一种一体化板桁组合全承载式电动客车车身结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于客车结构设计领域，具体的说是一种一体化板桁组合全承载式电动客车车身结构。
【背景技术】
[0002]近年来随着汽车保有量的不断攀升，汽车带来的环境、交通问题凸显，用于承担重要运输任务的客车自然受到了人们的广泛关注，追求无污染、低耗能和更安全的纯电动客车是解决当前环境和交通问题的重要方式。
[0003]电动客车与传统燃油客车相比具有节能环保、振动噪声小和操作方便等特点，在进行车身结构设计时，虽然电动客车动力总成的布置相对自由，但是由于电动客车必须配备足够容量的电池，在现有电池技术条件下电池的质量和体积都很大，尤其是对于高性能的公路客车其所配备电池质量接近整车整备质量的20%。
[0004]现有的全承载式电动客车车身结构大都是在传统的燃油客车车身基础上进行改进设计的，其典型特点是先对电池箱进行单独设计，然后在车身设计时只将电池箱整体作为载荷施加到底架上。这种方法并没有考虑电池箱本身具有的承载能力及其对车身力学性能的贡献。因此，现有的全承载式电动客车车身结构主要有以下缺点:
[0005](I)这种设计割裂了电池箱和车身的整体性，导致电池箱的力学性能得不到发挥，造成材料的浪费和整车质量增加。
[0006](2)由于电池质量大，为了保证车身结构的承载能力和载荷传递能力，底架的设计通常很复杂，进一步增加了车身结构设计开发的成本和周期。
[0007](3)由于电池的体积很大，为了保证电池箱的安装，必须预留出足够的空间，这会造成车身空间的浪费，甚至会由于身结构局部载荷传递不流畅导致载荷传递能力弱化等问题。为了解决这些问题，部分现有车身结构将电池箱安装在车顶，如中国专利授权公告号为:CN102582689B，授权公告日为:2014年2月12日的发明专利公开一种将动力电池布置在客车顶盖总成位于前门立柱和中门立柱之间的上层框架腔体结构中的车身结构;也有部分专利技术将电池箱布置在左右侧围，如中国专利授权公告号为:CN103754274B，授权公告日为:2015年6月3日的发明专利公开一种包含两个立式动力电池箱的车身结构，其左侧动力电池箱和右侧动力电池箱分别布置于左、右侧围内侧后轮轮包上方。这些现有车身结构都增加了整车重心高度，影响其安全性和操控性。
[0008](4)现有车身结构对电池箱的功能和安全考虑不够全面，如中国专利授权公告号为:CN102001363B，授权公告日为:2012年02月22日的发明专利公开一种将动力电池组分散布置于车身底架中段两侧的车身结构，这不利于电池箱的统一管理且在汽车方式碰撞时，无法抵挡外部对电池的撞击容易引起汽车自燃；
[0009](5)现有车身结构由于电池的重量完全要通过底架来承受和传递，所以电池箱通常安装在底架结构上面，限制了电池箱的安装高度，不利于降低整车重心。
【发明内容】
[0010]本发明提供了一种结构简单、承载能力强、重心高度低、安全性和操控性好的适合于电动客车的一体化全承载式车身结构，解决了由于割裂了电池箱和车身的整体性，从而导致电池箱的力学性能得不到发挥、材料浪费、整车质量增加、底架设计复杂、车身空间浪费的问题，克服了现有电动车车身结构的上述不足。
[0011]本发明技术方案结合【附图说明】如下:
[0012]—种一体化板桁组合全承载式电动客车车身结构，该车身结构包括前围总成1、后围总成2、顶盖总成5、底架总成6、左侧围总成3和右侧围总成4，所述的顶盖总成5前后分别与前围总成I和后围总成2的上端连接，前、后围总成1、2的下端分别与底架总成6的前、后端相连接，且底架总成6通过左、右侧围总成3、4与顶盖总成5连接，所述的底架总成6通过前、后悬架与前、后车轴相连接;所述底架总成6由前段、中段和后段三部分组成，各部分之间通过前后贯通的第一纵梁B1、第二纵梁B2、第三纵梁B3和第四纵梁B4连接，所述的底架总成6的中段设置有两个电池箱B，两个电池箱B的两侧设置有行李仓C，其中所述的两个电池箱B共同包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、上盖和下底板，所述的上盖为车身结构的底架总成上层的中间部位，所述的下底板为车身结构的底架总成下层的中间部位，所述的上盖前后分别与前侧板和后侧板的上端连接，所述的前侧板和后侧板的下端分别与下底板的前、后端相连接，且下底板通过左侧板和右侧板与上盖连接。
[0013]所述的第一、二、三、四纵梁B1、B2、B3、B4均为矩形空心钢管，其中所述的第一、四纵梁B1、B4的中间部位为“凹”型结构，分为前、后竖直部分，和中间水平部分;所述的第一、二纵梁B1、B2和第三、四纵梁B3、B4在前、后车轴部分相互平行，其他部分上下分离，并且第一、二纵梁B1、B2通过连接杆Cl I连接，第三、四纵梁B3、B4通过连接杆Cl I连接。
[0014]所述的前侧板是由第一上层横梁Cl、第一下层横梁C10、第一、四纵梁B1、B4的前竖直部分、第一前腹板D3和第一桁架Hl组成的板桁组合结构，且各部件均通过焊接方式连接；其中所述的第一上层横梁Cl、第一下层横梁ClO平行布置，所述的第一、四纵梁B1、B4的前竖直部分与第一上、下层横梁C1、C10垂直，所述的第一前腹板D3设置在第一、四纵梁B1、B4的前竖直部分之间，所述的第一桁架Hl倾斜设置在第一上、下层横梁CUClO之间，并且在第一前腹板D3内构成了 3个三角形，分别为位于中间部位的等腰三角形和位于等腰三角形两边的两个直角三角形。
[0015]所谓板桁组合结构是指由钢板和桁架共同承载的组合结构。钢板在封闭形成电池箱的基础上起到辅助承载作用，因其充分考虑了板和桁架受力特点，这种板桁组合的电池箱-车身一体化结构表现出了良好的力学性能。
[0016]所述的后侧板是由第二上层横梁C7、第二下层横梁C9、第一、四纵梁B1、B4的后竖直部分、第一立柱A12、第一后腹板D6和第二桁架H3组成的板桁组合结构，且各部件均通过焊接方式连接;其中所述的第二上层横梁C7、第二下层横梁C9平行布置，所述的第一、四纵梁B1、B4的后竖直部分与第二上、下层横梁C7、C9垂直，所述的第一后腹板D6设置在第一、四纵梁B1、B4的后竖直部分之间，所述的第一立柱A12与第二上、下层横梁C7、C9垂直并且设置在第一、四纵梁B1、B4的后竖直部分中间，所述的第二桁架H3倾斜设置在第二上、下层横梁C7、C9之间并且在第一后腹板D6构成了 4个三角形，分别为位于中间部位的共用一条直角边的两个直角三角形和位于中间两个直角三角形两边的两个直角三角形。
[0017]所述的左侧板是由第三纵梁B3、第四纵梁B4的中间水平部位和前、后竖直部分、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组成，且各部件均通过焊接方式连接；其中所述的第二、三、四、五、六立柱All、A13、A14、A15、A16均垂直于第三纵梁B3且等间隔均匀分布在第四纵梁B4的前、后竖直部分之间；所述的右侧板与左侧板结构相同并与左侧板关于底架总成纵向中心线对称。
[0018]所述的上盖由第二、三纵梁B2、B3、第一上层横梁Cl、第二上层横梁C7、第三上层横梁C2、第四上层横梁C3、第五上层横梁C4、第六上层横梁C5、第七上层横梁C6、第一上腹板Dl和第二上腹板D2组成，其各部件均通过焊接方式连接;其中所述的第一、二、三、四、五、六、七上层横梁(:1丄7、02丄3、04丄5、06等间隔均匀分布并且垂直于第二、三纵梁82、83，且在第二、三纵梁B2、B3相交的位置是不连续的，且其中段与第一上腹板Dl和第二上腹板D2焊接，并通过螺栓与第二、三纵梁B2、B3上部连接;所述的下底板与上盖的结构相同。
[0019]所述的电池箱B的上盖和下底板均可拆卸。
[0020]所述的前侧板、后侧板、左侧板、右侧板上开有用于布线和电池箱B管理的孔。
[0021]所述的两个电池箱B中间设置有隔段。
[0022]本发明的有益效果为:该车身结构在设计时首次将板桁组合思想引入全承载式车身的一体化设计当中，通过充分考虑大质量、大体积电池对电动客车整车平衡性、重心高度和结构强度的影响及电池的基本功能，并顾及电池箱本身的结构特点将电池箱的设计融入到承载式车身结构的一体化设计中，使得整车性能得到优化。具体包括以下几个方面:
[0023]1、该车身结构将电池箱的设计融入到车身结构的整体设计中，利用板桁组合的思想通过一体化设计将电池箱作为车身底架的有机组成部分与底架一起承受和传递载荷，由于钢板在平面内传递和承受载荷的方向更为灵活，能够很好地满足底架的要求，使得底架载荷的传递更加流畅。此外，该发明不仅发挥了电池箱承装电池并为电池提供封闭空间的基本功能，而且充分发挥了电池箱本身具有的力学性能，使得材料得到充分的利用，结构设计更为合理。
[0024]2、该车身结构在保证具有足够的承受载荷和传递载荷的能力下，使得车身结构得到简化，缩短了车身结构设计开发周期，降低了成本。由于板具有承受和传递面内载荷的方向更加灵活，而杆件具有在固定方向(轴向)承受载荷能力强的有