CN112918332A - 座椅横向构件和具有座椅横向构件的车辆底板结构 - Google Patents

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Abstract

一种座椅横向构件包括：基部，面对车辆的底板；第一加强部分，连接到基部的第一边缘，其中，第一加强部分具有第一腔；以及第二加强部分，一体地连接到基部的第二边缘，其中，第二加强部分具有第二腔。第一腔和第二腔可为封闭腔。第一加强部分和第二加强部分可从基部向上突出，并且第一加强部分、第二加强部分和基部可限定第三腔。

Description

座椅横向构件和具有座椅横向构件的车辆底板结构
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0161993号的优先权，该申请通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及一种座椅横向构件，车辆座椅安装在该座椅横向构件上。
背景技术
目前，随着对环境危机和石油资源枯竭的认识增加，已经积极开展了环保电动车辆的研究与开发。电动车辆包括插电式混合动力车辆(PHEV)、电池电动车辆(BEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)等。
电动车辆装备有电池组件，该电池组件安装在车身上。电池组件包括：一个或多个电池单元(或电池模块)；电气/电子部件，该电气/电子部件与电池单元相关联；以及电池壳体，电池单元和电气/电子部件安装在该电池壳体中。电池组件可安装在车身的底板下方。
现有的电动车辆的续驶里程约为90至100英里。为了将电动车辆的续驶里程增加到200英里或更多，需要增加电池容量。随着电池容量的增加，电池组件的体积可能增加1.5倍或更多。因此，难以布置用于将电池组件安装在车身的底板上的结构构件、加强件和安装支架。此外，难以确保车身的防撞性和刚性。
同时，用于安装车辆座椅的座椅横向构件可结合到底板。座椅横向构件可加强底板的刚度和扭转刚度。
根据现有技术，电池组件借助于支架等结合到座椅横向构件。由于电池组件和座椅横向构件未直接结合，所以电池组件的安装刚度可能会相对降低。
此外，尽管现有的座椅横向构件相对较重，但其自身的刚度和强度相对较弱，这使得难以改善电池组件的安装刚度和车身的扭转刚度。
提供在该背景技术部分中描述的以上信息以帮助理解发明构思的背景，并且以上信息可包括本领域技术人员已知的不被认为是现有技术的任何技术概念。
发明内容
本公开涉及一种座椅横向构件，车辆座椅安装在该座椅横向构件上。具体实施例涉及一种能够改善其自身的刚度和强度并降低其自身的重量的座椅横向构件以及一种具有该座椅横向构件的车辆底板结构。
已经做出本公开的实施例以解决现有技术中出现的问题，同时完整地保持现有技术所实现的优点。
本公开的实施例提供了一种能够改善其自身的刚度和强度并降低其自身的重量的座椅横向构件，以及一种具有该座椅横向构件的车辆底板结构。
根据本公开的实施例，座椅横向构件可包括：基部，面对车辆的底板；以及第一加强部分和第二加强部分，一体地连接到基部的两个边缘，其中，第一加强部分可具有第一腔，并且第二加强部分可具有第二腔。
第一腔和第二腔可为封闭腔。
第一加强部分和第二加强部分可从基部向上突出，并且第一加强部分、第二加强部分和基部可限定第三腔。
座椅横向构件还可包括设置在基部上方的上部构件，并且上部构件可结合到第一加强部分和第二加强部分以封闭第三腔的顶部。
座椅横向构件还可包括附接到基部的底表面的加强构件，并且该加强构件可支撑用于安装电池组件的螺母。
根据本公开的另一个实施例，一种车辆底板结构可包括：底板，设置在车身的底部上；多个座椅横向构件，在车辆的宽度方向上延伸；一对侧梁，设置在底板的两侧上；以及一对侧梁加强件，分别安装在一对侧梁上，其中，每个座椅横向构件可包括安装在底板上的基部以及一体地连接到基部的两个边缘的第一加强部分和第二加强部分。
多个座椅横向构件可通过多个接合支架结合到一对侧梁。
每个接合支架可包括结合到座椅横向构件的端部部分的内凸缘和结合到侧梁的外凸缘。
每个侧梁加强件可通过多个安装支架安装在对应的侧梁中，并且多个安装支架中的至少一些安装支架可与接合支架对准。
多个接合支架中的至少一些接合支架还可包括从内凸缘向上升高的座椅安装部分。
座椅横向构件还可包括附接到基部的底表面的加强构件，该加强构件可支撑螺母，并且螺栓可在穿过电池组件的电池壳体的同时被紧固到螺母。
附图说明
从结合附图进行的以下详细描述中，本公开的实施例的上述和其他目的、特征和优点将更加明显，在附图中：
图1示出了根据本公开的示例性实施例的车辆底板结构的透视图；
图2示出了沿着图1的线A-A截取的截面图；
图3示出了根据本公开的示例性实施例的座椅横向构件的截面图；
图4示出了对图3的实施例的修改；
图5示出了沿着图1的线B-B截取的截面图；
图6示出了图1的部分C的放大图；
图7示出了沿着图6的线D-D截取的截面图；以及
图8示出了根据本公开的示例性实施例的车辆底板结构的载荷分配路径。
附图标记列表
10:车辆底板结构
11:底板
12:侧梁
13:侧梁加强件
15:安装支架
20:座椅横向构件
21:第一加强部分
22:第二加强部分
23:第一腔
24:第二腔
25:基部
26,56:上部构件
28:加强构件
40:电池组件
41:电池壳体
43:螺母
45:螺栓
71:第一接合支架
72:第二接合支架
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。在附图中，贯穿全文将使用相同的参考数字来指代相同或等同的元件。此外，将省略与本公开相关联的公知技术的详细描述，以便不会不必要地模糊本公开的主旨。
诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语可用于描述本公开的示例性实施例中的元件。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开，并且相应元件的固有特征、次序或顺序等不受这些术语限制。除非另外限定，否则本文使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。这些术语(如在常用字典中定义的那些)将被解释为具有等同于现有技术领域的上下文含义的含义，且不被解释为具有理想或过度正式的含义，除非在本申请中清楚地定义为具有此类含义。
参考图1和图2，根据本公开的示例性实施例的车辆底板结构10可包括：底板11，设置在车身的底部上；多个座椅横向构件20，在车辆的宽度方向上延伸；一对侧梁12，设置在底板11的两侧上；以及一对侧梁加强件13，分别安装在一对侧梁12中。
底板11可设置在车身的底部上以形成车辆的底板。多个座椅横向构件20可设置在底板11上，并且每个座椅横向构件20可沿着车辆的宽度方向连接一对侧梁12。垂直于多个座椅横向构件20的多个轨道构件14可设置在底板11上。每个座椅横向构件20的端部部分可通过接合支架71或72结合到对应的侧梁12。每个侧梁12可在车辆的纵向方向上延伸。侧梁12可分别安装在底板11的侧边缘上，并因此，一对侧梁12可在底板11的宽度方向上彼此间隔开。
座椅横向构件20可具有带有一个或多个封闭腔的管状形状。根据示例性实施例，座椅横向构件20可由金属片辊压成型。即，座椅横向构件20可通过辊压成型法来制造。例如，座椅横向构件20可由100K或更大的先进高强度钢(AHSS)制成。
参考图2和图3，座椅横向构件20可包括：基部25，面对底板11；以及第一加强部分21和第二加强部分22，一体地连接到基部25。基部25包括第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘。第一加强部分21沿着基部25的第一边缘一体地形成，并且第二加强部分22沿着基部25的第二边缘一体地形成。
基部25可具有平坦的表面，并且基部25可通过使用紧固件、焊接等结合到底板11，使得基部可直接面对底板11。基部25可具有开口25a，该开口接收用于安装电池组件40的螺母43和螺栓45。
由于第一加强部分21和第二加强部分22设置在基部25的一对相对边缘上，所以第一加强部分21和第二加强部分22可在座椅横向构件20的宽度方向上彼此间隔开。第一加强部分21和第二加强部分22可在座椅横向构件20的纵向方向上延伸。第一加强部分21和第二加强部分22可从基部25向上突出，并因此，基部25可与第一加强部分21和第二加强部分22一起限定第三腔29。
第一加强部分21可具有第一腔23，并且第一腔23可为由第一底壁31、第一舷外侧壁32、第一顶壁33和第一舷内侧壁34限定的封闭腔。第一底壁31可从基部25水平地延伸。具体地，第一底壁31可与基部25齐平。第一舷外侧壁32可从第一底壁31向上且竖直地延伸。第一顶壁33可从第一舷外侧壁32水平地延伸，并且第一顶壁33可与相对的第一底壁31间隔开。第一舷内侧壁34可从第一顶壁33朝向基部25竖直地延伸，并且第一舷内侧壁34可与相对的第一舷外侧壁32间隔开。第一凸缘34a可从第一舷内侧壁34的底端延伸，并且第一凸缘34a可与基部25重叠。第一凸缘34a可通过焊接(例如，点焊)结合到基部25。
第二加强部分22可具有第二腔24，并且第二腔24可为由第二底壁36、第二舷外侧壁37、第二顶壁38和第二舷内侧壁39限定的封闭腔。第二底壁36可从基部25水平地延伸。具体地，第二底壁36可与基部25齐平。即，第一加强部分21的第一底壁31和第二加强部分22的第二底壁36可与基部25齐平。第二舷外侧壁37可从第二底壁36向上且竖直地延伸。第二顶壁38可从第二舷外侧壁37水平地延伸，并且第二顶壁38可与相对的第二底壁36间隔开。第二舷内侧壁39可从第二顶壁38朝向基部25竖直地延伸，并且第二舷内侧壁39可与相对的第二舷外侧壁37间隔开。第二凸缘39a可从第二舷内侧壁39的底端延伸，并且第二凸缘39a可与基部25重叠。第二凸缘39a可通过焊接(例如，点焊)结合到基部25。
第一凸缘34a和第二凸缘39a可结合到基部25的两侧，以允许第一加强部分21和第二加强部分22在基部25的两侧牢固地保持其形状，从而改善座椅横向构件20的刚度和强度并易于降低座椅横向构件20的重量。
座椅横向构件20可通过焊接结合到底板11。具体地，座椅横向构件20的基部25可通过多个焊点61和62结合到底板11。
多个第一焊点61可在第一凸缘34a和基部25的纵向方向上彼此间隔开，并且多个第二焊点62可在第二凸缘39a和基部25的纵向方向上彼此间隔开。
座椅横向构件20还可包括设置在基部25上方的上部构件26，并且上部构件26可与基部25向上间隔开。例如，上部构件26可由100K或更大的先进高强度钢(AHSS)制成。上部构件26的两个边缘可通过焊接等结合到第一加强部分21和第二加强部分22，并因此，上部构件26可封闭第三腔29的顶部。上部构件26可设置在与车辆座椅的安装高度对应的高度处。用于安装车辆座椅的座椅安装支架27可设置在上部构件26的上方。座椅安装支架27可通过焊接、使用紧固件等方式结合到上部构件26或第一加强部分21和第二加强部分22。
根据示例性实施例，上部构件26可具有板结构，该板结构结合到第一加强部分21的第一顶壁33和第二加强部分22的第二顶壁38，如图3所示。
根据另一示例性实施例，上部构件56可包括平坦部分57以及从平坦部分57的两个边缘延伸的第一凸缘58和第二凸缘59，如图4所示。第一凸缘58和第二凸缘59可由平坦部分57辊压成型。第一凸缘58可朝向第一加强部分21延伸，并且第二凸缘59可朝向第二加强部分22延伸。第一凸缘58可通过焊接、使用紧固件等方式结合到第一加强部分21的第一舷外侧壁32，并且第二凸缘59可通过焊接、使用紧固件等方式结合到第二加强部分22的第二舷外侧壁37。通过调节第一凸缘58和第二凸缘59的连接位置，可容易地将上部构件56设置在与车辆座椅的安装高度对应的高度处。
参考图3和图4，第一加强部分21和第二加强部分22可从基部25的两个边缘向上突出。第三腔29可为由基部25、第一加强部分21、第二加强部分22和上部构件26或56限定的封闭腔。座椅横向构件20可具有第一腔23、第二腔24和第三腔29，并因此其自身的强度和刚度可显著改善，并且其所使用的材料可最小化，从而显著降低材料成本和重量。
根据本公开的示例性实施例的座椅横向构件20还可包括：加强构件28，附接到基部25的底表面，并且加强构件28可包括支撑用于安装电池组件40的螺母43的支撑部分28a；以及凸缘28b，从支撑部分28a的两个边缘向上突出。螺母43可通过焊接固定到支撑部分28a，并且加强构件28的凸缘28b可通过焊接、使用紧固件等方式固定到基部25的底表面。支撑部分28a可具有与螺母43的孔对应的开口，并且螺栓45可在穿过电池组件40的电池壳体41的同时紧固到螺母43。详细地，穿过电池组件40的电池壳体41的管42可定位在加强构件28的下方，并且螺栓45可通过管42紧固到螺母43，使得电池组件40可直接连接到座椅横向构件20的加强构件28。
用于安装电池组件40的螺栓45和螺母43可直接连接到加强构件28，使得电池组件40可连接到座椅横向构件20，并因此，电池组件40的连接力和安装刚度可显著改善。
下面的表1示出了将根据本公开的示例性实施例的座椅横向构件的完全塑性力矩和重量与根据现有技术的座椅横向构件的完全塑性力矩和重量进行比较的结果。根据现有技术的座椅横向构件通过对具有以下规格的材料进行热冲压来制造：SABC 1470(材料)、2t(厚度)、SGAFC 780(材料)、1.8t(厚度)。根据本公开的示例性实施例的座椅横向构件通过对具有以下规格的材料进行辊压成型来制造：SPFC 1470(材料)、1.2t(厚度)。
【表1】
Figure BDA0002644914170000111
如表1可见，与现有技术的座椅横向构件相比，根据本公开的示例性实施例的座椅横向构件获得了增加的完全塑性力矩和显著减小的重量的结果。
参考图1，多个座椅横向构件20可通过多个接合支架71和72结合到一对侧梁12。多个接合支架71和72可包括多个第一接合支架71和多个第二接合支架72。例如，一对第一接合支架71可结合到座椅横向构件20的位于底板11的后部上的两个端部部分，并因此，座椅横向构件20的端部部分可通过第一接合支架71分别结合到对应的侧梁12。一对第二接合支架72可结合到座椅横向构件20的位于底板11的前部上的两个端部部分，并因此，座椅横向构件20的端部部分可通过第二接合支架72分别结合到对应的侧梁12。
参考图5，第一接合支架71可包括面向车辆内部的第一内凸缘71a和面向车辆外部的第一外凸缘71b。
第一内凸缘71a可具有与座椅横向构件20的外表面对应的形状，并因此，第一内凸缘71a可通过焊接、使用紧固件等方式牢固地结合到座椅横向构件20的每个端部部分。
第一外凸缘71b可具有与侧梁12的内表面对应的形状，并因此，第一外凸缘71b可通过焊接、使用紧固件等方式牢固地结合到侧梁12的内表面。
参考图6和图7，第二接合支架72可包括面向车辆内部的第二内凸缘72a、面向车辆外部的第二外凸缘72b以及从第二内凸缘72a向上升高的座椅安装部分73。
第二内凸缘72a可具有与座椅横向构件20的外表面对应的形状，并因此，第二内凸缘72a可通过焊接、使用紧固件等方式牢固地结合到座椅横向构件20的每个端部部分。
第二外凸缘72b可具有与侧梁12的内表面对应的形状，并因此，第二外凸缘72b可通过焊接、使用紧固件等方式牢固地结合到侧梁12的内表面。
座椅安装部分73可包括：安装件73a，车辆座椅使用紧固件等安装在该安装件上；以及倾斜壁73b，从安装件73a的边缘延伸到第二内凸缘72a。可使用紧固件、支架等将车辆座椅中的最外侧车辆座椅安装在座椅安装部分73上。
除了将座椅横向构件20结合到侧梁12的功能之外，第二接合支架72还可执行座椅安装支架的用于安装最外侧车辆座椅的功能。
通过将接合支架71和72的外凸缘71b和72b结合到侧梁12，接合支架71和72可能由于在车辆的侧面碰撞事件中的冲击能量而随着侧梁12和侧梁加强件13变形。通过将接合支架71和72的内凸缘71a和72a结合到座椅横向构件20的端部部分，即使在车辆的侧面碰撞期间，接合支架71和72也可保持与座椅横向构件20的连接。即，接合支架71和72可在车辆的侧面碰撞期间吸收冲击能量，从而改善车身的防撞性和刚度。
侧梁加强件13可为通过挤出成型方法形成的挤出产品，并在侧梁12的纵向方向上延伸。侧梁加强件13可具有多个竖直肋13a和多个水平肋13b。侧梁加强件13可使用多个安装支架15安装在侧梁12的内部空间中。
参考图5和7，每个侧梁12可具有从其顶端竖直且向上延伸的顶部凸缘12a，以及从其底端竖直且向下延伸的底部凸缘12b。每个安装支架15可具有从其顶端竖直且向上延伸的顶部凸缘15a，以及从其底端竖直且向下延伸的底部凸缘15b。安装支架15的顶部凸缘15a可结合到侧梁12的顶部凸缘12a，并且安装支架15的底部凸缘15b可结合到侧梁12的底部凸缘12b。
参考图1、图5和图7，多个安装支架15中的至少一些安装支架15可与接合支架71和72对准，使得安装支架15以及接合支架71和72可与座椅横向构件20的纵向轴线对准。因此可增加座椅横向构件20的支撑刚度。
参考图8，由于车辆的侧面碰撞时的冲击能量被施加到侧梁加强件13，所以侧梁加强件13可在冲击吸收区域S中完全塌缩从而吸收冲击能量。当未吸收的冲击能量传递到接合支架71和72、侧梁12和侧梁加强件13时，接合支架71和72可能与侧梁12和侧梁加强件13一起在变形区域T中变形。最终，冲击能量可通过由座椅横向构件20限定的第一载荷路径L1和由电池组件40的电池壳体41限定的第二载荷路径L2分配。具体地，电池组件40的电池壳体41可通过螺栓45和螺母43直接连接到座椅横向构件20的加强构件28，使得可防止座椅横向构件20与电池组件40的电池壳体41分离，并因此可安全地保护电池组件40。
如上所述，根据本公开的示例性实施例的座椅横向构件可具有多个封闭腔，从而改善其自身的刚度和强度，这导致改善的防撞性和改善的刚度。与现有技术的座椅横向构件相比，其重量可显著降低，并因此有效地使车辆轻量化。
根据本公开的示例性实施例，附接到座椅横向构件的底表面的加强构件可支撑用于安装电池组件的螺母，并且穿过电池组件的电池壳体的螺栓可被紧固到该螺母，使得电池组件可直接连接到座椅横向构件，并因此可显著改善电池组件的连接力和安装刚度。
上文中，尽管已经参考示例性实施例和附图描述了本公开，但本公开并非限制于此，而是在不脱离所附权利要求所要求保护的本公开的精神和范围的情况下可由本公开所属领域的技术人员进行各种修改和改变。

Claims (11)

1.一种座椅横向构件，包括：
基部，面对车辆的底板；
第一加强部分，连接到所述基部的第一边缘，其中，所述第一加强部分具有第一腔；以及
第二加强部分，一体地连接到所述基部的第二边缘，其中，所述第二加强部分具有第二腔。
2.根据权利要求1所述的座椅横向构件，其中，所述第一腔和所述第二腔是封闭腔。
3.根据权利要求1所述的座椅横向构件，其中：
所述第一加强部分和所述第二加强部分从所述基部向上突出；并且
所述第一加强部分、所述第二加强部分和所述基部限定第三腔。
4.根据权利要求1所述的座椅横向构件，还包括设置在所述基部上方的上部构件，其中，所述上部构件结合到所述第一加强部分和所述第二加强部分以封闭第三腔的顶部。
5.根据权利要求1所述的座椅横向构件，还包括附接到所述基部的底表面的加强构件，其中，所述加强构件支撑用于安装电池组件的螺母。
6.一种车辆底板结构，包括：
底板，设置在车身的底部上；
多个座椅横向构件，在车辆的宽度方向上延伸；
一对侧梁，设置在所述底板的两侧上；以及
一对侧梁加强件，分别安装在所述一对侧梁上，
其中，每个所述座椅横向构件包括安装在所述底板上的基部、一体地连接到所述基部的第一边缘的第一加强部分，以及一体地连接到所述基部的第二边缘的第二加强部分。
7.根据权利要求6所述的车辆底板结构，其中，多个所述座椅横向构件通过多个接合支架结合到所述一对侧梁。
8.根据权利要求7所述的车辆底板结构，其中，每个所述接合支架包括结合到所述座椅横向构件的端部部分的内凸缘以及结合到所述侧梁的外凸缘。
9.根据权利要求8所述的车辆底板结构，其中：
每个所述侧梁加强件通过多个安装支架安装在对应的所述侧梁中；并且
多个所述安装支架中的至少一些安装支架与多个所述接合支架对准。
10.根据权利要求8所述的车辆底板结构，其中，多个所述接合支架中的至少一些接合支架还包括从所述内凸缘向上升高的座椅安装部分。
11.根据权利要求6所述的车辆底板结构，其中：
所述座椅横向构件还包括附接到所述基部的底表面的加强构件；
所述加强构件支撑螺母；并且
螺栓在穿过电池组件的电池壳体的同时被紧固到所述螺母。
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