蔚来汽车的车身结构（国内新能源汽车车身结构分析）

冲压与模具工艺 2022-05-24 16:30 发表于江苏

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蔚来ES8全铝车身结构分析

蔚来ES8是一辆纯电动汽车，属于中大型SUV，整备质量2460kg，前电机240kW，420Nm，后电机240kW，420Nm，电池70kWh，综合工况续航里程355km，（数据略差，和车的尺寸、重量有关，看下面结构可知，电池可向车尾加长，也可提高电池包能量密度），百公里加速4.4S。

ES8和常见的冲压件拼接车身完全不同，采用全铝车身，结构非常简单：中间两根门槛梁，前面两根前纵梁，后面两根后纵梁，六根梁用四个铸件连接。前、后副车架支撑悬架、电驱动系统，再用悬架支架把悬架上支点撑起来，再加几根横梁，下部装上电池下车身就完成了。

悬架、副车架也都是铸铝件。

前部

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中部

后部

前双叉臂式独立悬架：

后多连杆式独立悬架：

车身材料选择的重要性

在车身结构设计方面，蔚来ES8充分考虑到了各种碰撞场景下的车身安全，对于冲击力的传递路径做了合理规划。前碰发生时，嵌入式的铝合金前防撞梁是第一道防护，之后碰撞力将通过7003铝材挤出成形的吸能盒以及前纵梁向后传递，由Torque box防护枢纽进行分流，进而通过门槛梁、A柱继续向后传递而保障乘员舱及电池仓的不变形。

对于蔚来ES8的安全设计理念来讲，蔚来ES8的车身，全身的架构都是采用了铝材质，这样可以最大程度的减轻车身的重量。为了保证车的安全性能，蔚来ES8在研发过程中模拟了各种不同的碰撞方式，并且有效的针对各种碰撞方式，设计研发出了优化的绝佳办法。

在安全设计上，很重要的一点是蔚来自身的企业标准是远高于国家安全法规标准的，同时某些方面也要高于类似C-NCAP这样的第三方汽车安全评测机构五星安全标准，在蔚来ES8的开发过程中，蔚来除了考虑到了C-NCAP五星安全标准外，还考虑到了E-NCAP、IIHS等欧洲和美洲的第三方汽车安全评测机构五星标准。

理想one车身结构分析

理想ONE车型尺寸为5020*1960*1760， NEDC综合续航里程800km，电池组总容量40.5kWh ，驱动形式为前后双电机四驱。

外观方面理想one整体比较简洁，看起来饱满舒服，前脸最亮眼的是贯穿式的LED亮条，很是梦幻，关锁和开锁时就会亮起。长方形的前中网装饰，显得很舒服。保险杠的造型稍微的丰富一些，整体上多了一些层次感。 在车身侧面整体上显得比较大气，都是用的柔和的线条，看起来比较饱满，由于其增程式动力系统的设计，不需要考虑庞大的传动系统，所以机器所需的空间要小于传统动力车型，可以明显的看出理想one的车头相比同级别车型要短一些，从而使客舱空间能够尽可能的伸展。 在车尾部，理想one和前脸相呼应也是显得比较简洁，有力量感，中间加入贯穿式的LED灯带，可以和前灯组联动，还是很时尚。

车身结构

理想ONE采用了独有的增程发电系统 大容量电池组为动力方案，相比纯电动车需要考虑发电系统的布局和安全性，称为LISF（Light/Integrity/Safety/Frame）车身结构。通过钢铝混合，既保证了车身结构轻量化，又加强了车身刚性。

这套LISF车身实现了：

·Light&Integrity，轻量化设计及高刚性。得益于合理应用混合材料及结构效率优化，理想ONE采用铝和热成型钢材料，既保证了车身结构的轻量化设计，又加强了车身的刚性。

·Safety，超五星安全保护。当碰撞发生时，理想ONE的车身架构能对乘员和动力电池组起到良好的保护。

·frame，进一步优化车身结构。理想ONE采用专属增程发电系统的车身结构，提供更优秀保护。车辆碰撞时，门槛梁和B柱结构能起到支撑作用，车辆侧碰前后门形变小，真正把SUV车型的优势转化为对乘员的实际保护能力。

材料

在材料方面，主要分别为软钢、高强钢、热成型钢、铝等，这也是目前大部分主机厂车身选材的标准，铝主要应用在机盖等区域、热成型主要应用在B柱处，该车静扭转刚度达31393N.m/°，这一数值在对应尺寸车型上还是居中的。

理想ONE将电池布置在发生碰撞概率较小的高速非形变区内，同时在动力电池组前后均设计了充分的吸能和缓冲区， 通过下图可以看出其缓冲区域对于其他具有较大优势，在容易对动力电池组产生伤害的外侧面设置吸能梁，并构建内侧电池保护包两重保护刚性框架，确保动力电池组不产生任何挤压变形，预留足够的安全距离。

在行人保护方面。理想ONE有针对性地在车头造型和结构上进行了诸多缓冲设计，如吸能式发动机罩、吸能式前保险杠、行人保护吸能支架、可压溃式雨刮等，都是为了在发生碰撞时提供充分的缓冲和吸能，保护行人安全。

对于正碰，底部传力通过吸能盒到纵梁，传至整个车身，通过下图可以看见在其材料强度安装由低到高的趋势设计，这也是目前各个车型在设计中常用的压溃设计，吸能盒设计有压溃筋，但是强度达到590Mpa，相对还是较高的，不知防撞梁采用的什么强度材料，在低速碰撞中，吸能盒是否可以有效吸能，在俯视图中可以看出框选处纵梁变窄，这其实是一种变形的引导设计，保护乘客，在后部使用了热成型钢，这个位置使用这种强度材料相对还是较少的。

侧碰

对于侧碰，吸能空间较少，理想one B柱采用热成型钢，可以有效保证刚度，设计过程中可以通过零件划分、材料选择、结构设计等实现B柱摆锤式变形，假人胸部位置高度B柱侵入小于100mm。同时需要考虑门槛区域具有一定的腔体，保证强度的同时可以有效的吸能变形。

25%小重叠角碰撞

25%小重叠角碰撞是模拟车辆与电线杆、树桩等柱状物的碰撞。因为25%的重叠度，碰撞时前纵梁一般发挥不了作用，车轮机构是近乎唯一受力-卸力组件， 在设计过程中实在是一个难点。很多品牌车型折戟于此。

理想ONE主要通过在A柱下方增设一根纵梁用于吸能，优化被动安全性，称为shotgun，这种结构大部分车型都有，个人认为对于吸能效果还不够，碰撞过程还是需要将力传导至整个车身，对应区域充分吸能的同时也要将力分担到各个部位。

目前市场上应对25%小重叠角碰撞可以增加横向传力通道，使一部分能量转化为侧向动能，同时传递到车身右侧，减少了作用在乘员舱上的能量。

一些车型在前防撞梁及下部副梁横向尺寸进行增加，增加尺寸主要对应25%偏置碰壁障的重合量。Shotgun夹角设计 也是一个关键点，当车体撞击壁障时，撞击力F分解为F0与F1，F0沿shotgun传力至A柱，F1传力至炮塔，同时对车体产生一定横向动能，使得壁障避开乘员舱，保证乘员安全。 同时Shotgun与纵梁、A柱、连接板形成封闭环，同时封闭环零件均采用超高加强板或热成形钢材料也可以保证了shotgun的耐撞性。

高合HiPhi X

高合HiPhi X四驱版技术验证车前后悬架由带有框型副车架 钢铝混合多连杆悬架 气囊弹簧 液压减震器构成，前置动力舱设定1组行李箱，中置的动力电池底部加装具备降低风阻和额外的风冷被动散热功能的复合材料护板，车身焊接的前后纵梁采用轻量化的铝材质构成，独立设定的OBC设定在车身焊接后地板下端，驾驶员拥有1组将行车数据投射到前风挡玻璃的抬头显示系统。

此次实拍的多台高合HiPhi X四驱版技术验证车，目测轴距或达到3000mm，采用MPV\SUV相结合的跨界造型。重度伪装的高合HiPhi X四驱版技术验证车的驾驶舱（红色区域）A柱向动力舱（黄色区域）两侧延伸，驾驶舱的后部（绿色）区域或设定第3排2组座椅。鉴于，华人运通官方公布高合HiPhi X电动汽车采用6人座和第2排乘员车门鸥翼开启的设定，满载工况的乘坐舒适性仍然占优。

比对驾驶舱侧向对开车门实际装车状态台，B柱的设定不仅降低焊接精度要求，后排车门鸥翼开启模式也可以保证整个空间拥有足够强度。尤其是，高合HiPhi X的动力电池位于车身焊接底部，在受到侧面冲击时，异常粗壮的B柱有利于分散侧向冲击力，提升动力电池被动安全性。

上图为重度伪装的高合HiPhi X技术验证车，前部动力舱内部结构特写-1

黄色箭头：占据大部分空间的前置行李舱

绿色箭头：覆盖副驾驶员一侧的防尘罩

蓝色箭头：疑似热泵空调系统电动压缩机或膨胀阀体

白色箭头：疑似电驱动系统 高压配电总成（DCDC PDU） 后置OBC共用的循环管路补液壶

红色箭头：通过前风挡玻璃可见的仪表台（驾驶员一侧）抬头显示系统的反光组件

通过近距离目测，左侧的防尘罩护板之下，布设多组空调高压管路和膨胀阀体，疑似采用基于热泵空调技术的缩机。由于驾驶舱A柱向前部动力舱两翼延伸且动力舱盖向下弧形过渡，左侧的电驱动系统循环管路补液壶有些向上突出。对于后置的OBC，将在后文具体介绍。

上图为重度伪装的高合HiPhi X技术验证车，前部动力舱内部结构特写-2

红色箭头：疑似动力电池热管理系统补液壶（压力为35kPA）

绿色箭头：前置动力舱铝材质加强结构件

蓝色箭头：前置保险杠（覆盖伪装涂层）与铝材质加强结构件关联的塑料支架

上图为重度伪装的高合HiPhi X技术验证车，前部动力舱内部诸多分系统放大后的技术状态细节特写-1

红色箭头：疑似动力电池热管理系统的冷却液并未采用低导电率或脱电离技术处理

绿色箭头：翼子板

蓝色箭头：属于车身焊接的前纵梁上端（也用于支撑翼子板）

白色箭头：这组“环绕”在前置动力舱内的铝材质加强结构件，采用“镂空”技术处理，不仅用于提升前部动力舱结构强度，也用于前置行李箱、补液壶、玻璃水壶、空调管路等分系统的固定和支撑

黄色箭头：采用钢材质的车身焊接轮室罩、或为软性材质的轮内衬

上图为重度伪装的高合HiPhi X技术验证车，前部动力舱内部诸多分系统放大后的技术状态细节特写-2

在铝材质结构加强件的前端，固定了动力舱盖锁机构（红色箭头所指），覆盖伪装涂层的前保险杠塑料支架（2种状态），并猜测还用于散热组件的固定。

上图为重度伪装的高合HiPhi X四驱版技术验证车前悬架（在副驾驶员一侧前车轮后部拍摄）技术状态细节特写

蓝色箭头：叉型铝材质减震器

黄色箭头：铝材质前下拉杆

红色箭头：铝材质后下拉杆

绿色箭头：电动转向机外拉杆

白色箭头：前驱动电机至铝材质转向节的传动半轴

放大传动半轴外侧的信息铭牌，可以读取“华人运通”字样的中文标识（红色箭头所指）以及零部件的二维码

基本可以判定高合HiPhi X四驱版技术验证车前悬架采用钢材质全框型副车架 铝材质多连杆双A型摆臂 由ZF（南韩制造）提供的气囊弹簧构成的独立架构。

在钢制全框型前副车架下端、散热器组件下端、前保险杠下端，完全被塑料护板覆盖。

上图为高合HiPhi X四驱版技术验证车，车身焊接前轮室罩和减震系统技术状态细节特写

左侧图中的减震器芯体由ZF提供并标注出供应商（红色箭头所指）和华人运通品牌标志（绿色箭头所指），并清晰可见同为ZF提供的气囊弹簧。蓝色箭头所指的是采用“蜂窝状”减重处理的铝材质前纵梁与A柱及防火墙关联位置的细节特写。红色箭头所指的是由前置动力舱至后驱动电机的硬质冷却管路（冷却液进出管路各1组）。

右侧图中的蓝色箭头为软材质轮室罩内衬，绿色箭头所指疑似ABS轮速传感器线速，需要特别注意的是黄色箭头所指的是车身焊接的铝材质前纵梁也采用了“蜂窝状”轻量化技术，

上图为上图为重度伪装的高合HiPhi X四驱版技术验证车后悬架（在副驾驶员一侧后车轮后部拍摄）技术状态细节特写-1

红色箭头：钢制下A型摆臂

黄色箭头：铝材质后上拉杆（前上拉杆被轮胎遮蔽）

蓝色箭头：铝材质全框型副车架

绿色箭头：后副车架下护板

高合HiPhi X四驱版技术验证车的后传动半轴以及后驱动电机被遮蔽不能从这一视角目测。铝材质全框型后副车架十分粗壮，且4点悬置机构也被橡胶沉淀隔绝在行驶中产生的震动（传入驾驶舱）。预判高合HiPhi X四驱版技术验证车的后驱动电机也应该被“悬吊”在后副车架中央。

上图为高合HiPhi X四驱版技术验证车后置OBC以及充电线缆接口特写（在副驾驶员一侧拍摄）

单独固定在车身焊接后地板纵梁下端（绿色箭头所指）的OBC（红色箭头所指）和至充电接口的线缆（蓝色箭头所指），意味着交流慢充口位于高合HiPhi X四驱版技术验证车车身焊接的右后侧围靠近后保险杠区域。高合HiPhi X四驱版技术验证车单独后置的OBC，起码可以认定没有与DCDC和PDU进行“3合1”集成。单从OBC单独设定看，与当下主流本土传统车厂和造车新势力推出的2代车型，标配“3合1”高压充放电系统存在技术代差。

在多台高合HiPhi X四驱版技术验证车中，1台后保险杠下护板完全遮蔽OBC，多台后保险杠下护板两端被认为脱落，预判用于OBC的测试与调试。

上图为高合HiPhi X四驱版技术验证车，车身焊接后地板及驾驶员一侧后纵梁技术状态细节特写

蓝色箭头：钢材质车身焊接后地板

红色箭头：采用铝材质车身焊接后纵梁

绿色箭头：铝材质全框型后副车架

黄色箭头：固定铝材质全框型后副车架的铝材质后纵梁锚点，采用轻量化的“蜂窝状”结构

仔细对比高合HiPhi X四驱版技术验证车的后地板车身焊接，铝材质的后纵梁，明显可以分辨出不同材质带来的质感差异。

上图为高合HiPhi X四驱版技术验证车，副驾驶员一侧后减震系统技术状态细节特写。液压减震器（红色区域）粘贴有“Human Horizens”英文标识（华人运通的英文），以及“2019年10月6日”的生产日期（蓝色区域）

黄色箭头：从后驱动电机引出的后传动半轴

绿色箭头：铝材质后转向节

白色箭头：疑似中置动力电池上端的“蜂窝状”车身焊接

通过这张特写，还可以看到高合HiPhi X四驱版技术验证车后传动半轴

上图为高合HiPhi X四驱版技术验证车部分后悬架，中置动力电池诸多分系统技术状态细节特写-1

黄色箭头：被软性下护板完全遮蔽的后保险杠和后副车架底部，有利于降低风阻和降噪

红色箭头：钢制后下A型摆臂没有采用铝材质有些意外

蓝色箭头：铝材质后下拉臂

绿色箭头：铝材质后转向节

粗壮的气囊弹簧固定在钢制下A型摆臂和铝材质后纵梁之间，过分粗壮铝材质后框型副车架，将后驱动电机系统完全“束缚”。根据在前动力舱内行李箱占用了相当空间比对，整车的DCDC、PDU都将被设定在铝材质框型后副车架上下的可能性很高，并且DCDC和PDU是否进行了“2合1”集成也不能确认。

从上图可见高合HiPhi X四驱版技术验证车，设定在车身焊接驾驶舱下端的动力电池总成底部覆盖一层“凹凸有序”的护板

红色箭头：后副车架软性材质下护板

绿色箭头：动力电池下壳体铺设，具备导流用于散热的塑料材质下护板

黄色箭头：动力电池铝材质壳体

白色箭头：动力电池铝材质壳体与车身焊接固定，且具有缓冲侧向冲击的悬置支架

蓝色箭头：覆盖动力电池与车身焊接侧边梁的软性材质下护板

上图为高合HiPhi X四驱版技术验证车，动力电池下护板设定的倒流槽技术状态细节特写-1（从副驾驶员一侧后轮前端拍摄）

绿色箭头：固定下护板与动力电池的螺栓

红色箭头：第1种技术状态的导流槽

黄色箭头：第2种技术状态导流槽

白色箭头：有一定厚度的下护板突出于动力电池铝材质下壳体

上图为高合HiPhi X四驱版技术验证车，动力电池下护板设定的倒流槽技术状态细节特写-2（从副驾驶员一侧前轮后端拍摄）

蓝色箭头：突出于下护板的贯穿于整个动力电池纵向的中央导流槽前端的迎风口

黄色箭头：均匀分布在下护板的较短长度的导流槽迎风口

红色箭头：由螺栓固定在动力电池铝材质下壳体的下护板

上图为拆卸掉设定导流槽的下护板后动力电池铝材质壳体技术状态细节特写

高合HiPhi X四驱版技术验证车，不仅仅为动力电池设定一组具备防穿刺的下护板，并通过设定不同长度、不同分布位置的导流槽，就可以额外增加动力电池高温散热效率。这种不依赖动力电池装载电量，即可提升关键的高温散热功能的设定十分有意思，也是目前在售的电动汽车普遍没有采用的一种低成本的功能性设定。

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