车架及铸造横梁结构优化方法技术

本发明专利技术公开了车架及铸造横梁结构优化方法，属于电动车辆技术领域。车架包括放置框架和多段车架本体；其中，多段车架本体间隔设置，相邻两段车架本体之间连接有放置框架，放置框架的内侧形成有多个用于放置电池包的放置空间，且放置框架的两端分别向车架本体的外侧延伸，以使放置空间的部分结构位于车架本体的外侧，且放置框架向车架本体的外侧延伸的部分的长度可调。本发明专利技术的车架能够安装体积较大的电池包，且能够安装多个体积不同的电池包，通用性较好以及有利于解决电动车辆续航里程的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
车架及铸造横梁结构优化方法


[0001]本专利技术涉及电动车辆
，尤其涉及车架及铸造横梁结构优化方法。

技术介绍

[0002]在纯电动重卡车辆中，电池包的数量设置越多，纯电动重卡车辆的续航里程越长。因此，如何对纯电动重卡车辆中的电池包进行布局成为解决续航里程问题的有效措施之一。其中，电池包安装在车架上，且各个电池包的体积大小不一。
[0003]如图1所示，目前的车架为梯子型结构，即由两根平行设置的纵梁1'和若干横梁2'构成；由于在车架上还需要安装悬架等其它零件以及需要考虑车轮距，因此两根纵梁1'之间的宽度通常为固定值；而由于两根纵梁1'之间的宽度较小，使得在两根纵梁1'之间难以布置体积较大的电池包3'，不利于解决车辆续航里程的问题。
[0004]为了解决以上问题，如图1所示，通常将电池包3'挂设在纵梁1'的外侧，而由于纵梁1'外侧的空间十分有限，不利于安装更大体积的电池包3'，且纵梁1'外侧的电池包3'会影响车架的美观性，而且由于需要纵梁1'的刚度和强度较高，导致纵梁1'的制作成本较高。
[0005]针对以上问题，亟需车架及铸造横梁结构优化方法来解决以上问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提出一种车架，其上能够安装体积较大的电池包，且能够安装多个体积不同的电池包，通用性较好。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]车架，包括：
[0009]多段车架本体，多段所述车架本体间隔设置；
[0010]放置框架，相邻两段所述车架本体之间连接有所述放置框架，所述放置框架的内侧形成有多个用于放置电池包的放置空间，且所述放置框架的两端分别向所述车架本体的外侧延伸，以使所述放置空间的部分结构位于所述车架本体的外侧，且所述放置框架向所述车架本体的外侧延伸的部分的长度可调。
[0011]进一步地，所述车架本体包括平行设置的两根第一纵梁，所述放置框架包括：
[0012]连接横梁，设置于两根所述第一纵梁之间，且所述连接横梁的两端分别向所述第一纵梁的外侧延伸，所述连接横梁的长度可调；
[0013]第二纵梁，所述第二纵梁与所述第一纵梁平行设置并连接于相邻两个所述连接横梁之间；
[0014]外框架，连接于相邻两个所述连接横梁之间且向所述第一纵梁的外侧延伸，所述外框架的尺寸可调，所述第二纵梁设置于所述外框架内，以能够将所述外框架的内部分隔成多个所述放置空间。
[0015]进一步地，所述连接横梁包括：
[0016]铸造横梁，所述第二纵梁连接于所述铸造横梁上，所述铸造横梁的两端部分别连
接至两根所述第一纵梁；
[0017]延伸臂体，所述铸造横梁的两端部分别连接有所述延伸臂体，所述延伸臂体位于所述第一纵梁的外侧，且所述延伸臂体的长度可调。
[0018]进一步地，所述铸造横梁采用拓扑优化分析获得。
[0019]进一步地，所述铸造横梁包括：
[0020]横梁主体，所述横梁主体上环设有中间块，所述第二纵梁连接至所述中间块，且所述横梁主体的两端分别设置有连接板，所述连接板用于与所述第一纵梁连接。
[0021]进一步地，所述中间块上设置有横向肋筋，所述横向肋筋沿所述横梁主体的长度方向延伸；
[0022]所述横梁主体的两端部分别设置有弧形肋筋，所述弧形肋筋位于所述横梁主体的部分外周，且所述弧形肋筋的一端连接于所述连接板上靠近所述中间块的一侧，所述弧形肋筋的另一端连接至所述横梁主体。
[0023]进一步地，所述外框架包括：
[0024]两个相对设置的第一架体，所述第一架体与所述第二纵梁平行设置并位于所述第一纵梁的外侧，所述第一架体的两端分别连接至两个相对设置的所述延伸臂体；
[0025]两个相对设置的第二架体，所述第二架体位于所述连接横梁的上方，且所述第二架体的两端分别连接至两个所述第一架体；
[0026]中间架体，位于所述第二纵梁的上方，所述中间架体的两端分别连接至两个所述第二架体。
[0027]进一步地，所述放置空间的内壁面间隔形成有多层挂接层，一层所述挂接层用于挂设一个所述电池包；
[0028]所述第二纵梁、所述中间架体、所述第一架体的内侧分别设置有若干个挂板，位于同一水平面上的多个所述挂板形成所述挂接层。
[0029]进一步地，所述第二架体与所述延伸臂体之间、以及所述中间架体与所述横梁主体之间分别连接有加强板。
[0030]本专利技术的另一个目的在于提出一种铸造横梁结构优化方法，以能够获得满足在各种极限受力工况下的使用强度且质量最小化的铸造横梁。
[0031]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0032]铸造横梁结构优化方法，基于如上所述的车架，所述铸造横梁结构优化方法用于对所述放置框架的铸造横梁进行拓扑优化，包括以下步骤：
[0033]S1：制定所述铸造横梁的拓扑优化空间模型；
[0034]S2：设定所述车架在车辆满载状态下的极限受力工况；
[0035]S3：拓扑优化分析，将在所述极限受力工况下所述铸造横梁的最大承受应力作为约束条件，以所述铸造横梁的质量最小化作为优化目标，对所述拓扑优化空间模型进行拓扑优化分析；
[0036]S4：获得拓扑优化下的所述铸造横梁并进行强度验算。
[0037]本专利技术的有益效果为：
[0038]通过间隔设置多段车架本体，并在相邻两段车架本体之间连接放置框架，在放置框架内侧形成有多个用于放置电池包的放置空间；同时使放置框架的两端分别向车架本体
的外侧延伸，以使形成的放置空间的部分结构能够位于车架本体的外侧，即能够增加单独将电池包安装在车架本体的内侧或外侧的使用空间，将车架本体的内侧和外侧的空间相连通以作为安装电池包的放置空间，增加了放置电池包的使用空间，从而能够在放置空间内安装体积较大或者更大的电池包，有利于解决车辆续航里程的问题；并且相对于将电池包直接挂设在车架本体的外侧而言，将电池包放置在放置空间内的美观性较好；而且，由于电池包没有直接挂设在车架本体的第一纵梁上，以能够降低对第一纵梁的刚度和强度需求，以使第一纵梁的制作成本较低；同时，使放置框架向车架本体的外侧延伸的部分的长度可调，以能够根据电池包的具体体积调节放置框架的尺寸，以使形成的放置空间的大小能够与电池包的尺寸相匹配，从而能够在放置空间内放置多种尺寸不同的电池包，以使通用性和适用性较好。
[0039]本专利技术的铸造横梁结构优化方法能够对上述车架中的主要受力部件铸造横梁进行拓扑优化，将车架在极限受力工况下铸造横梁的最大承受应力作为约束条件，以铸造横梁的质量最小化作为优化目标，从而能够获得满足使用强度且质量最小化的铸造横梁，有利于铸造横梁以及整个车架的轻量化设计，使车架的重量较轻。
附图说明
[0040]图1是现有技术中电池包在车架上的安装结构示意图；
[0041]图2是本专利技术提供的车架的结构示意图；
[0042]图3是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.车架，其特征在于，包括：多段车架本体(1)，多段所述车架本体(1)间隔设置；放置框架(2)，相邻两段所述车架本体(1)之间连接有所述放置框架(2)，所述放置框架(2)的内侧形成有多个用于放置电池包(3)的放置空间(21)，且所述放置框架(2)的两端分别向所述车架本体(1)的外侧延伸，以使所述放置空间(21)的部分结构位于所述车架本体(1)的外侧，且所述放置框架(2)向所述车架本体(1)的外侧延伸的部分的长度可调。2.如权利要求1所述的车架，其特征在于，所述车架本体(1)包括平行设置的两根第一纵梁(11)，所述放置框架(2)包括：连接横梁(22)，设置于两根所述第一纵梁(11)之间，且所述连接横梁(22)的两端分别向所述第一纵梁(11)的外侧延伸，所述连接横梁(22)的长度可调；第二纵梁(23)，所述第二纵梁(23)与所述第一纵梁(11)平行设置并连接于相邻两个所述连接横梁(22)之间；外框架(24)，连接于相邻两个所述连接横梁(22)之间且向所述第一纵梁(11)的外侧延伸，所述外框架(24)的尺寸可调，所述第二纵梁(23)设置于所述外框架(24)内，以能够将所述外框架(24)的内部分隔成多个所述放置空间(21)。3.如权利要求2所述的车架，其特征在于，所述连接横梁(22)包括：铸造横梁(221)，所述第二纵梁(23)连接于所述铸造横梁(221)上，所述铸造横梁(221)的两端部分别连接至两根所述第一纵梁(11)；延伸臂体(222)，所述铸造横梁(221)的两端部分别连接有所述延伸臂体(222)，所述延伸臂体(222)位于所述第一纵梁(11)的外侧，且所述延伸臂体(222)的长度可调。4.如权利要求3所述的车架，其特征在于，所述铸造横梁(221)采用拓扑优化分析获得。5.如权利要求3所述的车架，其特征在于，所述铸造横梁(221)包括：横梁主体(2211)，所述横梁主体(2211)上环设有中间块(2212)，所述第二纵梁(23)连接至所述中间块(2212)，且所述横梁主体(2211)的两端分别设置有连接板(2214)，所述连接板(2214)用于与所述第一纵梁(11)连接。6.如权利要求5所述的车架，其特征在于，所述中间块(2212)上设置有横向肋筋(2215)，所述横向肋筋(221...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，何选景，张能忠，贺高峰，
申请(专利权)人：上海苇渡汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：