非承载式电动汽车车架连接点确定方法与非承载式电动汽车车架及电动汽车技术

本发明专利技术提供了一种非承载式电动汽车车架连接点确定方法，用以确定车架上的车架车身连接点位置，且该确定方法包括建立车架结构三维模型；将建立三维模型导入有限元处理软件进行有限元网格化处理并输出网格文件；将网格文件导入仿真软件中，输入仿真频率，并仿真该频率下的车架模态图；以及由该车架模态图中的车架模态值，以各区域内模态节点或最低模态位置作为连接点的位置。本发明专利技术还提供了由以上确定方法确定连接点的非承载式汽车车架和汽车。本发明专利技术的确定方法所确定的连接点位置能够实现车架和车身之间的大刚性连接，实现车架和车身的强度互补，车架与车身可作为整体承载受力，而有利于实现整车减重设计。

【技术实现步骤摘要】
非承载式电动汽车车架连接点确定方法与非承载式电动汽车车架及电动汽车
本专利技术涉及车辆设计开发
，特别涉及一种非承载式电动汽车车架连接点确定方法。本专利技术还涉及一种由上述确定方法确定连接点位置的非承载式汽车车架，以及具有该车架的非承载式汽车。
技术介绍
现有技术中，汽车车身结构主要分为承载式车身和非承载式车身两种。承载式车身没有单独承受外力的底盘结构，只是用车身支撑着各部件，也就是说整个车身作为一体，没有独立的大梁设计，悬挂通过副车架安装在车身上，车身的负载通过悬挂装置传给车轮。承载式车身结构重量小、车辆稳定性高，并有着成本低、重量轻，油耗低、舒适性好等优点，但非承载式结构也存在车身刚性较差，特别是抗对角扭曲刚性差等不足。非承载式车身又称底盘大梁架，其有着独立的大梁、也即车架，并且会有专门的底盘受力结构，像发动机、传动等核心部件均设置于车架上。车架作为一个整体是支撑全车的基础，在这一整体结构之上，整个人员乘坐的车身部分则为另外一个整体。车架和上部的车身之间主要是用悬置连接，其就好比生活中的上下铺，底盘是下，车身部分是上，车身只承载驾乘人员的重力，不用考虑车身对车架承载所起的辅助作用。非承载式车身的优点是有独立的车架，底盘强度较高，抗颠簸性能好，此外四个车轮受力再不均匀，也是由车架承担，而不会传递到车身上去，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。但非承载式车身结构也存在比较笨重，汽车质心高，高速行驶稳定性较差的缺点，特别是其重量大，导致整车成本较高，以及汽车使用时油耗往往居高不下。随着电气化技术的不断发展，以及石油资源的逐渐紧缺，电动汽车正逐步走向人们的生活中，而被愈来愈多的人接受，并且随着我国人们生活水平的提高，大空间、平稳性及安全性好的车型，例如SUV车型，正被越来越多的人所喜欢，因此电动SUV车型已悄然成为国内汽车市场的热门产品。对于电动汽车而言，衡量其品质好坏的一个重要标准便是续航里程的长短，而电动汽车若想获得较高的续航里程，进行减重设计以追求轻量化是不能忽视的一个非常重要的手段。此时，对于具有车架结构的非承载式电动汽车车型来说，若能够进行车架与车身之间的较大刚性连接，以此提升车架和车身的连接刚度，使得车架与车身的强度互补实现贯通，从而达到类似于承载式车身结构的特点，是能够获得较好的整车减重效果的。但目前针对于车架和车身之间的大刚度连接，如何在车架上确定与车身之间进行连接的连接点位置又成为一个难题，在现已公开的文献中均未见有涉及此方面的报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种非承载式电动汽车车架连接点确定方法，以可用于确定车架上的与车身间进行大刚度连接的连接点位置。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种非承载式电动汽车车架连接点确定方法，用以确定车架上的进行车架与车身间连接的连接点的位置，所述车架的前端及后端中至少于后端设置有电机，并于所述车架的中部固定设置有电池包，且所述车架上的连接点为分散布置于车架不同区域的若干个，该连接点位置的确定方法包括如下的步骤：S1、根据整车开发设计目标，建立车架结构三维模型；S2、将所建立的车架结构三维模型导入有限元处理软件，利用有限元处理软件对车架结构三维模型文件进行有限元网格化处理，并输出网格化处理后的网格文件；S3、将步骤S2输出的网格文件导入模态仿真软件中，定义仿真频率区间，利用模态仿真软件仿真车架模型在所述频率区间中的一阶频率下的车架模态，并输出一阶频率下的车架模态图；S4、统计一阶频率所对应的车架模态图中的车架上各位置的模态值，以一阶频率下车架模态图中各区域内模态节点或最低模态位置作为该区域的车架与车身间连接点的位置。进一步的，所述车架结构三维模型可通过CATIA、UG或Pro/E建立，所述有限元处理软件为ANSA或HypermeSh，所述仿真软件为NASTRAN或ABAQUS。进一步的，所述频率区间为1HZ至所述车架所承载的电机的固定有频率。进一步的，所述车架上的各车架车身连接点位置为相对于所述车架宽度中心线对称布置。进一步的，步骤S2中的有限元网格化处理包括如下的步骤：S21、除去多余的包含点、线、圆角的几何图形；S22、进行抽中面操作，并对中面进行网格划分；S23、创建网格划分文件和质量检查文件生成网格，并检查网格质量、修正错误和质量差的网格；S24、将网格与几何模型脱离，删除原始导入的车架结构模型文件，创建焊接单元和刚性节点，并定义材料厚度和包含弹性模量E、NU泊松比及RHO密度的材料属性，导出网格文件。进一步的，步骤S3中的仿真包括如下的步骤：S31、创建属性选择导入的网格文件生成的车架模型，定义材料厚度；S32、将材料属性与材料厚度赋予车架模型；S33、创建仿真环境，定义仿真频率区间；S34、ND计算所述频率区间内阶次，创建控制指导计算环节求解器做相应计算命令，导出仿真的一阶车架模态图。进一步的，所述车架上可作为设置车架与车身间连接点的区域的至少满足如下的条件：易于所述车架成型，不影响所述车身造型，利于所述车架和所述车身之间装配，以及符合车型功能定义。进一步的，所述车型功能定义包括为乘用车或货用车。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术的车架连接点确定方法，基于电机振动小的特性，通过对车架模型进行仿真，并以各区域内模态节点或最低模态位置作为连接点位置，由此能够以车架各区域内振动叠加最弱点作为车架和车身之间的连接点，从而藉由连接点振动弱小，可进行车架和车身之间的大刚度连接，实现车架和车身的强度互补，达到车架与车身可作为整体承载受力，而利于实现整车减重设计的效果。本专利技术的另一目的在于提出一种非承载式汽车车架，所述车架的前端及后端中至少于后端设置有电机，于所述车架的中部固定设置有电池包，并于该车架上装设有若干用以与车身连接的连接件，所述连接件位于由上述的确定方法所确定的车架与车身间连接点位置，且所述连接件为弹性连接件或刚性连接件。进一步的，所述弹性连接件为悬置。本专利技术的非承载式电动汽车车架通过将连接件布置于由上述确定方法所确定的连接点位置，可实现车架和车身之间的大刚度连接，使车架和车身间强度互补，由此能够使的车架与车身可作为整体承载受力，而有利于实现整车减重。此外，本专利技术还提出了一种非承载式汽车，所述非承载式汽车具有如上所述的非承载式汽车车架。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的车架的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述的车架前端的结构示意图；图3为本专利技术实施例所述的车架前端的结构示意图；图4为本专利技术实施例所述的车架中部的结构示意图；图5为本专利技术实施例所述的车架后端的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非承载式电动汽车车架连接点确定方法，用以确定车架上的进行车架与车身间连接的连接点的位置，其特征在于：所述车架的前端及后端中至少于后端设置有电机，并于所述车架的中部固定设置有电池包，且所述车架上的连接点为分散布置于车架不同区域的若干个，该连接点位置的确定方法包括如下的步骤：/nS1、根据整车开发设计目标，建立车架结构三维模型；/nS2、将所建立的车架结构三维模型导入有限元处理软件，利用有限元处理软件对车架结构三维模型文件进行有限元网格化处理，并输出网格化处理后的网格文件；/nS3、将步骤S2输出的网格文件导入模态仿真软件中，输入仿真频率区间，利用模态仿真软件仿真车架模型在所述频率区间中的一阶频率下的车架模态，并输出一阶频率下的车架模态图；/nS4、统计一阶频率所对应的车架模态图中的车架上各位置的模态值，以一阶频率下车架模态图中各区域内模态节点或最低模态位置作为该区域的车架与车身间连接点的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种非承载式电动汽车车架连接点确定方法，用以确定车架上的进行车架与车身间连接的连接点的位置，其特征在于：所述车架的前端及后端中至少于后端设置有电机，并于所述车架的中部固定设置有电池包，且所述车架上的连接点为分散布置于车架不同区域的若干个，该连接点位置的确定方法包括如下的步骤：
S1、根据整车开发设计目标，建立车架结构三维模型；
S2、将所建立的车架结构三维模型导入有限元处理软件，利用有限元处理软件对车架结构三维模型文件进行有限元网格化处理，并输出网格化处理后的网格文件；
S3、将步骤S2输出的网格文件导入模态仿真软件中，输入仿真频率区间，利用模态仿真软件仿真车架模型在所述频率区间中的一阶频率下的车架模态，并输出一阶频率下的车架模态图；
S4、统计一阶频率所对应的车架模态图中的车架上各位置的模态值，以一阶频率下车架模态图中各区域内模态节点或最低模态位置作为该区域的车架与车身间连接点的位置。


2.根据权利要求1所述的非承载式电动汽车车架连接点确定方法，其特征在于：所述车架结构三维模型可通过CATIA、UG或Pro/E建立，所述有限元处理软件为ANSA或HypermeSh，所述仿真软件为NASTRAN或ABAQUS。


3.根据权利要求1所述的非承载式电动汽车车架连接点确定方法，其特征在于：所述频率区间为1HZ至所述车架所承载的电机的固定有频率。


4.根据权利要求1所述的非承载式电动汽车车架连接点确定方法，其特征在于：所述车架上的各车架车身连接点位置为相对于所述车架宽度中心线对称布置。


5.根据权利要求1所述的非承载式电动汽车车架连接点确定方法，其特征在于：步骤S2中的有限元网格化处理包括如下的步骤：
S21、除去多余的包含点、线、圆角的几何图形；
S22、进行抽中面操作，并对中面进行网格划...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆峰，张葆华，孙喜冬，甄林涛，孙志伟，许占高，李子新，陈立冬，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13