用于车辆的门槛组件的制作方法

本公开涉及用于车辆的门槛组件，该门槛组件包括具有阶梯式蜂窝结构的插入件，其减小了朝向电池组侵入的程度并且减小了在侧面柱碰撞中电池组的加速度。

背景技术：

门槛组件设置在前轮舱和后轮舱之间并且位于车辆车门下方以在侧面碰撞中提供侵入乘客舱的阻力。门槛组件可包括接合到侧梁上的外门槛板。提议各种内部加强件来加强门槛组件。

电动车辆可提供有为电动牵引马达供电的安装在地板底盘上的电池。用于混合电动车辆的电池可附接在中央通道和车辆的两侧上的门槛组件之间。围绕车身底部电池组提供有空间以减少电池组塑料变形的可能性。若门槛组件太柔软，其提供的保护可能不足以保护在侧面碰撞中的侵入。

用于混合电动车辆的电池可受撞击的损害。如果该撞击造成加速度峰值，特别是如果加速度峰值持续较长时间，则电池组会在碰撞中受损。若门槛组件刚性过大，由侧面撞击造成的电池组的加速度可产生相当长时间的峰值并会对内部电池连接件造成损害。

本公开旨在解决以上及以下总结的其他问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于车辆的门槛组件，其包括具有阶梯式蜂窝结构的插入件，其减小了朝向电池组侵入的程度并且减小了在侧面柱碰撞中电池组的加速度。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于车辆的梁，包括：第一面板；第二面板，第二面板与第一面板限定腔；以及组装在腔内的插入件，插入件具有邻近第一面板且具有抗弯刚度S₁的外部和具有大于S₁的抗弯刚度S₂的内部，其中，梁响应于对第一面板的撞击渐进地塌陷，其中，外部相对于内部优先塌陷。

根据本实用新型的一个实施例，第一面板为外门槛板，并且第二面板为侧梁面板。

根据本实用新型的一个实施例，插入件的外部为第一单元网络，第一单元网络包括连接在一起以形成第一平面主体的第一多个单元，并且插入件的内部为第二单元网络，第二单元网络包括连接在一起以形成第二平面主体的第二多个单元。

根据本实用新型的一个实施例，第一多个单元和第二多个单元为由互连共享单元壁形成的六边形单元，互连共享单元壁限定相对于梁的长度垂直延伸的开口。

根据本实用新型的一个实施例，外部为由第一多个互连六边形单元形成的第一板，并且内部为由第二多个互连六边形单元形成的第二板。

根据本实用新型的一个实施例，第一板和第二板由铝形成。

根据本实用新型的一个实施例，插入件还包括：中部，中部具有小于S₂且大于S₁的抗弯刚度S₃，并且其中，中部设置在外部和内部之间。

根据本实用新型的另一方面，提供一种用于车辆的门槛组件，包括：外面板；侧梁，侧梁与外面板限定腔；以及设置在腔中的插入件，插入件包括具有互连壁的多个加强层，互连壁限定多个横向延伸的开口单元，其中，多个加强层中的一个的壁厚度与多个加强层中的另一个的壁厚度不同。

根据本实用新型的一个实施例，开口单元是六边形的，并且其中，多个横向延伸的开口单元由互连共享单元壁形成，互连共享单元壁限定相对于门槛组件的长度垂直延伸的开口。

根据本实用新型的一个实施例，多个加强层还包括第一单元层、第二单元层和第三单元层，其中，第一单元层组装到外面板上，并且第二单元层组装到侧梁上，并且第三单元层设置在第一单元层和第二单元层之间，其中，第二单元层的壁厚度大于第三单元层的壁厚度，并且第三单元层的壁厚度大于第一单元层的壁厚度。

根据本实用新型的一个实施例，多个加强层还包括第一单元层和第二单元层，其中，第一单元层组装到外面板上，并且第二单元层组装到侧梁上，其中，第二单元层的壁厚度大于第一单元层的壁厚度。

根据本实用新型的另一方面，提供一种用于车辆的门槛组件，包括：外面板；侧梁，侧梁与外面板限定腔；以及由第一多个开口单元形成的第一层，第一多个开口单元由具有第一壁厚度的第一多个壁限定、以及由第二多个开口单元形成的第二层，第二多个开口单元由具有不同于第一壁厚度的第二壁厚度的第二多个壁限定。

根据本实用新型的一个实施例，第一多个开口单元和第二多个开口单元均包括互连六边形单元。

根据本实用新型的一个实施例，第一多个开口单元组装到外面板上，并且第二多个开口单元组装到侧梁上，其中，第二多个开口单元的壁厚度大于第一多个开口单元的壁厚度。

根据本实用新型的一个实施例，第一多个开口单元组装到外面板上，并且第二多个开口单元组装到侧梁上，并且第三多个开口单元设置在第一多个开口单元和第二多个开口单元之间，其中，第二多个开口单元的壁厚度大于第三多个开口单元的壁厚度，并且第三多个开口单元的壁厚度大于第一多个开口单元的壁厚度。

根据本实用新型的一个实施例，第一多个开口单元和第二多个开口单元由互连共享单元壁形成，互连共享单元壁限定相对于门槛组件的长度垂直延伸的开口。

根据本公开的一个方面，公开一种梁，该梁包括第一面板和第二面板，其中第二面板连同第一面板限定腔。插入件组装在腔内，插入件具有邻近第一面板且具有抗弯刚度S₁的外部。插入件还包括具有大于S₁的抗弯刚度S₂的内部，其中，梁响应于对第一面板的撞击而渐进地塌陷，其中，外部相对于内部优先塌陷。

根据本公开的另一方面，第一面板可为外门槛板，并且第二面板可为侧梁板。

插入件的外部可为包括连接在一起以形成第一平面主体的第一多个单元的第一单元网络，并且插入件的内部可为包括连接在一起以形成第二平面主体的第二多个单元的第二单元网络。第一多个单元和第二多个单元可为由互连共享单元壁形成的六边形单元，其中互连共享单元壁限定相对于梁的长度垂直延伸的开口。

插入件的外部可为由第一多个互连六边形单元形成的第一板，并且插入件的内部可为由第二多个互连六边形单元形成的第二板。第一板和第二板由铝形成。

插入件还可包括具有小于S₂并且大于S₁的抗弯刚度S₃的中部，并且其中，中部设置在外部和内部之间。

根据本公开的另一方面，提供一种用于车辆的门槛组件，该门槛组件包括外面板、侧梁和设置在腔中的插入件。插入件包括多个加强层，所述多个加强层具有限定多个横向延伸的开口单元的互连壁。所述多个加强层中的一个的壁厚度与所述多个加强层中的另一个的壁厚度不同。

开口单元为六边形，并且所述多个横向延伸的开口单元可由互接共享单元壁形成，互连共享单元壁限定相对于门槛组件的长度垂直延伸的开口。

所述多个加强层还可包括第一单元层、第二单元层和第三单元层，其中，第一单元层组装到外面板上，第二单元层组装到侧梁上，第三单元层设置在第一单元层和第二单元层之间。第二单元层的壁厚度大于第三单元层的壁厚度。第三单元层的壁厚度可大于第一单元层的壁厚度。

所述多个加强层还可包括第一单元层和第二单元层，其中，第一单元层组装到外面板上，并且第二单元层组装到侧梁上，其中，第二单元层的壁厚度大于第一单元层的壁厚度。

根据本公开的另一方面，公开一种用于车辆的门槛组件，该门槛组件包括外面板和侧梁，侧梁与外面板限定腔。组装在腔内的插入件包括：由第一多个开口单元形成的第一层，其中第一多个开口单元由具有第一壁厚度的第一多个壁限定；以及由第二多个开口单元形成的第二层，其中第二多个开口单元由具有与第一壁厚度不同的第二壁厚度的第二多个壁限定。

第一多个开口单元和第二多个开口单元均包括互连六边形单元。

第一多个开口单元可组装到外面板上，并且第二多个开口单元可组装到侧梁上，其中，第二多个开口单元的壁厚度大于第一多个开口单元的壁厚度。

第一多个开口单元可组装到外面板上，第二多个开口单元可组装到侧梁上，并且第三多个开口单元可设置在第一多个开口单元和第二多个开口单元之间。第二多个开口单元的壁厚度可大于第三多个开口单元的壁厚度，并且第三多个开口单元的壁厚度可大于第一多个开口单元的壁厚度。

第一多个开口单元和第二多个开口单元可由互连共享单元壁形成，其中互连共享单元壁限定相对于门槛组件的长度垂直延伸的开口。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的用于车辆的门槛组件包括具有阶梯式蜂窝结构的插入件，其减小了朝向电池组侵入的程度并且减小了在侧面柱碰撞中电池组的加速度。

下面将参考附图详细描述本公开的上述方面和其他方面。

附图说明

图1为现有技术车辆的底部平面示意图，该车辆包括在门槛组件之间并且在乘客舱的地板下方附接至车辆的电池组。

图2为沿图1中的线2-2截取的具有传统门槛组件的现有技术车辆的局部横截面视图。

图3A为具有插入件的门槛组件的车辆的局部横截面视图，该插入件包括设置在门槛组件中的多个互连单元层。

图3B为沿图3A中的线3B-3B截取的局部截面图。

图4A至图4C示出了在撞击之前(0ms)、在撞击事件期间的中间点(30ms)、以及在撞击事件的最大侵入(50ms)时车辆的侧面撞击的计算机模拟。

图5A至图5C示出了在撞击之前(0ms)、在撞击事件期间的中间点(30ms)、以及在撞击事件的最大侵入(50ms)时施加至三层互连六边形单元的侧面撞击的计算机模拟。

图6为比较施加至无插入件的门槛组件与有插入件的门槛组件的模拟撞击随时间(ms)的侵入程度(mm)的图表。

图7为比较施加至无插入件的门槛组件与有插入件的门槛组件的模拟撞击随时间(ms)的电池加速度(g)的图表。

具体实施方式

所示实施例参考附图公开。然而，应当理解，所公开的实施例仅是本公开的可以各种替代形式实施的实例。附图不一定按照比例绘制，一些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。本文公开的具体结构和功能性细节不应理解为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员如何以不同方式实施本公开的代表性基础。

参考图1，示出了车辆10的车身底部。门槛组件12，也称为纵长梁，位于车辆10的右侧和左侧。中央通道14在门槛组件12之间纵向延伸且形成车辆10的地板底盘16的部分。地板底盘16位于车辆10的乘客舱的下方，且示出具有由车身底部结构提供的支架附接到地板底盘16下方的车身底部电池18。保护区域框20由字母“A”标记，并且冲击吸收区域框22由字母“B”标记。车辆10具有一对前轮26和一对后轮28。门槛组件12在前轮26和后轮28的轮舱之间延伸。图1被认定为现有技术，但应了解，图1所示的车辆可包括由连接的六边形单元形成的门槛插入件，该门槛插入件不可见，因为它们设置在门槛组件12内。

参照图2，现有技术车辆结构示出为包括在地板底盘16和中央通道14的一侧上的门槛组件12。门槛组件12包括被组装在一起以限定腔34的外门槛30和侧梁32。车身底部电池18示出固定至雪橇形梁36和门槛组件12内侧的地板底盘16。

参照图3A，示出了限定腔34的门槛组件12。门槛组件12包括外门槛板30和现有技术的侧梁32或图2所示的基线门槛组件12。图示的横梁38设置在地板底盘16和雪橇形梁36之间。

在腔34中，外部40示出附接到外门槛30上。外部可为六边形单元板或“蜂窝”板。中部42(或六边形单元板)示出设置在外部40和内部44(或六边形单元板)之间。

在一个示例中，外部40可具有0.4mm的壁厚度。中部42可具有0.5mm的壁厚度，并且内部44可具有0.6mm的壁厚度。外部40可具有抗弯刚度S1。内部44可具有抗弯刚度S2，而中部42可具有抗弯刚度S3。抗弯刚度S1小于抗弯刚度S2，并且抗弯刚度S3小于抗弯刚度S2。蜂窝插入件部分的阶梯式设置意图提供插入件的渐进变形，其中外部40比中部42更易变形，即，继而，比内部44更容易变形。尽管所述梁描述为门槛组件，但应了解，其他纵长梁可通过根据本公开制造的插入件加强以提供渐进变形。

参照图3B，示出从外部40截取的多个六边形单元46，其围绕沿横向车辆方向延伸的中心轴线产生。六边形单元46具有形成单元网络48的共享单元壁。中部42和内部44可具有与外部40相同的结构，其中六边形单元46在其他每一部分中形成单元网络48。

参考图4A至图4C，车辆的车身底部的变形分别在图4A、图4B和图4C中示出为0mm、30mm和50mm。在侧面碰撞事件开始前的0mm，示出门槛组件12附接到邻近横梁38和雪橇形梁36的车辆一侧(在图1中所示)。地板底盘16设置在横梁38下方。

参考图4B，在30mm时，外门槛板的变形加以变形，且蜂窝的第二或中间部分在外部40的初始压缩之后开始压缩。当蜂窝逐渐变形时，其吸收能量。

参考图4C，在碰撞之后的50mm，内蜂窝和雪橇形件部分变形，并且外部40和中部42完全变形。在此点，地板底盘开始褶皱，但横梁38存在很小或无弯曲。

参照图5A至图5C，为了更好的可见性，分开示出阶梯式蜂窝层的变形的进展。蜂窝由外部40、中部42和内部44组成，例如，其可具有0.4mm、0.5mm和0.6mm的壁厚度。在0mm，插入件在侧面撞击事件之前没有变形，其中插入件包括安置在门槛组件12或纵长梁内的三层。

参考图5B，在撞击之后的30mm，蜂窝核的外部40完全变形并且蜂窝的中部42开始变形。

参考图5C，在撞击之后的50mm，蜂窝核的第一层完全变形并且中间层部分变形。内部44在此点沿核壁开始变形。应了解，包括外部40、中部42和内部44的插入件的变形渐进地进行。插入件的变形吸收碰撞，并且渐进设计减小了施加至车身底部电池18的加速力。

参考图6，提供了将基线门槛组件与包括根据本公开的一个实施例制造的蜂窝插入件的门槛组件比较的侧面撞击侵入测试(邻近B柱的撞击的位置)的结果。基线门槛组件具有在撞击后的68ms时的约30mm的最大侵入。相比较，包括根据本公开的一个实施例制造的蜂窝插入件的门槛组件将侧面碰撞事件之后的侵入限制为在约55ms时最大侵入约为18mm。

参考图7，示出了由侧面碰撞事件造成的电池加速度的比较。示出了加速度拾取(picks)。该比较的重要特征是比较加速度的最大加速度和持续时间。基线电池加速度由线54示出，并且示出了位于由线58示出的电池加速度限制以上的两个加速度拾取。施加到所公开的蜂窝阶梯式插入件的侧面碰撞的电池加速度由线56示出。具有插入件的电池加速度示出了具有在约17ms时约每平方59mm的最大加速度的单一拾取。该拾取不太相关，因为其发生在电池组开始大量变形之前。通过具有蜂窝阶梯式插入件，加速度拾取的数目有所减少。用于没有插入件的门槛组件的拾取的持续时间大于用于具有蜂窝插入件的加速度拾取的持续时间。从此模拟得到的一个结论是，相比于基线，具有蜂窝插入件的门槛组件的峰值加速度减小了12％。

门槛组件中的阶梯式蜂窝插入件强于没有插入件的门槛组件。门槛组件在提供有蜂窝插入件时渐进地变形。通过门槛组件中的蜂窝插入件，可获得约40％更小的侵入。此外，可实现约17％电池加速度的减小。当门槛组件包括蜂窝门槛插入件时，通道14更稳定并且不易弯曲。蜂窝插入件还最小化在侧面碰撞中的车辆变形。蜂窝插入件重量轻且可包括在由外门槛板和侧梁限定的腔内而不要求对门槛组件或车辆的设计进行任何改变。因为蜂窝插入件设置在腔中，因此包括插入件的成本相应地减少。

在一个实施例中，外部40、中部42和内部44利用结构粘合剂加以组装。在另一个实施例中，阶梯式蜂窝插入件可在挤压工艺或模制工艺中成型，其可提供具有前述的阶梯式结构的蜂窝插入件。插入件的壁厚度可从门槛组件的外侧到内侧渐进地增大。

上述实施例为具体实例，其不描述本公开的所有可能形式。所示的实施例的特征可加以组合以形成本公开进一步的实施例。说明书中使用的词语为描述性而非限定性词语。下面权利要求的范围比具体公开的实施例要广且包括所示实施例的修改。