(1)和/或籠型 箱體⑵上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是覆蓋件由整體的 曲面塊構(gòu)成,或者由分割成多個(gè)曲面塊(3-5)相互連接組合體構(gòu)成;所述曲面塊是一個(gè)帶 厚度和加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)件,覆蓋件(3)固定在底盤架(1)和/或籠型箱體(2)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是籠型箱體(2)的 各條梁為由碳纖維或玄武巖纖維復(fù)合材料制成的空心結(jié)構(gòu),在梁的內(nèi)部空間預(yù)埋金屬零 件、或用發(fā)泡輕質(zhì)材料填充。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu),其特征是體積塊(3-4)的 外殼由碳纖維或玄武巖纖維復(fù)合材料成型、塑料成型、帆布或皮革包裹成型。
專利摘要本實(shí)用新型涉及三元結(jié)構(gòu)輕量化電動(dòng)汽車主體結(jié)構(gòu),其特征是包括三個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,第一結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成電動(dòng)汽車底盤架(1),第二結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成電動(dòng)汽車籠型箱體(2),第三結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成電動(dòng)汽車外觀覆蓋件(3);由所述底盤架(1)和所述籠型箱體(2)固定連接成組合式承載車架,在所述組合式承載車架上固定連接覆蓋件(3),覆蓋件(3)對(duì)內(nèi)構(gòu)成對(duì)組合車架的包裹結(jié)構(gòu)、對(duì)外構(gòu)成汽車外部造型的主體結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型具有低成本小批量生產(chǎn)或單件生產(chǎn)的效果由于三元結(jié)構(gòu)的車型生產(chǎn)無(wú)需開(kāi)鋼模,無(wú)需建沖壓生產(chǎn)線和焊接生產(chǎn)線,各個(gè)結(jié)構(gòu)元素均可以采用低成本的工藝和裝備組織生產(chǎn),容易實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)甚至單件生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B62D23/00GK201597636SQ20092023667
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者劉強(qiáng), 宗志堅(jiān) 申請(qǐng)人:中山大學(xué)