一種一體化板桁組合全承載式電動(dòng)客車車身結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于客車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體的說是一種一體化板桁組合全承載式電動(dòng)客車車身結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著汽車保有量的不斷攀升，汽車帶來的環(huán)境、交通問題凸顯，用于承擔(dān)重要運(yùn)輸任務(wù)的客車自然受到了人們的廣泛關(guān)注，追求無污染、低耗能和更安全的純電動(dòng)客車是解決當(dāng)前環(huán)境和交通問題的重要方式。
[0003]電動(dòng)客車與傳統(tǒng)燃油客車相比具有節(jié)能環(huán)保、振動(dòng)噪聲小和操作方便等特點(diǎn)，在進(jìn)行車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，雖然電動(dòng)客車動(dòng)力總成的布置相對(duì)自由，但是由于電動(dòng)客車必須配備足夠容量的電池，在現(xiàn)有電池技術(shù)條件下電池的質(zhì)量和體積都很大，尤其是對(duì)于高性能的公路客車其所配備電池質(zhì)量接近整車整備質(zhì)量的20%。
[0004]現(xiàn)有的全承載式電動(dòng)客車車身結(jié)構(gòu)大都是在傳統(tǒng)的燃油客車車身基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的，其典型特點(diǎn)是先對(duì)電池箱進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，然后在車身設(shè)計(jì)時(shí)只將電池箱整體作為載荷施加到底架上。這種方法并沒有考慮電池箱本身具有的承載能力及其對(duì)車身力學(xué)性能的貢獻(xiàn)。因此，現(xiàn)有的全承載式電動(dòng)客車車身結(jié)構(gòu)主要有以下缺點(diǎn):
[0005](I)這種設(shè)計(jì)割裂了電池箱和車身的整體性，導(dǎo)致電池箱的力學(xué)性能得不到發(fā)揮，造成材料的浪費(fèi)和整車質(zhì)量增加。
[0006](2)由于電池質(zhì)量大，為了保證車身結(jié)構(gòu)的承載能力和載荷傳遞能力，底架的設(shè)計(jì)通常很復(fù)雜，進(jìn)一步增加了車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)的成本和周期。
[0007](3)由于電池的體積很大，為了保證電池箱的安裝，必須預(yù)留出足夠的空間，這會(huì)造成車身空間的浪費(fèi)，甚至?xí)捎谏斫Y(jié)構(gòu)局部載荷傳遞不流暢導(dǎo)致載荷傳遞能力弱化等問題。為了解決這些問題，部分現(xiàn)有車身結(jié)構(gòu)將電池箱安裝在車頂，如中國專利授權(quán)公告號(hào)為:CN102582689B，授權(quán)公告日為:2014年2月12日的發(fā)明專利公開一種將動(dòng)力電池布置在客車頂蓋總成位于前門立柱和中門立柱之間的上層框架腔體結(jié)構(gòu)中的車身結(jié)構(gòu);也有部分專利技術(shù)將電池箱布置在左右側(cè)圍，如中國專利授權(quán)公告號(hào)為:CN103754274B，授權(quán)公告日為:2015年6月3日的發(fā)明專利公開一種包含兩個(gè)立式動(dòng)力電池箱的車身結(jié)構(gòu)，其左側(cè)動(dòng)力電池箱和右側(cè)動(dòng)力電池箱分別布置于左、右側(cè)圍內(nèi)側(cè)后輪輪包上方。這些現(xiàn)有車身結(jié)構(gòu)都增加了整車重心高度，影響其安全性和操控性。
[0008](4)現(xiàn)有車身結(jié)構(gòu)對(duì)電池箱的功能和安全考慮不夠全面，如中國專利授權(quán)公告號(hào)為:CN102001363B，授權(quán)公告日為:2012年02月22日的發(fā)明專利公開一種將動(dòng)力電池組分散布置于車身底架中段兩側(cè)的車身結(jié)構(gòu)，這不利于電池箱的統(tǒng)一管理且在汽車方式碰撞時(shí)，無法抵擋外部對(duì)電池的撞擊容易引起汽車自燃；
[0009](5)現(xiàn)有車身結(jié)構(gòu)由于電池的重量完全要通過底架來承受和傳遞，所以電池箱通常安裝在底架結(jié)構(gòu)上面，限制了電池箱的安裝高度，不利于降低整車重心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、承載能力強(qiáng)、重心高度低、安全性和操控性好的適合于電動(dòng)客車的一體化全承載式車身結(jié)構(gòu)，解決了由于割裂了電池箱和車身的整體性，從而導(dǎo)致電池箱的力學(xué)性能得不到發(fā)揮、材料浪費(fèi)、整車質(zhì)量增加、底架設(shè)計(jì)復(fù)雜、車身空間浪費(fèi)的問題，克服了現(xiàn)有電動(dòng)車車身結(jié)構(gòu)的上述不足。
[0011]本發(fā)明技術(shù)方案結(jié)合【附圖說明】如下:
[0012]—種一體化板桁組合全承載式電動(dòng)客車車身結(jié)構(gòu)，該車身結(jié)構(gòu)包括前圍總成1、后圍總成2、頂蓋總成5、底架總成6、左側(cè)圍總成3和右側(cè)圍總成4，所述的頂蓋總成5前后分別與前圍總成I和后圍總成2的上端連接，前、后圍總成1、2的下端分別與底架總成6的前、后端相連接，且底架總成6通過左、右側(cè)圍總成3、4與頂蓋總成5連接，所述的底架總成6通過前、后懸架與前、后車軸相連接;所述底架總成6由前段、中段和后段三部分組成，各部分之間通過前后貫通的第一縱梁B1、第二縱梁B2、第三縱梁B3和第四縱梁B4連接，所述的底架總成6的中段設(shè)置有兩個(gè)電池箱B，兩個(gè)電池箱B的兩側(cè)設(shè)置有行李倉C，其中所述的兩個(gè)電池箱B共同包括前側(cè)板、后側(cè)板、左側(cè)板、右側(cè)板、上蓋和下底板，所述的上蓋為車身結(jié)構(gòu)的底架總成上層的中間部位，所述的下底板為車身結(jié)構(gòu)的底架總成下層的中間部位，所述的上蓋前后分別與前側(cè)板和后側(cè)板的上端連接，所述的前側(cè)板和后側(cè)板的下端分別與下底板的前、后端相連接，且下底板通過左側(cè)板和右側(cè)板與上蓋連接。
[0013]所述的第一、二、三、四縱梁B1、B2、B3、B4均為矩形空心鋼管，其中所述的第一、四縱梁B1、B4的中間部位為“凹”型結(jié)構(gòu)，分為前、后豎直部分，和中間水平部分;所述的第一、二縱梁B1、B2和第三、四縱梁B3、B4在前、后車軸部分相互平行，其他部分上下分離，并且第一、二縱梁B1、B2通過連接桿Cl I連接，第三、四縱梁B3、B4通過連接桿Cl I連接。
[0014]所述的前側(cè)板是由第一上層橫梁Cl、第一下層橫梁C10、第一、四縱梁B1、B4的前豎直部分、第一前腹板D3和第一桁架Hl組成的板桁組合結(jié)構(gòu)，且各部件均通過焊接方式連接；其中所述的第一上層橫梁Cl、第一下層橫梁ClO平行布置，所述的第一、四縱梁B1、B4的前豎直部分與第一上、下層橫梁C1、C10垂直，所述的第一前腹板D3設(shè)置在第一、四縱梁B1、B4的前豎直部分之間，所述的第一桁架Hl傾斜設(shè)置在第一上、下層橫梁CUClO之間，并且在第一前腹板D3內(nèi)構(gòu)成了 3個(gè)三角形，分別為位于中間部位的等腰三角形和位于等腰三角形兩邊的兩個(gè)直角三角形。
[0015]所謂板桁組合結(jié)構(gòu)是指由鋼板和桁架共同承載的組合結(jié)構(gòu)。鋼板在封閉形成電池箱的基礎(chǔ)上起到輔助承載作用，因其充分考慮了板和桁架受力特點(diǎn)，這種板桁組合的電池箱-車身一體化結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了良好的力學(xué)性能。
[0016]所述的后側(cè)板是由第二上層橫梁C7、第二下層橫梁C9、第一、四縱梁B1、B4的后豎直部分、第一立柱A12、第一后腹板D6和第二桁架H3組成的板桁組合結(jié)構(gòu)，且各部件均通過焊接方式連接;其中所述的第二上層橫梁C7、第二下層橫梁C9平行布置，所述的第一、四縱梁B1、B4的后豎直部分與第二上、下層橫梁C7、C9垂直，所述的第一后腹板D6設(shè)置在第一、四縱梁B1、B4的后豎直部分之間，所述的第一立柱A12與第二上、下層橫梁C7、C9垂直并且設(shè)置在第一、四縱梁B1、B4的后豎直部分中間，所述的第二桁架H3傾斜設(shè)置在第二上、下層橫梁C7、C9之間并且在第一后腹板D6構(gòu)成了 4個(gè)三角形，分別為位于中間部位的共用一條直角邊的兩個(gè)直角三角形和位于中間兩個(gè)直角三角形兩邊的兩個(gè)直角三角形。
[0017]所述的左側(cè)板是由第三縱梁B3、第四縱梁B4的中間水平部位和前、后豎直部分、第二立柱Al 1、第三立柱Al3、第四立柱A14、第五立柱Al5、第六立柱A16、第一、二左腹板D4、D5組成，且各部件均通過焊接方式連接；其中所述的第二、三、四、五、六立柱All、A13、A14、A15、A16均垂直于第三縱梁B3且等間隔均勻分布在第四縱梁B4的前、后豎直部分之間；所述的右側(cè)板與左側(cè)板結(jié)構(gòu)相同并與左側(cè)板關(guān)于底架總成縱向中心線對(duì)稱。
[0018]所述的上蓋由第二、三縱梁B2、B3、第一上層橫梁Cl、第二上層橫梁C7、第三上層橫梁C2、第四上層橫梁C3、第五上層橫梁C4、第六上層橫梁C5、第七上層橫梁C6、第一上腹板Dl和第二上腹板D2組成，其各部件均通過焊接方式連接;其中所述的第一、二、三、四、五、六、七上層橫梁(:1丄7、02丄3、04丄5、06等間隔均勻分布并且垂直于第二、三縱梁82、83，且在第二、三縱梁B2、B3相交的位置是不連續(xù)的，且其中段與第一上腹板Dl和第二上腹板D2焊接，并通過螺栓與第二、三縱梁B2、B3上部連接;所述的下底板與上蓋的結(jié)構(gòu)相同。
[0019]所述的電池箱B的上蓋和下底板均可拆卸。
[0020]所述的前側(cè)板、后側(cè)板、左側(cè)板、右側(cè)板上開有用于布線和電池箱B管理的孔。
[0021]所述的兩個(gè)電池箱B中間設(shè)置有隔段。
[0022]本發(fā)明的有益效果為:該車身結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)首次將板桁組合思想引入全承載式車身的一體化設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過充分考慮大質(zhì)量、大體積電池對(duì)電動(dòng)客車整車平衡性、重心高度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響及電池的基本功能，并顧及電池箱本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將電池箱的設(shè)計(jì)融入到承載式車身結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)中，使得整車性能得到優(yōu)化。具體包括以下幾個(gè)方面:
[0023]1、該車身結(jié)構(gòu)將電池箱的設(shè)計(jì)融入到車身結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)中，利用板桁組合的思想通過一體化設(shè)計(jì)將電池箱作為車身底架的有機(jī)組成部分與底架一起承受和傳遞載荷，由于鋼板在平面內(nèi)傳遞和承受載荷的方向更為靈活，能夠很好地滿足底架的要求，使得底架載荷的傳遞更加流暢。此外，該發(fā)明不僅發(fā)揮了電池箱承裝電池并為電池提供封閉空間的基本功能，而且充分發(fā)揮了電池箱本身具有的力學(xué)性能，使得材料得到充分的利用，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為合理。
[0024]2、該車身結(jié)構(gòu)在保證具有足夠的承受載荷和傳遞載荷的能力下，使得車身結(jié)構(gòu)得到簡化，縮短了車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)周期，降低了成本。由于板具有承受和傳遞面內(nèi)載荷的方向更加靈活，而桿件具有在固定方向(軸向)承受載荷能力強(qiáng)的有