CN109562790A - 用于在后方撞击或侧向撞击时起保护作用的机动车辆的车身的可调节加强元件 - Google Patents

用于在后方撞击或侧向撞击时起保护作用的机动车辆的车身的可调节加强元件 Download PDF

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Abstract

一种用于机动车辆的车身(1)的加强元件(10)，该加强元件包括抵抗来自车辆后方的撞击的保护装置(30,31,40,41,42)，其特征在于，所述加强元件包括：至少两个管(20,22)和刚性接触表面(30,31,70)，所述至少两个管大致沿车辆的长度方向定位，所述刚性接触表面朝向后方定向，所述刚性接触表面(30,31,70)与两个管(20,22)彼此面对设置，以允许在受到来自后方的撞击的情况下使所述车辆移动。

Description

用于在后方撞击或侧向撞击时起保护作用的机动车辆的车身 的可调节加强元件
技术领域
本发明属于机动车辆的车身领域，机动车辆特别是电动或混合动力的机动车辆。
背景技术
这些车辆需要在受到撞击的情况下受到保护，尤其是来自后方的撞击或侧向撞击。
特别感兴趣的是对称为“70％偏斜的”后方撞击的保护，撞击例如具有80km/h的速度或高速。这涉及到高能量的撞击。还对称为“立柱(以后部为中心)侧向撞击”的撞击类型感兴趣。这涉及非常具有侵入性的撞击。这些撞击类别对于本公开的目的而言是非限制性的，仅出于说明性的目的给出。
期望车辆在受到撞击的情况下得到很好的保护，同时仍然要保持较轻的车型。期望开发混合动力或电动车辆，其利用紧凑的后部单元的侧边，具有增加的轴距和减小的悬挂高度，和/或采用现有的后悬挂系统的后桥。还有兴趣使用经济的后桥系统(特别是具有可形变的横梁的后桥)。
在使用具有可形变的横梁的后桥的情况下，对于电动车辆，应在车辆的车身下方且在桥的前方和后方增加两个电池模块，而对于混合动力车辆，在桥的后方增加一个电池模块并在桥的前方增加一个燃料箱。在受到后方撞击或侧向撞击的情况下，应当保护安置在车辆的各个部分的这些元件。
为了满足这些新的约束，现有技术在底座的保持件处加强现有设计。例如，可以插入用于后方撞击的中央纵向构件，或者用于侧向撞击的纵梁的连续加强件和内部加强件：这会导致结构的质量增大，同时还会导致后部单元的位置变动，这涉及到对新的工业设施进行昂贵的投资。这也意味着更大的质量。
从WO201286297中已知一种具有受控弯曲的电池支撑框架的车身结构。但是该支撑框架没有构造成加固结构，并且无法在后方撞击的情况下使车辆移动。
发明内容
因此，旨在设计一种满足上述约束而不会出现诱发缺陷的系统。
本文提出了一种用于机动车辆的车身的加强元件，该加强元件包括抵抗来自车辆后方的撞击的保护装置，其特征在于，所述加强元件包括：至少两个管和刚性接触表面，所述至少两个管大致沿车辆的长度方向定位且固定到车身，所述刚性接触表面包括撞击器，所述刚性接触表面面对两个管设置，以允许在受到来自后方的撞击的情况下使所述车辆移动，加强元件还包括从所述刚性接触表面突出且朝向车辆后方定位的能量吸收装置，使得仅当所述能量吸收装置受到来自后方的撞击且无法承受该撞击时，撞击器才开始对于所述移动起作用。
本发明还可以包括以下可选且有利的特征：
-用于保护可存在于所述车辆的车身下方的电池或燃料箱的保护结构；
-对于所述车辆的每个侧边，朝向所述侧边且用于吸收侧向撞击的能量的刚性接触表面；
-用于固定到所述车身的固定装置，所述车身可调节以适配所述车辆的轴距；
-三个管，所述三个管大致沿所述车辆的长度方向定位，以加固加强元件并向前方传递能量，这三个管大致沿所述车辆的长度方向定位，例如其包括的两个管安置在车辆的后桥和车身之间，并且第三管在所述两个管之间，使得所述后桥安置在车身和所述第三管之间；
-用于固定到所述车身的底部的固定装置，其在所述管中的至少一个管上且与刚性接触表面相对。
所述加强元件可以由钢管或铝管组成。
本文还提出一种包括后桥的机动车辆，所述后桥具有可形变的横梁，其特征在于，所述机动车辆还包括根据本发明所述的加强元件。
该机动车辆可以包括位于所述车身下方和所述后桥后方的第一电池，以及位于所述车身下方和所述后桥前方的第二电池或燃料箱，所述第一电池和所述第二电池或所述燃料箱由所述加强元件保护。
附图说明
借助说明性描述并参照仅作为示出本发明的实施例的示例给出的附图，将更好的理解本发明并且使得本发明的其他目的、特征、细节和优点得以更清楚地显现，在附图中：
-图1示出了根据本发明的加强元件的第一方式，所述加强元件安置在电动车辆上；
-图2示出了相同方式，但是安置在混合动力车辆上；
-图3示出了在混合动力车辆上的第二方式；
-图4示出了在配备有两个电池的混合动力车辆上的第三方式。
具体实施方式
在图1中，示出了机动车辆的车身1的后部的仰视图。特别地，示出了在后桥5的两侧穿过车辆安置在车身的内表面下方的电池2和3。该后桥是具有可形变的横梁的后桥，其具有经济的优点。
车辆配备有加强元件10，其形式为彼此焊接的管的布置方式。加强元件尤其包括位于车辆左侧、车辆中间和车辆右侧的纵向管20,21和22。安置在管20和22之间的管21使得电池2和3以及桥5安置在车身1和管21之间。管20和22这两个管安置在桥5和车身1之间。
加强元件10朝向后方包括构成刚性接触表面的两个侧向撞击器30和31，其具有屏障作用，用于在受到来自后方撞击的情况下使车辆移动。这两个结构30和31在车身的两个侧边中的每一侧边上处于相同的位置。这两个撞击器通过结构的管连接，这将在下文中提到。
加强元件10朝向更后方包括三个吸收器40,41和42，其在后方撞击的情况下具有能量吸收的作用。吸收器能够形变以确保缓冲作用，并防止车辆的其余部分接收过多的能量。吸收器滑动安装在管上，使得管的长度适配于安装有加强元件的车辆的后悬架。吸收器相对于由撞击器30,31以及连接它们的管限定的刚性表面突出。吸收器朝向车辆的后方定位。
只有当吸收器40,41和42受到高能量的撞击且无法承受该撞击时，撞击器30和31才开始起作用。
加强元件10具有分别位于车辆左侧和右侧的两个固定区域50和51。固定区域例如借助于螺钉螺母系统来允许管状框架或加强元件固定到车身并且根据车辆的轴距调节车身。这些固定区域基本上位于纵向管20和22的端部处。
加强元件10还具有侧杆60和61，侧杆固定到纵向管20和22且沿着车身的侧边延伸，以在侧向撞击的情况下用作加强件。侧杆构成指向侧边的刚性接触表面，以吸收侧向撞击的能量。
加强元件10还包括横向管，以使不同的元件彼此保持。在撞击器30和31的高度处存在后横向管70，其在纵向管的后端部处将纵向管连接在一起。存在前横向管72，其在纵向管的前端部处将纵向管连接在一起，还存在中间横向管71，其也连接三个纵向管。
因此，存在优化的类似于骨架的管状框架或加强元件10，用于防止后方撞击和侧向撞击。加强元件通过加固结构来加强结构。加强元件由钢管或铝型材管组成。这些管设置为构成用于保护存在于车身下方的一个电池或燃料箱或者多个电池和燃料箱的保护结构。
纵向管20,21和22大致沿车辆的长度方向定位，并且由撞击器30和31构成的刚性接触表面向后定向，横向管70通过它们相互的布置方式将它们连接在一起(通过焊接或者任何使管相对于彼此刚性固定的其他方式)，从而允许在受到后方撞击的情况下使得车辆移动。
由于整体刚度和由撞击器30和31提供的功能与后横向管70的协作，通过接触表面来推动装置，因此在后方撞击的情况下可以更快地使车辆移动，这可以避免车辆吸收过多的能量。优化的管状框架或加强元件在侧向撞击的情况下也提供能量吸收能力以保护电池构件。最后，加强元件适配多种安装方式，并根据轴距和车辆骨架的悬挂高度可调节。
最后，该加强元件10改善了对车辆的保护并且可根据车辆进行调节。作为管状结构，节省了钢的消耗。例如，与包括非管状的加强件的传统系统相比，可以获得节省5kg钢的收益。
图2示出了图1的结构，其非常容易地适配于包括在桥5后方的电池2和在桥5前方的燃料箱4以代替两个电池2和3的车辆(图1)。燃料箱4比电池3体积大，但加强元件10被调整为适应燃料箱的尺寸并保护该燃料箱。
利用加强元件的该第一方式，脆弱的构件(电池和燃料箱)在对着立柱的后方撞击或侧向撞击的情况下受到保护。
可选地，因为加强元件10加强了后部单元，所以车身的后部单元与开发模型的对照单元相比可以被减轻。
图3示出了衍生自图1的变型，其中纵向管20和22朝向车辆的前方延伸。管20和22利用例如螺钉-螺母系统的任何系统通过固定区域110和111固定在车辆的底板下方的车架或车辆的底部上。可选地，管20和22在固定的高度处变平。管不是由先前描述的(图1)固定区域50和51固定的。
前横向管72与纵向管110和111的端部间隔开，并且靠近燃料箱4或中间横向管71。
在该变型中，加强元件10在前横向管72的高度处包括侧向吸收器120和121，其固定到水平设置且朝向车辆的外部弯曲的纵向管20和22。侧杆60和61由这些侧向吸收器120和121支承。侧向吸收器120和121在从后方侧向撞击立柱的情况下构成吸收能量的可形变区域。它们保护电池2和箱4。
在图4中，示出了衍生自图3的另一变型。在该变型中，纵向管20,21和22都是细长的三个管，以便适应存在的构件占体积更大的车辆，其中在桥5的前方同时设有电池3和箱4。它们都安置在车身下方，箱4比电池3更靠前。横向管72以及侧向吸收器120和121朝向前方移位。
可以在纵向管20和22与侧杆60和61之间相对于已经提到的吸收器120和121各自增加侧吸收器220和221。这能够在例如车辆很重且与侧立柱发生剧烈撞击的情况下吸收能量。
需要指出的是，加强元件10避免后桥5在后方撞击期间受到撞击或冲击，这使得能够使用更经济的后桥5，例如具有可形变的横梁的桥。
加强元件10具有可调节的用途，因为其适配于包括可变数量的电池或箱的车身，并且适配于具有不同尺寸(悬挂高度和轴距)的车身。

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的车身(1)的加强元件(10)，该加强元件包括抵抗来自车辆后方的撞击的保护装置(30,31,40,41,42)，其特征在于，所述加强元件包括：至少两个管(20,22)和刚性接触表面(30,31,70)，所述至少两个管大致沿车辆的长度方向定位且固定到车身(1)，所述刚性接触表面包括撞击器(30,31)，所述刚性接触表面(30,31,70)面对两个管(20,22)设置，以允许在受到来自后方的撞击的情况下使所述车辆移动，加强元件还包括从所述刚性接触表面(30,31,70)突出且朝向车辆后方定位的能量吸收装置(40,41,42)，使得仅当所述能量吸收装置(40,41,42)受到来自后方的撞击且无法承受该撞击时，撞击器(30,31)才开始对于所述移动起作用。
2.根据权利要求1所述的加强元件，其特征在于，所述加强元件构成用于保护可存在于所述车辆的车身下方的电池或燃料箱的保护结构。
3.根据权利要求1或2所述的加强元件，其特征在于，对于所述车辆的每个侧边，所述加强元件包括朝向所述侧边且用于吸收侧向撞击的能量的刚性接触表面(60,61)。
4.根据权利要求1至3之一所述的加强元件，其特征在于，所述加强元件包括三个管(20,21,22)，所述三个管大致沿所述车辆的长度方向定位，其中两个管(20,22)安置在车辆的后桥(5)和车身(1)之间，并且第三管(21)在所述两个管之间，使得所述后桥(5)安置在车身(1)和所述第三管(21)之间。
5.根据权利要求1至4之一所述的加强元件，其特征在于，所述加强元件包括用于固定到所述车身的固定装置(50,51)，所述车身可调节以适配所述车辆的轴距。
6.根据权利要求1至4之一所述的加强元件，其特征在于，所述加强元件在所述管中的至少一个管上包括用于固定到所述车身的底部的固定装置(110,111)。
7.根据权利要求1至6之一所述的加强元件，其特征在于，所述加强元件可由钢管或铝管组成。
8.一种包括后桥(5)的机动车辆，所述后桥具有可形变的横梁，其特征在于，所述机动车辆还包括根据权利要求1至7之一所述的加强元件(10)。
9.根据权利要求8所述的机动车辆，其特征在于，所述机动车辆包括位于所述车身下方和所述后桥(5)后方的第一电池(2)，以及位于所述车身下方和所述后桥(5)前方的第二电池(3)或燃料箱(4)，所述第一电池和所述第二电池或所述燃料箱由所述加强元件(10)保护。
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