[0001] 本发明涉及交通工具技术领域，更具体地，涉及一种非承载式车身的前舱结构、非承载式车身和车辆。

[0002] 随着科技的发展，一些类型的汽车需要增加整车重量，例如，电动汽车为了比肩甚至超越现有燃油车的续驶里程，需要配备较大的动力电池，因此，相比于同样规格的燃油车要大幅度地增加整车重量。另外，在一些货车、客车以及越野车车型中，通常采用具有独立车架的非承载式车身，车架能够提供很强的车身刚性，使得车身强度更高，但同时非承载式车身重量也更大。

[0003] 整车重量的增加会导致在同样试验条件下，碰撞初期整车动能增加，进而导致在碰撞过程中，需要吸收更多的碰撞能量。在现有技术中，车身前舱结构对于吸收碰撞能量的效果有限，使得车辆具有较大的安全隐患，急需设计一种能够吸收更多的碰撞能量的车身前舱结构。

[0030] 现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

[0031] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

[0032] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

[0033] 在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

[0034] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

[0035] 在现有技术中，车辆的前舱结构在各种碰撞工况中，主要依靠车架6提供安全保障(参考图5中的Y路径)，车身部分主要由前保险杠总成、发动机舱、轮罩总成等结构进行吸能，导致车身部分在IIHS 25％小偏置碰工况中吸能不足。

[0036] 根据图1至图5所示，为了解决上述问题，本发明提供了一种非承载式车身的前舱结构，包括：A柱1、轮罩上边梁2、水箱下横梁3和象鼻梁4；所述轮罩上边梁2的一端连接于所述A柱1上；所述象鼻梁4的一端与所述轮罩上边梁2的另一端连接，所述象鼻梁4的另一端与所述水箱下横梁3连接。

[0037] 具体地，如图1所示，在本发明中，非承载式车身的前舱结构设置了象鼻梁4，以将轮罩上边梁2和水箱下横梁3直接连接。在一些实施例中，轮罩上边梁2位于车辆的轮罩上方，可以与轮罩连接为一体，也可以不与轮罩连接，具体可根据车辆的实际结构进行设计，本发明不作限制。而水箱下横梁3能够用于固定水箱，实现对发动机进行降温等作用，一般位于车辆的前端，直接承受车辆的前碰力。

[0038] 在上述结构中，轮罩上边梁2的一端与A柱1连接，另一端与象鼻梁4连接，使得当车辆受到碰撞时，碰撞力能够通过水箱下横梁3直接传递到象鼻梁4结构上，并通过象鼻梁4结构吸收部分能量后通过轮罩上边梁2传递至A柱1上，进而使得碰撞能量通过A柱1传递至非承载式车身上进行分散和吸收。车辆的两个A柱1之间通常还连接有前围板结构，使得承载式车身的前舱结构通过前围板结构、A柱1、轮罩上边梁2、象鼻梁4和水箱下横梁3连接成一个封闭的框体结构，如图3所示，有效提升了车身的结构刚度。

[0039] 上述封闭的框体结构在各种碰撞工况中，象鼻梁4正对IIHS小偏置碰撞的撞击区域，弥补了传统的前舱吸能结构在IIHS 25％小偏置碰工况中不参与撞击的不足，同时为正碰、50％偏置碰、25％小偏置碰等前碰碰撞过程中增加了一条有效的碰撞力传递路径(参考图5中的X路径)，使碰撞力通过象鼻梁4吸收部分能量并往后传递至A柱1，进而分散至车身上，从而减少了碰撞能量对于乘员舱的侵入量，提升了具有非承载式车身的车辆的碰撞安全性，在轻量化设计的同时有效地保障了乘员舱的安全。

[0040] 可选地，所述轮罩上边梁2与所述象鼻梁4为一体式结构。

[0041] 具体地，在本实施例中，轮罩上边梁2和象鼻梁4可以设计为一体结构，既可以省去轮罩上边梁2和象鼻梁4的连接步骤，减少车辆的零件数，提高车辆的集成度，又能够进一步提高整个前舱结构的稳定性，

[0042] 可选地，所述轮罩上边梁2与所述象鼻梁4为分体式结构，所述象鼻梁4与所述轮罩上边梁2焊接连接。

[0043] 具体地，参考图1至图3，在本实施例中，象鼻梁4和轮罩上边梁2均可采用钢板等金属材料制成，并通过焊接连接。在一种实施例中，轮罩上边梁2可以设计为与地面平行，象鼻梁4一端与与轮罩上边梁2连接，另一端可以向下前方延伸并与水箱下横梁3连接。在车辆受到碰撞时，象鼻梁4与轮罩上边梁2的延伸方向不同，其连接处受力较大，容易产生断裂或变形，通过焊接将其连接在一起，能够提高前舱结构的刚度，且焊接连接的工艺较为成熟，有助于提高生产效率。

[0044] 可选地，所述象鼻梁4包括内板41和外板42，所述内板41和所述外板42形成封闭式腔体结构。

[0045] 具体地，如图1所示，象鼻梁4结构采用外板42和内板41形成一封闭的腔体结构，进一步提高了前舱结构的结构刚度。这种内板41加外板42的结构形式一方面在提高象鼻梁4结构本身的刚度同时，可以尽量不增加其重量；另一方面也便于象鼻梁4结构的加工，例如，采用钢板通过焊接进行拼接连接。

[0046] 可选地，如图1至图2所示，所述象鼻梁4具有延伸部43和连接部44，所述延伸部43和所述连接部44呈L型设置。

[0047] 具体地，

[0048] 所述连接部44设有朝向地面的端面45，所述端面45上设有用于与车架6连接的车架安装结构。

[0049] 具体地，在传统车身前舱结构中，为了尽可能多的进行碰撞吸能，前舱两侧轮罩总成的结构尺寸设计较大，结构件较多，导致车身占用前舱空间较多，前舱空间相对较小，同时前舱结构相对较为复杂。而在本实施例中，象鼻梁4的连接部44(即位于车身的前端处)能够延伸至朝向地面的方向，并通过端面45上设置的车架安装结构与车架6进行固定安装，如图1至图4所示。在本发明中，端面45朝向地面可不限定于正对地面，也可为端面45与地面呈一定的夹角，具体可根据车架6的安装形式进行选择。

[0050] 通过象鼻梁4的连接部44的端面45设置的车架安装结构进行安装车架6，省去了传统前舱结构中设置的用于安装车架6的前连接板等部件，简化了复杂的前舱结构，使得零部件的集成度更高，减小了车身对前舱空间的占用，间接增大了非承载式车身形式的车辆的碰撞吸能空间。

[0051] 在一种实施例中，车架安装结构可以为多个安装孔(即车架6的第一排安装点)，车架6通过螺栓等连接件穿入安装孔内进行紧固连接，使得车架6直接连接在前舱结构上，有效提升了车架6与象鼻梁4的连接部44的端面45处的动刚度，进而增加了车身的结构刚度。

[0052] 可选地，非承载式车身的前舱结构还包括前围板横梁5，所述前围板横梁5的两端分别连接于位于车身两侧的所述A柱1上。

[0053] 具体地，在本实施例中，前舱结构包括前围板横梁5，其两端分别与车辆的两个A柱1连接，使得车辆在受到碰撞时，能够有效分散碰撞能量，进一步提高了车身前舱结构的整体刚度。

[0054] 可选地，在车身的宽度方向上，所述水箱下横梁3的长度小于所述前围板横梁5的长度。

[0055] 具体地，如图3所示，在本实施例中，水箱下横梁3的长度小于前围板横梁5的长度，即象鼻梁4在向下前方延伸的同时，还朝向车辆的内侧延伸，使得象鼻梁4和水箱下横梁3与车辆的前围板横梁5形成一个类似于梯形的封闭框架，一方面提高了前舱结构的结构稳定性，另一方面也满足了车辆前舱的外形需求。

[0056] 根据本发明的第二方面，提供了一种非承载式车身，包括车架6和第一方面所述的前舱结构，所述象鼻梁4上设有车架安装结构，所述车架6通过所述车架安装结构与所述前舱结构连接。

[0057] 具体地，在本实施例中，非承载式车身包括车架6，车架6直接通过象鼻梁4上的车架安装结构与前舱框架实现连接，使得车辆在受到前碰力时，一方面能够通过水箱下横梁3依次传递至象鼻梁4、轮罩上边梁2、A柱1，最终通过车身分散和吸收(参考图5中的X传力路径)，另一方面还能够通过水箱下横梁3依次传递至象鼻梁4、车架6进行分散和吸收(参考图5中的Y传力路径)，提高了车身对于碰撞能量的吸收，使车身的安全性能更高。

[0058] 根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，包括上述非承载式车身。

[0059] 具体地，在本实施例中，采用本发明第二方面提供的非承载式车身装配而成的车辆，其轮罩上边梁2直接通过象鼻梁4与水箱下横梁3连接，其车架6通过象鼻梁4与前舱结构连接，相比于传统车辆节省了用于连接车架6的前连接板，简化了车辆前舱结构，增大了车辆前舱处的空间。另外，象鼻梁4正对IIHS小偏置碰撞的撞击区域，弥补了传统前舱吸能结构在IIHS 25％小偏置碰工况中不参与撞击的不足。同时为正碰、50％偏置碰、25％小偏置碰等前碰碰撞过程中增加了一条有效的碰撞力传递路径(参考图5中的X路径)，提高了车辆的安全性能。

[0060] 上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

[0061] 虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。