[发明专利]用于电动车辆的前部结构

说明书

一种用于电动车辆的前部结构，该前部结构包括下仪表板、座椅横向构件和通道鼻部，使得通道鼻部设计成以其后部部分抵抗侵入的同时以其前部部分吸收能量，从而优化在正面碰撞期间该部分中的能量吸收并且防止电池组因下仪表板的向下推动影响而受到破坏。

技术领域

本发明涉及用于具有电动动力系的机动车辆的前部结构，该机动车辆在下文中称为电动车辆。本发明还涉及用于制造这种前部结构的方法。

背景技术

与大气中的二氧化碳水平的增加以及与当地空气污染水平相关的环境问题和法规正在推动电动型机动车辆的兴起。与常规的内燃机车辆相比，电动车辆的发动机更小、没有油箱并且没有排气系统。另一方面，电动车辆具有相当大的电池组，这在内燃机中是不存在的。

这些显著的差异正在引起机动车辆的全球架构的变化。电动车辆的设计必须适应新的动力系，并且必须利用由于较小的发动机以及没有排气系统和油箱而提供的额外空间。另一方面，电动车辆还需要考虑新的要求、比如电池组的额外重量，并且需要在发生事故的情况下对电池组进行保护。

在内燃发动机上，客舱的底部结构包括通道，该通道容纳位于地板面板下方的排气系统。通道在前座椅之间延伸，并且穿过后地板面板的中间。通道通过通常被称为鼻部的前部部分连接至下仪表板结构，鼻部向上弯曲成适应于发动机舱中的排气歧管的形状。

在电动车辆的情况下，没有排气系统意味着不需要这样的通道。然而，令人关注的是，保留通道的一部分、即前部部分或鼻部，以便适于为位于地板面板下方的与电池组相关的设备腾出空间。例如，将电力管理系统容纳在通道鼻部中可能是令人关注的。此外，通道鼻部可以为电力管理系统和电池组本身提供接入点，这是与电池组相关联的安全要求之一。

车辆的前部结构必须能够通过吸收车辆结构内的能量并通过保证在车辆乘员占据的关键区域内不会发生侵入来承受正面碰撞。在电动车辆的情况下，对电池组在发生碰撞的情况下的性能提出了进一步的要求。事实上，如果电池组受到破坏，危险的化学物质可能会从电池单元中释放出来，从而造成健康和火灾隐患。

一种此类正面碰撞测试是联邦机动车辆安全标准208(FMVSS 208)，其中，车辆以56km/h的速度撞击横跨车辆的整个宽度的刚性障碍物。

上述独立的通道鼻部的存在对正面碰撞期间电池组的完整性提出了问题。事实上，通道鼻部所附接至的下仪表板在正面碰撞期间会具有将鼻部向下推动的趋势。这主要是因为下仪表板相对于竖向方向倾斜，其中，下仪表板的顶部比下仪表板的底部更靠近车辆的前部。在碰撞的影响下，前部碰撞管理系统将倾向于向前推动下仪表板的上部部分，从而将下仪表板调整为采取竖向方向。这又具有将鼻部的后部朝向电池组向下推动的影响，这可能导致电池组的灾难性破裂，并且对乘客和救援队的安全带来严重的其他问题。

发明内容

本发明的目的之一是通过提出下述设计来克服这些限制：该设计在优化通道鼻部的能量吸收能力的同时确保通道鼻部不会被朝向电池组向下推动。

为此，本发明涉及用于电动车辆的前部结构，该前部结构包括下仪表板、座椅横向构件和通道鼻部，座椅横向构件沿大致横向方向延伸并且在任一端部处附接至车辆的侧向加强结构，通道鼻部包括：

-前部部分，该前部部分至少附接至下仪表板，

-后部部分，该后部部分至少附接至座椅横向构件，其中，后部部分的极限拉伸强度与平均厚度的乘积大于或等于前部部分的极限拉伸强度与平均厚度的乘积，并且其中，前部部分由断裂应变为至少0.6和临界弯区角为至少75°的材料制成。

屈服强度、极限拉伸强度以及均匀延伸率和总延伸率根据2009年10月出版的ISO标准ISO 6892-1进行测量。

通过应用上述发明，可以在正面碰撞期间控制通道鼻部的变形，从而避免损坏电池组。所描述的发明还允许通过为前部部分赋予能量吸收的作用来优化被吸收的能量的量。