车身前部吸能结构及新能源汽车的制作方法

本发明属于新能源汽车技术领域，具体地说，本发明涉及一种车身前部吸能结构及新能源汽车。

背景技术：

汽车车身结构耐撞性能要求中，如何减少乘员舱的侵入量、减小乘员伤害至关重要。ncap对整车被动安全提出更高要求：一、乘员舱必须坚固，碰撞后，防火墙只允许少量地侵入成员舱或不侵入乘员舱，保持乘员舱的结构完整性，确保乘员舱的生存空间；二、整车在碰撞过程中有良好的传递路径，加速度不能太高。

前部吸能结构是在碰撞过程总扮演者吸收碰撞能量的关键角色，前部吸能结构通常包括防撞梁、吸能盒、纵梁。在发生快速冲击碰撞时，防撞梁可以利用自身高强度的横梁结构，承担一定程度外来力的变形作用，降低障碍物的侵入，吸能盒通过溃缩变形来吸收整车碰撞的能量，同时将吸收后剩余的能量通过纵梁传递至车身，有效降低车辆变形及碰撞对乘员舱的伤害，保护乘员舱的安全。

现有车身前部吸能结构包括两根吸能纵梁、一根横梁、两根支撑横梁和两根辅助吸能纵梁，这种结构为钢板冲压件，且纵梁为非整体式纵梁，吸能结构复杂，工艺繁琐，成本较高，无法适应新能源汽车轻量化的需求。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种车身前部吸能结构，目的是满足新能源汽车轻量化的需求。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：车身前部吸能结构，包括前防撞梁总成和吸能纵梁，所述吸能纵梁为等截面矩形辊压梁。

所述吸能纵梁包括前段梁体、后段梁体以及与前段梁体和后段梁体连接的连接梁体，前段梁体和后段梁体的长度方向相平行，连接梁体的长度方向与前段梁体的长度方向之间的夹角为钝角，连接梁体的长度方向与后段梁体的长度方向之间的夹角也为钝角。

所述连接梁体的长度方向与所述前段梁体的长度方向和所述后段梁体之间的夹角均为160°～170°。

所述前段梁体上设置多个吸能槽。

所述吸能槽设置在所述前段梁体的两侧面上，位于前段梁体的同一侧面上的所有吸能槽为沿前段梁体的长度方向依次布置，相邻两个吸能槽之间的距离为60mm～120mm。

所述的车身前部吸能结构还包括副车架前横梁，副车架前横梁和所述前防撞梁总成与所述前段梁体连接，所述吸能槽位于副车架前横梁和所述前防撞梁总成之间。

所述的车身前部吸能结构还包括副车架后横梁和辅助纵梁，所述副车架前横梁位于所述副车架后横梁和所述前防撞梁总成之间，副车架后横梁与所述连接梁体连接，辅助纵梁位于副车架前横梁和副车架后横梁之间且与副车架前横梁和副车架后横梁连接。

所述的车身前部吸能结构还包括前舱前横梁和纵梁支撑梁，前舱前横梁与所述连接梁体连接，纵梁支撑梁的一端是在所述吸能纵梁的第一折弯处与吸能纵梁连接，纵梁支撑梁的另一端与前舱前横梁连接，纵梁支撑梁与前防撞梁总成、吸能纵梁和前舱前横梁形成闭合环状结构。

所述的车身前部吸能结构还包括与所述吸能纵梁连接的前舱后横梁以及与所述前舱前横梁和前舱后横梁连接的座椅纵梁，前舱后横梁与前舱前横梁和吸能纵梁形成闭合环状结构，座椅纵梁位于前舱前横梁和前舱后横梁之间。

本发明还提供了一种新能源汽车，包括所述的车身前部吸能结构。

本发明的车身前部吸能结构，采用等截面矩形辊压梁和co2焊接连接，能有效地简化新能源车架的成型工艺，减少模具开发，降低车身重量，大幅度地降低开发与制造成本，可以满足新能源汽车轻量化的需求。

附图说明

图1为本发明车身前部吸能结构的结构示意图；

图2为本发明车身前部吸能结构的俯视图；

图3是吸能纵梁截面示意图；

图4是吸能纵梁的结构示意图；

图5是吸能纵梁的侧面示意图；

上述图中的标记均为：1、前段梁体；2、前防撞梁总成；3、散热器横梁；4、副车架前横梁；5、副车架后横梁；6、辅助纵梁；7、前舱前横梁；8、前舱后横梁；9、纵梁支撑梁；10、座椅纵梁；11、第一支撑横梁；12、第二支撑横梁；13、后段梁体；14、连接梁体。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图5所示，本发明提供了一种车身前部吸能结构，包括前防撞梁总成2和两个吸能纵梁，两个吸能纵梁与前防撞梁总成2固定连接，吸能纵梁为等截面矩形辊压梁。

具体地说，如图1至图5所示，吸能纵梁为贯穿式辊压矩形梁，前端焊接有连接板，高宽比约为2:1。吸能纵梁有两处折弯，分别为第一折弯和第二折弯。吸能纵梁包括连接板、前段梁体1、后段梁体13以及与前段梁体1和后段梁体13连接的连接梁体14，连接板与前防撞梁总成2固定连接，前段梁体1和后段梁体13的长度方向相平行，连接梁体14的长度方向与前段梁体1的长度方向之间的夹角α1为钝角，连接梁体14的长度方向与后段梁体13的长度方向之间的夹角α2也为钝角。前段梁体1的长度方向上的一端与连接板之间为焊接连接且采用co2焊接连接，焊缝长度为20-30mm，焊缝间距为15-40mm，部分区域满焊。前段梁体1的长度方向上的另一端与连接梁体14的长度方向上的一端固定连接，连接梁体14与前段梁体1的连接处形成第一折弯，连接梁体14的长度方向上的另一端与后段梁体13固定连接，连接梁体14与后段梁体13的连接处形成第二折弯，两个吸能纵梁的前段梁体1之间的距离小于两个吸能纵梁的后段梁体13之间的距离。

连接梁体14的长度方向与前段梁体1的长度方向之间的夹角α1为160°～170°，连接梁体14的长度方向与后段梁体13的长度方向之间的夹角α2为160°～170°，α1＝α2。在本实施例中，α1、α2均为164.62°。吸能纵梁上，第一折弯处与连接板之间的距离为700mm-850mm，第一折弯处与第二折弯处之间的距离为300mm-500mm(也即连接梁体14的长度)，前段梁体1和后段梁体13的横向(y向)间距80mm-100mm。

在本实施例中，如图1和图3所示，吸能纵梁为等截面矩形梁，且为辊压成型件，吸能纵梁的横截面为矩形，满足整车轻量化要求。吸能纵梁的截面尺寸为50mm*105mm*2.5mm，高宽比约为2:1，有效提高车架的扭转刚度。前防撞梁总成2为矩形梁，截面为40mm*130mm*2mm，位于吸能纵梁最前端，与纵梁通过纵梁连接板螺栓连接。

第一折弯处与连接板之间的距离为745mm，第一折弯处与第二折弯处之间的距离为395mm，折弯前后横向间距90mm，具备良好的折弯成型性。

如图1和图5所示，前段梁体1上设置多个吸能槽，用于引导纵梁纵压溃变形。吸能槽设置在前段梁体1的相对两侧面上，位于前段梁体1的同一侧面上的所有吸能槽为沿前段梁体1的长度方向依次布置，相邻两个吸能槽之间的距离为60mm～120mm，其中吸能槽间距以cae分析结果适当调整。

在本实施例中，相邻两个吸能槽之间的距离为110mm，吸能槽为腰型孔，吸能槽的尺寸为10mm*50mm。

如图1和图2所示，本发明的车身前部吸能结构还包括散热器横梁3和副车架前横梁4，副车架前横梁4与前段梁体1连接，吸能槽位于副车架前横梁4和前防撞梁总成2之间。前防撞梁总成2位于吸能纵梁最前端，前防撞梁总成2与吸能纵梁上的连接板通过螺栓固定连接。散热器横梁3的长度方向与前防撞梁总成2的长度方向相平行且与前段梁体1的长度方向相垂直，散热器横梁3用于安装散热器，散热器横梁3位于两个吸能纵梁的下方，散热器横梁3的长度方向上的两端分别与两个吸能纵梁的前段梁体1焊接连接，且采用co2焊接连接，焊缝长度为20-30mm，焊缝间距为15-40mm，部分区域满焊。副车架前横梁4的长度方向与前防撞梁总成2的长度方向相平行且与前段梁体1的长度方向相垂直，副车架前横梁4的长度方向上的两端分别与两个吸能纵梁的前段梁体1焊接连接，且采用co2焊接连接，焊缝长度为20-30mm，焊缝间距为15-40mm，部分区域满焊。

如图1和图2所示，本发明的车身前部吸能结构还包括副车架后横梁5和辅助纵梁6，副车架前横梁4位于副车架后横梁5和前防撞梁总成2之间，副车架前横梁4与副车架后横梁5之间的距离小于副车架前横梁4与前防撞梁总成2之间的距离。副车架后横梁5与连接梁体14连接，辅助纵梁6位于副车架前横梁4和副车架后横梁5之间且与副车架前横梁4和副车架后横梁5连接，辅助纵梁6设置多个。副车架后横梁5的长度方向与副车架前横梁4的长度方向相平行，副车架后横梁5的长度方向上的两端分别与两个吸能纵梁的连接梁体14焊接连接，且采用co2焊接连接，焊缝长度为20-30mm，焊缝间距为15-40mm，部分区域满焊。辅助纵梁6的长度方向与前段梁体1的长度方向相平行，辅助纵梁6的长度方向上的两端分别与副车架前横梁4和副车架后横梁5焊接连接，且采用co2焊接连接，部分区域满焊，保证焊接强度。副车架前横梁4和副车架后横梁5均为等截面矩形梁，且为辊压成型件，副车架前横梁4和副车架后横梁5的横截面为矩形，满足整车轻量化要求。

在本实施例中，如图1和图2所示，辅助纵梁6设置两个，两个辅助纵梁6分别与副车架前横梁4的长度方向上的两端固定连接，也分别与副车架后横梁5的长度方向上的两端固定连接，辅助纵梁6的设置，提高车身整体结构强度。副车架前横梁4与副车架后横梁5之间的间距为260mm，副车架横梁间两辅助纵梁6分别连接在副车架横梁两端，两辅助纵梁6与副车架前横梁4和副车架后横梁5形成闭合环状结构。副车架横梁间两辅助纵梁6分别连接在副车架横梁两端，形成闭合环状结构，不仅副车架提供所需安装点，而且大幅度提升吸能纵梁前端刚度。

如图1和图2所示，本发明的车身前部吸能结构还包括前舱前横梁7和纵梁支撑梁9，前舱前横梁7与连接梁体14连接，纵梁支撑梁9的一端是在吸能纵梁的第一折弯处与吸能纵梁连接，纵梁支撑梁9的另一端与前舱前横梁7连接，纵梁支撑梁9与前防撞梁总成2、吸能纵梁和前舱前横梁7形成闭合环状结构。前舱前横梁7的长度方向与前防撞梁总成2的长度方向相平行且与前段梁体1的长度方向相垂直，前舱前横梁7位于两个吸能纵梁的连接梁体14之间，前舱前横梁7的长度方向上的两端分别与两个吸能纵梁的连接梁体14焊接连接，且采用co2焊接连接，部分区域满焊，保证焊接强度。纵梁支撑梁9的长度方向与前舱前横梁7的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，纵梁支撑梁9的长度方向与前段梁体1的长度方向之间也具有夹角且该夹角为锐角，纵梁支撑梁9的长度方向上的一端是在吸能纵梁的第一折弯处与吸能纵梁焊接连接，且采用co2焊接连接，部分区域满焊，保证焊接强度。纵梁支撑梁9的长度方向上的另一端是与前舱前横梁7的长度方向上的一端焊接连接，且采用co2焊接连接，部分区域满焊，保证焊接强度。

如图1和图2所示，纵梁支撑梁9设置两个，两个纵梁支撑梁9为对称分布，两个纵梁支撑梁9位于两个吸能纵梁之间，两个纵梁支撑梁9分别与前舱前横梁7的长度方向上的两端焊接连接。纵梁支撑梁9的设置，提高车身整体结构强度。纵梁支撑梁9和前舱前横梁7均为等截面矩形梁，且为辊压成型件，纵梁支撑梁9和前舱前横梁7的横截面为矩形，满足整车轻量化要求。

如图1和图2所示，本发明的车身前部吸能结构还包括与吸能纵梁连接的前舱后横梁8以及与前舱前横梁7和前舱后横梁8连接的座椅纵梁10，前舱后横梁8位于两个吸能纵梁之间，前舱后横梁8的长度大于前舱前横梁7的长度，前舱前横梁7和前舱后横梁8之间的距离为900-100mm，前舱后横梁8与前舱前横梁7和两个吸能纵梁形成闭合环状结构，座椅纵梁10位于前舱前横梁7和前舱后横梁8之间。前舱后横梁8的长度方向与前舱前横梁7的长度方向相平行且与后段梁体13的长度方向相垂直，前舱后横梁8位于前舱前横梁7的后方，前舱后横梁8的长度方向上的两端分别与两个吸能纵梁的后段梁体13焊接连接，且采用co2焊接连接，部分区域满焊，保证焊接强度。前舱后横梁8为等截面矩形梁，且为辊压成型件，前舱后横梁8的横截面为矩形，满足整车轻量化要求。

如图1和图2所示，座椅纵梁10用于安装汽车座椅，座椅纵梁10位于前舱前横梁7和前舱后横梁8之间，座椅纵梁10的长度方向与后段梁体13的长度方向相平行，座椅纵梁10位于两个吸能纵梁的后段梁体13之间，座椅纵梁10设置多个且所有座椅纵梁10为沿前舱前横梁7的长度方向依次布置，座椅纵梁10的长度方向上的相对两端分别与前舱前横梁7和前舱后横梁8焊接连接，且采用co2焊接连接，部分区域满焊，保证焊接强度。座椅纵梁10为等截面矩形梁，且为辊压成型件，座椅纵梁10的横截面为矩形，满足整车轻量化要求。

如图1和图2所示，座椅纵梁10设置两个，前舱前横梁7和前舱后横梁8之间的距离为1060mm，两个座椅纵梁10位于两个吸能纵梁的后段梁体13的中间位置处。

如图1和图2所示，本发明的车身前部吸能结构还包括与第一支撑梁和第二支撑横梁12，第一支撑梁的长度方向和第二支撑横梁12的长度方向相平行且第一支撑梁和第二支撑横梁12的长度方向与前舱前横梁7的长度方向相平行，第一支撑梁和第二支撑横梁12位于前舱前横梁7和前舱后横梁8之间。第一支撑横梁11设置多个，所有第一支撑横梁11为沿座椅纵梁10的长度方向依次布置，第一支撑横梁11的长度方向上的相对两端分别与两个座椅纵梁10焊接连接，且采用co2焊接连接，部分区域满焊，保证焊接强度。吸能纵梁与座椅纵梁10之间至少设置一个第二支撑横梁12，所有第二支撑横梁12为沿座椅纵梁10的长度方向依次布置，第二支撑横梁12的长度方向上的相对两端分别与座椅纵梁10和吸能纵梁的后段梁体13焊接连接，且采用co2焊接连接，部分区域满焊，保证焊接强度。第一支撑横梁11和第二支撑横梁12均为等截面矩形梁，且为辊压成型件，第一支撑横梁11和第二支撑横梁12的横截面为矩形，满足整车轻量化要求。第一支撑横梁11和第二支撑横梁12的设置，第一支撑横梁11和第二支撑横梁12与前舱前横梁7、前舱后横梁8和座椅纵梁10形成网状框架结构，提升车架前部刚度。

如图1和图2所示，在本实施例中，第一支撑横梁11设置两个，吸能纵梁与座椅纵梁10之间设置一个第二支撑横梁12。座椅纵梁10和吸能纵梁间设有4处支撑横梁，形成网状框架结构，为座椅、手刹等零件提供安装点。

上述车身前部吸能结构，通过吸能防撞梁总成、吸能纵梁、副车架横梁、纵梁支撑梁9和前舱横梁和纵梁支撑梁9等形成的环状结构发生顺序金属塑性变形，满足新能源碰撞安全性能。其中吸能纵梁的强度和刚度适度，具备良好的溃缩吸能特性，纵梁变形模式为前段溃缩，中段折弯，后段轻微变形，高效率地吸收碰撞能量，确保乘员舱的生存空间，保证汽车的碰撞保护性能。另外，采用等截面矩形辊压梁，能有效地简化新能源车架的成型工艺，减少模具开发，大幅度地降低开发与制造成本，提升新能源汽车轻量化的优势。

上述车身前部吸能结构，前防撞梁总成2、吸能纵梁、前舱前横梁7和纵梁支撑梁9形成闭合环状结构，通过吸能防撞梁总成、吸能纵梁、副车架横梁、前舱横梁和纵梁支撑梁9发生顺序金属塑性变形，在正面碰撞过程中高效率地吸收82％以上的碰撞能量。

上述车身前部吸能结构，通过吸能纵梁截面、料厚、吸能槽个数、位置与纵梁支撑梁9的配合，使得吸能纵梁刚前部强适中，纵梁支撑梁9提升吸能纵梁后部刚强，吸能纵梁溃缩模式为前段溃缩，中段折弯，后段轻微变形，确保乘员舱的生存空间，保证汽车的碰撞保护性能。另外，采用等截面矩形辊压梁和co2焊接连接，能有效地简化新能源车架的成型工艺，减少模具开发，降低车架重量，大幅度地降低开发与制造成本。

本发明还提供了一种新能源汽车，包括上述结构的车身前部吸能结构。此车身前部吸能结构的具体结构可参照图1至图5，在此不再赘述。由于本发明的新能源汽车包括上述实施例中的车身前部吸能结构，所以其具有上述车身前部吸能结构的所有优点。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。