扭力盒、车架及汽车的制作方法

1.本发明属于汽车领域，尤其是涉及一种扭力盒、车架及汽车。


背景技术：

2.随着汽车工业的飞速发展，汽车已经成为人们出行不可或缺的交通工具之一。汽车保有量逐年增加，越来越多的人拥有了私家车，汽车的安全性能也越来越受人们的重视。
3.为了提高汽车的安全性，市场大部分车型均设有扭力盒，然而市场上大部分车型所采用的扭力盒是由多个钣金零件拼装焊接组成，钣金零件数量及焊点需求较多，并且需要更多的夹具进行辅助操作，对于人工及成本等需求较高。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中提出的技术问题，本发明提供了一种扭力盒及车架，
5.本发明第一方面提供了一种扭力盒，该扭力盒一体成型设置并包括：
6.基板；
7.纵梁连接板，从基板的横向内端沿纵向朝外伸出并用于连接纵梁；以及
8.电池连接板，从基板的底端侧壁沿纵向朝内伸出；
9.其中，纵梁连接板与基板之间设有外加强筋组，电池连接板与基板之间设有内加强筋组。
10.可选地，扭力盒还包括可拆卸安装于基板的顶部的姿态切换板，姿态切换板用于连接电池总成的地板。
11.可选地，姿态切换板包括主连接板段以及从主连接板段的边缘朝下伸出的基板连接板段；在姿态切换板安装在基板的状态下，基板连接板段与基板的顶部连接，主连接板段沿纵向朝内水平伸出。
12.可选地，扭力盒还包括连接在基板与电池连接板之间的顶斜撑板；
13.姿态切换板还包括从主连接板段朝下伸出的底斜撑板；
14.其中，在姿态切换板连接在基板的状态下，顶斜撑板与底斜撑板相连。
15.可选地，电池连接板包括：
16.水平伸出板段；以及
17.限位竖板段，从水平伸出板段的横向外端朝下伸出；
18.其中，水平伸出板段与限位竖板段形成电池总成嵌入槽。
19.可选地，内加强筋组包括位于水平伸出板段的上方的上内加强筋组以及位于水平伸出板段的下方的下内加强筋组。
20.可选地，纵梁连接板包括横向外限位板段、横向内限位板段以及竖向限位板段，横向外限位板段与横向内限位板段沿横向平行间隔布置，竖向限位板段连接在横向外限位板段的顶部与横向内限位板段的顶部之间以形成纵梁拼接凹槽。
21.可选地，横向外限位板段设有避让安装孔。
22.可选地，外加强筋组以及内加强筋组均包括横竖交叉布局的多个加强筋。
23.可选地，扭力盒为铸铝件。
24.本发明第二方面提供了一种车架，该车架包括上述的扭力盒。
25.可选地，车架还包括横梁以及位于横梁的横向两端的纵梁，扭力盒连接在纵梁的纵向内端与横梁之间，纵梁与纵梁连接板相连，基板沿横向朝外伸出。
26.可选地，车架还包括防撞梁以及吸能盒，吸能盒的纵向内端与纵梁的纵向外端相连，吸能盒的纵向外端与防撞梁的横向端部相连。
27.本发明第三方面提供了一种汽车，该汽车包括上述的车架。
28.在本发明提供的扭力盒中，纵梁连接板、电池连接板、外加强筋组以及内加强筋组均是基于基板进行布局的，如此以形成扭力盒。其中，纵梁连接板主要起到连接纵梁的作用，电池连接板主要起到连接电池总成的作用，具体而言，电池总成的地板可以安装在电池连接板上。由此可见，在基板的纵向两侧分别布置有纵梁以及电池总成。
29.在车辆发生碰撞时，纵向载荷经过纵梁后传递给扭力盒，扭力盒将纵向载荷沿横向分散传递给电池总成，避免纵向载荷直接沿纵向作用于电池总成上，降低电池总成因碰撞而发生形变的风险。另外，在基板的纵向两侧分别设置有外加强筋组以及内加强筋组以保证结构强度，保证在发生碰撞时，扭力盒不会轻易变形以保证载荷的传递。
30.特别地，该扭力盒为一体成型设置，换言之，采用一体成型工艺形成扭力盒的各组成部件，极大地提高了该扭力盒的集成化程度，通过布置加强筋组以在保证扭力盒结构强度的前提下，大幅减少零件种类和数量。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为根据本发明其中一个实施例提供的扭力盒的示意图；
33.图2为图1中的扭力盒安装有姿态切换板的示意图；
34.图3为图2中的扭力盒的爆炸图；
35.图4为图3中的扭力盒在另一视角下的示意图；
36.图5为图1中的扭力盒安装有地板的示意图；
37.图6为图2中的扭力盒安装有地板的示意图；
38.图7为根据本发明其中一个实施例提供的车架的示意图。
39.附图标记
40.10、扭力盒；11、基板；12、纵梁连接板；121、横向外限位板段；1211、避让安装孔；122、横向内限位板段；123、竖向限位板段；124、纵梁拼接凹槽；13、电池连接板；131、水平伸出板段；132、限位竖板段；133、电池总成嵌入槽；14、外加强筋组；15、内加强筋组；151、上内加强筋组；152、下内加强筋组；16、姿态切换板；161、主连接板段；162、基板连接板段；163、底斜撑板；17、顶斜撑板；
41.20、纵梁；30、地板；40、横梁；50、防撞梁；60、吸能盒。
具体实施方式
42.为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.承前所述，现有的扭力盒由多个钣金零件拼装焊接组成，钣金零件数量较多，生产过程复杂。鉴于此，本发明旨在提供一种一体化成型的扭力盒10，提高了扭力盒10的集成化程度，在保证结构强度的前提下，大幅减少零件种类和数量。
48.图1为根据本发明其中一个实施例提供的扭力盒的示意图。图2为图1中的扭力盒安装有姿态切换板的示意图。图3为图2中的扭力盒的爆炸图。图4为图3中的扭力盒在另一视角下的示意图。如图1至图4所示，本发明第一方面提供了一种扭力盒10，该扭力盒10一体成型设置并包括基板11、纵梁连接板12以及电池连接板13。纵梁连接板12从基板11的横向内端沿纵向朝外伸出并用于连接纵梁20。电池连接板13从基板11的底端侧壁沿纵向朝内伸出。其中，纵梁连接板12与基板11之间设有外加强筋组14，电池连接板13与基板11之间设有内加强筋组15。
49.具体地，纵梁连接板12、电池连接板13、外加强筋组14以及内加强筋组15均是基于基板11进行布局的，如此以形成扭力盒10。其中，纵梁连接板12主要起到连接纵梁20的作用，电池连接板13主要起到连接电池总成的作用，具体而言，电池总成的地板30可以安装在电池连接板13上。由此可见，在基板11的纵向两侧分别布置有纵梁20以及电池总成。
50.可以理解地，在车辆发生碰撞时，纵向载荷经过纵梁20后传递给扭力盒10，扭力盒10将纵向载荷沿横向分散传递给电池总成，避免纵向载荷直接沿纵向作用于电池总成上，
降低电池总成因碰撞而发生形变的风险。
51.由此可见，在基板11的纵向两侧分别设置有外加强筋组14以及内加强筋组15以保证结构强度，保证在发生碰撞时，扭力盒10不会轻易变形以保证载荷的传递。
52.特别地，在本实施例中，该扭力盒10为一体成型设置，换言之，采用一体成型工艺形成扭力盒10的各组成部件，极大地提高了该扭力盒10的集成化程度，在保证结构强度的情况下，大幅减少零件种类和数量。
53.进一步地，该扭力盒10还包括可拆卸安装于基板11的顶部的姿态切换板16，姿态切换板16用于连接电池总成的地板30。
54.需要说明的是，电池总成包括地板30以及布置在地板30上的电池模块，不同车型的电池总成的安装高度是不同的，例如，城市越野车型的电池总成的安装高度高于轿车车型的电池总成的安装高度，因此，为了保证扭力盒10能够适配不同的车型，提高扭力盒10的通用性，在本实施例中，该扭力盒10还包括姿态切换板16，具体通过姿态切换板16来调节电池总成的安装高度。
55.图6为图2中的扭力盒10安装有地板的示意图，图2中扭力盒10安装有姿态切换板16。如图6所示，具体地，姿态切换板16可拆卸安装在基板11的顶部，在需要高姿态布置电池总成时，可将姿态切换板16安装在基板11的顶部，地板30安装在姿态切换板16上，电池总成位于姿态切换板16与电池连接板13之间，如此即可使得电池总成位于高姿态。
56.图5为图1中的扭力盒10安装有地板的示意图，图1中的扭力盒10并未安装有姿态切换板16。如图5所示，具体地，在需要低姿态布置电池总成时，拆卸姿态切换板16并将地板30直接安装在电池连接板13上，电池总成位于电池连接板13的下方，如此即可使得电池总成处于低姿态。
57.由此可见，通过增设可拆卸安装的姿态切换板16即可使得扭力盒10适用不同车型，该扭力盒10具备良好的通用性。
58.进一步地，姿态切换板16包括主连接板段161以及从主连接板段161的边缘朝下伸出的基板连接板段162；在姿态切换板16安装在基板11的状态下，基板连接板段162与基板11的顶部连接，所述主连接板段161沿纵向朝内水平伸出。
59.如图2和图3所示，具体地，为了实现姿态切换板16与基板11可拆卸安装，具体通过基板连接板段162与基板11的顶部连接实现，在将姿态切换板16安装在基板11上后，使得主连接板段161沿纵向朝内水平伸出。需要说明的是，地板30安装在主连接板段161上，主连接板段161呈水平状态能够保证安装在姿态切换板16上的电池总成也呈水平布置。
60.需要说明的是，在本实施例中，基板连接板段162与基板11通过螺钉实现可拆卸安装，具体在基板连接板段162以及基板11的顶部设有对应的螺纹孔(图3所示实施例并未画出)。本领域技术人员可以理解，为了实现可拆卸安装并不局限于螺纹连接，还可通过插销连接方式实现可拆卸安装，在此不作一一例举。
61.进一步地，扭力盒10还包括连接在基板11与电池连接板13之间的顶斜撑板17；姿态切换板16还包括从主连接板段161朝下伸出的底斜撑板163；其中，在姿态切换板16安装在基板11的状态下，顶斜撑板17与底斜撑板163相连。
62.如图4所示，具体地，姿态切换板16在竖向方向也会承受一定的载荷，因此，为了保证姿态切换板16在承受竖向载荷时不会轻易发生位移，在本实施例中，在姿态切换板16安
装在基板11的状态下，通过顶斜撑板17与底斜撑板163相连来实现竖向限位，保证姿态切换板16在竖向具备一定的承载的能力，同时通过设置不同结构形状的顶斜撑板17与底斜撑板163也能实现控制姿态切换板16的安装高度。
63.承前所述，姿态切换板16与基板11是可拆卸安装的，因此，顶斜撑板17与底斜撑板163可通过螺钉、销轴等可拆卸连接方式实现连接。
64.由此可见，在本发明的一些实施例中，该扭力盒10还包括姿态切换板16以实现对电池总成的安装姿态切换，通过装拆姿态切换板16来改变扭力盒10的连接方式。在这些实施例中，基板11、纵梁连接板12、电池连接板13、外加强筋组14以及内加强筋组15一体成型，姿态切换板16为可拆卸连接件。
65.在发明的实施例中，电池连接板13包括水平伸出板段131以及限位竖板段132。限位竖板段132从水平伸出板段131的横向外端朝下伸出。其中，水平伸出板段131与限位竖板段132形成电池总成嵌入槽133。
66.如图4和图5所示，具体地，承前所述，在基板11上未安装姿态切换板16的情况下，电池总成安装在电池连接板13上以低姿态布置，由于电池总成一般呈水平布置，因此，将地板30安装在水平伸出板段131。电池总成的端部嵌入在电池总成嵌入槽133内，限位竖板段132位于水平伸出板段131的横向外端以对电池总成进行横向限位，方便安装。
67.进一步地，内加强筋组15包括位于水平伸出板段131的上方的上内加强筋组151以及位于水平伸出板段131的下方的下内加强筋组152。
68.具体地，在基板11的纵向内侧，以水平伸出板段131为基准线，内加强筋组15布满整个基板11的纵向内侧，具体分别为上内加强筋组151以及下内加强筋组152，保证基板11的纵向内侧的结构强度，利于载荷的传递。
69.在本发明的实施例中，纵梁连接板12包括横向外限位板段121、横向内限位板段122以及竖向限位板段123，横向外限位板段121与横向内限位板段122沿横向平行间隔布置，竖向限位板段123连接在横向外限位板段121的顶部与横向内限位板段122的顶部之间以形成纵梁拼接凹槽124。
70.具体地，承前所述，纵梁连接板12用于连接纵梁20，在本实施例中，纵梁20与纵梁连接板12相互拼接，具体而言，纵梁20能够嵌入纵梁拼接凹槽124内，再通过连接件(例如螺钉、插销等)将纵梁20与纵梁连接板12固定在一起，如此以实现将扭力盒10与纵梁20的连接。
71.如图1所示，在图示实施例中，纵梁连接板12主要由横向外限位板段121、横向内限位板段122以及竖向限位板段123构成，纵梁连接板12为呈类倒u形弯折板，纵梁20能够由下而上嵌入纵梁拼接凹槽124内，再通过连接件沿横向穿过横向限位板段以及纵梁20完成连接。
72.需要说明的是，纵梁连接板12的结构形式并不局限于图示实施例。在另一种可选的实施例中，纵梁连接板12仅包括沿横向平行间隔布置的横向外限位板段121与横向内限位板段122，纵梁20嵌入在横向外限位板段121与横向内限位板段122之间后通过连接件固定。
73.相比较而言，竖向限位板段123在安装的过程中，能够对纵梁20在竖向起到限位作用，便于工作人员安装。
74.进一步地，横向外限位板段121设有避让安装孔1211。具体地，在安装零部件时，避让安装孔1211能够起到避免干涉的作用，另外，通过避让安装孔1211便于伸入安装工具以安装零部件。例如，在将扭力盒10与纵梁20相连的过程中，可通过避让安装孔1211伸入扳手以安装连接件。又例如，悬挂系统的组成构件(如上控制臂等)能够通过避让安装孔1211伸入纵梁拼接凹槽124内并与纵梁20相连。
75.如图1所示，在图示实施例中，在横向外限位板段121上设有两个避让安装孔1211，两个避让安装孔1211的作用不同，其中一个便于安装工具伸入以用于辅助安装，另一个起到避让作用(例如穿入上控制臂)。
76.在本发明的实施例中，外加强筋组14和内加强筋组15均包括横竖交叉布局的多个加强筋。
77.在本实施例中，加强筋组主要由横竖交叉的多个加强筋构成，具体而言，各个加强筋相互交叉呈十字形。承前所述，扭力盒10将纵梁20传递过来的纵向载荷沿横向分散，因此在扭力盒10上设置沿横向布局的多个横向加强筋。为进一步提高扭力盒10的结构强度，在扭力盒10上设置沿纵向布局并与横向加强筋相交的纵向加强筋。由于在基板11的纵向两侧均布置有加强筋组，因此，保证扭力盒10具有足够的结构强度，以降低扭力盒10因纵向载荷产生的扭矩发生弯曲的风险，保证纵向载荷沿横向分散。
78.另外，在图示实施例中，基板11的纵向外侧并没有整个覆盖朝外凸出的加强筋组，主要为了避让安装零部件(例如轮胎等)。
79.在本发明的实施例中，扭力盒10为铸铝件。具体而言，扭力盒10采用铝合金材料铸造制成，其重量在一定程度上比传统拼焊而成的结构要轻。当然，扭力盒10的材料并不局限于铝合金材料。
80.需要说明的是，扭力盒10可采用砂模浇铸或真空压铸等工艺实现一体化成型。例如，在小批量试产的过程中，可采用砂模浇铸工艺实现小批量生产，用于测试。在大批量生产的过程中，可采用真空压铸工艺实现大批量生产。
81.优选地，扭力盒10采用航空铝材制成，航空铝材的结构强度较高，在尽量保证结构强度的同时降低车辆重量。
82.综上所述，在本发明第一方面提供的扭力盒10中，该扭力盒10采用一体化成型设置，其结构集成化程度较高，能够大幅减少零件种类和数量，降低拼装难度。另外，通过拆装姿态切换板16以实现切换电池总成的安装姿态，在安装有姿态切换板16的情况下，电池总成为高姿态布置，在拆卸姿态切换板16的情况下，电池总成为低姿态布置，如此使得扭力盒10具备良好的通用性。另外，通过合理布局加强筋组，使得扭力盒10具有足够的结构强度以应对碰撞所带来的纵向冲击载荷，在减少零件种类和数量的情况下，尽量保证结构强度。另外，该扭力盒10优选采用铝合金材料，降低整车重量。
83.本发明第二方面提供了一种车架，该车架包括上述的扭力盒10。由于该车架包括上述的扭力盒，因此显然具备由上述扭力盒所带来的所有优点，例如，集成化程度高，安装方便，质量轻等优点，在此不做一一重复详细说明。
84.需要说明的是，该车架还包括与扭力盒10相互作用或彼此并无关联的其它组成构件，例如横梁40、纵梁20、防撞梁50、吸能盒60等，在此不做一一举例。
85.进一步地，车架还包括横梁40以及位于横梁40的横向两端的纵梁20，扭力盒10连
接在纵梁20与横梁40之间，纵梁20与纵梁连接板12相连，基板11沿横向朝外伸出。
86.具体地，在一个车架中，纵梁20的数量为两个并分别布置横梁40的横向端部，在纵梁20以及横梁40之间通过扭力盒10连接，纵梁连接板12沿纵向布置在纵梁20与横梁40之间，基板11沿横向朝外伸出，如此，碰撞产生的纵向载荷沿纵向传递后经过扭力盒10沿横向分散。
87.进一步地，车架还包括防撞梁50以及吸能盒60，吸能盒60的纵向内端与纵梁20的纵向外端相连，吸能盒60的纵向外端与防撞梁50的横向端部相连。
88.具体地，防撞梁50以及吸能盒60均位于扭力盒10的纵向外侧，在发生碰撞时，防撞梁50以及吸能盒60率先吸能，剩余的纵向载荷传递至扭力盒10处。
89.图7为根据本发明其中一个实施例提供的车架的示意图。如图7所示，在图示实施例中，纵梁20的纵向两端分别与横梁40的横向端部以及吸能盒60的纵向内端相连，吸能盒60的纵向外端与防撞梁50的横向端部相连，整个车架整体呈矩形。碰撞产生的纵向载荷依次经过防撞梁50、吸能盒60、纵梁20后传递至扭力盒10。由此可见，纵向载荷经过防撞梁50以及吸能盒60被吸收部分后，剩余的纵向载荷通过扭力盒10分散至电池总成上，对于电池总成的保护，在车架上设置有多层吸能结构。
90.需要说明的是，在组装底盘时，需要在电池总成的纵向两端均连接车架，电池总成的纵向端部与横梁40以及扭力盒10相连，由于扭力盒10直接与电池总成相连，扭力盒10对保护电池总成具有不可或缺的作用。位于电池总成的纵向一端的车架为前车架，纵向另一端的车架为后车架，前、后车架形状结构略有差异，但是二者主要组成构件基本相同。
91.需要说明的是，上述各实施例中各部件的“内”、“外”关系均是基于电池总成的中心进行判断的。
92.本发明第三方面还提供了一种汽车，该汽车包括上述的车架。由于该汽车包括上述的车架，因此显然具备由上述车架所带来的所有有益效果，在此不作重复说明。
93.进一步，本领域技术人员应当理解，如果将本发明实施例所提供的各产品所涉及到的全部或部分子模块通过稠合、简单变化、互相变换等方式进行组合、替换，如各组件摆放移动位置；或者将其所构成的产品一体设置；或者可拆卸设计；凡组合后的组件可以组成具有特定功能的设备/装置/系统，用这样的设备/装置/系统代替本发明相应组件同样落在本发明的保护范围内。
94.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
95.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。