后地板总成结构作为电动汽车车身乘员舱构成的重要零件之一,起到承载座椅、乘员的重要作用,对乘员舱的密封、NVH起关键作用。后地板两侧轮罩连接侧围总成,下部与后悬架连接,其刚度影响整车刚度和整车操稳性能,同时其是后碰的关键传力路径之一,对乘员舱的保护至关重要。
传统后地板结构为多个钢制冲压件或铝制冲压件及铝型材构成,零件之间的连接处有较大的结构重叠,导致重量增加。各个结构之间需通过焊接或者铆接的方式连接在一起,连接缝需要用特殊的胶进行密封,工艺复杂,密封性不佳,影响整车NVH性能,不满足节能环保要求。
为此,奇瑞发明专利CN 115447676 A提供了一种电动汽车后地板结构,包括后地板本体及设置在两侧的后纵梁,设于后纵梁前端与门槛梁连接的前端连接接头,设于后纵梁后端与后纵梁后段连接的后端连接接头,前端连接接头之间设有后地板前横梁,后端连接接头之间设有后地板后横梁,后纵梁之间设有后地板中横梁。本发明电动汽车后地板结构简单、成本低、安装精度好,提升碰撞安全及刚度性能,具有较强的实用性和较好的应用前景。
电动汽车后地板结构为一体式结构,包括后地板本体及设置在两侧的后纵梁,设于后纵梁前端与门槛梁连接的前端连接接头,设于后纵梁后端与后纵梁后段连接的后端连接接头,前端连接接头之间设有后地板前横梁,后端连接接头之间设有后地板后横梁,后纵梁之间设有后地板中横梁。
整体式结构安装精度好、成本低,门槛梁、前端连接接头、后纵梁、后端连接接头、后纵梁后段通过接头结构有效的连接在一起,形成一个从前到后的整体贯穿梁结构,在发生正面碰撞或侧面碰撞的时候,产生的力可以有效的通过接头将力向车后和车的另一侧传递,有效降低对乘员的伤害。
后地板一体结构的前部设有与门槛梁连接的前端连接接头,前端连接接头一侧与门槛梁侧边贴合,采用连接螺栓或是自攻钉连接。在前端连接接头上方设有一体成型的搭接边沿,搭接边沿与门槛梁上方搭接,成半包搭接结构,前端连接接头背面设有横向及纵向的加强筋。
这种压铸成型的一体结构可以根据碰撞受力的情况自由设计其结构强度,局部可以设计加强筋加强筋可以是细条状分布也可以是蜂窝状分布。在发生正面碰撞或侧面碰撞的时候,产生的力可以有效的通过这个接头将力向车后和车的另一侧传递,有效降低对乘员的伤害。
后地板一体结构的中部包含后地板本体,布置在两侧的后轮罩,由前向后依次间隔设置的后地板前横梁、后地板中横梁,后地板后横梁这些结构组是乘员舱的重要组成部分,除了作为传统汽车后地板的功能外,这种一体成型的结构对车身整体的弯曲、扭转刚度起到良好的作用,对正面和侧面碰撞力的传递起到很好的分解作用。
后地板本体作为地板总成的蒙皮结构,根据局部刚度、模态的需求,可以布置加强筋来加强。后轮罩连接在侧围支撑梁上,后轮罩作为与侧围支撑梁连接的关键结构,其上集成了后减震器安装点,同时轮罩上可以布置横向加强筋提升减震器安装点Y向刚度和整车的扭转性能。后地板前横梁及后地板中横梁作为关键的承载结构,为了提升后排座椅安装点的刚度,在需要加强的地方设计加强筋或者增加厚度来实现加强。
后地板一体结构后方设有后纵梁,其截面为U型结构,上面集成了后副车架及弹簧座安装点,U型结构内侧可以布置纵向和横向的加强筋,提升后纵梁连接点的刚度和强度,同时后副车安装点集成在一个零件上,可以减少拼接结构带来的公差累积,提升安装点精度。
后地板一体结构的后部包含与后纵梁后段后端连接接头,此接头结构为口字形截面,后纵梁后段插入此口字形封闭截面结构内,与后端连接接头形成了一个有效的连接,通过自攻钉或者连接螺栓连接。后端连接接头、后纵梁后段、前端连接接头及门槛梁连接在一起,承接碰撞力的传递,保证结构的有效性。
后地板结构为采用铝合金压铸成型的一体结构,采用铝合金材料通过高压真空压铸工艺实现。一体结构提升了其与侧围及门槛梁连接点的刚度和强度。门槛梁、前端连接接头、后纵梁、后端连接接头、后纵梁后段通过接头结构有效的连接在一起,形成一个从前到后的整体贯穿梁结构,同时通过后轮罩与侧围支撑梁及后纵梁连接形成侧面环状结构,对车身骨架整体的刚度、正碰、后碰都起到较好的提升作用。
压铸工艺所用的材料为一种合金铝材料,合金元素可以是镁、铜、硅、锰中的一种或者几种的组合,本实施例中采用铝合金制作该后地板;高压真空铸造的技术特点为可成型复杂的结构和薄壁的结构;压铸用的压机吨位需在6500吨以上,压铸时的压力需在30Mpa以上;选用免热处理的多重元素合金铝材料压铸后的产品在强度、延展性方面均达到要求,不需要进行热处理和后续的整形。
综上所述:将后地板本体、后纵梁、后轮罩、后地板前横梁、后地板中横梁、后地板后横梁等结构按照压铸件的工艺集成为一个整体,采用铝硅镁锰等免热处理材料,通过高压铸造的工艺方式一体成型。结构设计过程中可以根据需求自由设计不同区域的结构厚度,有效的连接周边的零件。地板横梁、纵梁等横向和纵向的梁结构可以根据其功能和性能的需求自由的布置加强筋的位置和厚度,使性能与重量达到最佳平衡。可很好的满足电动汽车车身在轻量化、缩短制造流程、减少零件数量、提升生产效率等方面的需求。采用铝合金一体压铸成型,结构简单成本低,可以有效的降低零件重量,提高生产效率,提升安装点尺寸精度,提升碰撞安全及刚度性能,降低生产成本和管理成本。
奇瑞新能源电动汽车后地板结构包括后地板本体及设置在两侧的后纵梁,还包括设于后纵梁前端与门槛梁连接的前端连接接头,以及设于后纵梁后端与后纵梁后段连接的后端连接接头,前端连接接头之间设有后地板前横梁,后端连接接头之间设有后地板后横梁,后纵梁之间设有后地板中横梁。奇瑞新能源汽车后地板结构简单、成本低、安装精度好,提升碰撞安全及刚度性能,具有较强的实用性和较好的应用前景。