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用于車輛的門檻組件的制作方法

文檔序號(hào):11362746閱讀:226來源:國(guó)知局
用于車輛的門檻組件的制造方法與工藝

本公開涉及用于車輛的門檻組件,該門檻組件包括具有階梯式蜂窩結(jié)構(gòu)的插入件,其減小了朝向電池組侵入的程度并且減小了在側(cè)面柱碰撞中電池組的加速度。



背景技術(shù):

門檻組件設(shè)置在前輪艙和后輪艙之間并且位于車輛車門下方以在側(cè)面碰撞中提供侵入乘客艙的阻力。門檻組件可包括接合到側(cè)梁上的外門檻板。提議各種內(nèi)部加強(qiáng)件來加強(qiáng)門檻組件。

電動(dòng)車輛可提供有為電動(dòng)牽引馬達(dá)供電的安裝在地板底盤上的電池。用于混合電動(dòng)車輛的電池可附接在中央通道和車輛的兩側(cè)上的門檻組件之間。圍繞車身底部電池組提供有空間以減少電池組塑料變形的可能性。若門檻組件太柔軟,其提供的保護(hù)可能不足以保護(hù)在側(cè)面碰撞中的侵入。

用于混合電動(dòng)車輛的電池可受撞擊的損害。如果該撞擊造成加速度峰值,特別是如果加速度峰值持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,則電池組會(huì)在碰撞中受損。若門檻組件剛性過大,由側(cè)面撞擊造成的電池組的加速度可產(chǎn)生相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的峰值并會(huì)對(duì)內(nèi)部電池連接件造成損害。

本公開旨在解決以上及以下總結(jié)的其他問題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于車輛的門檻組件,其包括具有階梯式蜂窩結(jié)構(gòu)的插入件,其減小了朝向電池組侵入的程度并且減小了在側(cè)面柱碰撞中電池組的加速度。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面,提供一種用于車輛的梁,包括:第一面板;第二面板,第二面板與第一面板限定腔;以及組裝在腔內(nèi)的插入件,插入件具有鄰近第一面板且具有抗彎剛度S1的外部和具有大于S1的抗彎剛度S2的內(nèi)部,其中,梁響應(yīng)于對(duì)第一面板的撞擊漸進(jìn)地塌陷,其中,外部相對(duì)于內(nèi)部?jī)?yōu)先塌陷。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,第一面板為外門檻板,并且第二面板為側(cè)梁面板。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,插入件的外部為第一單元網(wǎng)絡(luò),第一單元網(wǎng)絡(luò)包括連接在一起以形成第一平面主體的第一多個(gè)單元,并且插入件的內(nèi)部為第二單元網(wǎng)絡(luò),第二單元網(wǎng)絡(luò)包括連接在一起以形成第二平面主體的第二多個(gè)單元。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,第一多個(gè)單元和第二多個(gè)單元為由互連共享單元壁形成的六邊形單元,互連共享單元壁限定相對(duì)于梁的長(zhǎng)度垂直延伸的開口。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,外部為由第一多個(gè)互連六邊形單元形成的第一板,并且內(nèi)部為由第二多個(gè)互連六邊形單元形成的第二板。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,第一板和第二板由鋁形成。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,插入件還包括:中部,中部具有小于S2且大于S1的抗彎剛度S3,并且其中,中部設(shè)置在外部和內(nèi)部之間。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,提供一種用于車輛的門檻組件,包括:外面板;側(cè)梁,側(cè)梁與外面板限定腔;以及設(shè)置在腔中的插入件,插入件包括具有互連壁的多個(gè)加強(qiáng)層,互連壁限定多個(gè)橫向延伸的開口單元,其中,多個(gè)加強(qiáng)層中的一個(gè)的壁厚度與多個(gè)加強(qiáng)層中的另一個(gè)的壁厚度不同。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,開口單元是六邊形的,并且其中,多個(gè)橫向延伸的開口單元由互連共享單元壁形成,互連共享單元壁限定相對(duì)于門檻組件的長(zhǎng)度垂直延伸的開口。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,多個(gè)加強(qiáng)層還包括第一單元層、第二單元層和第三單元層,其中,第一單元層組裝到外面板上,并且第二單元層組裝到側(cè)梁上,并且第三單元層設(shè)置在第一單元層和第二單元層之間,其中,第二單元層的壁厚度大于第三單元層的壁厚度,并且第三單元層的壁厚度大于第一單元層的壁厚度。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,多個(gè)加強(qiáng)層還包括第一單元層和第二單元層,其中,第一單元層組裝到外面板上,并且第二單元層組裝到側(cè)梁上,其中,第二單元層的壁厚度大于第一單元層的壁厚度。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,提供一種用于車輛的門檻組件,包括:外面板;側(cè)梁,側(cè)梁與外面板限定腔;以及由第一多個(gè)開口單元形成的第一層,第一多個(gè)開口單元由具有第一壁厚度的第一多個(gè)壁限定、以及由第二多個(gè)開口單元形成的第二層,第二多個(gè)開口單元由具有不同于第一壁厚度的第二壁厚度的第二多個(gè)壁限定。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,第一多個(gè)開口單元和第二多個(gè)開口單元均包括互連六邊形單元。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,第一多個(gè)開口單元組裝到外面板上,并且第二多個(gè)開口單元組裝到側(cè)梁上,其中,第二多個(gè)開口單元的壁厚度大于第一多個(gè)開口單元的壁厚度。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,第一多個(gè)開口單元組裝到外面板上,并且第二多個(gè)開口單元組裝到側(cè)梁上,并且第三多個(gè)開口單元設(shè)置在第一多個(gè)開口單元和第二多個(gè)開口單元之間,其中,第二多個(gè)開口單元的壁厚度大于第三多個(gè)開口單元的壁厚度,并且第三多個(gè)開口單元的壁厚度大于第一多個(gè)開口單元的壁厚度。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,第一多個(gè)開口單元和第二多個(gè)開口單元由互連共享單元壁形成,互連共享單元壁限定相對(duì)于門檻組件的長(zhǎng)度垂直延伸的開口。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面,公開一種梁,該梁包括第一面板和第二面板,其中第二面板連同第一面板限定腔。插入件組裝在腔內(nèi),插入件具有鄰近第一面板且具有抗彎剛度S1的外部。插入件還包括具有大于S1的抗彎剛度S2的內(nèi)部,其中,梁響應(yīng)于對(duì)第一面板的撞擊而漸進(jìn)地塌陷,其中,外部相對(duì)于內(nèi)部?jī)?yōu)先塌陷。

根據(jù)本公開的另一方面,第一面板可為外門檻板,并且第二面板可為側(cè)梁板。

插入件的外部可為包括連接在一起以形成第一平面主體的第一多個(gè)單元的第一單元網(wǎng)絡(luò),并且插入件的內(nèi)部可為包括連接在一起以形成第二平面主體的第二多個(gè)單元的第二單元網(wǎng)絡(luò)。第一多個(gè)單元和第二多個(gè)單元可為由互連共享單元壁形成的六邊形單元,其中互連共享單元壁限定相對(duì)于梁的長(zhǎng)度垂直延伸的開口。

插入件的外部可為由第一多個(gè)互連六邊形單元形成的第一板,并且插入件的內(nèi)部可為由第二多個(gè)互連六邊形單元形成的第二板。第一板和第二板由鋁形成。

插入件還可包括具有小于S2并且大于S1的抗彎剛度S3的中部,并且其中,中部設(shè)置在外部和內(nèi)部之間。

根據(jù)本公開的另一方面,提供一種用于車輛的門檻組件,該門檻組件包括外面板、側(cè)梁和設(shè)置在腔中的插入件。插入件包括多個(gè)加強(qiáng)層,所述多個(gè)加強(qiáng)層具有限定多個(gè)橫向延伸的開口單元的互連壁。所述多個(gè)加強(qiáng)層中的一個(gè)的壁厚度與所述多個(gè)加強(qiáng)層中的另一個(gè)的壁厚度不同。

開口單元為六邊形,并且所述多個(gè)橫向延伸的開口單元可由互接共享單元壁形成,互連共享單元壁限定相對(duì)于門檻組件的長(zhǎng)度垂直延伸的開口。

所述多個(gè)加強(qiáng)層還可包括第一單元層、第二單元層和第三單元層,其中,第一單元層組裝到外面板上,第二單元層組裝到側(cè)梁上,第三單元層設(shè)置在第一單元層和第二單元層之間。第二單元層的壁厚度大于第三單元層的壁厚度。第三單元層的壁厚度可大于第一單元層的壁厚度。

所述多個(gè)加強(qiáng)層還可包括第一單元層和第二單元層,其中,第一單元層組裝到外面板上,并且第二單元層組裝到側(cè)梁上,其中,第二單元層的壁厚度大于第一單元層的壁厚度。

根據(jù)本公開的另一方面,公開一種用于車輛的門檻組件,該門檻組件包括外面板和側(cè)梁,側(cè)梁與外面板限定腔。組裝在腔內(nèi)的插入件包括:由第一多個(gè)開口單元形成的第一層,其中第一多個(gè)開口單元由具有第一壁厚度的第一多個(gè)壁限定;以及由第二多個(gè)開口單元形成的第二層,其中第二多個(gè)開口單元由具有與第一壁厚度不同的第二壁厚度的第二多個(gè)壁限定。

第一多個(gè)開口單元和第二多個(gè)開口單元均包括互連六邊形單元。

第一多個(gè)開口單元可組裝到外面板上,并且第二多個(gè)開口單元可組裝到側(cè)梁上,其中,第二多個(gè)開口單元的壁厚度大于第一多個(gè)開口單元的壁厚度。

第一多個(gè)開口單元可組裝到外面板上,第二多個(gè)開口單元可組裝到側(cè)梁上,并且第三多個(gè)開口單元可設(shè)置在第一多個(gè)開口單元和第二多個(gè)開口單元之間。第二多個(gè)開口單元的壁厚度可大于第三多個(gè)開口單元的壁厚度,并且第三多個(gè)開口單元的壁厚度可大于第一多個(gè)開口單元的壁厚度。

第一多個(gè)開口單元和第二多個(gè)開口單元可由互連共享單元壁形成,其中互連共享單元壁限定相對(duì)于門檻組件的長(zhǎng)度垂直延伸的開口。

本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的用于車輛的門檻組件包括具有階梯式蜂窩結(jié)構(gòu)的插入件,其減小了朝向電池組侵入的程度并且減小了在側(cè)面柱碰撞中電池組的加速度。

下面將參考附圖詳細(xì)描述本公開的上述方面和其他方面。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)車輛的底部平面示意圖,該車輛包括在門檻組件之間并且在乘客艙的地板下方附接至車輛的電池組。

圖2為沿圖1中的線2-2截取的具有傳統(tǒng)門檻組件的現(xiàn)有技術(shù)車輛的局部橫截面視圖。

圖3A為具有插入件的門檻組件的車輛的局部橫截面視圖,該插入件包括設(shè)置在門檻組件中的多個(gè)互連單元層。

圖3B為沿圖3A中的線3B-3B截取的局部截面圖。

圖4A至圖4C示出了在撞擊之前(0ms)、在撞擊事件期間的中間點(diǎn)(30ms)、以及在撞擊事件的最大侵入(50ms)時(shí)車輛的側(cè)面撞擊的計(jì)算機(jī)模擬。

圖5A至圖5C示出了在撞擊之前(0ms)、在撞擊事件期間的中間點(diǎn)(30ms)、以及在撞擊事件的最大侵入(50ms)時(shí)施加至三層互連六邊形單元的側(cè)面撞擊的計(jì)算機(jī)模擬。

圖6為比較施加至無插入件的門檻組件與有插入件的門檻組件的模擬撞擊隨時(shí)間(ms)的侵入程度(mm)的圖表。

圖7為比較施加至無插入件的門檻組件與有插入件的門檻組件的模擬撞擊隨時(shí)間(ms)的電池加速度(g)的圖表。

具體實(shí)施方式

所示實(shí)施例參考附圖公開。然而,應(yīng)當(dāng)理解,所公開的實(shí)施例僅是本公開的可以各種替代形式實(shí)施的實(shí)例。附圖不一定按照比例繪制,一些特征可能被夸大或最小化以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。本文公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)理解為限制,而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何以不同方式實(shí)施本公開的代表性基礎(chǔ)。

參考圖1,示出了車輛10的車身底部。門檻組件12,也稱為縱長(zhǎng)梁,位于車輛10的右側(cè)和左側(cè)。中央通道14在門檻組件12之間縱向延伸且形成車輛10的地板底盤16的部分。地板底盤16位于車輛10的乘客艙的下方,且示出具有由車身底部結(jié)構(gòu)提供的支架附接到地板底盤16下方的車身底部電池18。保護(hù)區(qū)域框20由字母“A”標(biāo)記,并且沖擊吸收區(qū)域框22由字母“B”標(biāo)記。車輛10具有一對(duì)前輪26和一對(duì)后輪28。門檻組件12在前輪26和后輪28的輪艙之間延伸。圖1被認(rèn)定為現(xiàn)有技術(shù),但應(yīng)了解,圖1所示的車輛可包括由連接的六邊形單元形成的門檻插入件,該門檻插入件不可見,因?yàn)樗鼈冊(cè)O(shè)置在門檻組件12內(nèi)。

參照?qǐng)D2,現(xiàn)有技術(shù)車輛結(jié)構(gòu)示出為包括在地板底盤16和中央通道14的一側(cè)上的門檻組件12。門檻組件12包括被組裝在一起以限定腔34的外門檻30和側(cè)梁32。車身底部電池18示出固定至雪橇形梁36和門檻組件12內(nèi)側(cè)的地板底盤16。

參照?qǐng)D3A,示出了限定腔34的門檻組件12。門檻組件12包括外門檻板30和現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)梁32或圖2所示的基線門檻組件12。圖示的橫梁38設(shè)置在地板底盤16和雪橇形梁36之間。

在腔34中,外部40示出附接到外門檻30上。外部可為六邊形單元板或“蜂窩”板。中部42(或六邊形單元板)示出設(shè)置在外部40和內(nèi)部44(或六邊形單元板)之間。

在一個(gè)示例中,外部40可具有0.4mm的壁厚度。中部42可具有0.5mm的壁厚度,并且內(nèi)部44可具有0.6mm的壁厚度。外部40可具有抗彎剛度S1。內(nèi)部44可具有抗彎剛度S2,而中部42可具有抗彎剛度S3??箯潉偠萐1小于抗彎剛度S2,并且抗彎剛度S3小于抗彎剛度S2。蜂窩插入件部分的階梯式設(shè)置意圖提供插入件的漸進(jìn)變形,其中外部40比中部42更易變形,即,繼而,比內(nèi)部44更容易變形。盡管所述梁描述為門檻組件,但應(yīng)了解,其他縱長(zhǎng)梁可通過根據(jù)本公開制造的插入件加強(qiáng)以提供漸進(jìn)變形。

參照?qǐng)D3B,示出從外部40截取的多個(gè)六邊形單元46,其圍繞沿橫向車輛方向延伸的中心軸線產(chǎn)生。六邊形單元46具有形成單元網(wǎng)絡(luò)48的共享單元壁。中部42和內(nèi)部44可具有與外部40相同的結(jié)構(gòu),其中六邊形單元46在其他每一部分中形成單元網(wǎng)絡(luò)48。

參考圖4A至圖4C,車輛的車身底部的變形分別在圖4A、圖4B和圖4C中示出為0mm、30mm和50mm。在側(cè)面碰撞事件開始前的0mm,示出門檻組件12附接到鄰近橫梁38和雪橇形梁36的車輛一側(cè)(在圖1中所示)。地板底盤16設(shè)置在橫梁38下方。

參考圖4B,在30mm時(shí),外門檻板的變形加以變形,且蜂窩的第二或中間部分在外部40的初始?jí)嚎s之后開始?jí)嚎s。當(dāng)蜂窩逐漸變形時(shí),其吸收能量。

參考圖4C,在碰撞之后的50mm,內(nèi)蜂窩和雪橇形件部分變形,并且外部40和中部42完全變形。在此點(diǎn),地板底盤開始褶皺,但橫梁38存在很小或無彎曲。

參照?qǐng)D5A至圖5C,為了更好的可見性,分開示出階梯式蜂窩層的變形的進(jìn)展。蜂窩由外部40、中部42和內(nèi)部44組成,例如,其可具有0.4mm、0.5mm和0.6mm的壁厚度。在0mm,插入件在側(cè)面撞擊事件之前沒有變形,其中插入件包括安置在門檻組件12或縱長(zhǎng)梁內(nèi)的三層。

參考圖5B,在撞擊之后的30mm,蜂窩核的外部40完全變形并且蜂窩的中部42開始變形。

參考圖5C,在撞擊之后的50mm,蜂窩核的第一層完全變形并且中間層部分變形。內(nèi)部44在此點(diǎn)沿核壁開始變形。應(yīng)了解,包括外部40、中部42和內(nèi)部44的插入件的變形漸進(jìn)地進(jìn)行。插入件的變形吸收碰撞,并且漸進(jìn)設(shè)計(jì)減小了施加至車身底部電池18的加速力。

參考圖6,提供了將基線門檻組件與包括根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例制造的蜂窩插入件的門檻組件比較的側(cè)面撞擊侵入測(cè)試(鄰近B柱的撞擊的位置)的結(jié)果?;€門檻組件具有在撞擊后的68ms時(shí)的約30mm的最大侵入。相比較,包括根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例制造的蜂窩插入件的門檻組件將側(cè)面碰撞事件之后的侵入限制為在約55ms時(shí)最大侵入約為18mm。

參考圖7,示出了由側(cè)面碰撞事件造成的電池加速度的比較。示出了加速度拾取(picks)。該比較的重要特征是比較加速度的最大加速度和持續(xù)時(shí)間?;€電池加速度由線54示出,并且示出了位于由線58示出的電池加速度限制以上的兩個(gè)加速度拾取。施加到所公開的蜂窩階梯式插入件的側(cè)面碰撞的電池加速度由線56示出。具有插入件的電池加速度示出了具有在約17ms時(shí)約每平方59mm的最大加速度的單一拾取。該拾取不太相關(guān),因?yàn)槠浒l(fā)生在電池組開始大量變形之前。通過具有蜂窩階梯式插入件,加速度拾取的數(shù)目有所減少。用于沒有插入件的門檻組件的拾取的持續(xù)時(shí)間大于用于具有蜂窩插入件的加速度拾取的持續(xù)時(shí)間。從此模擬得到的一個(gè)結(jié)論是,相比于基線,具有蜂窩插入件的門檻組件的峰值加速度減小了12%。

門檻組件中的階梯式蜂窩插入件強(qiáng)于沒有插入件的門檻組件。門檻組件在提供有蜂窩插入件時(shí)漸進(jìn)地變形。通過門檻組件中的蜂窩插入件,可獲得約40%更小的侵入。此外,可實(shí)現(xiàn)約17%電池加速度的減小。當(dāng)門檻組件包括蜂窩門檻插入件時(shí),通道14更穩(wěn)定并且不易彎曲。蜂窩插入件還最小化在側(cè)面碰撞中的車輛變形。蜂窩插入件重量輕且可包括在由外門檻板和側(cè)梁限定的腔內(nèi)而不要求對(duì)門檻組件或車輛的設(shè)計(jì)進(jìn)行任何改變。因?yàn)榉涓C插入件設(shè)置在腔中,因此包括插入件的成本相應(yīng)地減少。

在一個(gè)實(shí)施例中,外部40、中部42和內(nèi)部44利用結(jié)構(gòu)粘合劑加以組裝。在另一個(gè)實(shí)施例中,階梯式蜂窩插入件可在擠壓工藝或模制工藝中成型,其可提供具有前述的階梯式結(jié)構(gòu)的蜂窩插入件。插入件的壁厚度可從門檻組件的外側(cè)到內(nèi)側(cè)漸進(jìn)地增大。

上述實(shí)施例為具體實(shí)例,其不描述本公開的所有可能形式。所示的實(shí)施例的特征可加以組合以形成本公開進(jìn)一步的實(shí)施例。說明書中使用的詞語為描述性而非限定性詞語。下面權(quán)利要求的范圍比具體公開的實(shí)施例要廣且包括所示實(shí)施例的修改。

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