CN110962749B

CN110962749B - 用于能量吸收的台阶组件

Info

Publication number: CN110962749B
Application number: CN201910449885.6A
Authority: CN
Inventors: G·巴博塔; S·苏达海德罗; L·V·佩施安斯科; J·金
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2039-05-28
Also published as: DE102019115687A1; DE102019115687B4; CN110962749A; US10518727B1

Abstract

本发明题为“用于能量吸收的台阶组件”。本发明公开了一种用于车辆的示例性台阶组件，所述台阶组件包括能量吸收构件，所述能量吸收构件包括支撑部分和连接部分，所述支撑部分包括支撑表面和支撑结构，所述支撑结构包括多个支撑构件，所述多个支撑构件联接到所述支撑结构的上内壁和下内壁；和安装构件，所述安装构件包括限定多个开口的水平支撑构件。所述能量吸收构件利用机械紧固件联接到所述安装构件。

Description

用于能量吸收的台阶组件

背景技术

本发明整体涉及车辆的领域，并且更具体地讲，涉及车辆结构，并且更具体地讲，涉及用于增强车辆的侧面抗冲击性能的装置。

车辆制造商使用各种结构和部件来在侧面冲击碰撞期间保护车辆的乘员和车辆部件。另外，一些车辆制造商已在乘客室的任一侧上提供了台阶以帮助乘坐者踏入车辆并从机动车辆下车。因此，需要这样的组件，该组件提供优异的侧面冲击碰撞防护，同时还用作辅助台阶。

发明内容

根据本公开的实施方案提供了多个优点。例如，根据本公开的实施方案减少了乘客室的侵入和由于侧面冲击碰撞而对诸如车辆电池之类的底盘安装部件造成的损坏，并且还充当辅助台阶以允许车辆乘客更容易地进出车辆的乘客室。

在一个方面，用于车辆的台阶组件包括能量吸收构件，该能量吸收构件包括支撑部分和连接部分，该支撑部分包括支撑表面和支撑结构，该支撑结构包括多个支撑构件，该多个支撑构件联接到支撑结构的上内壁和下内壁；和安装构件，该安装构件包括限定多个开口的水平支撑构件。能量吸收构件利用扣紧构件联接到安装构件。

在一些方面，多个支撑构件形成内部桁架结构。

在一些方面，支撑部分的支撑结构还包括限定支撑结构开口的下表面。

在一些方面，连接部分具有矩形横截面并且朝向车辆向支撑部分内延伸。

在一些方面，支撑部分包括第一壁、内壁和第二壁，第一壁的外部限定支撑表面，并且多个支撑构件形成桁架结构，该桁架结构延伸台阶组件的长度，桁架结构在第一壁的内表面和内壁的上表面之间延伸。

在一些方面，内壁和第二壁限定开口，该开口在桁架结构下方延伸台阶组件的长度。

在一些方面，安装构件包括第一通道，并且能量吸收构件包括第二通道，并且第一通道和第二通道对准以形成连续通道，该连续通道被构造为接收扣紧构件。

在另一个方面，机动车辆包括框架构件，联接到框架构件的车身结构，联接到框架构件的台阶组件，该台阶组件包括能量吸收构件和安装构件，该能量吸收构件包括支撑部分和连接部分，该支撑部分包括支撑表面和支撑结构，该支撑结构包括多个支撑构件，该多个支撑构件联接到支撑结构的上内壁和下内壁，使得多个支撑构件形成V形桁架结构。

在一些方面，支撑部分包括第一壁、内壁和第二壁，第一壁的外部限定支撑表面，并且桁架结构延伸台阶组件的长度，桁架结构在第一壁的内表面和内壁的上表面之间延伸。

在又一个方面，用于吸收车辆上的侧面冲击载荷的系统包括台阶组件，该台阶组件包括能量吸收构件和安装构件，该能量吸收构件包括支撑部分和连接部分，该支撑部分包括支撑表面和支撑结构，该支撑结构包括多个支撑构件，该多个支撑构件联接到支撑结构的上内壁和下内壁，使得多个支撑构件形成V形桁架结构。

附图说明

本公开将结合以下附图进行描述，其中相同的数字表示相同的元件。

图1是根据实施方案的包括侧面冲击吸收系统的车辆的局部侧透视图。

图2是根据实施方案的包括侧面冲击吸收系统的车辆的另一个局部侧透视图。

图3是示于图1和图2中的侧面冲击吸收系统的透视图。

图4是根据实施方案的图3的侧面冲击吸收系统的剖视图。

通过以下描述和所附权利要求，结合附图，本公开的前述和其他特征将变得更加明显。应当理解，这些附图仅描绘了根据本公开的若干实施方案，并且不应被视为限制其范围，将通过使用附图以附加的特征和细节来描述本公开。在附图或本文其他地方公开的任何尺寸仅用于说明的目的。

具体实施方式

本文中描述了本公开的实施方案。然而，应当理解，所公开的实施方案仅仅是示例，并且其他实施方案可采取各种和替代形式。附图未必按比例绘制，一些特征可能会被夸大或最小化，以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域技术人员在多方面采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考附图中的任一个示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施方案。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施方案。然而，对于特定应用或实施方式，可能期望与本公开的教导内容一致的特征的各种组合和修改。

仅出于参考目的，某些术语可在以下描述中使用，因此不旨在限制。例如，诸如“在……上方”和“在……下方”之类的术语是指所参考的附图中的方向。诸如“前面”、“背面”“左侧”、“右侧”、“后面”和“侧面”之类的术语描述了在一致但任意的参照系内的部件或元件的部分的取向/或位置，该参照系通过参考描述所讨论的部件或元件的文本和相关联附图而变得清楚。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语可用于描述单独部件。这样的术语可包括上面具体提到的词语，其派生词，以及类似含义的词语。

用于车辆的台阶组件包括能量吸收构件和安装构件，该台阶组件的一个实施方案在本文中有所描述。在一些实施方案中，台阶组件联接到车身车架分离式车辆的车辆框架。在一些实施方案中，车身车架分离式车辆是具有沿着车辆长度延伸的电池室的电动车辆。当联接到车辆时，台阶组件提供保护以免受乘客室侵入和/或由于侧面冲击事件而对车辆部件(诸如电动车辆电池)造成的损坏，以及改善车辆乘客的车辆进出。

图1示出具有如本文所讨论的台阶组件100的车辆10。在一些实施方案中，车辆10是具有联接到车辆框架12的车身13的车身车架分离式(BOF)车辆。台阶组件100提供用于使乘客出入车辆10的支撑表面，以及为乘客室和框架安装部件提供冲击防护，特别是来自侧面冲击事件。

图2示出车身13被移除的车辆10。台阶组件100包括能量吸收构件110和安装构件150。能量吸收构件110包括支撑表面，该支撑表面用作台阶以允许乘客容易地进出车辆10的乘客室。

在一些实施方案中，如图2所示，台阶组件100是连续结构，其沿着车辆10的长度从车辆框架构件12的第一端延伸到车辆框架构件12的与第一端相对的第二端。在一些实施方案中，安装构件150在沿着框架构件12的长度的多个点处联接到框架构件12。在一些实施方案中，安装构件150是不连续的，也就是说，多个安装构件150用于将台阶组件110联接到车辆10。

现在参考图3和图4，更详细地示出台阶组件100。台阶组件100包括能量吸收构件110和一个或多个安装构件150。能量吸收构件110包括支撑部分112和连接部分114。连接部分114具有矩形横截面并且朝向车辆10向支撑部分112内延伸。

支撑部分112包括第一壁130、内壁131和第二壁132。第一壁130的外表面限定支撑表面120。支撑部分112还包括具有多个支撑构件134A-134D的支撑结构。多个支撑构件134A-134D在第一壁130的内表面和内壁131的上表面之间延伸。

进一步参考图4，在一些实施方案中，多个支撑构件134A-134D形成内部桁架结构以向台阶组件提供机械和结构刚度。在一些实施方案中，第一支撑构件134A的第一端在第一连接点140处联接到内壁131的上表面。第一支撑构件134A的与第一端相对的第二端以及第二支撑构件134B的第一端在第二连接点142处联接到第一壁130的内表面。第二支撑构件134B的与第一端相对的第二端以及第三支撑构件134C的第一端在第三连接点144处联接到内壁131的上表面。第三支撑构件134C的与第一端相对的第二端以及第四支撑构件134D的第一端在第四连接点146处联接到第一壁130的内表面。第四支撑构件134D的与第一端相对的第二端在第五连接点148处联接到内壁131的上表面。支撑构件134A-134D的取向和位置形成交替的“V”形内部桁架结构，该桁架结构包括多个三角形开放空间164。虽然“V”形桁架结构示于图2-图4中，但应当理解，台阶组件100可包括由支撑构件的取向和位置形成的任何桁架结构，例如但不限于“X”形桁架结构。

第一壁130弯曲以在车辆10外侧的第五连接点148处接合第二壁132，以包封由多个支撑构件134A-134D形成的桁架结构。优选地，桁架结构延伸台阶组件100的整个长度，以沿着框架构件12的长度提供结构刚度和冲击防护。

由多个支撑构件在第一壁130的内表面和内壁131的上表面之间形成的桁架结构减小了台阶组件100的重量，同时保持结构刚度并允许台阶组件100通过变形吸收由侧面冲击事件施加的能量。

内壁131和第二壁132限定开口166。开口166在桁架结构下方或下面延伸台阶组件100的长度。开口166减小了台阶组件100的重量，并且还允许台阶组件变形以吸收侧面冲击事件的能量。

能量吸收构件110还包括连接部分114，如图3和图4最佳示出。连接部分114向支撑部分112内延伸。连接部分114包括限定矩形开口162的壁115。开口162通过竖直壁170与支撑部分112的开口166分开，如图3所示。

继续参考图4，台阶组件100还包括至少一个安装构件150。该安装构件150包括竖直连接构件152和多个水平支撑构件156、157、158。多个水平支撑构件156、157、158大致平行并且限定多个室161。安装构件150还包括竖直壁160。

通道159穿过安装构件的竖直壁160以及能量吸收构件110的竖直壁170。优选地，安装构件150的竖直壁160与连接部分114的竖直壁170竖直和水平地对准，使得通道159是连续通道，该连续通道被构造为接收扣紧构件180，该扣紧构件180可以是任何类型的机械紧固件，诸如螺栓，例如但不限于此。扣紧构件180穿过竖直壁160和竖直壁170中的每个的至少一部分，以将安装构件150和能量吸收构件110联接在一起。

在一些实施方案中，扣紧构件180从台阶组件100的下侧插入通道159中，并且穿过包含在壁170内的整个通道159并且至少部分地进入包含在壁160内的通道159的部分中，如图4所示。在其他实施方案中，扣紧构件180从台阶组件100的顶侧插入。当能量吸收构件110和安装构件150竖直对准并联接在一起时，安装构件150的开口161与连接部分114的开口162竖直对准。

如图4所示，多个扣紧构件182将安装构件150联接到框架构件12。扣紧构件182穿过竖直连接构件152并穿过框架构件12的至少一部分。在一些实施方案中，扣紧构件182中的一个还穿过连接部分114的壁115的部分，其竖直地邻近竖直连接构件152。扣紧构件182可以是任何类型的机械紧固件，诸如螺栓、螺钉或铆钉，例如但不限于此。在一些实施方案中，扣紧构件182竖直对准以将台阶组件100联接到框架构件12，使得能量吸收构件110的支撑表面120近似水平，从而为车辆进出提供台阶表面。

台阶组件100充当冲击梁以将侧面冲击事件的撞击力/载荷分布在能量吸收构件110的表面区域上，以最小化对乘客室的侵入以及对框架安装部件的损坏，例如但不限于高压电气部件、可再充电的能量存储系统部件诸如电池、燃料电池堆、以及氢气和压缩天然气(CNG)罐。

另外，一个或多个安装构件150的构型和位置容纳与框架构件12的多个连接点，以及允许用于定位在框架构件12和台阶组件100之间的车身安装件的空间。

应当强调的是，可以对本文描述的实施方案进行许多变化和修改，其中的元素应被理解为在其他可接受的示例中。所有此类修改和变化旨在在本文中包括在本公开的范围内并且由以下权利要求保护。此外，本文所述的步骤中的任一个可以同时进行或以与本文排序的步骤不同的顺序进行。此外，应当显而易见的是，本文公开的具体实施方案的特征和属性可以以不同方式组合以形成附加实施方案，所有这些实施方案都落入本公开的范围内。

除非另有说明或者在所用的上下文内有其他理解，否则除了其他条件语言之外，本文中使用的条件语言(诸如“能够”、“可以”、“可能”、“能”、“例如”等)通常旨在表达某些实施方案包括，而其他实施方案不包括某些特征、要素和/或状态。因此，这样的条件语言通常不旨在暗示特征、要素和/或状态无论如何都是一个或多个实施方案所必需的，或者一个或多个实施方案无论有或没有作者输入或提示都必然包括用于决定任何特定实施方案中是否包括或将执行这些特征、要素和/或状态的逻辑。

此外，本文中可能使用了以下术语。除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一种”，“一个”和“该”包括复数指代物。因此，例如，对项目的引用包括对一个或多个项目的引用。术语“一个”是指一个、两个或更多个，并且通常适用于选择一些或全部数量。术语“多个”是指项目中的两个或更多个。术语“约”或“大约”意指数量、尺寸、大小、配方、参数、形状和其他特性不需要精确，但可以根据需要近似和/或更大或更小，反映可接受的公差、转换因子、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。术语“基本上”意指所述特性、参数或值不需要精确地实现，但是偏差或变化(包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素)可以以不排除该特性旨在提供的效果的量发生。

数值数据可以在范围格式中表达或呈现。应当理解，这样的范围格式仅仅是为了方便和简洁而使用的，并且因此应当灵活地解释为不仅包括明确列举为范围限制的数值，而且还解释为包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，就像每个数值和子范围被明确地列举一样。作为说明，“约1至5”的数值范围应当被解释为不仅包括明确列举的约1至约5的值，而且还应当被解释为还包括在指示范围内的单个值和子范围。因此，包括在该数值范围内的是诸如2、3和4之类的单个值以及诸如“约1至约3”、“约2至约4”和“约3至约5”、“1至3”、“2至4”，“3至5”等的子范围。该相同原理适用于仅叙述一个数值(例如，“大于约1”)的范围，并且无论该范围的宽度或所描述的特性如何，都应适用该原理。为方便起见，可以在公共列表中呈现多个项目。然而，这些列表应该被解释为好像列表中的每个成员都被单独标识为独立且唯一的成员。因此，在没有相反是指示的情况下，这样的列表中没有单独成员仅仅基于它们在共同组中出现而应当被解释为同一列表的任何其他成员的实际等同物。此外，在术语“和”和“或”与项目列表结合使用时，它们应被广义地解释，因为所列出的项目中的任何一个或多个可以单独使用或与其他列出的项目组合使用。术语“可选地”是指选择两个或更多个替代方案中的一个，并且不旨在将选择仅限于那些列出的替代方案或者一次仅限于所列出的替代方案中的一个，除非上下文另有明确说明。

虽然以上描述了示例性实施方案，但并不意味着这些实施方案描述了权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本公开的实质和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，各种实施方案的特征可以组合以形成可能未明确描述或说明的本公开的另外的示例性方面。虽然各种实施方案可以被描述为相对于一个或多个期望特性提供优点或优于其他实施方案或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。因此，相对于一个或多个特性被描述为与其他实施方案或现有技术实施方式相比不太期望的实施方案不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。

Claims

1.一种用于车辆的台阶组件，所述台阶组件包括：

能量吸收构件，所述能量吸收构件包括支撑部分和连接部分，所述支撑部分包括支撑表面和支撑结构，所述支撑结构包括多个支撑构件，所述多个支撑构件联接到所述支撑结构的上内壁和下内壁；和

安装构件，所述安装构件包括限定多个开口的水平支撑构件；

其中所述能量吸收构件利用扣紧构件联接到所述安装构件；

其中所述安装构件包括第一通道，并且所述能量吸收构件包括第二通道，并且所述第一通道和所述第二通道对准以形成连续通道，所述连续通道被构造为接收所述扣紧构件。

2.根据权利要求1所述的台阶组件，其中所述多个支撑构件形成内部桁架结构。

3.根据权利要求1所述的台阶组件，其中所述支撑部分的所述支撑结构还包括限定支撑结构开口的下表面。

4.根据权利要求1所述的台阶组件，其中所述连接部分具有矩形横截面并且朝向所述车辆向所述支撑部分内部延伸。

5.根据权利要求1所述的台阶组件，其中所述支撑部分包括第一壁、内壁和第二壁，所述第一壁的外部限定所述支撑表面，并且所述多个支撑构件形成桁架结构，所述桁架结构延伸所述台阶组件的长度，所述桁架结构在所述第一壁的内表面和所述内壁的上表面之间延伸。

6.根据权利要求5所述的台阶组件，其中所述内壁和所述第二壁限定开口，所述开口在所述桁架结构下方延伸所述台阶组件的长度。