汽车用全铝合金前地板总成.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910203320.X (22)申请日 2019.03.18 (71)申请人 中铝材料应用研究院有限公司 地址 102209 北京市昌平区北七家镇未来 科技城南区 (72)发明人 牛关梅田宇兴李伟任毅斌 任秀敏黄东男刘成 (74)专利代理机构 中国有色金属工业专利中心 11028 代理人 李子健 (51)Int.Cl. B62D 25/20(2006.01) (54)发明名称 一种汽车用全铝合金前地板总成 (57)摘要 本发明公开了一种汽车用全铝合金前地板 总成， 所述总成。

2、包括前地板、“” 型中通道冲压 面板、 多腔倒 “U” 带翅臂型截面的中通板件、 带延 伸翅臂的 “口” 字型截面的前地板纵梁、 带翅壁的 不规则 “田” 字型截面的门槛梁及不规则带延伸 翅臂的不规则 “口” 字型截面座椅横梁。 本发明总 成各构件均采用铝合金材料， 整体质量轻， 相较 于钢制前地板整体减重高达25-35， 制造简 单， 节约成本， 可完全回收。 本发明一种汽车用全 铝合金前地板总成各构件采用胶结和铆接的混 合连接方式， 使得整体结构框架结构强度高， 且 汽车整体的NVH性能有所提高。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 110001792 A 2019.07.12 C。

3、N 110001792 A 1.一种汽车用全铝合金前地板总成， 包括前地板、 前地板纵梁、 前座椅横梁、 后座椅横 梁、 门槛梁、 中通板件， 所述门槛梁包括左门槛梁和右门槛梁， 所述前地板两侧设有沿汽车 纵向延伸的左门槛梁和右门槛梁， 所述前地板包括左前地板和右前地板， 所述中通板件位 于左前地板和右前地板之间， 前地板正面设有沿汽车横向排布的前座椅横梁和后座椅横 梁， 前地板底侧设有沿汽车纵向延伸的前地板纵梁， 其特征在于， 所述前地板为铝合金板 材、 中通板件为铝合金板材冲压件， 所述中通板件的截面为 “” 型， 所述门槛梁、 前后座椅 横梁、 前地板纵梁均为铝合金挤压型材， 所述前地板。

4、纵梁及前后座椅横梁截面均为带延伸 翅臂的不规则 “口” 字型， 所述门槛梁截面为带翅臂的不规则 “田” 字型。 2.根据权利要求1所述的汽车用全铝合金前地板总成， 其特征在于， 所述前地板、 中通 板件所用铝合金板材， 屈服强度为130MPa， 抗拉强度280MPa， 断后伸长率30， 所述 门槛梁、 前后座椅横梁、 前地板纵梁所用铝合金型材， 屈服强度为220MPa， 抗拉强度 240MPa， 断后伸长率10。 3.根据权利要求1或2所述的汽车用全铝合金前地板总成， 其特征在于， 所述中通板件 凹面布置有两个加强件， 其为多腔倒 “U” 带翅臂型截面的铝合金挤压型材。 4.根据权利要求3所述。

5、的汽车用全铝合金前地板总成， 其特征在于， 所述前地板纵梁包 括左纵梁和右纵梁， 所述左纵梁用于连接左前地板和中通板件及加强件， 所述右纵梁用于 连接右前地板和中通板件及加强件。 5.根据权利要求4所述的汽车用全铝合金前地板总成， 其特征在于， 前座椅横梁和后座 椅横梁均采用分体式， 前座椅横梁包括左前座椅横梁和右前座椅横梁， 后座椅横梁包括左 后座椅横梁和右后座椅横梁， 左前座椅横梁和左后座椅横梁的一端均与左门槛梁连接， 另 一端均与中通板件连接； 右前座椅横梁和右后座椅横梁均一端与右门槛梁连接， 另一端与 中通板件连接。 6.根据权利要求5所述的汽车用全铝合金前地板总成， 其特征在于， 左。

6、前地板与左门槛 梁、 左前地板与左纵梁、 右前地板与右门槛梁、 右前地板与右纵梁采用胶结和铆接混合的方 式连接， 左右纵梁与中通板件及加强件采用胶结和铆接混合的连接方式， 前后座椅横梁与 门槛梁和中通板件的连接采用增加T型连接机构并铆接的连接方式。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110001792 A 2 一种汽车用全铝合金前地板总成 技术领域 0001 本发明属于汽车技术领域， 特别是涉及一种汽车前地板总成。 背景技术 0002 随着全球城市化、 工业化程度的不断深入， 能源短缺和环境污染的问题也日趋严 重。 在交通运输领域， 世界各国都致力于推动低能耗、 低排放交通工具的发展。 由于汽。

7、车行 使阻力与重量成正相关， 无论是传统燃油汽车还是新能源汽车， 汽车减重已经成为节能减 排的重要举措。 0003 铝合金具有高比强度、 良好的塑性、 易加工成型、 耐蚀、 可回收循环利用以及适合 多种制造方法等诸多优势， 最具特点的是铝合金型材以其独特的空腔结构应用到汽车骨架 结构件中， 通过考虑汽车刚度要求， 对断面形状进行了轻量化设计， 同时考虑断面外形与加 强筋布局实现型材之间的连接设计。 通过铝合金型材选择和断面结构设计的综合应用能够 使得汽车车身的一部分传统钢质零件逐渐被铝合金型材零件取代。 0004 现有的汽车前地板大部分都是钢板拼焊结构， 主要集中在钢制结构的外形设计。 CN1。

8、02862612号中国专利公开了一种汽车前地板总成， 设计的初衷主要为放置摩托车提供 更大的空间， 采用传统的钢板材质， 其中未写整体结构的减重。 201610504112.X号中国专利 文件公开了一种既能满足电池包以及其它功能模块布置的车辆地板总成， 并未披露采用的 材质和要予减重的目的。 申请号201810792998.1的另一中国专利文件公开了一种地板总成 及汽车， 其中披露了采用钢制门槛梁和铝制底板从而达到部分减重， 但其中的铝材瓦楞板 的刚度仍然远低于人们的期望， 而其中的钢铝间的连接采用过渡接头实现的， 不仅生产上 工艺复杂且增加了成本。 0005 目前， 在汽车轻量化设计进程中，。

9、 采用铝合金实现车身结构件(如前地板)的轻量 化还处于比较缓慢的发展状态， 绝大部分设计都集中在钢制结构的外形设计上； 而对汽车 前地板设计还没有从铝合金材质选择、 单个构件结构优化、 减重效果等方面开展全面设计。 本发明针对以上不足， 开展了汽车用铝合金型材前地板总成设计研究， 提出了一种汽车用 全铝合金前地板总成， 相关技术也可应用于汽车其他部件及总成的设计， 以及其他工程构 件结构轻量化设计中。 发明内容 0006 针对上述已有技术存在的不足， 本发明的一个目的是提供一种能够达到钢制汽车 前地板总成性能的全铝汽车前地板总成， 本发明的另一个目的是提供一种汽车用全铝合金 前地板总成相关型材。

10、结构的断面形状。 0007 本发明是通过以下技术方案实现的。 0008 本发明提供了一种汽车用全铝合金前地板总成， 包括前地板、 前地板纵梁、 前座椅 横梁、 后座椅横梁、 门槛梁、 中通板件， 所述门槛梁包括左门槛梁和右门槛梁， 所述前地板两 侧设有沿汽车纵向延伸的左门槛梁和右门槛梁， 所述前地板包括左前地板和右前地板， 所 说明书 1/4 页 3 CN 110001792 A 3 述中通板件位于左前地板和右前地板之间， 前地板正面设有沿汽车横向排布的前座椅横梁 和后座椅横梁， 前地板底侧设有沿汽车纵向延伸的前地板纵梁， 其特征在于， 所述前地板、 中通板件均为铝合金板材冲压件， 所述中通板。

11、件的截面为 “” 型， 所述门槛梁、 前后座椅横 梁、 前地板纵梁均为铝合金挤压型材， 所述前地板纵梁及前后座椅横梁截面均为带延伸翅 臂的不规则 “口” 字型， 所述门槛梁截面为带翅臂的不规则 “田” 字型。 0009 上述的装置中， 所述前地板、 中通板件所用铝合金板材， 屈服强度为130MPa， 抗 拉强度280MPa， 断后伸长率30， 所述门槛梁、 前后座椅横梁、 前地板纵梁所用铝合金 型材， 屈服强度为220MPa， 抗拉强度240MPa， 断后伸长率10。 0010 上述的装置中， 所述中通板件凹面布置有两个加强件， 其为多腔倒 “U” 型截面的铝 合金挤压型材。 0011 上述的。

12、装置中， 所述前地板纵梁包括左纵梁和右纵梁， 所述左纵梁用于连接左前 地板和中通板件及加强件， 所述右纵梁用于连接右前地板和中通板件及加强件。 0012 上述的装置中， 前座椅横梁和后座椅横梁均采用分体式， 前座椅横梁包括左前座 椅横梁和右前座椅横梁， 后座椅横梁包括左后座椅横梁和右后座椅横梁， 左前座椅横梁和 左后座椅横梁的一端均与左门槛梁连接， 另一端均与中通板件连接； 右前座椅横梁和右后 座椅横梁均一端与右门槛梁连接， 另一端与中通板件连接。 0013 上述的装置中， 左前地板与左门槛梁、 左前地板与左纵梁、 右前地板与右门槛梁、 右前地板与右纵梁采用胶结和铆接混合的方式连接， 左右纵梁。

13、与中通板件及加强件采用胶 结和铆接混合的连接方式， 前后座椅横梁与门槛梁和中通板件的连接采用增加T型连接机 构并铆接的连接方式。 0014 上述的装置中， 其中前地板、 中通板均采用5XXX系铝合金板材经冲压制备而成， 左 右门槛梁、 前后座椅横梁、 前地板左右纵梁采用6XXX系或7XXX系铝合金挤压型材。 0015 本发明的有益技术效果： 0016 1)本发明一种汽车用全铝合金前地板总成的整体质量轻， 相比于钢制前地板整体 减重2535。 0017 2)本发明一种汽车用全铝合金前地板总成采用胶结和铆接混合的连接方式， 以及 采用增加T型连接结构并铆接的连接方式， 胶结的方式具有密封性好的优点。

14、， 胶接和铆接混 合的连接方式使得汽车整体的NVH性能提高。 0018 3)本发明一种汽车用全铝合金前地板总成采用铝合金板材冲压件和铝合金挤压 型材组合。 通过考虑汽车刚度要求， 对型材断面形状进行了轻量化设计， 同时综合考虑零件 的断面形状以及零部件的布局实现零件之间的连接设计， 连接方式采用胶接与铆接且增加 连接结构， 使得整体强度和刚度性能不低于钢制前地板总成， 满足汽车各部件安装性能且 碰撞吸能效果优于钢制前地板总成。 附图说明 0019 图1是本发明实施例的正面立体示意图； 0020 图2是本发明实施例的背面立体示意图； 0021 图3是本发明实施例的俯视图； 0022 图4是本发明。

15、实施例的左视图； 说明书 2/4 页 4 CN 110001792 A 4 0023 图5是图3的剖面图。 具体实施方式 0024 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。 0025 为使本发明的技术方案和优点更加清楚， 下面结合附图对本发明的技术方案作清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明部分实施例， 而不是其全部。 基于本发明中 的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它改进或修 改都属于本发明保护的范围。 0026 如图1和图2所示， 本发明实施例提供了一种汽车用全铝合金前地板总成， 所述前 地板总成结构是由左前地板101、 右。

16、前地板102、 左纵梁201、 右纵梁202、 左门槛梁301、 右门 槛梁302、 左前座椅横梁401、 右前座椅横梁402、 左后座椅横梁501、 右后座椅横梁502、 中通 板600及其加强件701和702以及通用连接件800构成的主体。 0027 所述前地板主体底侧设有沿汽车纵向延伸的左纵梁201和右纵梁202， 所述左纵梁 201起到了连接左前地板101和中通板600的作用， 所述右纵梁202起到了连接右前地板102 和中通板600的作用， 其中中通板凹面设置了两个铝合金型材加强件， 第一加强板701和第 二加强板702。 纵梁和前地板的连接采用胶结方式， 设计过程中均设计了胶结搭接。

17、边； 纵梁 和中通板及其加强件采用胶结和铆接混合的连接方式。 0028 所述前地板主体两侧设有沿汽车纵向延伸的左门槛梁301和右门槛梁302， 所述左 门槛梁301和左前地板101设有搭接边， 采用胶结和铆接混合方式连接， 同时左门槛梁301与 左前座椅横梁401采用铆接方式连接， 其中采用通用连接型材800衔接左门槛梁301与左前 座椅横梁401； 左门槛梁301与左后座椅横梁501采用铆接方式连接， 其中采用通用连接型材 800衔接左门槛梁与前座椅横梁； 所述右门槛梁302和右前地板102设有搭接边， 采用胶结和 铆接混合方式连接， 同时右门槛梁302与右前座椅横梁402采用铆接方式连接，。

18、 其中采用通 用连接型材800衔接右门槛梁302与右前座椅横梁402； 右门槛梁302与右后座椅横梁502采 用铆接方式连接， 其中采用通用连接型材800衔接右门槛梁302与右后座椅横梁502。 0029 所述前地板主体上面设有沿汽车横向排布的前座椅横梁和后座椅横梁， 其中前座 椅横梁和后座椅横梁均采用分体式， 包括左前座椅横梁401、 右前座椅横梁402、 左后座椅横 梁501和右后座椅横梁502。 左前座椅横梁401和左后座椅横梁501均一端与左门槛梁301连 接， 另一端与中通板600连接； 同样， 右前座椅横梁402和右后座椅横梁502均一端与右门槛 梁302连接， 另一端与中通板60。

19、0连接。 采用分体式结构， 组装方便， 生产时间短。 0030 本发明的一个实例中， 如图4所示， 所述铝合金中通板600截面为 “” 型， 中通板底 侧设有两个铝合金型材加强部件， 中通道铝合金型材加强件701/702截面为多腔倒 “U” 带翅 臂型； 铝合金左右纵梁201/202截面均为带延伸翅臂的不规则 “口” 字型； 铝合金左右门槛梁 301/302截面为带翅壁的不规则 “田” 字型； 0031 图3的A-A剖面图5所示， 铝合金前/后座椅横梁401/402/501/502截面形状均为不 规则带延伸翅臂的不规则 “口” 字型， 通用型材连接结构800采用T型截面型材。 0032 本发明。

20、的一个实例中， 前地板采用5182铝合金、 前后座椅横梁采用6063铝合金、 左 右门槛梁采用6082铝合金、 地板左右纵梁6063铝合金、 中通板加强件采用6082铝合金、 型材 连接结构件采用6061铝合金。 其中， 前地板总成的各结构件之间采用胶结和铆接混合的连 说明书 3/4 页 5 CN 110001792 A 5 接方法， 使得整体结构框架结构强度高， 设计合理， 加工简单， 且汽车整体的NVH性能有所提 高。 0033 综上所述， 本发明的铝合金前地板总成除了前地板主体采用铝合金板材和中通板 件采用铝合金冲压件外， 其余部件包括纵梁、 前后座椅横梁、 门槛梁和中央通道加强件及连 接件均采用铝合金型材， 制造简单， 节约成本， 整体质量轻， 相较于钢制前地板整体减重高 达25-35， 并且碰撞吸能效果更佳。 0034 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和优化， 这些改进和优化也应 视为本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 110001792 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 110001792 A 7 图3 图4 图5 说明书附图 2/2 页 8 CN 110001792 A 8 。