CN114348118A - 模块化车身及模块化车身制造方法 - Google Patents

Abstract

一种模块化车身，包括一对对置的外架，其间形成具有固定宽度的内板空间；外架包括前围侧板和门槛；前围侧板包括主板，主板上设置有向远离内板空间方向延伸规格宽度的竖板，在竖板远离内板空间的一侧设置有第一法兰边；门槛包括内板，内板上设置有向远离内板空间方向延伸规格宽度的横板，在横板远离内板空间的一侧设置有第二法兰边；内板与主板固定连接，第一法兰边和第二法兰边形成外沿；对置的两个外架的外沿之间设定为对应车身的宽度，并可通过选取对应规格宽度的竖板和横板以适应不同宽度的汽车。通过对置的外架形成确定车身宽度的外沿，通过选择竖板和横板的延伸规格即可适应不同汽车等级的外壳。本申请还提供了一种模块化车身制造方法。

Description

模块化车身及模块化车身制造方法

技术领域

本申请涉及一种模块化车身及模块化车身制造方法。

背景技术

目前，对应不同汽车等级，车辆设计在不同轴距与不同车宽下，其车身都须重新设计，人力成本大幅增加，而每次重新设计都会重新进行强度验证，十分耗费时间，并且整体的车身设计需要进行重新开模，导致开模成本显著增高。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种模块化车身及其制造方法，以解决保证车身强度的情况下，通过少量部件的适配性改变来适应不同汽车等级的车身的问题。

本申请的实施例提供一种模块化车身，包括一对对置的外架，对置的所述外架之间形成具有固定宽度的内板空间；所述外架包括前围侧板和门槛；所述前围侧板包括主板，所述主板上设置有向远离所述内板空间方向延伸规格宽度的竖板，在所述竖板远离所述内板空间的一侧设置有第一法兰边；所述门槛包括内板，所述内板上设置有向远离所述内板空间方向延伸规格宽度的横板，在所述横板远离所述内板空间的一侧设置有第二法兰边；所述内板与所述主板固定连接，所述第一法兰边和所述第二法兰边形成外沿；对置的两个所述外架的所述外沿之间设定为对应车身的宽度，并可通过选取对应规格宽度的所述竖板和所述横板以适应不同宽度的汽车。

可通过竖板和横板的选择以控制第一法兰边和第二法兰边形成的外沿与内板空间的距离，外沿处即可形成不同汽车等级的车身外壳。而两个外架之间形成的内板空间具有固定的宽度，因此在汽车等级不同的情况下，可以使用具有固定宽度规格的底板面皮，也能够对应相同规格的电池盒等部件的安装。另外，前围侧板和门槛的连接通过内板和主板之间固定实现，而内板和主板之间具有较大的接触面积，因此可以实现很高的连接强度，保证了外架的整体强度。

进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括模块化引擎室，对置的所述外架中的所述前围侧板安装在所述模块化引擎室一端。

模块化引擎室用于安装前悬吊系统、转向系统、刹车系统、前电机驱动系统等现有技术中的汽车常规组成部件。由于前围侧板仅仅是竖板具有向远离内板空间的延伸，而主板的位置不变，因此不同汽车等级的汽车也可以使用相同宽度规格的模块化引擎室进行安装，从而降低了引擎室的研发成本、缩短了研发周期。

进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括防撞梁；所述防撞梁固定在所述模块化引擎室远离所述外架的一端。

在不同汽车等级使用相同宽度的模块化引擎室的情况下，防撞梁的宽度规格也可以得到统一，从而降低生产难度。另外可以通过防撞梁沿车身长度的延伸距离来匹配不同汽车等级的汽车的长度变化。

进一步地，在本申请的一些实施例中，在所述前围侧板靠近所述模块化引擎室的一侧设置有用于固定轮拱护板的弧形板。

同样的，由于前围侧板的主板位置不变，弧形板的位置也可以保持不变，因此不同汽车等级的汽车也可以使用相同规格的轮拱护板，缩短了研发周期，降低了研发成本和生产成本。

进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括底板面皮；所述底板面皮设置在所述内板空间，两侧分别与对应的所述门槛固定连接。

底板面皮用于形成车座的安装基础，以及为电池盒提供固定基础，由于对置的外架之间形成的内板空间具有固定宽度，因此不同汽车等级的汽车可以使用相同宽度规格的底板面皮，便于底板面皮的生产和组装。

进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括底板横梁；所述底板横梁设置在所述底板面皮上，两侧分别与对应的所述门槛固定连接。

同样的，由于对置的外架之间形成的内板空间具有固定宽度，因此横跨内板空间的底板横梁也可以统一规格。

进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括电池盒；所述电池盒设置在所述底板面皮的下方。

通过对置的外架之间形成的内板空间具有固定宽度，使得电池盒得以共用化，各个汽车等级的汽车可以使用相同型号的电池盒以实现相同电池的换电。

进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括模块化后底板；所述模块化后底板设置在所述底板面皮远离所述前围侧板的一端，所述模块化后底板与所述底板面皮固定连接。

模块化后底板用于安装后悬吊系统、刹车系统、后电机驱动系统等现有技术中的汽车常规组成部件。由于两门槛的内板相对位置不变，可以使用相同宽度规格的底板面皮，因此不同汽车等级的汽车也可以使用相同宽度规格的模块化后底板与底板面皮固定实现安装，从而降低了后底板的研发成本、缩短了研发周期。

进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括后大梁；所述后大梁固定在所述模块化后底板远离所述外架的一侧。

在不同汽车等级使用相同宽度的模块化后底板的情况下，后大梁的宽度规格也可以得到统一，从而降低生产难度。另外可以通过后大梁沿车身长度的延伸距离来匹配不同汽车等级的汽车的长度变化。

一种模块化车身制造方法，用于制造上述的模块化车身，包括：

根据车身宽度选择具有对应规格宽度的所述竖板的所述前围侧板；

根据车身宽度选择具有对应规格宽度的所述横板的所述门槛；

根据车身长度选择具有对应规格长度的所述门槛；

直接固定所述内板与所述主板形成所述外架，所述第一法兰边和所述第二法兰边确定车身的外沿；

将两个所述外架对置，对置的所述外架之间形成具有固定宽度的内板空间。

所述模块化车身制造方法用于制造模块化车身，根据不同汽车等级的车身宽度选择前围侧板和门槛的参数，从而使得前围侧板和门槛形成的外沿能够匹配对应汽车等级的车身外壳的宽度。另外在选择前围侧板和门槛的参数时，还根据车身长度确定门槛的延伸长度，通过门槛来匹配对应汽车等级的车身外壳的长度以及底板面皮的长度。

附图说明

图1是本申请的一个实施例中的模块化后底板及外架的结构示意图。

图2是本申请的一个实施例中的第一汽车等级、第二汽车等级和第三汽车等级模块化车身的第一视角的结构对比示意图。

图3是图2中X-X向的剖视图。

图4是本申请的一个实施例中的防火墙、前底板模组与模块化后底板连接后的第二视角的结构示意图。

图5是图4中V区域的局部放大图。

图6是图2中Y-Y向的剖视图。

图7是图4中Z-Z向的剖视图。

图8是图2中N-N向的剖视图。

主要元件符号说明

模块化车身 001

前底板模组 010

模块化引擎室 030

模块化后底板 050

外架 100

前围侧板 110

门槛 130

主板 111

竖板 113

内板 131

横板 133

第一法兰边 115

第二法兰边 135

外沿 150

内板空间 170

底板面皮 210

底板横梁 230

电池盒 250

防撞梁 300

吸能盒 310

弧形板 117

后大梁 400

固定杆 410

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本申请的实施例作进一步的说明，根据汽车车身特征使用宽度和长度两个维度描述模块化车身各零部件，其中宽度方向为汽车车身一个车门到与之相对的另一个车门的延伸方向(一个外架到另一个外架的延伸方向)，长度方向为汽车车身的车头到车尾的延伸方向(汽车正常行驶的运动方向)，高度方向为汽车车身底盘到车顶的延伸方向。

实施例一

请参阅图1、图2和图5，本申请的第一实施例提供一种模块化车身001，模块化车身001包括前底板模组010，前底板模组010包括一对对置的外架100，对置的外架100之间形成具有固定宽度的内板空间170；外架100包括前围侧板110和门槛130；前围侧板110包括主板111，主板111上设置有向远离内板空间170方向延伸规格宽度的竖板113，在竖板113远离内板空间170的一侧设置有第一法兰边115；门槛130包括内板131，内板131上设置有向远离内板空间170方向延伸规格宽度的横板133，在横板133远离内板空间170的一侧设置有第二法兰边135；内板131与主板111固定连接，第一法兰边115和第二法兰边135形成外沿150，经由第一法兰边115和第二法兰边135可以连接车身外壳；对置的两个外架100的外沿150之间设定为对应车身的宽度，并可通过选取对应规格宽度的竖板113和横板133以适应不同宽度的汽车。

请参阅图1、图4和图5，内板空间170的宽度通过前围侧板110的主板111和门槛130的内板131确定，也即对置的两个外架100形成的两个主板111之间以及两个内板131之间形成的空间为内板空间170。内板空间170内安装有底板面皮210，底板面皮210的两侧分别与对应的门槛130固定连接。由于内板空间170具有固定的宽度，使得在内板空间170内安装的底板面皮210具有固定的宽度，但是由于前围侧板110的竖板113和门槛130的横板133都向远离内板空间170方向的延伸规格宽度，使得前围侧板110的第一法兰边115和门槛130的第二法兰边135形成的外沿150也向远离内板空间170的方向延伸规格宽度。

请参阅图1至图5，其中规格宽度根据需要待制造汽车等级的不同而不同。例如，汽车等级由低到高一般分为A级车(紧凑型车)、B级车(中型车)、C级车(中大型车)、和D级车(豪华车)等，不同等级的汽车的车身的长度和轴距不同，因此，在不同等级汽车中所使用的竖板113和横板133的规格宽度不同，一般情况，汽车等级越高，竖板113和横板133的规格宽度越大。举例说，制造高等级汽车(如D级车)则可选择较大的规格宽度，使得外沿150设置在远离内板空间170的地方，而制造低等级汽车(如A0级车)则可选择较小的规格宽度，使得外沿150设置在靠近内板空间170的地方。

由上可知，门槛130的内板131穿过竖板113与前围侧板110的主板111直接接触，通过主板111与内板131接触配合并固定，使得门槛130与前围侧板110的连接处更大的接触面积，在通过焊接或其他形式进行固定时，能够拥有更强的连接强度，保证模块化车身001使用时外架100始终维持形状，提高模块化车身001的使用寿命。

为了增加模块化车身001的支撑强度，以及提供一定的减震性能，在内板空间170内，底板面皮210高度方向的上方还设置有底板横梁230，底板横梁230两侧分别与对应的门槛130固定连接。与底板面皮210的宽度设计相同，由于内板空间170具有固定的宽度，使得在内板空间170内安装的底板横梁230具有固定的宽度，因此在制造不同汽车等级的车身时，可以采用相同规格的底板横梁230，降低了底板横梁230制造成本。

模块化车身001用于以电作为动力的新能源汽车，在底板面皮210高度方向的下方还设置有电池盒250，电池盒250用于安装为新能源汽车提供电力的电池。由于内板空间170具有固定的宽度，使得不同汽车等级的车身内可以安装相同规格的电池盒250，使电池盒250得以共用化。

一个完整的车身还需要具有引擎室和后底板，两者分别设置在外架100长度方向的两端，因此，模块化车身001还包括模块化引擎室030和模块化后底板050。

将模块化引擎室030设置在前底板模组010设置前围侧板110的一端，模块化引擎室030与前围侧板110固定实现模块化引擎室030与前底板模组010的连接，可以理解的是，也可以预先固定模块化引擎室030的位置，然后将前围侧板110设置在模块化引擎室030的一端，模块化引擎室030与前围侧板110固定实现模块化引擎室030与前底板模组010的连接。两种路径得到相同的结构，只是生产步骤有所不同。其中前围侧板110在外架100中的位置对应的汽车正常前行时的前端(也即汽车倒车时的后端)，模块化引擎室030设置于外架100固定于设置前围侧板110的一端，也即模块化引擎室030在车身中的整体位置对应汽车正常前行时的前端。模块化引擎室030靠近前底板模组010的一端具有防火墙031，防火墙031与前围侧板110固定连接。模块化引擎室030内为前悬吊系统、转向系统、刹车系统、前电机驱动系统等现有技术中的汽车常规组成部件提供安装基础和安装空间，以便组成能够正常行驶的汽车。

由于前述设置对置的外架100时，两个外架100的主板111之间间距固定。主板111作为模块化引擎室030的安装基础其相对间距固定，即可使得各汽车等级可以使用相同规格的模块化引擎室030，进而降低模块化引擎室030的设计成本，缩短模块化引擎室030的设计周期。

模块化引擎室030还需要承担汽车正常前行时可能发生的前端的冲击，通过在模块化引擎室030的前端设置防撞梁300可以减缓所述冲击，从而保护汽车内的驾驶者或乘客。防撞梁300固定在模块化引擎室030远离外架100的一端还起到调整模块化车身001长度的作用。具体的，防撞梁300包括两根用于与模块化引擎室030连接的吸能盒310，两根吸能盒310沿车身的长度方向延伸，当需要制造高等级汽车(如D级车)时，则可选择较长的吸能盒310，使得模块化引擎室030及防撞梁300在长度方向上具有较大的整体跨度，而制造低等级汽车(如A级车)时，则可选择较短的吸能盒310，使得模块化引擎室030及防撞梁300在长度方向上具有较小的整体跨度。

前围侧板110靠近模块化引擎室030的一侧还设置有一个弧形板117，弧形板117与主板111一体成型，弧形板117用于与轮拱护板固定，轮拱护板形成一个容置车轮的空间，使得车轮能够在车身宽度方向上不凸出或少凸出。

将模块化后底板050设置在前底板模组010与前围侧板110相对的一端，模块化后底板050与底板面皮210及门槛130固定连接以实现模块化后底板050与前底板模组010的连接，可以理解的是，也可以预先固定模块化后底板050的位置，然后将底板面皮210对准模块化后底板050，模块化后底板050与底板面皮210及门槛130固定实现模块化后底板050与前底板模组010的连接。两种路径得到相同的结构，只是生产步骤有所不同。模块化后底板050在车身中的整体位置对应汽车正常前行的后端。模块化引擎室030内为后悬吊系统、刹车系统、后电机驱动系统等现有技术中的汽车常规组成部件提供安装基础和安装空间，以便组成能够正常行驶的汽车。

模块化后底板050还需要具有足够的支撑强度以实现汽车后端装置的安装布置，通过在模块化后底板050的后端设置后大梁400以增加模块化后底板050的整体强度。后大梁400固定在模块化后底板050远离外架100的一端还起到调整模块化车身001长度的作用。具体的，后大梁400包括两根用于与模块化后底板050连接的固定杆410，两根固定杆410沿车身的长度方向延伸，当需要制造高等级汽车(如D级车)时，则可选择较长的固定杆410，使得模块化后底板050及后大梁400在长度方向上具有较大的整体跨度，而制造低等级汽车(如A0级车)时，则可选择较短的固定杆410，使得模块化后底板050及后大梁400在长度方向上具有较小的整体跨度。

根据本申请，能够形成至少三种具有不同宽度也即对应三种汽车等级的汽车车身，图3示出了这三种汽车等级的汽车车身沿图2中X-X方向的剖面，图6示出了这三种汽车等级的汽车车身沿图2中Y-Y方向的剖面，图7示出了这三种汽车等级的汽车车身沿图4中Z-Z方向的剖面，实线示出了第一种汽车等级的外沿150位置，而虚线示出了第二种汽车等级和第三种汽车等级的外沿150位置，其中第二种汽车等级的外沿150位置在第一种汽车等级的外沿150靠近内板空间170的一侧，第三种汽车等级的外沿150位置在第一种汽车等级的外沿150远离内板空间170的一侧。三种汽车等级对应的内板131位置重合，从而具有相同宽度的内板空间170，以安装相同宽度的底板面皮210和底板横梁230。同时三种汽车等级对应的主板111位置重合，从而使得三种汽车等级的汽车车身能够使用具有相同宽度的模块化引擎室030。

具体的，第一种汽车等级具有1950mm的车宽。在生产具有1900mm的车宽的第二种汽车等级的汽车时，其使用的前围侧板110的竖板113比第一种汽车等级使用的前围侧板110的竖板113窄25mm，对应的，其使用的门槛130的横板133比第一种汽车等级使用的门槛130的横板133窄25mm。也即第二种汽车等级相对于第一种汽车等级，其单侧向内板空间170移动25mm，整体宽度缩短50mm。在生产具有2010mm的车宽的第三种汽车等级的汽车时，其使用的前围侧板110的竖板113比第一种汽车等级使用的前围侧板110的竖板113宽30mm，对应的，其使用的门槛130的横板133比第一种汽车等级使用的门槛130的横板133宽30mm。也即第三种汽车等级相对于第一种汽车等级，其单侧背离内板空间170移动30mm，整体宽度增加60mm。

模块化车身001通过对置的外架100形成外沿150，外沿150确定车身宽度，仅仅通过选择外架100中竖板113和横板133的延伸规格即可适应不同汽车等级的外壳，而对置的外架100之间的底板面皮210、底板横梁230等均具有固定的宽度，从而降低这些部件的设计成本，缩短设计周期。而外架100中前围侧板110与门槛130通过主板111与内板131的直接固定实现，具有更大的接触面积，从而提供更高的连接强度。

实施例二

本申请的第二实施例提供一种模块化车身001制造方法，用于制造实施例一提供的模块化车身001，包括步骤：

A.根据车身宽度选择具有对应规格宽度的竖板113的前围侧板110。

B.根据车身宽度选择具有对应规格宽度的横板133的门槛130。

C.根据车身长度选择具有对应规格长度的门槛130。

D.直接固定内板131与主板111，第一法兰边115和第二法兰边135确定车身的外沿150。

E.根据规格长度的门槛130选择对应的底板面皮210，在内板空间170内设置底板面皮210，将底板面皮210的两侧分别与对应的门槛130固定连接。

F.在内板空间170内设置底板横梁230，将底板横梁230的两侧分别与对应的门槛130固定连接。

G.在内板空间170内固定设置电池盒250。

H.将模块化引擎室030设置前围侧板110远离门槛130的一侧，固定模块化引擎室030和前围侧板110。

I.根据车身长度确定防撞梁300中吸能盒310沿车身长度的尺寸，将防撞梁300固定在模块化引擎室030远离外架100的一端。

J.将模块化后底板050设置在底板面皮210远离前围侧板110的一端，模块化后底板050与底板面皮210固定连接，模块化后底板050与门槛130连接。

K.根据车身长度确定后大梁400沿车身长度的尺寸，将后大梁400固定在模块化后底板050远离外架100的一侧。

步骤A-步骤K可以不按上述顺序依次执行。

其中步骤C的设置可以通过选择不同长度的门槛130实现不同汽车等级的长度控制，而由于选择了不同长度的门槛130会形成不同长度的内板空间170，设置在内板空间170的底板面皮210也会具有不同的长度规格。

图8示出了这三种汽车等级的汽车车身沿图2中N-N的剖面，实线示出了第一种汽车等级的底板面皮210位置，而虚线示出了第二种汽车等级和第三种汽车等级的底板面皮210位置，与之对应的，实线还示出了第一种汽车等级的模块化后底板050位置，而虚线示出了第二种汽车等级和第三种汽车等级的模块化后底板050位置。三种汽车等级使用相同的模块化后底板050，模块化后底板050与底板面皮210的端部连接，因此根据底板面皮210沿长度方向的延伸距离可以控制模块化后底板050的安装位置，进而匹配不同汽车等级的汽车车身长度。

具体的，第一种汽车等级具有2950mm的轴距。在生产具有2860mm的轴距的第二种汽车等级的汽车时，其使用的门槛130比第一种汽车等级使用的门槛130在长度方向上缩短90mm，对应的，其使用的底板面皮210比第一种汽车等级使用的底板面皮210缩短90mm。也即第二种汽车等级相对于第一种汽车等级，其模块化后底板050朝向模块化引擎室030的方向移动90mm。在生产具有3100mm的轴距的第二种汽车等级的汽车时，其使用的门槛130比第一种汽车等级使用的门槛130在长度方向上增长150mm，对应的，其使用的底板面皮210比第一种汽车等级使用的底板面皮210增长150mm。也即第三种汽车等级相对于第一种汽车等级，其模块化后底板050背离模块化引擎室030的方向移动150mm。

通过本申请提供的模块化车身001制造方法，以模块化车身001的结构基础实现不同汽车等级的车身宽度适配，再通过简单地选择门槛130的规格长度以及对应的底板面皮210实现不同汽车等级的车身长度适配，从而降低这些部件的设计成本，缩短设计周期。

需要说明的是，本申请所称“汽车”并不指定为使用汽油的车，而是由动力驱动的车辆的一种代称。

另外，本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化，当然，这些依据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所公开的范围。

Claims (10)

1.一种模块化车身，其特征在于，包括：

一对对置的外架，对置的所述外架之间形成具有固定宽度的内板空间；

所述外架包括前围侧板和门槛；

所述前围侧板包括主板，所述主板上设置有向远离所述内板空间方向延伸规格宽度的竖板，在所述竖板远离所述内板空间的一侧设置有第一法兰边；

所述门槛包括内板，所述内板上设置有向远离所述内板空间方向延伸规格宽度的横板，在所述横板远离所述内板空间的一侧设置有第二法兰边；

所述内板与所述主板固定连接，所述第一法兰边和所述第二法兰边形成外沿；

对置的两个所述外架的所述外沿之间设定为对应车身的宽度，并可通过选取对应规格宽度的所述竖板和所述横板以适应不同宽度的汽车。

2.如权利要求1所述的模块化车身，其特征在于，还包括模块化引擎室，对置的所述外架中的所述前围侧板安装在所述模块化引擎室一端。

3.如权利要求2所述的模块化车身，其特征在于，还包括防撞梁；

所述防撞梁固定在所述模块化引擎室远离所述外架的一端。

4.如权利要求2所述的模块化车身，其特征在于，在所述前围侧板靠近所述模块化引擎室的一侧设置有用于固定轮拱护板的弧形板。

5.如权利要求1所述的模块化车身，其特征在于，还包括底板面皮；

所述底板面皮设置在所述内板空间，两侧分别与对应的所述门槛固定连接。

6.如权利要求5所述的模块化车身，其特征在于，还包括底板横梁；

所述底板横梁设置在所述底板面皮上，两侧分别与对应的所述门槛固定连接。

7.如权利要求5所述的模块化车身，其特征在于，还包括电池盒；

所述电池盒设置在所述底板面皮的下方。

8.如权利要求5所述的模块化车身，其特征在于，还包括模块化后底板；

所述模块化后底板设置在所述底板面皮远离所述前围侧板的一端，所述模块化后底板与所述底板面皮固定连接。

9.如权利要求8所述的模块化车身，其特征在于，还包括后大梁；

所述后大梁固定在所述模块化后底板远离所述外架的一侧。

10.一种模块化车身制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1-9任一项所述的模块化车身，包括：

根据车身宽度选择具有对应规格宽度的所述竖板的所述前围侧板；

根据车身宽度选择具有对应规格宽度的所述横板的所述门槛；

根据车身长度选择具有对应规格长度的所述门槛；

直接固定所述内板与所述主板形成所述外架，所述第一法兰边和所述第二法兰边确定车身的外沿；

将两个所述外架对置，对置的所述外架之间形成具有固定宽度的内板空间。

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