專利名稱：三元結構輕量化電動汽車主體結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車車身主體結構，特別是涉及一種三元結構輕量 化電動汽車主體結構。屬于新能源汽車領域。
背景技術：
近年來，電動汽車得到國內外的高度重視，發(fā)展呼聲很高，國家也相繼 出臺一系列鼓勵政策。但是，市場上可供選擇的電動汽車商品(尤其是純電 動汽車)卻寥寥無幾，對電動汽車市場千呼萬喚，但還是姍姍來遲，究其原 因，除了動力電池技術還未能完全滿足電動汽車的使用要求之外，在電動汽 車的結構和制造模式上的創(chuàng)新不足，是一個重要原因。
當前，純電動汽車的產業(yè)化分為改裝和全新開發(fā)兩種模式。改裝車的好 處是繼承了燃油汽車成熟的底盤和車身，容易拿到生產許可，產業(yè)化速度快， 開發(fā)投入較小，但是經改裝出的電動汽車具有重量過重、動力性能降低、車 型知識產權關系復雜等問題。通過全新開發(fā)電動汽車可以避免以上問題，但 是按照傳統(tǒng)燃油汽車的生產模式開發(fā)新車型的投入巨大，在電動汽車市場尚 處于發(fā)展培育的初期，企業(yè)很難下定決心按這種模式開發(fā)全新的電動汽車。
因此，必須探討一條既能發(fā)揮電驅動優(yōu)勢、又可以降低產業(yè)化門檻的電 動汽車新結構和新生產模式。即新的電動汽車結構必須具備兩個基本特征-
1)輕量化；2)適合小批量單件生產。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，是為了提出一種既可以滿足電動汽車車身輕量化要求， 又適用于小規(guī)模小批量單件生產方式的三元結構輕量化電動汽車主體結構， 可以為電動汽車、尤其是純電動汽車提供安全、新穎的車型。
本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術方案達到-
三元結構輕量化電動汽車主體結構，其結構特點是包括三個獨立的結 構單元，第一結構單元構成電動汽車底盤架，第二結構單元構成電動汽車籠 型箱體，第三結構單元構成電動汽車外觀覆蓋件；由所述底盤架和所述籠型 箱體固定連接成組合式承載車架，在所述組合式承載車架上固定連接覆蓋 件，覆蓋件對內構成對組合車架的包裹結構、對外構成汽車外部造型的主體 結構。
所述覆蓋件可以固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端。
本發(fā)明的目的還可以通過采取如下技術方案達到-
本發(fā)明的一種實施方案是底盤架可以由兩條縱向主梁、左右副梁、前 框架和后框架組成。
本發(fā)明的一種實施方案是在底盤架上可以焊接有支座、支塊和輔助結構，通過所述支座、支塊和輔助結構安裝籠子、底盤零件以及電動動力平臺。
本發(fā)明的一種實施方案是籠型箱體可以是一個整體呈"籠形"的結構 框架，該結構框架由A柱、B柱、C柱、地板梁組、前支撐梁組、后支撐梁 組和車頂梁組組成。
本發(fā)明的一種實施方案是地板梁組合可以固定在底盤架主梁和左右副 梁上，前支撐梁組合、后支撐梁組合分別固定在底盤架的前框架和后框架上。 固定方法以復合材料纏繞和粘接為主，并輔助機械連接。
本發(fā)明的一種實施方案是覆蓋件可以是由若干件幾何結構件拼接而 成，并固定安裝在底盤架和籠型箱體上，所述幾何結構件包括車頭覆蓋件組 合、車尾覆蓋件組合、車頂覆蓋件組合。
本發(fā)明的一種實施方案是部分覆蓋件可以由整體的體積塊構成，或者 由分割成多個體積塊并相互連接的組合體構成；所述體積塊是一個表面帶 殼、內部用發(fā)泡輕質材料填充的實心體，覆蓋件固定在底盤架和/或籠型箱 體上。
本發(fā)明的一種實施方案是部分覆蓋件可以由整體的曲面塊構成，或者 由分割成多個曲面塊并相互連接的組合體構成；所述曲面塊是一個帶厚度和 加強筋的結構件，覆蓋件固定在底盤架和/或籠型箱體上。
本發(fā)明的一種實施方案是籠型箱體的各條梁可以為由碳纖維或玄武巖 纖維復合材料制成的空心結構，在梁的內部空間預埋金屬零件、或用發(fā)泡等 輕質材料填充。
本發(fā)明的一種實施方案是體積塊的外殼可以由碳纖維或玄武巖纖維復 合材料成型、塑料成型、帆布或皮革包裹成型。
本發(fā)明的有益效果是
1. 實現(xiàn)輕量化"三元結構"的三個元素都采用了輕量化的結構和材料， 其中底盤架通過采用輕量合金結構實現(xiàn)輕量化，籠子通過采用纖維復合材料 結構實現(xiàn)輕量化，覆蓋件采用纖維復合材料外殼、內填輕量化發(fā)泡材料結構 實現(xiàn)輕量化。
2. 安全可靠性高以下三方面保證及提高本發(fā)明的安全可靠性1)三 元結構的各個結構部分均按安全第一的原則進行拓撲和尺寸設計；2)三元 結構裝配后互相加強、互相保護，進一步加強安全性；3)由于覆蓋件主要
是由內部填充了發(fā)泡材料的體積塊組成，汽車外表面不再是鋼鐵，而類似于 在汽車外表包裹了一層"棉襖"，當汽車發(fā)生碰撞時對內起到有效緩沖作用， 吸收能量，同時，對行人也具有出色的保護作用。
3. 本發(fā)明具有低成本小批量生產或單件生產的效果由于三元結構的 車型生產無需開鋼模，無需建沖壓生產線和焊接生產線，各個結構元素均可 以采用低成本的工藝和裝備組織生產，容易實現(xiàn)小批量生產甚至單件生產。


圖1是本發(fā)明具體實施例1的整體結構示意圖。圖2是本發(fā)明具體實施例1的底盤架結構示意圖。
圖3是本發(fā)明具體實施例1的底盤架使用狀態(tài)示意圖。
圖4是本發(fā)明具體實施例1的籠型箱體結構示意圖。
圖5a是本發(fā)明具體實施例1的車頭覆蓋體的結構示意圖。
圖5b是本發(fā)明具體實施例1的車尾覆蓋體的結構示意圖。
圖5c是本發(fā)明具體實施例1的車頂覆蓋體的結構示意圖。
圖6是本發(fā)明具體實施例2的車頭覆蓋體的結構示意圖。
圖7是本發(fā)明具體實施例2的車尾覆蓋體的結構示意圖。
圖8是本發(fā)明具體實施例1裝配后(使用狀態(tài))示意圖。
具體實施例方式
具體實施例1:
圖1、圖2、圖3、圖4和圖5a、圖5b、圖5c構成本發(fā)明的一個具體實 施例。
參見圖1，本實施例包括三個獨立的結構單元，第一結構單元構成底盤 架1，第二結構單元構成籠型箱體2，第三結構單元構成覆蓋件3;由所述底 盤架1和所述籠型箱體2固定連接成組合式承載車架，在所述組合式承載車 架的基礎上安裝固定覆蓋件3，該覆蓋件3固定安裝在組合式承載車架的前 端、后端或前端和后端，覆蓋件3對構成對組合車架的包裹結構、對外構成 汽車主體結構的外部造型結構。
參照圖2,本實施例的底盤架1可以由兩條縱向主梁1-1、左右副梁1-2、 前框架1-3和后框架1-4組成。
參照圖3，在底盤架1上可以焊接有支座、支塊和輔助結構，通過所述 支座、支塊和輔助結構安裝籠子、底盤零件以及電動動力平臺。電動動力平 臺包括電池4和電機5，在支座和支架上安裝有轉向系統(tǒng)6、前懸架7、后懸 架8和車輪9。
參照圖4，籠型箱體2可以是一個整體呈"籠形"的結構框架，該結構 框架由A柱2-1、 B柱2-2、 C柱2-3、地板梁組2-4、前支撐梁組2-5、后支 撐梁組2-6和車頂梁組2-7組成。
地板梁組合2-4可以固定在底盤架主梁1-1和左右副梁1-2上，前支撐 梁組2-5、后支撐梁組2-6分別固定在底盤架1的前框架1-3和后框架1-4 上。固定方法以復合材料纏繞和粘接為主，并輔助機械連接。
參照圖5a、圖5b和圖5c，覆蓋件3由三件幾何結構件拼接而成，并固 定安裝在底盤架1和籠型箱體2上，所述幾何結構件包括一體成型式車頭覆 蓋件組合3-1、 一體成型式車尾覆蓋件組合3-2以及一體成型式車頂覆蓋件 組合3-3。本實施例中
籠型箱體2的各條梁可以為由碳纖維或玄武巖纖維復合材料制成的空心 結構，在梁的內部空間預埋金屬零件、或用發(fā)泡等輕質材料填充。
體積塊3-4的外殼可以由碳纖維或玄武巖纖維復合材料成型、塑料成型、
帆布或皮革包裹成型。
圖8構成一款三元結構輕量化電動汽車的外觀圖。
參照圖8，所構成的三無結構輕量化汽車是以三元結構構成車型主體， 以此為基礎，在底盤架上安裝動力平臺以及底盤零部件(例如行駛系)，在 籠子上安裝擋風玻璃和車門等車身零部件，在前后覆蓋件上安裝各種車燈， 便構成一輛完整的輕量化純電動汽車。
具體實施例2:
參照圖4，該實施例與上一個實施例的主要區(qū)別在于部分或全部覆蓋 件是由一些面面結構件組成，結構件固定安裝在組合車架上，覆蓋件之間也 有連接關系。
其他具體實施例
本發(fā)明其他具體實施例的特點是
可以采用部分覆蓋件3由整體的體積塊構成，或者由分割成多個體積塊 3-4并相互連接的組合體構成(根據(jù)覆蓋件的體積特點而分割)；所述體積塊 是一個表面帶殼、內部用發(fā)泡輕質材料填充的實心體，覆蓋件3固定在底盤 架1和/或籠型箱體2上。
也可以是部分覆蓋件3由整體的曲面塊構成，或者由分割成多個曲面塊 3-5并相互連接的組合體構成(根據(jù)曲面塊特點而分割)；所述曲面塊是一個 帶厚度和加強筋的結構件，覆蓋件3固定在底盤架1和/或籠型箱體2上。
其余同具體實施例1。
本發(fā)明提供了靈活的車身造型手段由三元結構這一獨特設計、以及單 件小批量的生產模式帶來了無以倫比的車型造型的靈活性。有三種開展靈活 設計的方式1)小改款三元結構形狀尺寸均不變，僅僅改變覆蓋體積塊 的外殼材料和顏色，就可以獲得不同質感和色彩的新車型；2)中改款保
持底盤架和籠子兩元結構不變，僅修改覆蓋件造型，可以獲得不同外形風格
的新車型；3)大改款保持底盤架結構不變，改變籠子的頂部、側面造型， 同時修改覆蓋件造型，可以獲得外形迥異的新車型?？梢姡词故谴蟾目钜?沒有改變底盤架、動力平臺以及行駛系。整個改款成本不大，由此用戶甚至 可以對使用了若干年的電動汽車重新進行外形修改，避免淘汰整個車輛。
權利要求
1、三元結構輕量化電動汽車主體結構，其特征是包括三個獨立的結構單元，第一結構單元構成電動汽車底盤架(1)，第二結構單元構成電動汽車籠型箱體(2)，第三結構單元構成電動汽車外觀覆蓋件(3)；由所述底盤架(1)和所述籠型箱體(2)固定連接成組合式承載車架，在所述組合式承載車架上固定連接覆蓋件(3)，覆蓋件(3)對內構成對組合車架的包裹結構、對外構成汽車外部造型的主體結構。
2、 根據(jù)權利要求1所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是底盤架(1)是由兩條縱向主梁(1-1)、左右副梁(1-2)、前框架(1-3)和 后框架(1-4)組成。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是在底盤架(1)上焊接有支座、支塊和輔助結構，通過所述支座、支塊和輔助結構安裝籠子(2)、底盤零件以及電動動力平臺。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是籠型箱體(2)是一個整體呈"籠形"的結構框架，該結構框架由A柱(2-1)、 B柱(2-2)、 C柱(2-3)、地板梁組(2-4)、前支撐梁組(2-5)、 后支撐梁組(2-6)和車頂梁組(2-7)組成。
5、 根據(jù)權利要求4所述的一種三元結構輕量化電動汽車結構，其特征 是地板梁組合(2-4)固定在底盤架主梁(1-1)和左右副梁(1-2)上， 前支撐梁組合(2-5)、后支撐梁組合(2-6)分別固定在底盤架(1)的前 框架(1-3)和后框架(1-4)上。固定方法以復合材料纏繞和粘接為主， 并輔助機械連接。
6、 根據(jù)權利要求4所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是 覆蓋件(3)是由若干件幾何結構件拼接而成，并固定安裝在底盤架(1) 和籠型箱體(2)上，所述幾何結構件包括車頭覆蓋件組合(3-1)、車尾覆 蓋件組合(3-2)、車頂覆蓋件組合(3-3)。
7、 根據(jù)權利要求4所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是 部分覆蓋件(3)由整體的體積塊構成，或者由分割成多個體積塊(3-4) 并相互連接的組合體構成；所述體積塊是一個表面帶殼、內部用發(fā)泡輕質 材料填充的實心體，覆蓋件(3)固定在底盤架(1)和/或籠型箱體(2) 上。
8、 根據(jù)權利要求4所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是 部分覆蓋件(3)由整體的曲面塊構成，或者由分割成多個曲面塊(3-5) 并相互連接的組合體構成；所述曲面塊是一個帶厚度和加強筋的結構件， 覆蓋件(3)固定在底盤架(1)和/或籠型箱體(2)上。
9、 根據(jù)權利要求4所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是 籠型箱體(2)的各條梁為由碳纖維或玄武巖纖維復合材料制成的空心結構， 在梁的內部空間預埋金屬零件、或用發(fā)泡等輕質材料填充。
10、 根據(jù)權利要求7所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是 體積塊(3-4)的外殼由碳纖維或玄武巖纖維復合材料成型、塑料成型、帆 布或皮革包裹成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及三元結構輕量化電動汽車主體結構，其特征是包括三個獨立的結構單元，第一結構單元構成電動汽車底盤架(1)，第二結構單元構成電動汽車籠型箱體(2)，第三結構單元構成電動汽車外觀覆蓋件(3)；由所述底盤架(1)和所述籠型箱體(2)固定連接成組合式承載車架，在所述組合式承載車架上固定連接覆蓋件(3)，覆蓋件(3)對內構成對組合車架的包裹結構、對外構成汽車外部造型的主體結構。本發(fā)明具有實現(xiàn)輕量化、安全性高以及低成本小批量生產或單件生產的有益效果，由于三元結構的車型生產無需開鋼模，無需建沖壓生產線和焊接生產線，各個結構元素均可以采用低成本的工藝和裝備組織生產，容易實現(xiàn)小批量生產甚至單件生產。
文檔編號B62D21/02GK101670854SQ20091019282
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權日2009年9月29日
發(fā)明者強 劉, 宗志堅, 熊會元, 群 高 申請人:中山大學