一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明專利涉及一種能同時(shí)應(yīng)用于承載式和非承載式純電動(dòng)客車的桁架式底架結(jié)構(gòu)。該通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，分為底架前段(1)、底架中段(2)、底架后段(3)，底架中段(2)采用完整的桁架結(jié)構(gòu)，其地板層(12)和下地板層(13)的固定斜撐(19)呈交錯(cuò)布置?？v向桁架Ⅰ(4)前后端于車橋(16)處截止，縱向桁架II、III(5)、(6)采用貫穿整個(gè)底架的龍骨式結(jié)構(gòu)，縱向桁架VI(7)前后端于車橋(16)處截止，中間部分在車門踏步(17)處斷開。縱向桁架III(6)采用固定式斜撐(19)，縱向桁架Ⅰ、II、VI(4)、(5)、(7)采用拉片式活動(dòng)斜撐(14)。
【專利說明】
一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種能同時(shí)應(yīng)用于承載式和非承載式純電動(dòng)客車的桁架式底架結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景
[0002]隨著高鐵動(dòng)車等軌道客車的迅猛發(fā)展，與其并行的長(zhǎng)途公路客車逐漸被取代，而與其互補(bǔ)的中短途中巴客車銷量占比逐年攀升。并且隨著全球能源與環(huán)境危機(jī)的加劇，純電動(dòng)客車由于具有諸多優(yōu)點(diǎn)成為了重點(diǎn)研究對(duì)象。
[0003]目前我國(guó)的純電動(dòng)客車結(jié)構(gòu)研究還處于一個(gè)較低水平，基本上都是在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)客車結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)動(dòng)力總成進(jìn)行替換并對(duì)已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部修改，從而導(dǎo)致純電動(dòng)客車整備質(zhì)量過大，進(jìn)一步對(duì)電動(dòng)客車的續(xù)航里程造成不利影響。為滿足不同類型客車的使用要求，承載式車身和非承載式車身在不同類型的客車上都有所應(yīng)用。在承載式車身和非承載式車身分別與底架裝配的過程中以及對(duì)底架結(jié)構(gòu)焊接時(shí)由于不能共用工裝夾具，共享或部分共享生產(chǎn)平臺(tái)，從而導(dǎo)致客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)開發(fā)成本大幅度增加，進(jìn)一步使生產(chǎn)成本上升。因此，結(jié)合純電動(dòng)客車動(dòng)力系統(tǒng)布置靈活的特點(diǎn)，有針對(duì)性地開發(fā)一個(gè)適合電動(dòng)客車的車身結(jié)構(gòu)底部平臺(tái)，是解決電動(dòng)客車輕量化問題、改善電動(dòng)客車性能的最有效途徑?；诖?，本文設(shè)計(jì)了一種能同時(shí)應(yīng)用于承載式和非承載式純電動(dòng)客車車身的底架結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種既能應(yīng)用于承載式車身又能應(yīng)用于非承載式車身的通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)。
[0005]結(jié)合附圖，說明如下:
[0006]—種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，包括底架前段、底架中段、底架后段；
[0007]所述底架中段2由四片縱向桁架1、11、111、￥14、5、6、7和四片橫向桁架1、11、111、VI8、9、10、11構(gòu)成，且通過在縱向桁架和橫向桁架相交處設(shè)置的立柱15連接成的空間結(jié)構(gòu)形成了地板層12和下地板層13 ；
[0008]所述底架后段3由四片縱向桁架V、V1、VI1、VIII23、24、25、26和兩片橫向桁架V、￥131、32構(gòu)成，其中縱向桁架￥、￥123、24與橫向桁架￥、￥131、32圍成電池艙29;
[0009 ]所述的縱向桁架14前后端在車橋16處截止，縱向桁架I1、II15、6采用貫穿整個(gè)底架的龍骨式結(jié)構(gòu)，縱向桁架VI7前后端在車橋16處截止，中間部分在車門踏步17處斷開；
[0010]所述縱向桁架III6設(shè)置固定斜撐19且呈波浪狀布置，其他縱向桁架1、I1、VI4、5、7設(shè)置拉片式活動(dòng)斜撐14;
[0011]所述橫向桁架I1、III9、10設(shè)置有從立柱的一端拉向相鄰立柱另一端的固定斜撐19，且呈波浪狀布置；
[0012]所述的電池艙29的底層中距橫向桁架VI32350?400mm處設(shè)置橫梁30，底層設(shè)有從縱向桁架V23前端拉至縱向桁架VI24與橫梁30連接處的固定斜撐19，電池艙29頂層設(shè)有從縱向桁架24前端拉至縱向桁架23后端的固定斜撐19，電池艙29左側(cè)設(shè)有從桁架前端上角拉至桁架后端下角的單向拉片式活動(dòng)斜撐14;
[0013]底架后段3中右側(cè)電池艙結(jié)構(gòu)與左側(cè)電池艙29對(duì)稱布置；
[0014]所述縱向桁架VI24設(shè)有從前端立柱貫通至電機(jī)支撐架27與桁架連接處的電機(jī)安裝板28，縱向桁架VII25上也有相同結(jié)構(gòu)布置；
[0015]所述拉片式活動(dòng)斜撐14是由兩個(gè)呈X型交錯(cuò)布置的鋼制拉片20和以焊接形式固定于桁架框四角處的呈四分之一圓形的連接片21及連接螺栓22組成。
[0016]所述地板層12除車門踏步17外，都在水平面設(shè)有波浪狀的固定斜撐19，下地板層13也設(shè)有固定斜撐19且與地板層12的固定斜撐19呈交錯(cuò)布置。
[0017]所述底架中段2橫向桁架18在距離與立柱15相連的上端橫梁下平面110?115mm處設(shè)一橫梁，橫向桁架VI11上也有相同結(jié)構(gòu)布置。
[0018]所述底架中段2相鄰橫向桁架之間的距離在800?850mm之間；相鄰縱向桁架之間的距離在650?750mm之間。
[0019]在所述電池艙29底層中距橫向桁架VI32350?400mm處設(shè)置橫梁30，電池艙29在底架后段3中呈左右對(duì)稱布置。
[0020]通用式底架結(jié)構(gòu)，同時(shí)適用于承載式客車車身和非承載式客車車身，若為承載式客車車身，則底架中除斜撐以外的承載梁選擇較大壁厚，如3?4mm;若為非承載式客車車身，則底架中除斜撐以外的承載梁選擇較小壁厚，如2?2.5mm。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]1.本發(fā)明的桁架式底架結(jié)構(gòu)可以通過改變部分桿件壁厚，同時(shí)適用于承載式車身和非承載式車身；由于底架外形輪廓尺寸相同，可共用工裝夾具，共享生產(chǎn)平臺(tái)，降低生產(chǎn)成本；
[0023]2.在底架中段2的縱向桁架4、5、7上設(shè)置拉片式活動(dòng)斜撐，在不影響電池箱拆裝的同時(shí)又起到了加固車身增加車身強(qiáng)度和剛度的效果。在底架后段3的縱向桁架23、26上設(shè)置的單拉片式活動(dòng)斜撐在加固車身的同時(shí)更有利于車身輕量化；
[0024]3.電池管理系統(tǒng)及大部分電池布置在底架承載能力最強(qiáng)的中段，電機(jī)及少部分電池布置在底架后段，軸荷分配合理，重心位置的改變受乘員影響較小。
【附圖說明】
[0025]圖1為底架整體結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖；
[0026]圖2為底架整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0027]圖3為底架整體結(jié)構(gòu)俯視圖以及電池和電池管理系統(tǒng)布置圖；
[0028]圖4為底架中段縱向桁架示意圖；
[0029]圖5為底架中段橫向桁架示意圖；
[0030]圖6為底架后段縱向桁架示意圖；
[0031 ]圖7為底架后段橫向桁架示意圖；
[0032]圖8為底架中段結(jié)構(gòu)中可拆卸拉片式活動(dòng)斜撐示意圖。
[0033]圖中:1、底架前段2、底架中段3、底架后段4?7、縱向桁架1、I1、II1、VI8?11、橫向桁架1、n、II1、VI 12、地板層13、下地板層14、拉片式活動(dòng)斜撐15、立柱16、車橋17、車門踏步18、縱向桁架VI的底層縱梁19、固定斜撐20、拉片21、連接片22、連接螺栓23?26、縱向桁架V、V1、VI1、VIII 27、電機(jī)支撐架28、電機(jī)安裝板29、電池艙30、橫梁31?32、橫向桁架V、VI
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本結(jié)構(gòu)方案更加清楚，本文以一款6.84米全承載純電動(dòng)中巴底架結(jié)構(gòu)做出具體說明:
[0035]—種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，底架為由矩形鋼管焊接而成的桁架式結(jié)構(gòu)，其包括沿前后方向依次連接的底架前段1、底架中段2、底架后段3。
[0036]所述底架前段I包括三片相互連接且平行于車身坐標(biāo)系yoz坐標(biāo)面的橫向桁架結(jié)構(gòu)和前橋。
[0037]所述底架中段2由四片縱向桁架1、11、111、￥14、5、6、7和四片平行于7似坐標(biāo)平面的橫向桁架1、n、II1、VI8、9、10、ll構(gòu)成，相鄰橫向桁架之間的距離可在800?850mm之間，底架中段2中相鄰縱向桁架之間的距離可在650?750mm之間。底架中段2分為上下兩層，即:地板層12、下地板層13，上下兩層之間通過在縱梁和橫梁連接處的立柱15連接?？拷准苤胁康目v向桁架I1、II15、6采用貫穿整個(gè)底架的龍骨式結(jié)構(gòu)，靠近底架左側(cè)的縱向桁架14前后端在車橋16處截止，靠近底架右側(cè)的縱向桁架VI7前后端在車橋16處截止，中間部分在車門踏步17處斷開。
[0038]所述地板層12除車門踏步17處都設(shè)有波浪狀的固定斜撐19，下地板層13也設(shè)有固定斜撐19且與地板層12的固定斜撐19呈交錯(cuò)布置。
[0039]所述縱向桁架III6上設(shè)置固定斜撐19且呈波浪狀布置。
[0040]所述底架中段2除縱向桁架III6與各相鄰立柱之間設(shè)置固定斜撐19外，其余縱向桁架1、I1、VI4、5、7與相鄰兩立柱之間設(shè)置拉片式活動(dòng)斜撐14。
[0041]所述橫向桁架I1、III9、10上設(shè)有從立柱的一端拉向相鄰立柱另一端的固定斜撐19，且呈波浪狀布置。
[0042]所述橫向桁架18在距離與立柱15相連的上端橫梁下平面110?115mm處設(shè)一橫梁，橫向桁架11上也有相同結(jié)構(gòu)布置。
[0043]所述拉片式活動(dòng)斜撐14，主要由兩個(gè)呈X型交錯(cuò)布置的鋼制拉片20和以焊接形式固定于桁架框四角處的呈四分之一圓形的連接片21及連接螺栓22組成，其中連接片布置在電池艙29的內(nèi)側(cè)。
[0044]所述底架后段3由四片縱向桁架V、V1、VI1、VIII23、24、25、26和兩片橫向桁架V、￥131、32構(gòu)成。其中縱向桁架￥、￥123、24與橫向桁架￥、￥131、32圍成電池艙29。
[0045]所述電池艙29的底層中距橫向桁架VI32 350?400mm處設(shè)置橫梁30，且在底層設(shè)有從縱向桁架V 23前端拉至縱向桁架VI24與橫梁30連接處的固定斜撐19，在電池艙29頂層設(shè)有從縱向桁架VI24前端拉至縱向桁架V 23后端的固定斜撐19?？v向桁架V 23上設(shè)有從桁架前端上角拉至桁架后端下角的單向拉片式活動(dòng)斜撐14。底架后段3中的電池艙29關(guān)于底架縱向中心平面左右對(duì)稱布置。
[0046]所述底架后段3包括后橋、電機(jī)支撐架27和焊接于縱向桁架V1、VII24、25上的電機(jī)安裝板28。
[0047]所述電機(jī)安裝板28從縱向桁架VI24的前端立柱處貫通至電機(jī)支撐架27與桁架連接處，縱向桁架VII25上也有相同結(jié)構(gòu)布置。
[0048]所述通用式底架結(jié)構(gòu)，同時(shí)適用于承載式客車車身和非承載式客車車身。若為承載式客車車身，則車架結(jié)構(gòu)管件可選擇較大壁厚，如3?4mm;若為非承載式客車車身，則車架結(jié)構(gòu)管件可選擇較小壁厚，如2?2.5_。
[0049]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明提出的通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)方案，該通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)為由矩形鋼管焊接而成的桁架式結(jié)構(gòu)，其包括底架前段1、底架中段2、底架后段3，其寬度均為2240mm。底架前段I由三片相互連接且平行于車身坐標(biāo)系yoz坐標(biāo)面的橫向桁架和前橋構(gòu)成，其長(zhǎng)度為1560_。底架中段2設(shè)計(jì)成雙層桁架結(jié)構(gòu)，其通過在縱向桁架與橫向桁架相交處的立柱15上下連接，立柱的高度為330mm?？v向桁架VI7在橫向桁架I1、1119、10處斷開，中間的部分設(shè)有車門踏步17，且踏步為二級(jí)踏步。底架中段2的長(zhǎng)度為2650mm。為加強(qiáng)底架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，縱向桁架I1、III5、6的上縱梁從底架前段I貫通至底架后段3。為減弱對(duì)車門一側(cè)車身側(cè)圍結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度要求，靠近車門一側(cè)的縱向桁架III6上采用呈波浪狀布置的固定式斜撐19。為方便電池的安裝與拆卸同時(shí)又兼顧桁架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，縱向桁架Ι、Π、VI4、5、7上采用拉片式活動(dòng)斜撐14。縱向桁架14與縱向桁架115之間的距離和縱向桁架III6與縱向桁架VI7之間的距離均為655mm，縱向桁架115與縱向桁架III6之間的距離為750mm。為保證底架中段的承載能力，在橫向桁架18上距與立柱15相連的上端橫梁下平面115mm處設(shè)一橫梁，橫向桁架11上也有相同結(jié)構(gòu)布置。橫向桁架119上設(shè)置有從立柱的一端拉向相鄰立柱另一端的固定斜撐19，該斜撐呈波浪狀布置，橫向桁架IIIlO上也有相同結(jié)構(gòu)布置。橫向桁架18與橫向桁架119之間的縱向距離為843mm，橫向桁架911與橫向桁架III10之間的縱向距離和橫向桁架IIIlO與橫向桁架VIl I之間的縱向距離均為828mm。在下地板層13中各片縱向桁架之間設(shè)置固定斜撐19，且呈波浪形布置。地板層12中除車門踏步17處不設(shè)斜撐19外，其他位置設(shè)有與下地板層13的固定斜撐19交錯(cuò)布置的固定斜撐19。
[0050]如圖8所示的拉片式活動(dòng)斜撐14，由兩個(gè)呈X型交叉布置的鋼制拉片20和以焊接形式固定在桁架框四角處的呈四分之一圓形的連接片21及四枚連接螺栓22組成。其中拉片20的寬度為30_，厚度為3mm，長(zhǎng)度尺寸可根據(jù)相應(yīng)桁架的具體尺寸而定。連接片21的半徑尺寸為85_，厚度為3_，連接片布置在電池艙29的內(nèi)側(cè)。
[0051 ] 底架后段3的長(zhǎng)度為2630mm，在縱向桁架V、VI23、24與橫向桁架V、VI31、32所圍成的電池艙29底層距橫向桁架VI24 350mm處設(shè)置橫梁30。電池艙29底層設(shè)有從縱向桁架V23前端拉至縱向桁架VI24與橫梁30連接處的固定斜撐19，電池艙29頂層設(shè)有從縱向桁架VI24前端拉至縱向桁架V 23后端的固定斜撐19。電池艙29左側(cè)設(shè)有從桁架前端上側(cè)拉至桁架下側(cè)與橫梁30連接處的單向活動(dòng)斜撐14。底架后段3中右側(cè)電池艙結(jié)構(gòu)與左側(cè)電池艙29對(duì)稱布置。為方便電機(jī)的安裝，縱向桁架VI24上設(shè)有從前端立柱處貫通至電機(jī)支撐架27與桁架連接處的電機(jī)安裝板28，電機(jī)安裝板28的厚度為3mm，縱向桁架III25上也有相同結(jié)構(gòu)布置。
[0052]電池組及控制系統(tǒng)的布置如圖3所示，電池組布置于底架中段和后段(以大寫字母B標(biāo)識(shí))，電池管理系統(tǒng)布置于底架中段靠近后軸處(以大寫字母C標(biāo)識(shí))，電機(jī)布置于底架后段(以大寫字母M標(biāo)識(shí))。
[0053]因?yàn)樵诔休d式客車上車身結(jié)構(gòu)也可參與承載，從而部分減輕底架的載荷，所以除斜撐以外的參與承載的主要橫縱梁可選擇較薄壁厚，在此壁厚選擇2_。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，包括底架前段、底架中段、底架后段，其特征在于: 所述底架中段(2)由四片縱向桁架1、11、111、￥1(4)、(5)、(6)、(7)和四片橫向桁架1、11、111、￥1(8)、(9)、(10)、(11)構(gòu)成，且通過在縱向桁架和橫向桁架相交處設(shè)置的立柱(15)連接成的空間結(jié)構(gòu)形成了地板層(12)和下地板層(13); 所述底架后段(3)由四片縱向桁架￥、￥1、￥11、￥111(23)、(24)、(25)、(26)和兩片橫向桁架￥、￥1(31)、(32)構(gòu)成，其中縱向桁架￥、￥1(23)、(24)與橫向桁架￥、￥1(31)、(32)圍成電池艙(29); 所述的縱向桁架1(4)前后端在車橋(16)處截止，縱向桁架11、111(5)、(6)采用貫穿整個(gè)底架的龍骨式結(jié)構(gòu)，縱向桁架VI (7)前后端在車橋(16)處截止，中間部分在車門踏步(17)處斷開； 所述縱向桁架III (6)設(shè)置固定斜撐(19)且呈波浪狀布置，其他縱向桁架1、I1、VI (4)、(5)、(7)設(shè)置拉片式活動(dòng)斜撐(14); 所述橫向桁架Π、ΙΙΙ(9)、(10)設(shè)置有從立柱的一端拉向相鄰立柱另一端的固定斜撐(19)，且呈波浪狀布置；所述的電池艙(29)的底層中距橫向桁架VI (32)350?400mm處設(shè)置橫梁(30)，底層設(shè)有從縱向桁架V(23)前端拉至縱向桁架VI (24)與橫梁(30)連接處的固定斜撐(19)，電池艙(29)頂層設(shè)有從縱向桁架(24)前端拉至縱向桁架(23)后端的固定斜撐(19)，電池艙(29)左側(cè)設(shè)有從桁架前端上角拉至桁架后端下角的單向拉片式活動(dòng)斜撐(14); 底架后段(3)中右側(cè)電池艙結(jié)構(gòu)與左側(cè)電池艙(29)對(duì)稱布置； 所述縱向桁架VI(24)設(shè)有從前端立柱貫通至電機(jī)支撐架(27)與桁架連接處的電機(jī)安裝板(28)，縱向桁架VII(25)上也有相同結(jié)構(gòu)布置；2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述拉片式活動(dòng)斜撐(14)是由兩個(gè)呈X型交錯(cuò)布置的鋼制拉片(20)和以焊接形式固定于桁架框四角處的呈四分之一圓形的連接片(21)及連接螺栓(22)組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述地板層(12)除車門踏步(17)外，都設(shè)有波浪狀的固定斜撐(19)，下地板層(13)也設(shè)有固定斜撐(19)且與地板層(12)的固定斜撐(19)呈交錯(cuò)布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述底架中段(2)橫向桁架I (8)在距離與立柱(15)相連的上端橫梁下平面110?115mm處設(shè)一橫梁，橫向桁架VI( 11)上也有相同結(jié)構(gòu)布置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述底架中段(2)相鄰橫向桁架之間的距離在800?850mm之間；相鄰縱向桁架之間的距離在650?750mm之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述電池艙(29)底層中距橫向桁架VI(32)350?400mm處設(shè)置橫梁(30)，電池艙(29)在底架后段(3)中呈左右對(duì)稱布置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用式純電動(dòng)客車底架結(jié)構(gòu)，其特征在于:通用式底架結(jié)構(gòu)，同時(shí)適用于承載式客車車身和非承載式客車車身，若為承載式客車車身，則底架中除斜撐以外的承載梁選擇較大壁厚，如3?4mm;若為非承載式客車車身，則底架中除斜撐以外的承載梁選擇較小壁厚，如2?2.5mm。
【文檔編號(hào)】B60K1/00GK105857398SQ201610407426
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】那景新, 紀(jì)俊棟, 蘇亮, 吳長(zhǎng)風(fēng), 劉浩壘, 楊佳宙, 譚偉, 慕文龍, 袁正, 王登峰
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)