CN112977621A - 用于车辆的侧梁结构 - Google Patents

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CN112977621A CN202011010014.3A CN202011010014A CN112977621A CN 112977621 A CN112977621 A CN 112977621A CN 202011010014 A CN202011010014 A CN 202011010014A CN 112977621 A CN112977621 A CN 112977621A
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Abstract

一种用于车辆的侧梁结构，包括：侧梁，该侧梁连接到中央地板的边缘，并且具有由分隔件分开的第一腔和第二腔；加强构件，接收在侧梁的第一腔中，并且能通过冲击载荷而变形；以及容纳在侧梁的第二腔中的部件。具体地，第二腔定位在第一腔的上方。

Description

用于车辆的侧梁结构
相关申请的引证
本申请要求2019年12月16日提交的韩国专利申请第10-2019-0167610号的优先权和权益，其全部内容通过引证结合于本文。
技术领域
本公开涉及一种用于车辆的侧梁(side sill)结构，并且更具体地，涉及一种能够牢固地支撑电池组件并且使冲击载荷均匀地分布的用于车辆的侧梁结构。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且其可能不构成现有技术。
近来，随着对石油资源消耗日益增加和环境危机的认知，已积极地进行了环境友好型电动车辆的研究和开发。电动车辆包括插电式混合动力电动车辆(PHEV)、电池式电动车辆(BEV)、燃料电池式电动车辆(FCEV)等。
电动车辆配备有安装到车身的高压电池组件。该高压电池组件包括：一个或多个电池单元(或电池模块)；与电池单元相关联的电气/电子部件；电池壳体，其中安装有电池单元和电气/电子部件；以及盖，覆盖电池壳体的顶部。多个横向构件可固定到电池壳体的内部，并且电池壳体的刚度和强度可通过多个横向构件来改善。高压电池组件可安装到车身的地板面板。
一对侧梁可安装在地板面板的两侧上。每个侧梁可包括内侧梁和外侧梁，并且由铝挤压制品制成的侧加强件可安装在内侧梁中。一对侧凸缘可设置在电池壳体的两侧上。随着每个侧凸缘均通过螺栓、柱形螺母(管螺母)等紧固到每个侧梁，高压电池组件可安装到每个侧梁。
对于电动车辆来说，希望增加电池的尺寸以便增加驾驶距离，并且安全地保护电池组件免受碰撞或冲击。
我们已经发现在配备有滑动门的电动车辆中，用于引导滑动门的滚轮引导轨道定位在侧梁中，这减小了电池的宽度。因此，难以增加电池的容量，从而限制了电动车辆的驾驶距离。
此外，我们还发现定位在中央地板的两侧上的侧梁和中央侧构件物理上不连接，这导致了侧梁的冲击刚度和支撑刚度减小，并且不能使得通过侧梁传递的冲击载荷有效地分布。
提供背景技术部分中描述的上述信息来帮助理解本发明构思的背景，并且这些信息可能包括任何不被视作本领域技术人员已知的现有技术的技术构思。
发明内容
本公开提供了一种用于车辆的侧梁结构，其能够牢固地支撑电池组件并且使冲击载荷均匀地分布。
根据本公开的一方面，用于车辆的侧梁结构可包括：侧梁，该侧梁连接到中央地板的边缘，并且具有由分隔件分开的第一腔和第二腔；加强构件，接收在侧梁的第一腔中，并可通过冲击载荷而变形；以及容纳在侧梁的第二腔中的部件，其中，第二腔可定位在第一腔的上方。
侧梁结构还可包括安装在中央地板下方的电池壳体，该电池壳体具有通过紧固件连接到加强构件的侧安装部(side mount，侧固定架)。
第一腔和加强构件可在车辆的宽度方向上与电池壳体水平对齐。
第二腔和所述部件可定位成高于电池壳体。
侧梁可具有与第二腔连通的开口。
侧梁结构还可包括结合到中央地板的底表面的中央侧构件，并且侧梁可具有第一凸缘和第二凸缘，其中，第一凸缘结合到中央地板的边缘，第二凸缘结合到中央侧构件。
侧梁可包括：外侧侧壁，面向车辆的外部；内侧侧壁，面向车辆的内部；底壁，连接外侧侧壁与内侧侧壁；顶壁，与中央地板水平对齐；以及中间壁，朝向中央侧构件延伸。第一凸缘可从顶壁延伸，且第二凸缘可从中间壁延伸。
底壁可定位在侧安装部的上方，并且中间壁可定位成高于电池壳体的顶表面。
侧梁可包括：外侧侧壁，面向车辆的外部；内侧侧壁，面向车辆的内部；底壁，连接外侧侧壁与内侧侧壁；顶壁，与中央地板水平对齐；延伸壁，朝向中央地板的中央延伸；以及加强壁，从延伸壁朝向中央地板延伸。加强壁可结合到中央地板。
底壁可定位在侧安装部上方，并且延伸壁可定位成高于电池壳体的顶表面。
所述部件可以是滚轮引导轨道，该滚轮引导轨道安装在形成第二腔的表面上。
所述部件可以是台阶，该台阶容纳在第二腔中或从第二腔展开。
其他适用领域将从本文所提供的描述中变得显而易见。应理解，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在将参考附图来描述本公开的通过示例给出的多个形式，在附图中：
图1示出了根据本公开的示例性形式的车身的底表面的仰视图；
图2示出了沿着图1的线A-A截取的截面图；
图3示出了图2的部分B(即，根据本公开的示例性形式的用于车辆的侧梁结构)的放大图；
图4示出了图3的结构的如下状态：在该状态中，滚轮引导轨道在侧冲击期间通过冲击载荷而朝向中央侧构件移动；
图5示出了根据本公开的另一示例性形式的用于车辆的侧梁结构；
图6示出了根据本公开的另一示例性形式的用于车辆的侧梁结构，该侧梁结构处于台阶接收在侧梁的第二腔中的状态；
图7示出了图6的侧梁结构中的台阶部分地展开的状态；以及
图8示出了图7的侧梁结构中的台阶完全地展开的状态。
本文中描述的附图仅出于说明性目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的并且不旨在限制本公开、应用或用途。应理解，贯穿所有附图，相同的参考标号表示相似或相同的零件和特征。
在下文中，将参考附图来详细地描述本公开的示例性形式。在附图中，相同的参考标号将自始至终用于表示相同或等同的元件。此外，为了不使本公开的主旨被不必要地模糊，将省略与本公开相关联的公知技术的详细描述。
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形式的元件。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开，而对应的元件的固有特征、顺序或序列等则不受这些术语的限制。除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的术语相同的含义。如在常用的词典中定义的，这些术语应被解释为具有与相关技术领域中的文本含义等同的含义，并且不应被解释为具有理想化的或过于正式的含义，除非在本申请中明确定义为具有这样的含义。
参考图1和图2，根据本公开的示例性形式的车身1的地板结构可包括：中央地板2；一对侧梁11，连接到中央地板2的两侧边缘；以及电池组件5，安装在中央地板2下方。
中央地板2可设置在车身的底部上以形成车身的地板。一对中央侧构件9可安装在中央地板2的底表面上，并且这一对中央侧构件9在车身的宽度方向上可彼此间隔开。中央侧构件9可分别邻近对应的侧梁11。每个中央侧构件9可定位成比对应的侧梁11更靠近中央地板2的中央。每个中央侧构件9可在车身的纵向方向上延伸，并且中央侧构件9可一体地连接到前侧构件9a和后侧构件9b。
每个侧梁11可在车身1的纵向方向上延伸。一对侧梁11可通过焊接、使用紧固件等分别结合到中央地板2的两侧边缘。
参考图3，根据本公开的示例性形式的用于车辆的侧梁结构10可包括：侧梁11，具有由分隔件14分开的第一腔21和第二腔22；加强构件12，安装在侧梁11的第一腔21中；以及部件51和60，安装在侧梁11的第二腔22中。
每个侧梁11可具有第一凸缘11a和第二凸缘11b，其中第一凸缘结合到中央地板2的边缘，第二凸缘结合到中央侧构件9。第一凸缘11a与中央地板2的边缘可以通过焊接、使用紧固件等来结合，并且第二凸缘11b与中央侧构件9可通过焊接、使用紧固件等来结合。由于每个侧梁11通过第二凸缘11b直接且物理地连接到中央侧构件9，所以侧梁11的耐碰撞性和支撑刚度可得到改善。在车辆的侧冲击中，冲击载荷可通过侧梁11传递到中央侧构件9，并且传递到中央侧构件9的冲击载荷可沿中央侧构件9的纵向方向分布，并且因此冲击载荷可消散或被吸收。
每个侧梁11可具有腔，并且侧梁11的腔可由分隔件14分成第一腔21和第二腔22。第一腔21可接收加强构件12，并且加强构件12可通过多个支架等安装在形成第一腔21的表面上。第二腔22可容纳多个部件，诸如，用于引导滑动门的滚轮的滚轮引导轨道51(见图3至图5)和可朝向车辆的外部展开的台阶60。第一腔21可相对于电池组件5的电池壳体6在车辆的宽度方向上水平对齐，并且第二腔22可定位在第一腔21上方，使得第二腔22可定位成在车辆的高度方向上高于电池组件5。因此，容纳在第二腔22中的部件51和60在车辆碰撞期间可不直接撞击电池组件5。具体地，第二腔22以及部件51和60可在车辆的宽度方向上与中央侧构件9水平对齐，并且在车辆的冲击(碰撞)期间通过冲击载荷而移动的部件51和60可撞击中央侧构件9，并且因此可安全地保护电池组件5的电池壳体6。
每个侧梁11可具有开口13，滑动门的滚轮或台阶60穿过该开口，并且开口13可与第二腔22连通。
加强构件12可具有多个肋，使得加强构件可以能通过冲击载荷而变形。加强构件12可以是通过挤压方法制成的挤压制品。加强构件12可由铝或铝合金材料制成，并且加强构件12可在侧梁11的纵向长度方向上延伸。
电池组件5可包括电池壳体6，在该电池壳体中安装有一个或多个电池单元(或电池模块)和与电池单元相关联的电气/电子部件。电池壳体6可具有连接到一对侧梁11的一对侧安装部7。每个侧安装部7可通过紧固件8(诸如螺栓、管等)连接到加强构件12。电池组件5可通过一对侧安装部7连接到一对侧梁11并由这对侧梁支撑。
每个侧梁11的第一腔21和加强构件12在车辆的宽度方向上可与电池组件5的电池壳体6水平对齐，并且因此，电池组件5的侧表面可由侧梁11和加强构件12安全地保护。
加强构件12可包括第一部分12a和一体地连接到第一部分12a的第二部分12b。电池壳体6的侧安装部7可通过紧固件8连接到第一部分12a，并且第一部分12a的截面面积可大于第二部分12b的截面面积。因此，可以增加电池壳体6的侧安装部7的连接刚度。
分隔件14的形状可对应于接收在第一腔21中的加强构件12的截面轮廓以及容纳在第二腔22中的部件51和60的形状和结构。分隔件14可确定第一腔21的截面形状和第二腔22的截面形状。
参考图3和图4，侧梁11可包括：外侧侧壁31，面向车辆的外部；内侧侧壁32，面向车辆的内部；底壁33，连接外侧侧壁31与内侧侧壁32；顶壁34，与中央地板2水平对齐；以及中间壁35，朝向中央侧构件9延伸。第一凸缘11a可从顶壁34向上延伸，并且第二凸缘11b可以从中间壁35向上延伸。中间壁35可与分隔件14的至少一部分齐平，并且中间壁35可与中央侧构件9的底部齐平。内侧侧壁32与中间壁35可彼此垂直。
底壁33可定位在电池壳体6的侧安装部7上方，内侧侧壁32可面向电池壳体6的侧壁，中间壁35可在顶壁34与底壁33之间水平地延伸，中间壁35和中央侧构件9可定位成高于电池壳体6的顶表面，并且电池壳体6的边缘可定位在内侧侧壁32与中间壁35之间。侧梁11的内侧侧壁32可覆盖电池壳体6的侧表面，并且侧梁11的中间壁35和中央侧构件9可覆盖电池壳体6的顶部边缘，并且因此电池壳体6的边缘可通过侧梁11和中央侧构件9安全地保护。由于通过侧梁11的内侧侧壁32和中间壁35以及中央侧构件9来保护电池组件5的电池壳体6的边缘，所以与相关技术相比，可增加电池壳体6的宽度，因此可增加电池组件5的容量。此外，由于电池壳体6的宽度增加，与相关技术相比，电池壳体6的离地间隙H1和中央地板2的离地间隙H2可降低，并且中央地板2可变平，因此可充分地确保车辆的乘客室。
参考图3和图4，用于引导滑动门的滚轮的滚轮引导轨道51可安装在形成侧梁11的第二腔22的表面上，并且第二腔22和滚轮引导轨道51可定位成高于电池组件5。即，因为第二腔22和滚轮引导轨道51不与电池组件5水平对齐，所以在车辆受到冲击期间可防止滚轮引导轨道51撞击电池组件5。
参考图4，在车辆碰撞期间的冲击载荷可分布到加强构件12和滚轮引导轨道51，其中加强构件接收在侧梁11的第一腔21中，滚轮引导轨道安装在形成侧梁11的第二腔22的表面上。加强构件12可通过冲击载荷而变形以吸收冲击载荷，并且滚轮引导轨道51可通过冲击载荷而朝向中央侧构件9移动，并且因此，冲击载荷可通过中央侧构件9消散或被吸收。
图5示出了根据本公开的另一示例性形式的用于车辆的侧梁结构。参考图5，侧梁11可包括：延伸壁36，从内侧侧壁32朝向中央地板2的中央延伸；以及加强壁37，从延伸壁36朝向中央地板2延伸。延伸壁36和加强壁37可在车辆的纵向方向上延伸，并且延伸壁36和内侧侧壁32可彼此垂直。在图5的形式中，第二凸缘被移除，并且加强壁37和延伸壁36可取代图3和图4所示的中间壁35和中央侧构件9的作用。即，延伸壁36可以是图3中所示的中间壁35和中央侧构件9的一体式一件结构。延伸壁36可与分隔件14的至少一部分齐平，并且延伸壁36可具有足够的长度来覆盖电池壳体6的顶表面的一部分。加强壁37的顶端可具有凸缘37a，并且凸缘37a可通过焊接等结合到中央地板2的底表面。因此，侧梁11的支撑刚度和耐碰撞性可通过延伸壁36和加强壁37来改善。
延伸壁36可在顶壁34与底壁33之间水平地延伸并且定位成高于电池壳体6的顶表面，并且电池壳体6的边缘可定位在内侧侧壁32与延伸壁36之间。侧梁11的内侧侧壁32可覆盖电池壳体6的侧表面，并且侧梁11的延伸壁36可覆盖电池壳体6的顶端，因此可通过侧梁11和延伸壁36来安全地保护电池壳体6的边缘。由于电池组件5的电池壳体6的边缘通过侧梁11的内侧侧壁32和延伸壁36来保护，所以与相关技术相比，电池壳体6的宽度增加，并且因此电池组件5的容量增加。此外，由于电池壳体6的宽度增加，与相关技术相比，电池壳体6的离地间隙和中央地板2的离地间隙可降低，并且中央地板2可变平，并且因此，可充分确保车辆的乘客室。
图6至图8示出了根据本公开的另一示例性形式的用于车辆的侧梁结构。参考图6，用于帮助乘客进入和离开车辆的台阶60可容纳在侧梁11的第二腔22中，并且台阶60可在接收位置(见图6)与展开位置(见图8)之间移动，在接收位置中，台阶60容纳在第二腔22中，在展开位置中，台阶60从第二腔22朝向车辆的外部完全展开以帮助乘客进入或离开车辆。台阶60可包括：第一台阶构件61，安装在形成第二腔22的表面上；第二台阶构件62，相对于第一台阶构件61可滑动且可枢转地安装；以及第三台阶构件63，相对于第二台阶构件62可枢转地安装。
如图6所示，当台阶60处于接收位置时，第一台阶构件61、第二台阶构件62和第三台阶构件63可彼此重叠并接收在第二腔22中。如图7所示，当台阶60从第二腔22部分地展开时，第二台阶构件62可沿着第一台阶构件61朝向车辆的外部滑动。如图8所示，当台阶60处于展开位置时，第三台阶构件63可相对于第二台阶构件62枢转，并且第三台阶构件63可水平地展开。
如上所述的，根据本公开的示例性形式，侧梁结构可具有第一腔和第二腔，其中，第一腔接收与电池组件的电池壳体相连接的加强构件，第二腔接收诸如滚轮引导轨道的多个部件，并且第二腔可定位成高于第一腔。通过防止在车辆的冲击(碰撞)期间接收在第二腔中的部件直接撞击电池组件，可安全地保护电池组件。
根据本公开的示例性形式，由于电池组件的电池壳体的边缘通过中央侧构件(或延伸壁)和侧梁的内侧侧壁来保护，所以与相关技术相比，电池壳体的宽度增加，并且因此电池组件的容量增加。此外，由于电池壳体的宽度增加，与相关技术相比，电池壳体的离地间隙和中央地板的离地间隙降低，并且中央地板可变平，并且因此，充分地确保了车辆的乘客室。
在上文中，尽管已参考示例性形式和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，本公开所属领域技术人员可进行各种修改和改变而不脱离本公开的精神和范围。
附图标记列表：
1、车身
2、中央地板
5、电池组件
6、电池壳体
7、侧安装部
9、中央侧构件
10、侧梁结构
11、侧梁
11a、第一凸缘
11b、第二凸缘
12、加强构件
13、开口
14、分隔件
21、第一腔
22、第二腔
31、外侧侧壁
32、内侧侧壁
33、底壁
34、顶壁
35、中间壁
36、延伸壁
37、加强壁
51、滚轮引导轨道
60、台阶

Claims (12)

1.一种用于车辆的侧梁结构，所述侧梁结构包括：
侧梁，该侧梁连接到中央地板的边缘，并且具有由分隔件分开的第一腔和第二腔；
加强构件，接收在所述侧梁的所述第一腔中，并且能通过冲击载荷而变形；以及
容纳在所述侧梁的所述第二腔中的部件，
其中，所述第二腔定位在所述第一腔的上方。
2.根据权利要求1所述的侧梁结构，还包括电池壳体，该电池壳体安装在所述中央地板的下方，
其中，所述电池壳体具有侧安装部，该侧安装部通过紧固件连接到所述加强构件。
3.根据权利要求2所述的侧梁结构，其中，所述第一腔和所述加强构件在所述车辆的宽度方向上与所述电池壳体水平对齐。
4.根据权利要求2所述的侧梁结构，其中，所述第二腔和所述部件定位成高于所述电池壳体。
5.根据权利要求2所述的侧梁结构，还包括与所述中央地板的底表面结合的中央侧构件，
其中，所述侧梁具有第一凸缘和第二凸缘，所述第一凸缘结合到所述中央地板的边缘，所述第二凸缘结合到所述中央侧构件。
6.根据权利要求5所述的侧梁结构，其中：
所述侧梁包括：
外侧侧壁，面向所述车辆的外部；
内侧侧壁，面向所述车辆的内部；
底壁，连接所述外侧侧壁与所述内侧侧壁；
顶壁，与所述中央地板水平对齐；以及
中间壁，朝向所述中央侧构件延伸，
所述第一凸缘从所述顶壁延伸，并且
所述第二凸缘从所述中间壁延伸。
7.根据权利要求6所述的侧梁结构，其中：
所述底壁定位在所述侧安装部的上方，并且
所述中间壁定位成高于所述电池壳体的顶表面。
8.根据权利要求2所述的侧梁结构，其中：
所述侧梁包括：
外侧侧壁，面向所述车辆的外部；
内侧侧壁，面向所述车辆的内部；
底壁，连接所述外侧侧壁与所述内侧侧壁；
顶壁，与所述中央地板水平对齐；
延伸壁，朝向所述中央地板的中央延伸；以及
加强壁，从所述延伸壁朝向所述中央地板延伸，并且
所述加强壁结合到所述中央地板。
9.根据权利要求8所述的侧梁结构，其中：
所述底壁定位在所述侧安装部的上方，并且
所述延伸壁定位成高于所述电池壳体的顶表面。
10.根据权利要求1所述的侧梁结构，其中，所述侧梁具有与所述第二腔连通的开口。
11.根据权利要求1所述的侧梁结构，其中，所述部件是滚轮引导轨道，该滚轮引导轨道安装在形成所述第二腔的表面上。
12.根据权利要求1所述的侧梁结构，其中，所述部件是台阶，该台阶容纳在所述第二腔内或构造成从所述第二腔展开。
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