本發(fā)明涉及汽車制造領(lǐng)域，特別涉及一種弱混合動(dòng)力汽車。

背景技術(shù)：

混合動(dòng)力汽車是具有低油耗和低污染的新一代清潔汽車，它是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛與電動(dòng)車輛的有效組合。目前，混合動(dòng)力汽車分為強(qiáng)混合動(dòng)力汽車、中度混合動(dòng)力汽車、和弱混合動(dòng)力汽車(Micro hybrid electric vehicle)。其中弱混(或稱之為輕度混合)技術(shù)(Mild Hybrid)主要包括起停(Start–Stop)、皮帶傳動(dòng)啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī)(Belt-driven Starter/Generator，BSG)技術(shù)，BSG系統(tǒng)就是利用一種電機(jī)，該電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)在極短時(shí)間內(nèi)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由零增加至怠速以上，從而實(shí)現(xiàn)汽車的快速啟停的裝置。

具體地，在弱混合動(dòng)力汽車中，電機(jī)設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)與前圍板之間并與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體固定連接。電機(jī)用于：汽車在紅燈前和堵車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)暫停工作，當(dāng)車輛識(shí)別到駕駛員有起步意圖時(shí)，系統(tǒng)通過BSG系統(tǒng)的電機(jī)快速地啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就消除了發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工作時(shí)的油耗、排放與噪聲。正常行駛工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作并驅(qū)動(dòng)BSG系統(tǒng)的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，給蓄電池充電。

相比于傳統(tǒng)的汽油機(jī)車型，弱混合動(dòng)力汽車中，電機(jī)占據(jù)了發(fā)動(dòng)機(jī)與前圍板之間的空間，造成發(fā)動(dòng)機(jī)與前圍板支架之間的有效碰撞空間減小。當(dāng)弱混合動(dòng)力汽車遭到正面撞擊時(shí)，由于有效碰撞空間減小，沖擊經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)直接傳遞至前圍板，導(dǎo)致前圍板變形并朝向駕駛艙凸出，影響駕駛員及乘員安全。因此，現(xiàn)有弱混合動(dòng)力汽車的安全性能較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是，現(xiàn)有弱混合動(dòng)力汽車的安全性能較低。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種弱混合動(dòng)力汽車，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和前圍板，所述電機(jī)設(shè)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)和前圍板之間；

在所述電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間設(shè)有支架，所述電機(jī)通過支架與發(fā)動(dòng)機(jī)連接；

所述支架適于：在汽車遭受正面碰撞致所述電機(jī)受到發(fā)動(dòng)機(jī)的沖擊時(shí)先于所述前圍板斷裂。

可選地，所述電機(jī)具有殼體，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有缸體；

所述支架設(shè)于所述殼體上，所述殼體通過支架與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體連接。

可選地，所述支架在斷裂時(shí)受到的沖擊力不超過所述前圍板所能承受的最大結(jié)構(gòu)剛度值。

可選地，所述支架在斷裂時(shí)受到的沖擊力等于所述前圍板所能承受的最大結(jié)構(gòu)剛度值。

可選地，所述支架是使用鑄造工藝制成。

可選地，所述支架具有在垂直于汽車前后方向的方向上與所述殼體間隔設(shè)置的連接部，所述支架通過所述連接部與所述缸體連接。

可選地，所述連接部與所述缸體具有至少兩個(gè)連接位置。

可選地，所述支架設(shè)有開口朝向所述發(fā)動(dòng)機(jī)開設(shè)的至少一個(gè)凹槽，所述凹槽作為壓潰空間。

可選地，所述支架與所述缸體之間為螺栓連接方式。

可選地，所述支架與所述殼體之間為一體成型。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

在汽車遭受正面撞擊時(shí)，支架遭到擠壓先于前圍板斷裂。

一方面，支架斷裂，釋放了碰撞空間，發(fā)動(dòng)機(jī)在撞擊時(shí)在該碰撞空間內(nèi)移動(dòng)，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)向電機(jī)傳遞沖擊的路徑中斷，傳遞至前圍板上的沖擊力極大減小，確保前圍板不會(huì)變形或者變形量很小，極大減小了前圍板向駕駛艙內(nèi)的侵入位移量，降低了駕駛員及乘員受到傷害的風(fēng)險(xiǎn)，提升汽車安全性能。

另一方面，支架在斷裂過程中也吸收了沖擊產(chǎn)生的能量，這進(jìn)一步削弱了傳遞到前圍板上的能量，進(jìn)一步減小了前圍板向駕駛艙內(nèi)的侵入位移量，提升汽車安全性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例的弱混合動(dòng)力汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的位置關(guān)系示意圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例的弱混合動(dòng)力汽車中，電機(jī)的立體圖；

圖3是弱混合動(dòng)力汽車在遭到正面撞擊時(shí)電機(jī)與前圍板的碰撞力隨時(shí)間變化的示意圖，其中曲線A為現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)與前圍板的碰撞力隨時(shí)間變化的示意圖，曲線B為圖1所示弱混合動(dòng)力汽車中電機(jī)與前圍板的碰撞力隨時(shí)間變化的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

參照圖1和圖2，本實(shí)施例的弱混合動(dòng)力汽車包括：

電機(jī)1，具有殼體10，在殼體10上設(shè)有支架11，支架11與殼體10為一體成型；

發(fā)動(dòng)機(jī)2，具有缸體20；

前圍板4，所述電機(jī)1設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)2和前圍板4之間；

發(fā)動(dòng)機(jī)2的缸體20與支架11固定連接；

支架11適于：在汽車遭受正面撞擊時(shí)接收到發(fā)動(dòng)機(jī)2傳遞的沖擊力而先于前圍板4斷裂。

與現(xiàn)有弱混合動(dòng)力汽車相比，在汽車遭受正面撞擊時(shí)，支架11遭到擠壓斷裂。一方面，支架11斷裂，釋放了碰撞空間，發(fā)動(dòng)機(jī)2在撞擊時(shí)在該碰撞空間內(nèi)移動(dòng)，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)2向電機(jī)1傳遞沖擊的路徑中斷，傳遞至前圍板4上的沖擊力極大減小，確保前圍板4不會(huì)變形或者變形量很小，極大減小了前圍板4向駕駛艙內(nèi)的侵入位移量，降低了駕駛員及乘員受到傷害的風(fēng)險(xiǎn)，提升汽車安全性能。

另一方面，支架11的斷裂過程對沖擊力傳遞起到緩沖作用，避免前圍板 4提前遭受較大沖擊力作用。而且，支架11在斷裂過程中也吸收了沖擊產(chǎn)生的能量，這進(jìn)一步削弱了傳遞到前圍板4上的能量，減小了前圍板4向駕駛艙內(nèi)的侵入位移量，提升汽車安全性能。

再者，為降低生產(chǎn)成本，縮短零件試驗(yàn)驗(yàn)證周期，加快新車型上市速度，現(xiàn)代汽車產(chǎn)業(yè)開始采用模塊化架構(gòu)開發(fā)技術(shù)，這種架構(gòu)開發(fā)的最大優(yōu)勢是可以在同一個(gè)架構(gòu)上衍生出許多不同級別和不同品牌的車型，充分考慮零部件的互換性、共用性，實(shí)現(xiàn)零部件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，使它們在不同車型中實(shí)現(xiàn)共享。本發(fā)明技術(shù)方案就解決了架構(gòu)開發(fā)中傳統(tǒng)車型與弱弱混合動(dòng)力汽車在共用車身的情況下，弱混合動(dòng)力汽車增加電機(jī)后碰撞空間相對不足的問題，使弱混合動(dòng)力汽車中動(dòng)力總成對前圍板的撞擊達(dá)到傳統(tǒng)車型的撞擊水平。這樣，帶有支架11的電機(jī)1可以直接應(yīng)用于傳統(tǒng)車型，實(shí)現(xiàn)互換性、共用性。

應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在解決了弱混合動(dòng)力汽車中動(dòng)力總成碰撞空間不足的問題時(shí)，支架11還應(yīng)滿足安裝強(qiáng)度的需求。因此，該怎樣設(shè)計(jì)支架11，支架11在承載多少碰撞力時(shí)失效，都是需要考慮的問題。而且，在實(shí)際碰撞過程中，電機(jī)與前圍板的碰撞力隨時(shí)間變化時(shí)非常快，很難控制，怎樣選擇這個(gè)碰撞力水平，這些都是在設(shè)計(jì)過程中需要解決的主要問題。

如圖1和圖2所示，支架11采用鑄造工藝制成，通過4個(gè)螺栓3與缸體20連接而形成了四個(gè)支撐安裝點(diǎn)，該支撐安裝點(diǎn)不僅起到安裝作用，還起到支撐作用。由于缸體20沒有規(guī)則的平面，四個(gè)支撐安裝點(diǎn)各有不同，支撐的強(qiáng)度也會(huì)不同，因此首先要根據(jù)安裝空間設(shè)計(jì)出一個(gè)初始的支架數(shù)模結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)際整車碰撞仿真情況，建立相應(yīng)的子系統(tǒng)模型，在子系統(tǒng)中進(jìn)行優(yōu)化驗(yàn)證。

結(jié)合參照圖3，曲線A為現(xiàn)有弱混合動(dòng)力汽車在遭到正面撞擊時(shí)電機(jī)與前圍板的碰撞力隨時(shí)間變化的示意圖，曲線B為本實(shí)施例的弱混合動(dòng)力汽車在遭到正面撞擊時(shí)電機(jī)1與前圍板4之間的碰撞力隨時(shí)間變化的示意圖，兩種情形下前圍板為同一種鋼板；

首先，參照曲線A、B，在汽車遭到撞擊時(shí)電機(jī)與前圍板的碰撞力瞬間增大。

接著，并在撞擊后大約0.0035s～0.0045s(階段C)的范圍內(nèi)，碰撞力比較穩(wěn)定，略大于80KN。此時(shí)80KN為現(xiàn)有弱混合動(dòng)力汽車中前圍板所受碰撞力，該碰撞力接近前圍板的最大結(jié)構(gòu)剛度，前圍板接近斷裂失效。此時(shí)，應(yīng)設(shè)想本技術(shù)方案的弱混合動(dòng)力汽車中，支架11的四個(gè)安裝支撐點(diǎn)要同時(shí)先于前圍板接近斷裂失效。由于四個(gè)安裝支撐點(diǎn)強(qiáng)度不一樣，在進(jìn)行子系統(tǒng)初始碰撞分析時(shí)，各個(gè)安裝支撐點(diǎn)表現(xiàn)的力學(xué)性能不相同，失效時(shí)刻也不一致。因此，在整個(gè)仿真模擬過程中，需要對階段C的4個(gè)安裝支撐點(diǎn)進(jìn)行逐一分析，對在階段C未失效的安裝支撐點(diǎn)進(jìn)行弱化處理，例如減小厚度，對在進(jìn)入階段C之前就已經(jīng)失效的安裝支撐點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化處理，例如增大厚度，確保4個(gè)安裝支撐點(diǎn)在階段C同時(shí)失效。而且，避免4個(gè)安裝支撐點(diǎn)在階段C之前失效，確保支架11具有較大支撐強(qiáng)度。

緊接著，參照曲線A，在現(xiàn)有弱混合動(dòng)力汽車中，在經(jīng)過階段C后，即在撞擊經(jīng)歷0.0045s之后，電機(jī)與前圍板的碰撞力急劇增大，在0.0045s附近，前圍板開始急劇變形。與之相比，參照曲線B，在本實(shí)施例的弱混合動(dòng)力汽車中，在經(jīng)過階段C后，大約在撞擊后0.005s附近，支架11斷裂，電機(jī)1與前圍板4之間的撞擊力開始迅速減小。由此可見，本實(shí)施例的弱混合動(dòng)力汽車具有較佳的安全性能。

對比曲線A、B，設(shè)計(jì)支架11在受到的沖擊力不超過前圍板4所能承受的最大結(jié)構(gòu)剛度值時(shí)斷裂，也就是支架11在前圍板4變形之前就斷裂，能夠更好地保持前圍板4不會(huì)因撞擊而變形，進(jìn)一步降低駕駛員及乘員受傷害的風(fēng)險(xiǎn)。其中，剛度值是零件荷載與位移的比例系數(shù)，即引起單位位移所需的力，前圍板4所能承受的最大結(jié)構(gòu)剛度值是指前圍板4變形所需的外力值。

考慮到在汽車正常工作時(shí)支架11需具有足夠結(jié)構(gòu)剛度來連接電機(jī)1和缸體20，因此支架11的結(jié)構(gòu)剛度也不能太低，例如使用鑄造工藝制造支架11，可使支架11內(nèi)部應(yīng)力較大，支架11的結(jié)構(gòu)剛度較佳。因此，可設(shè)計(jì)支架11在受到的沖擊力等于前圍板4所能承受的最大結(jié)構(gòu)剛度值時(shí)斷裂，支架11不僅具有較高結(jié)構(gòu)剛度，也能在汽車受到撞擊時(shí)及時(shí)斷裂。

因此，在具體應(yīng)用示例中，在支架11的制造階段，應(yīng)當(dāng)根據(jù)前圍板4所能承受的最大結(jié)構(gòu)剛度值來選擇支架11的材料及制造工藝，獲得具有合理結(jié) 構(gòu)剛度的支架11。

參照圖2，支架11具有在垂直于汽車前后方向的方向上與殼體10間隔開的連接部30，支架11與缸體20(參照圖1)在該連接部30通過4個(gè)螺栓3連接，4個(gè)螺栓3圍繞平行于前后方向的一條直線間隔分布，螺栓3能夠提供足夠的支撐強(qiáng)度，以支撐住支架11及電機(jī)1。在汽車受到正面撞擊時(shí)支架11受到?jīng)_擊，螺栓3為應(yīng)力集中區(qū)，螺栓3受到?jīng)_擊力作用而擠壓附近的支架部分，引起螺栓3附件的支架部分?jǐn)嗔?，并進(jìn)一步引起整個(gè)支架11斷裂。

其中，一方面，螺栓3的數(shù)量及其排布方式能夠提供支架11與缸體20所需的安裝支撐強(qiáng)度，另一方面能夠在汽車受到正面撞擊時(shí)擠壓其所述連接的支架部分?jǐn)嗔选?/p>

進(jìn)一步地，連接部30在垂直于汽車前后方向的方向上與殼體10間隔，這可方便地實(shí)現(xiàn)螺栓3裝配，而且，在汽車受到正面碰撞時(shí)，支架11與缸體20連接的部分在沖擊力方向上不會(huì)受到殼體10阻擋，容易發(fā)生斷裂并朝汽車后部I移動(dòng)。這釋放了碰撞空間，為發(fā)動(dòng)機(jī)2(參照圖1)朝向汽車后部I移動(dòng)提供了空間，發(fā)動(dòng)機(jī)2在移動(dòng)過程中消耗了沖擊，降低前圍板4遭受的沖擊力。

更進(jìn)一步地，支架11設(shè)有若干板狀件110，板狀件110的板面111平行于汽車前后方向，所有板狀件110相互連接而圍成若干壓潰空間112，每個(gè)壓潰空間112具有朝向發(fā)動(dòng)機(jī)2開設(shè)的開口(圖中未標(biāo)號(hào)。一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)2所遭受的沖擊傳遞至壓潰空間112內(nèi)，而在其中得到消耗；另一方面，在汽車遭受正面撞擊時(shí)，支架11在連接位置斷裂后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)2朝向電機(jī)1移動(dòng)擠壓板狀件110，板狀件110遭到擠壓而易于斷裂，壓潰空間112相對擴(kuò)寬了碰撞空間，發(fā)動(dòng)機(jī)2能夠在壓潰空間112內(nèi)移動(dòng)，這能更進(jìn)一步降低前圍板4遭受到的沖擊力大小。

在設(shè)計(jì)壓潰空間112時(shí)，作為一種變形例，也可不設(shè)計(jì)支架的連接部在垂直于汽車前后方向的方向上超出殼體外，板狀件本身就能夠受沖擊斷裂。

除支架11設(shè)計(jì)成板狀件110外，作為一種變形例，還可以是：支架11為實(shí)心結(jié)構(gòu)，在其朝向發(fā)動(dòng)機(jī)的表面形成了若干凹槽，該凹槽也可作為壓潰 空間。

另外，圖2中螺栓3的數(shù)量為4個(gè)，并此時(shí)，螺栓3的數(shù)量及位置可保持支架11與缸體20之間具有較佳的連接強(qiáng)度，且能夠在汽車受到撞擊時(shí)螺栓3擠壓支架11至其斷裂。在其他實(shí)施例中，螺栓的數(shù)量及位置可在滿足為支架11提供充分的支撐強(qiáng)度且支架11在螺栓的擠壓下斷裂的要求時(shí)，進(jìn)行合理選擇。

作為一種變形例，支架11與缸體20之間也可選擇鉚接連接方式或其他連接方式。兩者的連接位置可以為至少兩個(gè)，且連接位置的排布可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。