CN110155181A - 车身结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车身结构。除了共同形成封闭的截面结构(23)的外板(21)和内板(22)之外,车身结构的每个侧梁还均包括:第一加强件(25),该第一加强件沿前后方向延伸并插设在外板和内板之间并且其下边缘连结到外板和内板的下边缘;第二加强件(26),该第二加强件形成为沿前后方向延伸并具有面向内侧方向的开放侧的通道构件,第二加强件具有附接到第一加强件的外侧的上边缘和下边缘;以及第三加强件(27),该第三加强件在前后方向和横向方向上延伸以具有连结到第一加强件的外侧边缘和连结到内板的内侧边缘。
Description
技术领域
本发明涉及一种车身结构,尤其涉及一种车身下侧部分的结构。
背景技术
在已知的车身结构中,电池单元位于在车身两侧的下侧部分上沿前后方向延伸的一对侧梁之间(例如,参见JP2014-226958A)。在这种车身结构中,为了使侧面碰撞时电池单元的变形最小化,与侧梁相关联的车身部分需要能够充分吸收侧面碰撞的冲击载荷。根据JP2006-264476A中公开的提议,每个侧梁均由内板和外板形成,内板和外板彼此连结以形成中空结构。该中空结构由介于在内板和外板之间的第一加强件以及附接到第一加强件的外侧的第二加强件增强。第二加强件由铝合金制成,并且与第一加强件配合限定中空结构。在侧面碰撞时,第二加强件在外板和第一加强件之间经历变形,外板和第一加强件也变形。
吸收侧面碰撞的冲击载荷的能力取决于载荷能量吸收能力或第二加强件的变形量。因此,通过限制第二加强件的内侧位移来确保第二加强件以可预测的方式变形是至关重要的。换句话说,需要某种结构将反作用力从内侧传递到第二加强件以抵抗从外侧施加的冲击载荷。
发明内容
鉴于现有技术的这种问题,本发明的主要目的是改进车身结构,该车身结构设有一对侧梁,该侧梁具有改进的吸收侧面碰撞冲击载荷能量的能力。
为了实现这样的目的,本发明提供一种车身结构(1),该车身结构包括:一对侧梁(2),这一对侧梁沿车身两侧的下侧部分在前后方向上延伸;地板(18),该地板具有竖向面对的表面,并沿其各自的侧向边缘附接到所述侧梁的上侧;以及一对侧构件(12),每个侧构件均具有:外侧边缘,该外侧边缘附接到相应侧梁的内侧;以及内侧边缘,该内侧边缘附接到所述地板的下表面,以便与相应的侧梁和所述地板配合形成封闭的截面结构;其中每个侧梁均包括:外板(21),所述外板形成为沿所述前后方向延伸并具有面向内侧方向的开放侧的通道构件;内板(22),所述内板形成为沿所述前后方向延伸并具有面向外侧方向的开放侧的通道构件,所述外板和所述内板在其上边缘和下边缘处彼此连结;第一加强件(25),所述第一加强件在所述外板和所述内板之间限定的空间中沿所述前后方向延伸,并具有连结到所述外板和所述内板的所述下边缘的下边缘;第二加强件(26),所述第二加强件形成为沿所述前后方向延伸并且具有面向所述内侧方向的开放侧的通道构件,所述第二加强件具有附接到所述第一加强件的外侧的上边缘和下边缘;以及第三加强件(27),所述第三加强件在所述前后方向和横向方向上延伸,以具有连结到所述第一加强件的外侧边缘和连结到所述内板的内侧边缘。
第二加强件和第一加强件经由第三加强件、内板和侧构件连接到地板,使得在侧面碰撞时,第二加强件和第一加强件能够经由侧构件、内板、第三加强件接收来自地板的反作用力,并且能够以可靠的方式变形。结果,侧梁能够有效地吸收侧面冲击载荷。
优选地,所述第二加强件设置有至少一个弯折部(31),所述弯折部向由该第二加强件限定的通道的内部弯折。
由此,使得第二加强件以可预测的方式变形,其中弯折部用作变形的起始点,从而能够稳定变形的模式,并且能够最大化吸收的冲击载荷的能量的量。
优选地,所述第三加强件的所述外侧边缘和所述第二加强件的所述上边缘经由所述第一加强件彼此横向相对。
因此,在侧面碰撞时,第三加强件能够将反作用力有效传递至第二加强件。
优选地,所述第三加强件的所述内侧边缘和相应侧构件的所述外侧边缘经由所述内板彼此横向相对。
因此,在侧面碰撞时,侧构件能够将反作用力有效传递至第三加强件。
优选地,所述车身结构还包括横向延伸并附接到所述地板的下表面的横向构件(13),所述横向构件的两个横向端连结到相应侧构件。
因为侧构件附接到横向构件,所以侧构件的内侧位移在侧面碰撞时被最小化,侧构件可以有效地将反作用力传递到内板、第三加强件、第一加强件和第二加强件。
优选地,所述车身结构还包括:电池壳(51),该电池壳位于所述侧梁之间并且在其中接纳电池组;以及一对支架(56),这一对支架将所述电池壳的侧部分连结到相应的内板。
因此,内板能够在侧面碰撞时经由支架传递来自电池壳的反作用力。
优选地,所述电池壳包括:下壳(52),该下壳具有朝上的开口以及沿着所述开口的周边延伸的凸缘(52B);以及上壳(53),该上壳封闭所述下壳的所述开口并具有连结到所述下壳的所述凸缘的周边,所述下壳的所述凸缘设置在与所述第三加强件的所述内侧边缘相同的高度处。
因此,当支架在侧面碰撞时变形并且内板与下壳接触时,第三加强件的内侧边缘被致使经由内板与下凸缘侧向相对。因此,具有相对较高刚度的电池壳的下凸缘可以经由内板有效地将反作用力传递到第三加强件。
优选地,每个支架均包括:从所述下壳的所述凸缘向下延伸的竖直壁部(56A);以及从所述竖直壁部的下端沿所述外侧方向延伸以连结到相应内板的下部分的横向壁部(56B)。
因此,当支架横向插入电池壳和侧梁之间时,支架的一端能够连结到内板的邻近第一加强件的下端设置的下部分。
优选地,每个支架相比所述电池壳均具有较低的对抗横向载荷的刚度。
因为支架比下壳更早地变形以吸收冲击载荷的能量,所以能够使下壳的变形最小化。
优选地,所述第三加强件设置有多个护条(27D),每个护条均在所述横向方向上延伸。
因此,第三加强件的刚度能够相对于横向加载增加,从而能够吸收更大量的冲击载荷能量。
优选地,所述车身结构还包括门滑动轨道,所述门滑动轨道设置在所述内板和所述外板之间,并且位于所述第一加强件上方,所述门滑动轨道构造成能滑动地引导滑动门的下端。
因此,其中结合有门滑动轨道的侧梁可以具有改进的吸收侧面碰撞载荷能量的能力。
因此,本发明提供了这样一种车身结构,该车身结构包括一对侧梁,该侧梁具有改进的吸收侧面碰撞冲击载荷能量的能力。
附图说明
图1是从右侧观察的根据本发明的实施方式的车身结构的局部立体图;
图2是车身结构的仰视图,图中省略了电池单元及其支架;
图3是沿图1的线III-III的剖视图;
图4是沿图1的线IV-IV的剖视图;
图5是侧梁的分解立体图;
图6是在变形的早期阶段(第一阶段)的类似于图3的剖视图;
图7是在变形的中间阶段(第二阶段)的类似于图3的剖视图;
图8是在变形的最后阶段(第三阶段)的类似于图3的剖视图;
图9是作为对比例给出的车身结构的类似于图8的剖视图;以及
图10是示出电池壳相对于与车身结构相撞的物体的位移的变形过程的曲线图。
具体实施方式
现在,参考附图,根据具体实施方式更详细地描述本发明。在下面的描述中,除非另有说明,否则车身的各种部件由诸如钢板之类的金属材料制成。如在以下公开中使用的连接、连结、粘合和附接可以包括各种连接模式,例如焊接、搅拌焊接、紧固(铆钉、螺钉、夹子等)和粘合剂粘合。因为车身关于沿前后方向延伸的中轴线大致对称,所以在下面的描述中可以仅提及车辆的一侧以避免冗余。
如图1中所示,在小型货车的车身结构1的任一下侧部分上设置有沿前后方向延伸的一对侧梁2。侧梁2的前端部分连接到竖直延伸的A柱3的下端,并且侧梁2的相对于前后方向来说的中间部分连接到B柱4的下端,该B柱4也竖直延伸。侧梁2的后端部分连接到C柱5的下端,该C柱5也竖直延伸。前门开口7限定在A柱3和B柱4之间,并且后门开口8限定在B柱4和C柱5之间。前门开口7装配有回转门(图中未示出,并且后门开口8装配有滑动门(图中未示出)。
如图2中所示,侧梁2的前部分借助侧向延伸的前横向构件11彼此连接。一对侧构件12设置在各个侧梁2的相对于车身的前后方向的中间区域的内侧。侧构件12借助侧向延伸的中间横向构件13彼此连接。更具体地,侧梁2的中间部分经由相应的侧构件12借助中间横向构件13彼此连接。
后侧框架15附接到每个侧梁2的后端部分的内侧,并且在其前部分中向内并向后倾斜地延伸,并且在其余部分中线性地向后延伸。两个后侧框架15借助三个后横向构件16彼此连接,这三个后横向构件16以相互间隔开的关系侧向延伸。
前地板18附接到前横向构件11和中间横向构件13的上表面。前地板18基本水平延伸,并沿其相应的侧边缘连结到侧梁2。后地板19附接到侧框架15和后横向构件16的上表面。后地板19在其前边缘处连结到前地板18的后边缘。前地板18和后地板19共同形成乘客舱的地板。
如前所提及的,车身关于沿前后方向延伸的中线基本对称。以下仅描述车身结构1的左下部分以避免冗余。
如图3至图5中所示,侧梁2包括位于外侧的外板21和位于内侧的内板22。外板21形成为通道构件,该通道构件具有面向内侧方向的开放侧并且沿前后方向延伸。内板22也形成为通道构件,该通道构件具有面向外侧方向的开放侧并且沿前后方向延伸,并且内板22沿着其上边缘和下边缘连结到外板21。外板21和内板22共同形成封闭的截面结构23。优选地,外板21和内板22由高抗拉钢形成。
更具体地,外板21包括:侧向延伸的下壁21A;从下壁21A的外侧边缘向上延伸的竖直壁21B;从竖直壁21B的上边缘沿内侧方向延伸的上壁21C;从下壁21A的内侧边缘向下延伸的下凸缘21D;以及从上壁21C的内侧边缘向上延伸的上凸缘21E。内板22包括:侧向延伸的下壁22A;从下壁22A的内侧边缘向上延伸的竖直壁22B;从竖直壁22B的上边缘沿外侧方向延伸的上壁22C;从下壁22A的外侧边缘向下延伸的下凸缘22D;以及从上壁22C的外侧边缘向上延伸的上凸缘22E。外板21的上凸缘21E和内板22的上凸缘22E彼此连结,并且外板21的下凸缘21D和内板22的下凸缘22D彼此连结。
外板21的竖直壁21B包括从上壁21C的外侧边缘大致线性向下延伸的竖直壁上部21F以及在外侧方向上凸出的竖直壁下部21G。
内板22的竖直壁22B包括从上壁22C的内侧边缘大致线性向下延伸的竖直壁上部22F以及从下壁22A的内侧边缘大致线性向上延伸的竖直壁下部22G,并且该竖直壁下部22G沿外侧方向从竖直壁上部22F偏移。竖直壁22B的位于竖直壁上部22F和竖直壁下部22G之间的边界处的区域形成为竖直壁中间部22H,该竖直壁中间部22H向上沿内侧方向偏斜。
内板22的下凸缘22D从外板21的下凸缘21D略微向上偏移,并且内板22的下壁22A的外侧边缘相对于外板21的下壁21A的内侧边缘向上偏移。内板22的下壁22A设置有多个护条22J,这些护条22J沿前后方向布置并且每个护条22J均在侧向方向上伸长。护条22J增加下壁22A的抵抗侧向施加的力的刚度,并且当在侧向力作用下变形时吸收大量的能量。在所示实施方式中,护条22J从下壁22A向上突出,但是如果需要也可以向下突出。
由外板21和内板22形成的封闭截面结构23内部设置有第一加强件25、第二加强件26和第三加强件27。第一加强件25形成为平板状构件,该平板状构件竖直延伸并具有面向侧面的主平面。第一加强件25的下边缘插设在外板21的下凸缘21D和内板22的下凸缘22D之间。第一加强件25的上边缘延伸到与内板22的竖直壁中间部22H基本相同的高度。
第二加强件26形成为通道构件,该通道构件具有面向内侧方向的开放侧并且沿前后方向延伸。第二加强件26包括:下凸缘26A,该下凸缘26A位于第二加强件26的开放侧的下部分上并且连结到第一加强件25的下边缘的外侧;下壁26B,该下壁26B从下凸缘26A的上边缘沿外侧方向延伸;竖直壁26C,该竖直壁26C从下壁26B的外侧边缘向上延伸;上壁26D,该上壁26D从竖直壁26C的上边缘沿内侧方向延伸;以及上凸缘26E,该上凸缘26E从上壁26D的内侧边缘向上延伸并且连结到第一加强件25的上边缘的外侧。第二加强件26和第一加强件25共同形成封闭的截面结构29。
外板21的下凸缘21D、第二加强件26的下凸缘26A、第一加强件25的下边缘和内板22的下凸缘22D沿内侧方向依次叠置在一起。如图5中所示,第一加强件25的下边缘设置有向上延伸的多个凹口58。外板21的下凸缘21D、第二加强件26的下凸缘26A和内板22的下凸缘22D一体地焊接在与凹口58对应的位置处。更具体地,外板21的下凸缘21D、第二加强件26的下凸缘26A和内板22的下凸缘22D彼此焊接,并且第一加强件25的下边缘插设在第二加强件26的下凸缘26A和内板22的下凸缘22D之间。由于这种布置,外板21的下凸缘21D、第二加强件26的下凸缘26A、第一加强件25的下边缘以及内板22的下凸缘22D一体地相互连结。在另选实施方式中,凹口58设置在第二加强件26的下凸缘26A中,而不是第一加强件25的下边缘中。
如图3中所示,第二加强件26的上凸缘26E的上端定位在与第一加强件25的上端相同的高度处。第二加强件26的下凸缘26A的上部分在外板21的下凸缘21D上方突出。因此,第二加强件26的下壁26B位于外板21的下壁21A的上方,其间限定有间隙。第二加强件26的下壁26B的内侧边缘定位成隔着第一加强件25与内板22的下壁22A的外侧边缘相对。换句话说,第二加强件26的下壁26B的内侧边缘和内板22的下壁22A的外侧边缘定位在基本相同的高度处。
第二加强件26的下壁26B和上壁26D倾斜,以便沿着外侧方向彼此靠近。下壁26B和上壁26D中的至少一者形成有至少一个弯折部31,该弯折部31向由第二加强件26限定的通道形状的内部(在封闭的截面结构29的内部)弯折。弯折部31可以在截面图中设置有朝向封闭的截面结构29的内部的凸形形状。在所示实施方式中,这种弯折部31设置在第二加强件26的下壁26B和上壁26D中的每一者中。
如图5中所示,第二加强件26的下壁26B和上壁26D设置有多个护条26F,这些护条26F沿前后方向布置并且每个护条26F均沿侧向方向延伸。护条26F增加第二加强件26的抵抗侧向加载的刚度,并增加侧向变形时可吸收的能量的量。护条26F可以从下壁26B和上壁26D向上或向下突出。弯折部31中不存在护条26F。换句话说,护条26F设置成不横过弯折部31。
第三加强件27包括:在前后方向和侧向方向上延伸的横向壁27A;从横向壁27A的外侧边缘向上延伸的外凸缘27B;以及向上延伸并从横向壁27A的内侧边缘沿内侧方向延伸的内凸缘27C。第三加强件27在其位于第三加强件27的外侧边缘处的外凸缘27B处连结到第一加强件25,并且在其位于第三加强件27的内侧边缘处的内凸缘27C处连结到内板22的竖直壁中间部22H。如图5中所示,横向壁27A设置有多个护条27D,这些护条27D沿前后方向布置并且每个护条27D均沿侧向方向延伸。护条27D增加第三加强件27的抵抗侧向加载的刚度,并增加在侧向变形时可吸收的能量的量。护条27D可以从横向壁27A向上或向下突出。
如图3中所示,第三加强件27的外凸缘27B和第二加强件26的上凸缘26E经由第一加强件25彼此侧向相对。特别地,第二加强件26的上凸缘26E和第三加强件27的外凸缘27B的下边缘基本上彼此对准,或基本上在相同的高度。结果,第二加强件26的上壁26D的内侧端与第三加强件27的横向壁27A的外侧端相对,或者处于基本相同的高度。
如图4中所示,在车身的位于外板21和内板22的内侧的一部分中并且在第一加强件25上方设置有沿前后方向延伸的门滑动轨道35,该门滑动轨道35用于可滑动地支撑从滑动门的下端延伸的下臂(未示出)。门滑动轨道35附接到通道形轨道壳36的上壁的下表面,该通道形轨道壳36具有面向外侧方向的开放侧。外板21的竖直壁上部21F中形成有面向外侧方向并沿前后方向延伸的外开口37。轨道壳36的开口边缘或外侧边缘连结到外开口37的开口边缘。滑动门的下臂从滑动门的下端延伸到轨道壳36中,并且下臂的自由端由门滑动轨道35支撑。
如图1、图2和图4中所示,轨道壳36设置有凸出部分36A,该凸出部分36A在其前端部分中沿内侧方向凸出。凸出部分36A在内侧方向上朝前方逐渐凸出,使得轨道壳36实际上朝前方逐渐增加深度(在侧向方向上所测得的)。门滑动轨道35在其对应凸出部分36A的前端部分沿内侧方向弯曲。内开口38穿过内板22的竖直壁上部22F并沿前后方向延伸。轨道壳36的凸出部分36A穿过内开口38并且伸出到比竖直壁22B更靠内侧的位置。门滑动轨道35的前端在内侧方向上弯曲,因此滑动门在关闭位置(最前面的位置)沿内侧方向被拉动。
如图2中所示,侧构件12的中间部分在平面图中以弧形方式在内侧方向上突出。如图3中所示,侧构件12包括:连结到内板22的竖直壁中间部22H的内侧面的外边缘连结部12A;从外边缘连结部12A沿内侧和向上的方向倾着延伸的第一倾斜部12B;第二倾斜部12C,该第二倾斜部12C从第一倾斜部12B的内侧边缘沿内侧和向上方向以比第一倾斜部12B的相对于水平面的角度大的相对于水平面的角度延伸;以及从第二倾斜部12C的内侧边缘沿水平方向延伸并连结到前地板18的下表面的内边缘连结部12D。在本发明的另选实施方式中,第一倾斜部12B基本水平地延伸。
侧构件12与前地板18和内板22配合形成封闭的截面结构41。轨道壳36的凸出部36A的突出端延伸到由侧构件12形成的封闭的截面结构41中。中间横向构件13的外侧端连结到侧构件12的第二倾斜部12C的内侧。
电池单元50位于前地板18下方以及左右侧梁2之间。电池单元50包括:电池壳51;容纳在电池壳51中的电池组(未示出);以及控制单元(未示出),该控制单元用于控制电池组的充电和放电。电池壳51通过组合下壳52和上壳53而形成。
下壳52具有盒形主体52A,该盒形主体52A具有上开口以及沿主体52A的上开口的开口边缘延伸的凸缘52B。主体52A形成为浅矩形盘。凸缘52B沿主体52A的上开口的开口边缘的整个周边水平延伸。
上壳53具有主体53A和凸缘53B,主体53A具有下开口,凸缘53B沿主体53A的下开口的开口边缘延伸。主体53A形成为浅矩形盘。凸缘53B沿主体53A的下开口的开口边缘水平延伸。下壳52和上壳53在凸缘52B和凸缘53B处彼此连结。
电池壳51借助沿前后方向延伸的支架56附接到每个侧梁2的内板22。支架56具有竖直壁部56A和横向壁部56B,竖直壁部56A竖直延伸并用螺栓紧固到下壳52的凸缘52B的下表面,横向壁部56B在下壁22A下方从竖直壁部56A的下端沿外侧方向延伸并用螺栓紧固到下壁22A的下表面。支撑件56C从竖直壁部56A的下端沿内侧方向延伸,并从下方支撑主体52A的底部。
支架56的竖直壁部56A与内板22的竖直壁下部22G侧向相对,其间限定有间隙,并且其上端位于与竖直壁下部22G的上端大致相同的高度处。结果,电池壳51的凸缘52B和53B布置在与设置在第三加强件27的内侧边缘处的内凸缘27C基本相同的高度处。电池壳51的凸缘52B和53B位于侧构件12下方,其间限定有间隙。为了避免干涉侧构件12,上壳53的主体53A相比下壳52的主体52A在横向方向上测得较窄的宽度。
支架56由挤压铝合金制成,并设置有中空结构。优选地,相对于侧向方向上的载荷,支架56具有比电池壳51低的刚度。
下面将讨论根据如上所述构造的实施方式的车身结构1的效果。在该车身结构1中,第二加强件26的上端经由第一加强件25的上端、第三加强件27、内板22的竖直壁中间部分22H以及侧构件12连接到前地板18和中间横向构件13。因此,在侧面碰撞时施加到第二加强件26的上部分的载荷经由第一加强件25的上端、第三加强件27、内板22的竖直壁中间部分22H以及侧构件12传递到前地板18和中间横向构件13。该载荷传递路径被称为第一载荷传递路径。换句话说,第二加强件26可以在侧面碰撞时经由第一载荷传递路径传递来自前地板18和中间横向构件13的反作用力。
第二加强件26的下端经由第一加强件25的下部、内板22的下壁22A以及支架56连接到电池壳51。因此,侧面碰撞时施加到第二加强件26的下部的载荷经由第一加强件25的下部、下壁22A和支架56传递到电池壳51。该载荷传递路径被称为第二载荷传递路径。换句话说,第二加强件26可以在侧面碰撞时经由第二载荷传递路径传递来自电池壳51的反作用力。
图6至图8示出了当竖直延伸的杆状物体70从侧面与侧梁2碰撞(作为侧面碰撞时的情况)时车身结构1的变形模式。当物体70从外侧撞击侧梁2时,位于侧梁2的最外侧部分的外板21的竖直壁下部21G首先与物体70碰撞。如图6中所示,竖直壁下部21G在接受来自物体70的载荷时向内变形,并且撞击第二加强件26的竖直壁26C。此时,第二加强件26经由上端部处的第一载荷传递路径接收来自前地板18和中间横向构件13的反作用力,使得来自电池壳51的反作用力经由第二载荷传递路径传递到第二加强件26的下端部。结果,第二加强件26在外板21和第一加强件25之间沿横向方向被压缩并变形。此时,第二加强件26在每个弯折部31作为起始点的情况下变形,从而以预定的变形模式发生第二加强件26的变形。更具体地,第二加强件26的下壁26B弯折成向上突出,同时由于弯折部31的相互对置的凸曲率,上壁26D弯折成向下突出。结果,导致竖直壁26C严格地沿内侧方向移动而不竖直移动,使得第二加强件26的下壁26B和上壁26D以受控方式在横向方向上被压缩。特别地,第二加强件26被防止竖直移动(摇摆),并且基本上沿线性路径在内侧方向上被压缩。因此,载荷的能量被第二加强件26的变形吸收。当第二加强件26被压缩时,下壁26B和上壁26D的位于弯折部31的横向两侧上的部分在横向方向上彼此接触,结果反作用力开始急剧增加,并且第二加强件26传递反作用力的能力急剧增大。换句话说,发生在下壁26B和上壁26D的二次碰撞导致反作用力以有效的方式传递。此后,下壁26B和上壁26D在横向方向上被进一步压缩并继续传递反作用载荷。以这种方式,第二加强件26最初吸收侧面冲击的能量,然后开始以有效的方式传递冲击载荷。护条26F提高了下壁26B和上壁26D的刚度,从而可以增加第二加强件26可吸收的能量的量。
随着第二加强件26的变形进展(如图7中所示),构成第一载荷传递路径的第三加强件27和侧构件12变形,并且前地板18变形以吸收冲击的能量。另外,构成第二载荷传递路径的内板22的下壁22A和支架56的横向壁部56B变形,以吸收冲击载荷的能量。当侧构件12、前地板18和支架56的横向壁部56B在横向方向上被压缩时,侧梁2在内侧方向上移动,直到竖直壁下部22G抵靠支架56的竖直壁部56A和电池壳51的凸缘52B和53B。此外,内板22的下凸缘22D抵靠支架56的横向壁部56B的外侧端。随后,如图8中所示。第三加强件27、内板22的下壁22A和支架56的横向壁部56B插入物体70和电池壳51和/或支架56的竖直壁部56A之间并在其间被压缩。结果,随着这些部件的变形进一步进展,冲击载荷的能量因此被第三加强件27、内板22的下壁22A和支架56的横向壁部56B进一步吸收。此时,电池壳51可能在载荷作用下稍微变形。
图9显示了用于比较的实施例。该车身结构1类似于所示实施方式的车身结构,但是第二加强件26中没有弯折部31。当省略弯折部31时,下壁26B和上壁26D中没有明确的变形起始点。下壁26B和下凸缘26A之间的边界以及上壁26D和上凸缘26E之间的边界由于其中的急剧弯折而可能是变形的起始点。结果,第二加强件26的下壁26B和上壁26D在侧面碰撞时倾向于向上或向下倾斜,使得下壁26B和上壁26D不经历压缩变形。因此,第二加强件26在冲击载荷作用下吸收的能量的量基本上小于设置有弯折部31的所示实施方式的情况。另外,当第二加强件26整体向上或向下倾侧时,第一载荷传递路径传递的载荷量减小,并且必须由第二载荷传递路径传递更大的载荷量。结果,施加到电池壳51的载荷增加,并且电池壳51的变形量增加。
图10是示出弯折部31的存在和不存在对电池壳51的变形量的影响的曲线图。水平轴线表示物体70的内侧移动量,并且当物体70与侧梁2接触时该值被设定为零。竖直轴线表示电池壳51的变形量,或者更具体地,表示电池壳51的外边缘在内侧方向上的移动量。如图10中所示,当设置弯折部31时电池壳51的变形量小于不设置弯折部31的情况。该结果可归因于以下事实:在用于比较的实施例的情况下,由第二加强件26吸收的冲击载荷的能量的量相对较小,从而主要经由第二载荷传递路径施加载荷,并且施加到电池壳51的载荷增加。
在根据本实施方式的车身结构1中,第二加强件26和第一加强件25经由包括第三加强件27、内板22和侧构件12的第一载荷传递路径连接到前地板18和中间横向构件13。结果,在侧面碰撞时,第二加强件26和第一加强件25经由侧构件12、内板22和第三加强件27接收来自前地板18和中间横向构件13的反作用力,因此可以在侧面碰撞时以预定方式变形。此外,第二加强件26和第一加强件25经由包括内板22和支架56的第二载荷传递路径连接到电池壳51。结果,第二加强件26和第一加强件25经由支架56和内板22接受来自电池壳51的反作用力,从而可以在侧面碰撞时以预定的方式变形。通过这些手段,侧梁2可以有效地吸收侧面冲击载荷的能量。
因为形成第三加强件27的外侧边缘的外凸缘27B和形成第二加强件26的上边缘的上凸缘26E经由第一加强件25彼此侧向相对,所以第三加强件27能够在侧面碰撞时有效地将反作用力施加到第二加强件26。
因为形成第三加强件27的内侧边缘的内凸缘27C和形成侧构件12的外侧边缘的外边缘连结部12A经由内板22的竖直壁中间部22H彼此侧向相对,所以侧构件12能够在侧面碰撞时有效地将反作用力施加到第三加强件27。
因为第二加强件26的下壁26B的内侧边缘和内板22的下壁22A经由第一加强件25彼此相对,所以面板22的下壁22A能够有效地将反作用力施加到第二加强件26。
因为电池壳51的凸缘52B和53B在水平方向上延伸并且以重叠关系彼此紧固,所以提高了主体52A和53A抵抗横向载荷的刚度。因为电池壳51的凸缘52B和53B布置在与形成第三加强件27的内侧边缘的内凸缘27C相同的高度处,所以第三加强件27的内凸缘27C和电池壳51的凸缘52B和53B在侧面碰撞时可能经由内板22的竖直壁中间部22H彼此相对。因此,电池壳51能够在其凸缘52B和53B处经由内板22有效地将反作用力施加到第三加强件27。此外,因为电池壳51在凸缘52B和53B处抵靠内板22,针对横向载荷,凸缘52B和53B相比主体52A和53A具有相对较高的刚度,所以能最小化侧面碰撞时电池壳51的变形。
因为支架56设置有竖直壁部56A和从竖直壁部56A的下端沿外侧方向延伸的横向壁部56B,所以支架56的端部能连结到内板22的位于第一加强件25的下端附近的下壁22A,同时支架56横向地位于电池壳51和侧梁2之间。结果,支架56能够在侧面碰撞时将反作用力有效施加到第一加强件25。此外,在侧梁2在侧面碰撞时沿内侧方向移动的情况下,支架56在侧梁2和电池壳51之间被压缩,从而能吸收冲击载荷的能量。
因为支架56相比电池壳51具有较低的对抗横向载荷的刚度,所以支架56比电池壳51更早地变形,从而在侧面碰撞时吸收冲击载荷的能量。结果,能够使电池壳51的变形最小化。
在根据本实施方式的车身结构1中,门滑动轨道35和轨道壳36可以定位在侧梁2的上部分中。门滑动轨道35和轨道壳36位于用于在侧面碰撞时吸收冲击载荷的能量的第一加强件25至第三加强件27上方。因此,即使门滑动轨道35和轨道壳36设置在侧梁2中,根据本实施方式的车身结构1也能够有利地吸收侧面碰撞的冲击载荷的能量。
尽管已经根据特定实施方式描述了本发明,但是本发明不限于这样的实施方式,而是可以在不脱离本发明的实质的情况下以各种方式进行变型和变更。
Claims (11)
1.一种车身结构,该车身结构包括:
一对侧梁,这一对侧梁沿车身两侧的下侧部分在前后方向上延伸;
地板,该地板具有竖向面对的表面,并沿其各自的侧向边缘附接到所述侧梁的上侧;以及
一对侧构件,每个侧构件均具有:外侧边缘,该外侧边缘附接到相应侧梁的内侧;以及内侧边缘,该内侧边缘附接到所述地板的下表面,以便与相应的侧梁和所述地板配合形成封闭的截面结构;
其中每个侧梁均包括:
外板,所述外板形成为沿所述前后方向延伸并具有面向内侧方向的开放侧的通道构件;
内板,所述内板形成为沿所述前后方向延伸并具有面向外侧方向的开放侧的通道构件,所述外板和所述内板在其上边缘和下边缘处彼此连结;
第一加强件,所述第一加强件在所述外板和所述内板之间限定的空间中沿所述前后方向延伸,并具有连结到所述外板和所述内板的所述下边缘的下边缘;
第二加强件,所述第二加强件形成为沿所述前后方向延伸并且具有面向所述内侧方向的开放侧的通道构件,所述第二加强件具有附接到所述第一加强件的外侧的上边缘和下边缘;以及
第三加强件,所述第三加强件在所述前后方向和横向方向上延伸,以具有连结到所述第一加强件的外侧边缘和连结到所述内板的内侧边缘。
2.根据权利要求1所述的车身结构,其中,所述第二加强件设置有至少一个弯折部,所述弯折部向由所述第二加强件限定的通道的内部弯折。
3.根据权利要求1或2所述的车身结构,其中,所述第三加强件的所述外侧边缘和所述第二加强件的所述上边缘经由所述第一加强件彼此横向相对。
4.根据权利要求3所述的车身结构,其中,所述第三加强件的所述内侧边缘和相应侧构件的所述外侧边缘经由所述内板彼此横向相对。
5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的车身结构,该车身结构还包括横向延伸并附接到所述地板的所述下表面的横向构件,所述横向构件的两个横向端连结到相应侧构件。
6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的车身结构,该车身结构还包括:电池壳,该电池壳位于所述侧梁之间并且在其中接纳电池组;以及一对支架,这一对支架将所述电池壳的侧部分连结到相应的内板。
7.根据权利要求6所述的车身结构,其中,所述电池壳包括:下壳,该下壳具有朝上的开口以及沿着所述开口的周边延伸的凸缘;以及上壳,该上壳封闭所述下壳的所述开口并具有连结到所述下壳的所述凸缘的周边,所述下壳的所述凸缘设置在与所述第三加强件的所述内侧边缘相同的高度处。
8.根据权利要求7所述的车身结构,其中,每个支架均包括:从所述下壳的所述凸缘向下延伸的竖直壁部;以及横向壁部,该横向壁部从所述竖直壁部的下端沿所述外侧方向延伸以连结到相应内板的下部分。
9.根据权利要求8所述的车身结构,其中,每个支架相比所述电池壳均具有较低的对抗横向载荷的刚度。
10.根据权利要求1、2、4和6至9中任一项所述的车身结构,其中,所述第三加强件设置有多个护条,每个护条均在所述横向方向上延伸。
11.根据权利要求1、2、4和6至9中任一项所述的车身结构,该车身结构还包括门滑动轨道,所述门滑动轨道设置在所述内板和所述外板之间,并且位于所述第一加强件上方,所述门滑动轨道构造成能滑动地引导滑动门的下端。
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