電動(dòng)汽車(chē)的后懸架和車(chē)身的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可提高空間利用率及碰撞安全的電動(dòng)汽車(chē)的后懸架以及車(chē)身。
【背景技術(shù)】
[0002]非獨(dú)立式懸架(車(chē)軸)以及半獨(dú)立扭轉(zhuǎn)梁式懸架(車(chē)軸)非常廣泛地使用于小型、中小型的乘用車(chē)上。
[0003]如圖5所示，常見(jiàn)的半獨(dú)立扭轉(zhuǎn)梁式懸架均由兩根縱向托臂11以及一根連接它們的橫梁12組成。如圖5和圖6所示，現(xiàn)有技術(shù)的扭轉(zhuǎn)梁式懸架中，縱向托臂11的后端(本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，前端、后端都是以正常的行駛方向?yàn)榍胺?與車(chē)輪支架(圖中未示出)相連接，在靠近該端點(diǎn)的位置，縱向托臂11還通過(guò)相應(yīng)托盤(pán)與彈簧及減震器(圖中未示出)相連接；縱向托臂11的前端則通過(guò)襯套支撐14與車(chē)身15的底部相連接。這樣，襯套支撐14都布置在后車(chē)輪13的軸線之前，該襯套支撐14固定連接在一個(gè)重要的車(chē)身結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)上。這個(gè)節(jié)點(diǎn)一般是車(chē)身門(mén)檻梁與后座椅橫梁或者與后底板橫梁的連接部位。
[0004]在這種懸架中，后車(chē)輪13，更準(zhǔn)確地說(shuō)是后車(chē)輪13的車(chē)輪支架只擁有一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。它是由于彈簧伸縮而產(chǎn)生的上下跳運(yùn)動(dòng)，可以近似理解為在Z方向(豎直方向)的平動(dòng)，其它的兩個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度都因縱向托臂11和橫梁12之間的連接而被限制了。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，如今的半獨(dú)立的扭轉(zhuǎn)梁式懸架的運(yùn)動(dòng)性能已能達(dá)到多連桿獨(dú)立懸掛的水平，但其價(jià)格遠(yuǎn)低于后者，因而得到非常廣泛的應(yīng)用。
[0005]隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的汽車(chē)制造商開(kāi)始制造純電動(dòng)汽車(chē)，現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)汽車(chē)，常常采用傳統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)梁式懸架，通常情況下，將電池盒16布置在后車(chē)輪13的軸線之前的底板部位，以放置作為動(dòng)力的電池，并在汽車(chē)門(mén)檻梁17與底板中部的電池盒16之間留出緩沖空間，在側(cè)碰撞時(shí)，門(mén)檻梁17吸收能量變形，為電池提供保護(hù)，減少和避免電動(dòng)汽車(chē)的電池在碰撞后起火及爆炸的危險(xiǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于，由于設(shè)置保護(hù)空間使可鋪設(shè)電池的空間進(jìn)一步減少，也就降低了電動(dòng)汽車(chē)的電池?cái)?shù)量以及續(xù)航里程。
[0006]在上下輪跳的過(guò)程中，橫梁能在垂直方向上有著最大+_100mm的運(yùn)動(dòng)。在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)中，尾氣排放系統(tǒng)是通過(guò)底板坑道延伸到汽車(chē)尾部的。因此需要在后懸架的橫梁和尾氣排放系統(tǒng)之間有足夠的空間來(lái)實(shí)現(xiàn)橫梁的這一上下運(yùn)動(dòng)。也是因此，在傳統(tǒng)汽車(chē)中，將懸架反向安裝，即將襯套支撐布置在車(chē)輪之后，是沒(méi)有空間可行性，同時(shí)也沒(méi)有意義。在傳統(tǒng)汽車(chē)的后車(chē)身底板與懸架之間的空間可以放置油箱，由于燃油是流體，油箱可以做成復(fù)雜的形狀，來(lái)充分利用這一空間。
[0007]電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及尾氣排放系統(tǒng)。因此在車(chē)身后底板區(qū)域能提供新增的可用空間來(lái)放置電池?？紤]到電動(dòng)汽車(chē)的電池在碰撞后起火及爆炸的危險(xiǎn)，必須為電池提供一個(gè)足夠的保護(hù)空間來(lái)吸收掉碰撞能量；特別是汽車(chē)門(mén)檻梁與底板中部電池盒之間的緩沖空間，在側(cè)碰撞時(shí)，門(mén)檻梁吸收能量變形。由于該保護(hù)空間的存在，變形的門(mén)檻梁不會(huì)直接擠壓電池盒造成危險(xiǎn)。但這些保護(hù)的空間使本來(lái)就緊張的可鋪設(shè)電池空間進(jìn)一步減少，也就降低了電動(dòng)車(chē)的電池?cái)?shù)量以及續(xù)航里程。
[0008]因?yàn)槿加褪且后w，因而傳統(tǒng)汽車(chē)的油箱可通過(guò)復(fù)雜的幾何造型來(lái)充分利用車(chē)身與懸架之間的空間，而電池卻無(wú)法高效利用這些空間。
[0009]此外，對(duì)于使用傳統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)梁式懸架的電動(dòng)汽車(chē)，還可以在橫梁之后的車(chē)身后底板下面的空間中增加布置電池，但其缺陷在于，在發(fā)生尾部碰撞時(shí)，這樣布置的電池幾乎沒(méi)有任何保護(hù)，電池受到碰撞可能會(huì)起火、爆炸，因此這種設(shè)計(jì)在實(shí)踐中無(wú)法滿足碰撞安全要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于電動(dòng)汽車(chē)的懸架及車(chē)身，在滿足對(duì)電池的提供足夠的安全防護(hù)的條件下，提供更大的布置電池的規(guī)則空間，以布置更多的電池，提高續(xù)航里程。
[0011]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明首先提供了一種電動(dòng)汽車(chē)的后懸架，所述后懸架為扭轉(zhuǎn)梁式懸架，包括兩根縱向托臂和連接所述縱向托臂的橫梁，其改進(jìn)點(diǎn)在于，所述縱向托臂的前端與車(chē)輪支架連接，后端通過(guò)襯套支撐與車(chē)身連接，所述橫梁位于后車(chē)輪的軸線之后；所述橫梁之前的車(chē)底新增安裝電池的規(guī)則空間。
[0012]作為優(yōu)選，該規(guī)則空間的縱向長(zhǎng)度在300-450mm之間。
[0013]作為優(yōu)選，所述橫梁的材料選擇高強(qiáng)度的材料以保護(hù)其前方的電池。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，橫梁的材料的抗拉強(qiáng)度高于600MPa，整個(gè)橫梁的強(qiáng)度，以三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，彎曲強(qiáng)度達(dá)到40KN以上，能為其前方的電池提供可靠的保護(hù)。
[0014]作為優(yōu)選，所述縱向托臂的材料選用高強(qiáng)度的材料以保護(hù)位于兩根縱向托臂之間的電池。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，縱向托臂的材料的抗拉強(qiáng)度高于600MPa，并使整個(gè)縱向托臂的軸向壓潰力達(dá)到30KN以上，能為兩根縱向托臂之間的電池提供可靠的保護(hù)。
[0015]作為優(yōu)選，在發(fā)生尾部碰撞時(shí)，高強(qiáng)度的縱向托臂推動(dòng)車(chē)輪向前移動(dòng)，直到車(chē)輪被門(mén)檻梁支撐住；此結(jié)構(gòu)能減小底板和橫梁向車(chē)身內(nèi)部的擠入和變形，因而保護(hù)了位于兩根縱向托臂之間的電池。同時(shí)，縱向托臂產(chǎn)生部分塑性變形，在50公里/小時(shí)后碰撞時(shí)，每一根縱向托臂可以吸收4KJ以上的能量。
[0016]作為優(yōu)選，車(chē)輪與縱向托臂相連，縱向托臂與橫梁相連，在發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)，后懸架因此能對(duì)車(chē)輪提供側(cè)向支撐而使位于其中的電池受到車(chē)輪的保護(hù)。
[0017]作為優(yōu)選，其車(chē)輪的傾角/束角-輪跳性能需要通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)整，使該車(chē)軸具有良好的自轉(zhuǎn)向性能。
[0018]作為優(yōu)選，其橫梁的位置及截面形狀需要通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)整、使其剪切中心位于橫梁的重心附近，(現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)橫梁的剪切中心都離重心較遠(yuǎn))，縱向托臂的幾何空間走向及截面位置需要通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)整，使該車(chē)軸具有良好的自轉(zhuǎn)向性能。
[0019]上述調(diào)整與具體的車(chē)型有關(guān)，因此不限定具體參數(shù)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
[0020]本發(fā)明還提供了一種與所述的后懸架相配合的車(chē)身，所述車(chē)身的后縱梁、車(chē)尾的碰撞管理系統(tǒng)(CMS)、后底板橫梁相連接形成一個(gè)加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，所述加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)還設(shè)有一個(gè)向上延伸的加強(qiáng)桿，所述加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)襯套支撐與所述縱向托臂的后端連接。
[0021]本發(fā)明同時(shí)提供了另外一種電動(dòng)汽車(chē)的后懸架電動(dòng)汽車(chē)的后懸架，所述后懸架為多連桿懸架，其改進(jìn)點(diǎn)在于，所述多連桿懸架包括與車(chē)身相連接的一根縱向連桿以及與副車(chē)架相連接的二到四根橫向連桿，所述縱向連桿的前端與車(chē)輪支架連接，后端與車(chē)身連接。副車(chē)架因此可以向后移動(dòng)100到200mm，增加規(guī)則的空間，增加電池的擺放量。
[0022]本發(fā)明的懸架及車(chē)身至少具有如下有益效果:
[0023](1)本發(fā)明的懸架突破現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)設(shè)計(jì)，將縱向托臂(縱向連桿)反向設(shè)置，在后懸架的橫梁之前的安全區(qū)域騰出新的規(guī)則空間以放置電池，增加電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。由于新增的布置電池的空間位于后懸架的橫梁之前，在碰撞時(shí)，這些空間將受到周?chē)考谋Ｗo(hù)，提高安全性。在發(fā)生尾部碰撞時(shí)，懸架的高強(qiáng)度橫梁能很好的保護(hù)電池，因?yàn)闄M梁通常具有高的剛度及強(qiáng)度；此外，在發(fā)生尾部碰撞中，車(chē)輪可以通過(guò)高強(qiáng)度的縱向托臂被向前擠入車(chē)身而被車(chē)身的門(mén)檻梁支撐住，減小底板的侵入或變形量，因而保護(hù)了其中的電池。而在側(cè)碰撞中，電池可以受到車(chē)輪以及高強(qiáng)度的縱向托臂和高強(qiáng)度橫梁的保護(hù)。高強(qiáng)度為600MPa以上的強(qiáng)度。
[0024](2)本發(fā)明的車(chē)身與反向設(shè)置的懸架相配合，進(jìn)行重新布置，在后車(chē)輪的軸線之后的車(chē)身上構(gòu)造一個(gè)新的堅(jiān)固的加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，該加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)由車(chē)身的后縱梁、車(chē)尾碰撞管理系統(tǒng)(CMS)、后底板橫梁相連接而形成，保證縱向托臂(縱向連桿)的位置穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為應(yīng)用本發(fā)明的后懸架和車(chē)身的電動(dòng)汽車(chē)(部分)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1的另一個(gè)方向(從車(chē)底方向看)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為圖1中的電動(dòng)汽車(chē)去掉車(chē)輪后的另一個(gè)方向的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為圖1中的電動(dòng)汽車(chē)的后懸架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖5為現(xiàn)有技術(shù)的后懸架和車(chē)身(部分)的電動(dòng)汽車(chē)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖6為圖5中的電動(dòng)汽車(chē)去掉車(chē)輪后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0032]首先說(shuō)明的是，在本專(zhuān)利的權(quán)利要求書(shū)和說(shuō)明書(shū)中，前方均指的是汽車(chē)正常行駛的方向。
[0033]圖1為應(yīng)用本發(fā)明的后懸架和車(chē)身的電動(dòng)汽車(chē)(部分)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的另一個(gè)方向(從車(chē)底方向看)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1中的電動(dòng)汽車(chē)去掉車(chē)輪后的另一個(gè)方向的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的后懸架的立體結(jié)構(gòu)，圖4中的箭頭方向?yàn)榍胺?，即?chē)輛的前進(jìn)方向。
[0034]如圖1-圖4所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車(chē)的后懸架，所述的后懸架為扭轉(zhuǎn)梁式懸架，包括兩根縱向托臂21和連接兩根縱向托臂21的橫梁22，本發(fā)明的改進(jìn)點(diǎn)在于，將縱向托臂21反向布置，即縱向托臂21的前端與車(chē)輪支架(圖中未示出)連接，縱向托臂21的后端通過(guò)襯套支撐24與車(chē)身(圖中未示出)連接，橫梁22位于后車(chē)輪的軸線之后，橫梁22之前的車(chē)底新增安裝電池的規(guī)則空間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本發(fā)明的反向布置的后懸架的電動(dòng)汽車(chē)，可在后懸架的橫梁22之前，騰出更多規(guī)則空間，以用于布置更多的電池，以提高電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。該規(guī)則空間可以受到剛度和強(qiáng)度都比較高的橫梁22的保護(hù)，在發(fā)生尾部碰撞時(shí)，降低電池受到碰撞而發(fā)生起火、爆炸的危險(xiǎn)。其中，如圖4所示，縱向托臂21的前端設(shè)置有用于與車(chē)輪支架連接的連接法蘭28，其設(shè)置方式與現(xiàn)有技術(shù)類(lèi)似，為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，因而不再贅述。如圖1-圖4所示，
[0035]此外，雖然圖4中沒(méi)有示出，縱向托臂11上還連接有減震器和彈簧等部件，其設(shè)置方式與現(xiàn)有技術(shù)類(lèi)似，因而不再贅述。
[0036]如圖1-圖4所示，由于后懸架結(jié)構(gòu)的改變，與本發(fā)明的后懸架相配合的車(chē)身也要進(jìn)行改進(jìn)，其重要改變?cè)谟冢跈M梁22之前的車(chē)底，將普通汽車(chē)用于放置油