车身结构及车辆的制作方法

1.本技术属于车辆技术领域，具体涉及一种车身结构及车辆。


背景技术：

2.中国保险汽车安全指数(china insurance automotive safetyindex，c-iasi)从耐撞性与维修经济性指数、车内乘员安全指数、车外行人安全指数、车辆辅助安全指数四个方面进行测试评价。其中，正面25％偏置碰撞工况是c-iasi车内乘员安全指数的重要工况之一，正面25％偏置碰撞直接影响驾乘人员的人身安全。
3.现有技术中，传统汽车发生碰撞时，主要由防撞梁及纵梁组合结构受力形变吸收碰撞能量，实现保护乘员。而c-iasi中新增一项64.4km/h速度的25％重叠的刚性壁障碰撞试验，又称小偏置碰撞试验。
4.然而，当发生小于25％重叠碰撞时，恰好避开传统车纵梁吸能结构，直接冲击车辆a柱及乘员舱，导致a柱变形，进而使乘员舱严重变形，存在较大安全隐患。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的是提供一种车身结构及车辆，能够解决现有技术中车身结构a柱在碰撞中容易变形的问题。
6.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种车身结构，包括a柱，所述a柱设置在前挡风玻璃和两侧前车门之间；所述a柱包括本体、固定连接于所述本体第一位置的第一连接板和固定连接于所述本体第二位置的第二连接板，所述第一连接板与车顶连接，所述第二连接板与所述b柱连接；其中，所述本体为一体成型的异形管状结构。
8.在本技术实施例中，在本技术实施例中，a柱设置在前挡风玻璃和两侧前车门之间，本体通过第一位置与第一连接板连接，本体通过第二位置与第二连接板连接，第一连接板分别与本体和车顶连接，第二连接板分别与本体和b柱连接，通过第一连接板和第二连接板将本体连接于车顶和b柱上，形成车身结构的一部分。本体是采用热态金属气压一体成型的异形管状结构，异形管状结构的一体成型设置可以增强a柱的性能，比如增强a柱的刚度和强度，进而使a柱更加不容易变形；在发生碰撞时，异型管状的设置用于使得碰撞产生的力向多个方向释放，防止碰撞力沿某一方向释放造成a柱，异形管状结构的形状与车顶以及车顶延伸至前挡风玻璃的形状相适配。在本技术实施例中，通过 a柱主体、第一连接板和第二连接板的设置增强了a柱的刚度和强度，具有a 柱不容易变形的有益效果。
附图说明
9.图1是本技术实施例中a柱的整体示意图；
10.图2是本技术实施例中a柱的爆炸图；
11.图3是本技术实施例中a柱结构示意图；
12.图4是本技术实施例中a柱的a-a位置的截面图；
13.图5是本技术实施例中a柱的b-b位置的截面图；
14.图6是本技术实施例中a柱的c-c位置的截面图；
15.图7是本技术实施例中a柱的d-d位置的截面图；
16.图8是本技术实施例中2.0gpa材料的组分与1.5gpa材料的成分对比图。
17.附图标记说明：
18.10、a柱；101、本体；102、第一连连接板；103、第二连接板；104、内板。
具体实施方式
19.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
21.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的车身结构及车辆进行详细地说明。
22.参见图1至图8，本技术的实施例提供了一种车身结构，包括a柱，所述 a柱设置在前挡风玻璃和两侧前车门之间；
23.所述a柱包括本体、固定连接于所述本体第一位置的第一连接板和固定连接于所述本体第二位置的第二连接板，所述第一连接板与车顶连接，所述第二连接板与所述b柱连接；
24.其中，所述本体为一体成型的异形管状结构。
25.在本技术实施例中，a柱设置在前挡风玻璃和两侧前车门之间，本体通过第一位置与第一连接板连接，本体通过第二位置与第二连接板连接，第一连接板分别与本体和车顶连接，第二连接板分别与本体和b柱连接，通过第一连接板和第二连接板将本体连接于车顶和b柱上，形成车身结构的一部分。本体是采用热态金属气压一体成型的异形管状结构，异形管状结构的一体成型设置可以增强a柱的性能，比如增强a柱的刚度和强度，进而使a柱更加不容易变形；在发生碰撞时，异型管状的设置用于使得碰撞产生的力向多个方向释放，防止碰撞力沿某一方向释放造成a柱，异形管状结构的形状与车顶以及车顶延伸至前挡风玻璃的形状相适配。在本技术实施例中，通过a柱主体、第一连接板和第二连接板的设置增强了a柱的刚度和强度，具有a柱不容易变形的有益效果。
26.可选地，在本技术实施例中，所述本体为与车身外形适配的柱状结构，所述柱状结构的横截面在不同位置处形状不同，所述横截面为封闭的形状。
27.在本技术实施例中，本体为采用2.0gpa的热成型材料通过热态金属气压成型技术
制成的内部中空的柱状结构，其不同位置的横截面形状不同，在发生碰撞时，不同形状横截面的设置避免了碰撞力沿本体方向无损耗地传递，能够减少本体发生形变的形变量，横截面为封闭形状的设置相较于开放式的设置提高了强度和刚度，能够避免在小偏置碰撞过程中a柱的形变问题，并且，变截面的封闭腔体结构还能在保证碰撞要求的同时减小a柱的障碍角。
28.可选地，在本技术实施例中，所述横截面为多边形结构，且，所述多边形结构的角部为弧形。
29.在本技术实施例中，多边形结构横截面的设置用于丰富变形方向，在发生碰撞时，多边形结构的横截面能够在碰撞力的冲击下沿多个方向变形，从而使得碰撞力被分解向多个方向发散，进而减小主体的形变量，弧形角部的设置用于减少碰撞过程中碰撞力发生的应力集中，降低由应力集中造成主体破裂的可能性。
30.可选地，在本技术实施例中，所述多边形结构为三角结构；所述三角结构的角部为弧形。
31.在本技术实施例中，多边形结构为三角形的设置用于提高结构的稳定性，增强结构的刚度，防止结构的变形，进而减小主体的形变量，弧形角部的设置用于减少碰撞过程中碰撞力发生的应力集中，降低由应力集中造成主体破裂的可能性。
32.可选地，在本技术实施例中，所述三角结构至少包括一个缓冲边。
33.在本技术实施例中，缓冲边的设置用于直接受到碰撞力的冲击，碰撞力经过缓冲边已经损耗了一部分能量，剩余能量再分散至缓冲边之外的三角结构的其他边，缓冲边的设置增加了三角结构的弹性形变量，避免直接出现塑性变形的情况，可以在弹性变形的过程中吸收或分散碰撞能量。
34.可选地，在本技术实施例中，所述a柱包括内板，所述内板的一端与所述本体固定连接，所述内板的另一端与车门防撞梁固定连接，所述内板的另一端与所述车门防撞梁相适配。
35.在本技术实施例中，内板的设置用于将本体和防撞梁固定连接，将本体和防撞梁通过内板的连接，在发生碰撞时，能够将施加在本体上的碰撞力传递至防撞梁上，通过防撞梁吸收能量，进而减小本体的形变和损伤。
36.可选地，在本技术实施例中，所述a柱采用气压热成形技术制成。
37.在本技术实施例中，a柱采用热态金属气压成型技术制作，能够实现复杂的中空结构件的气压成形，减轻了主体的重量，进而实现了车身的轻量化制造。
38.可选地，在本技术实施例中，所述a柱采用2.0gpa材料，所述2.0gpa 材料中碳含量为0.32％-0.40％，所述2.0gpa材料中钒含量大于等于0.20％。
39.在本技术实施例中，a柱的材料为2.0gpa的热成型材料，由2.0gpa的热成型材料制作的主体相较于采用普通高强度钢材的主体，其材料强度更强、重量更轻，由于2.0gpa的热成型材料的强度高，相比普通1.5gpa的热成型材料制成的a柱，也可以实现减重40％，进而实现了车身的轻量化制造。由前述内容可知，在a柱主体达到相同刚度的情况下，本技术中的a柱重量更轻、强度更高、横截面更小，横截面减小的a柱的进而能够减小a柱障碍角，从而改善车辆的盲区，提高了车辆驾驶的安全性。
40.还需要说明的是，2.0gpa的热成型材料和1.5gpa的热成型材料的组分对比见如图
8所示。
41.可选地，在本技术实施例中，所述内板、所述第一连接板和所述第二连接板与所述本体通过螺纹连接、焊接或铆接中任一种方式连接。
42.在本技术实施例中，内板、第一连接板和第二连接板的设置用于增强本体的刚度，内板、第一连接板和第二连接板也采用2.0gpa的热成型材料，其重量更轻，强度更高，具有减轻a柱重量，增强a柱刚度的有益效果，内板、第一连接板和第二连接板可以通过螺纹连接、焊接或铆接中任一种方式连接在主体上，相较于传统a柱，减少了多个加强板的存在，也减少了加强板和传统 a柱之间采用法兰盘之间的相互连接，减少了a柱上零件的数量，且由于 2.0gpa的热成型材料强度高、重量轻，在达到相同a柱强度相同的情况下，a 柱更轻、刚度更高且障碍角更小的有益效果。
43.可选地，在本技术实施例中提供了一种车辆，包括如前所述的车身结构。
44.在本技术实施例中，该车辆包括上述所述的a柱，该车辆所具备的有益效果和上述a柱所具备的有益效果一致。
45.需要说明的是，具有上述a柱的车辆通过采用2.0gpa材料制作a柱， 2.0gpa材料具有较高的强度和刚度，在保证本技术a柱的强度和刚度优于传统a柱的同时，还能够减轻a柱的重量及a柱的宽度，通过热态金属气压成型技术制成的内部中空的柱状结构，使得a柱具有较高的强度和刚度，并且如图4-7所示，a柱不同位置的横截面形状不同，在发生碰撞时，不同形状横截面的设置避免了碰撞力沿本体方向无损耗地传递，能够减少本体发生形变的形变量，而横截面为封闭形状的设置相较于开放式的设置也提高了强度和刚度，能够避免在小偏置碰撞过程中a柱的形变问题，并且，变截面的封闭腔体结构还能在保证碰撞要求的同时减小a柱的障碍角，具有减少a柱在碰撞中变形、以及减小a柱障碍角导致的盲区大的有益效果。
46.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
47.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。

技术特征：
1.一种车身结构，其特征在于，包括a柱，所述a柱设置在前挡风玻璃和两侧前车门之间；所述a柱包括本体、固定连接于所述本体第一位置的第一连接板和固定连接于所述本体第二位置的第二连接板，所述第一连接板与车顶连接，所述第二连接板与所述b柱连接；其中，所述本体为一体成型的异形管状结构。2.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述本体为与车身外形适配的柱状结构，所述柱状结构的横截面在不同位置处形状不同，所述横截面为封闭的形状。3.根据权利要求2所述的车身结构，其特征在于，所述横截面为多边形结构，且，所述多边形结构的角部为弧形。4.根据权利要求3所述的车身结构，其特征在于，所述多边形结构为三角结构；所述三角结构的角部为弧形。5.根据权利要求4所述的车身结构，其特征在于，所述三角结构至少包括一个缓冲边。6.根据权利要求5所述的车身结构，其特征在于，所述a柱包括内板，所述内板的一端与所述本体固定连接，所述内板的另一端与车门防撞梁固定连接，所述内板的另一端与所述车门防撞梁相适配。7.根据权利要求6所述的车身结构，其特征在于，所述a柱采用气压热成形技术制成。8.根据权利要求7所述的车身结构，其特征在于，所述a柱采用2.0gpa材料，所述2.0gpa材料中碳含量为0.32％-0.40％，所述2.0gpa材料中钒含量大于等于0.20％。9.根据权利要求8所述的车身结构，其特征在于，所述内板、所述第一连接板和所述第二连接板与所述本体通过螺纹连接、焊接或铆接中任一种方式连接。10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的车身结构。

技术总结
本申请公开了一种车身结构，属于车辆技术领域。包括A柱，所A柱设置在前挡风玻璃和两侧前车门之间；所述A柱包括本体、固定连接于所述本体第一位置的第一连接板和固定连接于所述本体第二位置的第二连接板，所述第一连接板与车顶连接，所述第二连接板与所述B柱连接；其中，所述本体为一体成型的异形管状结构。本申请的实施例通过A柱主体、第一连接板和第二连接板的设置增强了A柱的刚度和强度，具有A柱不容易变形的有益效果。容易变形的有益效果。容易变形的有益效果。


技术研发人员：李超 李彦云 张东升
受保护的技术使用者：北京汽车股份有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2023/6/26