一种组合纵梁式一体化铝合金车架制造技术

一种组合纵梁式一体化铝合金车架，车架纵向布置两根组合纵梁，其由前纵梁和后纵梁组成，两者形成一段重叠组合区，车架横向布置若干电池仓，至少一个横向电池仓穿榫通过两根组合纵梁的重叠组合区、并与前后纵梁配合连接，电池仓外表面通过法兰边与组合纵梁的侧面连接，车架上部和下部横向布置若干横梁，横梁与组合纵梁的上下腔体穿榫连接，车架纵向布置若干小纵梁，小纵梁与横梁榫卯穿插，小纵梁与电池仓表面接触并连接。本实用新型专利技术在原有前代车架基础上进行优化改进，采用组合纵梁与电池仓穿榫连接，形成车架主结构，车架结构的扭转刚度高，通过调整前后纵梁的相对距离可以方便地适应车架前后板簧的不同安装宽度，车架生产效率高、生产成本低。生产成本低。生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种组合纵梁式一体化铝合金车架


[0001]本技术涉及新能源汽车制造
，具体为一种组合纵梁式一体化铝合金车架。

技术介绍

[0002]传统商用车钢结构车架一般采用梯形结构，即，车架由两根钢纵梁和一组钢横梁组成，然后用铆接法或者焊接法将纵梁与横梁连接形成坚固的刚性结构。在车架上有一系列的硬点支座，硬点支座通常通过螺栓、铆接或焊接方式固定在车架上。硬点支座是用于将底盘系统的载荷传递到车架上，其中受力最大的是前后板簧硬点支座，由于前后板簧宽度不同，两根钢纵梁在前后部位之间的宽度也不相同，为此，通过弯曲工艺将钢纵梁制造成前后段偏置平行的弯曲形状，装配后，形成前窄后宽的双纵梁梯形结构。钢结构梯形结构车架非常成熟可靠，但是也有一系列缺陷：1）车架的重量偏大；2）车架内部空间利用率不高；3）耐腐蚀能力较差，首先，钢结构自身易锈蚀，其次，在钢铝接触部位易出现电化学腐蚀。
[0003]在新能源汽车领域，为了大幅减轻整车重量，车架结构（包括硬点支座）的轻量化是重点，这是因为车架重量比车身重量的占比更大；但是，车架的轻量化难度远远高于车身，主要原因是：1）车架是整车的受力基础，对其力学要求高，特别是扭转刚度、弯曲刚度要求高；2）车架上装配各种底盘系统（如前后桥）和设施（如电池包），车架必须为相关系统及设施提供合理的安装空间或工作空间，避免空间干涉或装配困难；3）各类系统在车架上的硬点（固定点）载荷比较大，必须提供牢固、稳定的硬点结构。虽然铝合金是很好的轻量化材料，但是也有明显的短板：1）和钢材相比，铝合金强度较弱；2）难焊，且焊缝将导致材料的强度显著下降；3）“直来直去”，不易弯曲，特别是大型截面型材，很难弯曲。因此，铝合金车架结构与传统钢结构车架必然具有很大的差异性，不是简单的用铝合金替代钢材。鉴于上述原因，全铝合金车架设计属于“无人区”，至今没有铝合金车架的成熟解决方案。
[0004]查询到关于车辆铝合金车架的公开文献如下：关键词，车架、铝合金
[0005]1、一种“二纵四横”铝合金车架结构及汽车；申请号：CN201821389751.7；申请人：武汉智能控制工业技术研究院有限公司；华中科技大学;摘要：一种“二纵四横”铝合金车架结构及汽车，属于汽车
“二纵四横”铝合金车架结构包括两条纵梁和四条组合横臂。两条纵梁左右对称布置。四条组合横臂从前至后依次榫卯连接于纵梁上。汽车包括上述的“二纵四横”铝合金车架结构。这种“二纵四横”铝合金车架结构在实现轻量化的同时，保证了其具有很好的整体刚度和强度，易于制造，还易于铝合金底盘硬点系统的安装。该汽车轻量化程度高。
[0006]2、一种铝合金汽车底盘硬点系统及汽车；申请号：CN201810985616.7；申请人：武汉智能控制工业技术研究院有限公司;摘要：一种铝合金汽车底盘硬点系统及汽车，属于汽车
包括车架，前板簧前支座，前板簧后支座，后板簧前支座，后板簧后支座，电机硬点支座，转向硬点支座。车架包括左纵梁、右纵梁、第一组合横臂、第二组合横臂、第三组合横臂和第四组合横臂，四者从前至后依次榫卯连接并固定于左纵梁和右纵梁上。前板簧
前支座连接于第一组合横臂。前板簧后支座连接于第二组合横臂。后板簧前支座连接于第三组合横臂。后板簧后支座连接于第四组合横臂。电机硬点支座固定于左纵梁和右纵梁之间。电机硬点支座固定于左纵梁或右纵梁。这种铝合金汽车底盘硬点系统，在实现轻量化的同时，具有很好的硬点刚度和强度。
[0007]3、一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统；申请号：CN201410847147.4；申请人：东莞中山大学研究院; 东莞三新电动汽车技术有限公司;摘要：一种采用轻量化客车底盘结构的纯电动汽车底盘系统，包括两条纵向大梁和若干横梁，若干横梁分布于两条纵向大梁的不同高度层面及不同纵向位置，若干横梁榫接于两条纵向大梁形成整体受力的双纵梁多层底盘架；双纵梁多层底盘架的前部连接有前桥架，前桥架通过两条纵向大梁进行固定；双纵梁多层底盘架的后部连接有后桥架；后桥架通过两条纵向大梁进行固定；前桥架连接有前桥总成，后桥架连接有后桥总成，双纵梁多层底盘架设置有驱动总成和能源总成，纵向大梁的整体结构刚性较好，简化前、后桥架与底盘架的组装工艺，连接牢靠并实现整体受力，多层地板结构设计便于电池、电机的安装，节约底盘空间。
[0008]4、一种仿蜂窝结构拓扑的轻量化车架；申请号：CN202010828647.9；申请人：华中科技大学; 南宁华数轻量化电动汽车设计院有限公司;摘要：一种仿蜂窝结构拓扑的轻量化车架，其特征在于：包括两根边梁，至少一根纵梁，以及至少两根中横梁；所述纵梁位于两根边梁之间，所述中横梁两端分别与边梁榫接，中部与纵梁榫接；所述边梁、纵梁以及中横梁均包括中部截面呈“工”字型的腹板，以及上下两端截面分别呈矩形的上方管、下方管；边梁、纵梁以及中横梁之间形成能够用于容纳蓄电池的电池舱。本专利技术采用多舱式蜂窝结构的车架，重量轻且又有相当高的强度和刚度，能够形成既能承载又能减重的双重功能。
[0009]以上为本申请人进行的前代设计，展示了车架从不完全铝合金轻量化到完全铝合金轻量化的过程。但是，两个“全铝合金车架”仍然存在一些问题：1）由于纵梁均为整体设计，为了适应前后板簧硬点的不同宽度，做了较为复杂的纵梁设计和组合横梁设计，致使车架整体结构较为复杂，装配难度加大，成本较高，不方便后续整车装配(例如申请号CN201821389751.7和申请号CN202010828647.9)；2）板簧硬点载荷由组合横臂承担，其效果没有直接由纵梁承担的力学效果好(例如申请号CN201821389751.7和申请号CN202010828647.9)；3）电池空间的一体化程度不高，申请号CN201821389751.7的电池包安装在整体大梁的外侧，为了保证电池电量，只能加大电池包的高度，导致电池包突出大梁的上表面，占据了车内乘用空间，破坏了车内地板的平整；申请号CN202010828647.9可存放的电池包数量多，但是每一个电池空间单元较小，导致电池包数目多，装配工艺和接线复杂；4）车架的横向结构偏弱，由于横向结构为一系列的小截面型材，受力能力较弱，导致车架的横向弯曲刚度和扭转刚度偏弱。因此，有必要针对上述不足继续迭代优化。

技术实现思路

[0010]本技术组合纵梁式一体化铝合金车架，在原有的前代铝合金车架基础上进行优化改进，采用组合纵梁与电池仓穿榫连接，形成主结构拓扑，两根组合纵梁的前纵梁之间的横向距离与后纵梁之间的横向距离不等、并分别与前后板簧宽度适配，车架整体结构刚度高，抗扭强度高，连接形式无需大面积焊接且不易失效开裂，型材截面结构合理易于生产，可以大大降低车架的生产成本，提高生产效率。
[0011]为达到上述目的，本技术的技术方案如下：
[0012]一种组合纵梁式一体化铝合金车架，车架纵向布置左右两根组合纵梁，其由前纵梁和后纵梁组成，两者横向偏置、并纵向形成一段重叠组合区，车架横向布置若干电池仓，至少一个横向电池仓同时穿榫通过左右两根组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合纵梁式一体化铝合金车架，其特征在于：车架纵向布置左右两根组合纵梁（1），其由前纵梁（11）和后纵梁（12）组成，两者横向偏置、并纵向形成一段重叠组合区，车架横向布置若干电池仓（5），至少一个横向电池仓（5）同时穿榫通过左右两根组合纵梁（1）的重叠组合区，进一步，在电池仓（5）外表面通过法兰边（6）与组合纵梁（1）的侧面连接，车架上部和下部横向布置若干横梁（4），横梁（4）与组合纵梁（1）的上下腔体穿榫连接，车架纵向布置若干小纵梁（2），小纵梁（2）与横梁（4）榫卯穿插，小纵梁（2）与电池仓（5）表面接触并连接。2.根据权利要求1所述组合纵梁式一体化铝合金车架，其特征在于：所述车架上表面布置地板蒙皮，蒙皮与接触的纵梁（1）、小纵梁（2）、收边梁（3）、横梁（4）之间通过激光熔透焊接固定，或通过粘接加铆接进行连接固定。3.根据权利要求1所述组合纵梁式一体化铝合金车架，其特征在于：所述横梁（4）的两端分别设置收边梁（3），收...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗志坚，龙飞永，梁佳宁，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：