CN113602359B - 用于车辆的车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于尤其电运行的车辆的车身结构，带有在前车区域中伸延的至少一个车身纵梁(15)，形成为空心型材的角接头(16)沿车辆纵向方向(x)向后部联接到该车身纵梁处，该角接头在门槛连结部位(20)处力传递地连结在门槛(1)处，其中空心型材角接头(16)具有限定轮罩内部空间(38)的角接头外侧壁(37)，在该角接头外侧壁处门槛(1)向车辆前部封闭，并且其中空心型材角接头(16)的空腔(32)沿车辆高度方向(z)通过角接头盖壁(36)限定，该角接头盖壁作为放脚空间横梁板材部件(51)的组成部分向车辆前部封闭乘客舱放脚空间。根据本发明，在角接头外侧壁(37)中构造有冲压部(34)，该冲压部(34)伸入到空心型材角接头(16)的空腔(34)中。角接头盖壁(36)可抵靠构造在角接头外侧壁(37)中的冲压部(34)而支撑。

Description

用于车辆的车身结构

技术领域

本发明涉及一种用于双车迹车辆的车身结构。

背景技术

本发明尤其但不仅仅可应用于电运行的车辆，在其中矩形牵引电池可从车辆下方放入到在底侧敞开的安装空间中。电池安装空间可以沿车辆纵向方向由前部和后部的电池横梁限定，并且沿车辆横向方向由使前部/后部的电池横梁相互连接的侧向的门槛限定。牵引电池可在其电池壳体处具有环绕的壳体法兰。在牵引电池装入车身侧的安装空间中的情况中，电池壳体法兰拧紧到门槛的下侧处和前部/后部的电池横梁的下侧处。

在这种类型的车身结构中，在每个车辆侧面处在前车区域中布置有前部的车身纵梁，该前部的车身纵梁沿车辆纵向方向向车辆后部过渡到相应的门槛中，更确切地说，在形成为空心型材的角接头(Eckknoten)的中间位置下，门槛与该角接头联接。空心型材角接头具有限定轮罩内部空间的、带有门槛封闭部件的角接头外侧壁，在门槛封闭部件处门槛向车辆前部封闭。此外，空心型材角接头的空腔沿车辆高度方向由角接头盖壁限定，该角接头盖壁作为放脚空间横梁板材部件的组成部分向车辆前部封闭乘客舱放脚空间。

在尤其具有较小侧向覆盖的正面碰撞情况下，碰撞力从面向碰撞的前侧的车身纵梁经由空心型材角接头向车辆后部传导到门槛，更确切地说，尤其在对碰撞敏感的牵引电池以力的方式减负荷的情况下。

由US 2015/0246692 A1 已知一种机动车车身。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于车辆的车身结构，其中在正面碰撞情况下提供与现有技术相比提高的碰撞安全性。

该目的通过一种用于尤其电运行车辆的车身结构实现。

根据本发明，在角接头外侧壁中构造冲压部(或压印部，即Verpraegung)，该冲压部伸入到空心型材角接头的空腔中，并且角接头盖壁可抵靠该冲压部而支撑。借助于该冲压部，在正面碰撞情况下提供空心型材角接头的附加的加固，从而碰撞力可以无缺陷地向车辆后部传递。在一个技术简单的实施变型方案中，冲压部可以材料一致地以及一件式地通过在角接头外侧壁中的板材成形来构造。

在一个技术实现方案中，空心型材角接头的角接头外侧壁能够在车辆上部的法兰连接部处连结到角接头盖壁处，并且在车辆下部的法兰连接部处连结在空心型材角接头的角接头底部处。优选地，冲压部可以以第一自由高度偏移定位在车辆上部的法兰连接部的下方以及以第二自由高度偏移定位在车辆下部的法兰连接部的上方。因此，在正面碰撞情况下，借助于冲压部提供与上部/下部的法兰连接部分开的负荷路径。

鉴于形状稳定的设计，冲压部可以具有以型材深度凹陷的型材底部，环绕的型材壁从该型材底部升起，该环绕的型材壁过渡到角接头外侧壁的基部区段中。冲压部的型材底部可以与角接头盖壁处于点焊连接中。在这种构件几何形状中，冲压部限定工具入口，该工具入口朝轮罩内部空间敞开。因此，冲压部在安装技术上优选提供用于点焊钳的工具入口，以便实现点焊连接。

在一个具体的实施变型方案中，车辆能够电运行。其车身结构可以具有用于牵引电池的、在车辆高度方向上向车辆下部敞开的安装空间，该安装空间向车辆上部由形成车辆底部的底部板材部件限定并且沿车辆横向方向在两侧相应地通过门槛限定。牵引电池的相应前部的电池角可以由尤其是矩形的内角区域围住，该内角区域在门槛和前部的电池横梁之间展开。在这种情况下，空心型材角接头的空腔可以向车辆后部通过横向隔板部件(Querschottblechteil)封闭，该横向隔板部件形成前部的电池横梁。在制造技术上有利地，构造在角接头外侧壁中的冲压部不是直接连结在横向隔板部件处，而是与横向隔板部件间隔自由的纵向偏移。

根据本发明，门槛和布置在同一车辆侧面处的前部的车身纵梁可以不彼此纵向对齐地取向。而是门槛可以关于前部的车身纵梁沿车辆横向方向向车辆外部偏移横向偏移。以这种方式，与现有技术相比，沿车辆横向方向产生用于牵引电池的结构空间增益。因此，牵引电池可显著更宽地设定尺寸，由此提高其电池容量。为了在正面碰撞情况下提供碰撞安全性，形成为空心型材的前部的角接头沿车辆纵向方向向车辆后部联接到前部的车身纵梁处。前部的空心型材角接头在横向偏移耗尽的情况下向车辆后部扩张并且在门槛连结部位处力传递地连结在门槛处。以这种方式，在正面碰撞情况下，在对牵引电池以力的方式减负荷的情况下，撞击力能够沿车辆尾部的方向传递。

在一种技术实现方案中，前部的车身纵梁可以是在横截面中封闭的空心型材部件，更确切地说，带有纵梁底部、纵梁盖壁且带有内侧壁和外侧壁。所述内侧壁和外侧壁将纵梁底部与纵梁盖壁连接。空心型材角接头也可以以相同的方式设计：空心型材角接头可以是在横截面中封闭的空心型材部件，其角接头底部使纵梁底部向车辆后部延长。同样地，角接头侧面侧壁可以使纵梁侧面侧壁向车辆后部延长。此外，角接头盖壁可以使纵梁盖壁向车辆后部延长。在这种情况下，空心型材角接头的向车辆后部敞开的空腔可以通过前部的电池横梁的横向隔板部件封闭。

在普遍实践中，两个前部的车身纵梁在上部的纵梁平面中伸延，而门槛以及必要时中间布置的牵引电池定位在下部的车辆平面中。在此背景下，角接头底部可以被划分成车辆后部的以及车辆下部的底部部段(牵引电池可以从车辆下部拧紧在该底部部段处)，以及划分成车辆前部的和车辆上部的底部部段(该底部部段连结在纵梁底部处)。角接头底部的两个彼此高度偏移的底部部段可以经由向车辆后部斜向下地伸延的中间部段过渡到彼此中。

鉴于从前车区域至牵引电池的供应线路的无缺陷铺设优选的是，两个空心型材角接头不是经由沿车辆横向方向连续伸延的电池横梁连接，而是相反地，两个前部的空心型材角接头经由窗口状的供应入口沿车辆横向方向彼此间隔开。通过供应入口能够将各种供应线路引导至牵引电池。

为了仍然沿车辆横向方向提供足够的构件刚度，优选的是，每个空心型材角接头的角接头盖壁是沿车辆横向方向连续地无中断地延伸的放脚空间横梁板材部件的组成部分。放脚空间横梁板材部件向车辆前部限定乘客舱放脚空间。此外，放脚空间横梁板材部件可以在上侧桥接窗口状的供应入口，而供应入口保持向车辆下部敞开。

在正面碰撞情况下形成电池负荷路径，前部的车身纵梁、充当剪切场(Schubfeld)的角接头底部和电池横梁的横向隔板部件联结在该电池负荷路径中。为了加固电池负荷路径，可以在空心型材角接头的空腔中提供隔板部件。隔板部件可以大约与前部的纵梁纵向对齐地定位并且经由固定点(焊点)连结在角接头底部和角接头盖壁处。

在正面碰撞情况下，平行于电池负荷路径可以附加地形成门槛负荷路径，前部的车身纵梁、充当剪切场的角接头底部、角接头外侧壁和门槛联结在该门槛负荷路径中。为了加固门槛负荷路径，优选的是，在空心型材角接头的空腔中布置有加强板材部件。加强板材部件可以在形成空心梁的情况下力传递地(例如通过焊点)连结在角接头底部、电池横梁的横向隔板部件和角接头外侧壁处。此外，在无缺陷的力传递方面，加强板材部件相对于角接头盖壁保持无连结。

根据本发明，空心型材角接头向车辆后部在门槛连结部位处力传递地直接连结在门槛处。下面阐述门槛连结部位的结构简单以及构件刚性的实现方案：因此角接头底部的车辆后部的以及车辆下部的底部部段能够利用接合区段沿车辆横向方向向车辆外部延长。车辆后部的/车辆下部的底部部段的接合区段从下方接合门槛下侧并且与该门槛下侧(例如经由焊接连接)连接。不仅车辆后部的/车辆下部的底部部段而且车辆前部的/车辆上部的底部部段平面式水平地构造，而中间布置的中间部段在倾斜位置中在两个底部部段之间延伸。

此外，为了实现门槛连结部位，角接头外侧壁能够利用门槛封闭部件沿车辆横向方向向车辆外部延长。在角接头外侧壁的门槛封闭部件处，门槛可以向车辆前部力传递地封闭。

附图说明

下面借助附图描述本发明的实施例。

其中：

图1以透视性的部分视图示出了双车迹的机动车的车身结构；

图2以透视性的部分视图示出了单独状态下的牵引电池；

图3以从下方看的透视图示出了在牵引电池被拆卸的情况下的车身结构的下部结构；

图4至7相应地示出了空心型材角接头的不同视图；

图8示出了单独状态下的角接头盖壁；

图9以分解图示出了在前车区域中的车身结构的下部结构；

图10示出了单独状态下的角接头底部；

图11以分解图示出了角接头的组成部分。

具体实施方式

在图1中示出了双车迹的车辆的车身结构，就此而言下面描述该车身结构，因为这对于理解本发明是需要的。因此，车身结构具有沿车辆纵向方向x伸延的两个侧向的门槛1，在图1中仅示出了这两个的侧向门槛中的一个。门槛1沿车辆纵向方向x在前部的A柱3以及后部的C柱5之间延伸并且在底侧限定侧面开口7。在车身结构的车辆底部中装设有碰撞敏感的牵引电池9(图2)。该牵引电池在底部板材部件10(图3)的下方定位在安装空间8中(图3)。安装空间8在两个门槛1之间沿车辆横向方向y延伸。安装空间8在前部的电池横梁与后部的电池横梁13之间沿车辆纵向方向x延伸。在图2中，牵引电池9具有环绕的壳体法兰12，该壳体法兰可经由螺纹连接点A旋拧在门槛1以及电池横梁13的下侧处。

如由图3得出，在车身结构的前车区域中在每个车辆侧面处伸延有前部的车身纵梁15，该前部的车身纵梁沿车辆纵向方向x向车辆后部在中间联接空心型材角接头16的情况下过渡到相应的门槛1中。

例如，在图1中，空心型材角接头16具有角接头外侧壁37，该角接头外侧壁带有门槛封闭板材部件55。角接头外侧壁37限定轮罩内部空间38。根据图1，冲压部34通过板材成形构造在角接头外侧37中。冲压部的作用方式随后尤其借助于图5a来阐述。

在图3中，门槛1沿车辆纵向方向x多件式地构建，更确切地说，带有前部的连接元件17、中间区段19以及后部的连接元件21，在后连接元件21处联接有后部的车身纵梁23。此外，在附图中仅示出门槛1的内部部件，而省略门槛外部部件。在图3中，前部的以及后部的电池横梁13沿车辆横向方向y不是完全连续地构造，而是相反地在车辆中间利用供应入口25中断，未示出的供应线路可铺设通过该供应入口。

鉴于针对牵引电池9的结构空间增大，在每个车辆侧面处，门槛1相对于前部的车身纵梁15沿车辆横向方向y向车辆外部偏移横向偏移Δy(图4和图7)。为了在正面碰撞情况下在前部的车身纵梁15和门槛1之间仍然获得力传递的连接，横向偏移Δy借助中间联接的空心型材角接头16桥接。空心型材角接头16从前部的车身纵梁15起向车辆后部在横向偏移Δy耗尽的情况下沿车辆横向方向y扩宽。通过这种方式，在门槛连结部位20中(图5)实现前部的车身纵梁15在门槛1处的连接刚性的力传递的连结。

例如由图1或图4得出，前部的车身纵梁15是在横截面中封闭的空心型材部件，其带有纵梁底部27、纵梁盖壁29以及内侧壁31和外侧壁33，内侧壁和外侧壁将纵梁底部27与纵梁盖壁29连接。

以相同的方式，空心型材角接头16也实现为在横截面中封闭的空心型材件。其角接头底部35使纵梁底部27向车辆后部延长。同样地，角接头侧面侧壁37、39使纵梁侧面侧壁31、33向车辆后部延长。此外，角接头盖壁36使纵梁盖壁29同样地向车辆后部延长。空心型材角接头16的如此形成的空腔32向车辆后部通过横向隔板部件41 (例如图5 a)封闭，该横向隔板部件形成前部的电池横梁。横向隔板部件41限定电池安装空间8并且与门槛1展开围住电池角的内角区域6。

根据图4或图10，角接头底部35被划分成车辆后部的/车辆下部的底部部段43和划分成车辆前部的/车辆上部的底部部段45。车辆后部的/车辆下部的底部部段43水平平面式地延伸并且具有用于连结牵引电池9的螺纹连接点A。角接头底部35的车辆前部的/车辆上部的底部部段45在组装状态下(例如通过焊接)连结在纵梁底部27处。角接头底部35的两个底部部段43、45在图10中关于高度偏移Δz彼此高度偏移，并且在斜置的中间部段47处过渡到彼此中。

由图5a得出构造在角接头外侧壁37中的冲压部34的几何形状。因此，冲压部34具有从角接头外侧壁37的基部区段以型材深度t凹陷的型材底部61，环绕的型材壁63从该型材底部升起，该型材壁过渡到角接头外侧壁37的基部区段中。在图5a中，冲压部34的型材底部61与角接头盖壁36处于点焊连接P中。冲压部34的型材底部61和环绕的型材壁63限定用于点焊钳的朝轮罩内部空间38的方向敞开的工具入口65。

在图5a中，空心型材角接头16的角接头外侧壁37在车辆上部的法兰连接部67处连结到角接头盖壁36处，并且在车辆下部的法兰连接部69处连结在车辆后部的/车辆下部的底部部段43处，该车辆后部的/车辆下部的底部部段属于空心型材角接头16的角接头底部35。冲压部34在图5a中以第一自由高度偏移Δz₁定位在车辆上部的法兰连接部67的下方以及以第二自由高度偏移Δz₂定位在车辆下部的法兰连接部69的上方。

在图5、图6和图7中示出了在没有角接头盖壁36情况下的空心型材角接头16。这在图8中在单独状态下示出，以及在图9中作为分解图的组成部分示出。在图9中，两个角接头盖壁36与中间的板材部件49一起是放脚空间横梁板材部件51的组成部分。放脚空间横梁板材部件51向车辆前部限定乘客舱放脚空间。在组装状态下，两个角接头盖壁36以及中间的板材部件49焊接成放脚空间横梁板材部件51。该放脚空间横梁板材部件在整个车辆宽度上连续地延伸。以这种方式，放脚空间横梁板材部件51以其中间板材部件49(图3或图9)在上侧桥接窗口状的供应入口25，而供应入口25保持向车辆下部敞开。根据图8，角接头盖壁36在其车辆前部的端部处具有接合法兰34，该接合法兰在组装状态下与纵梁盖壁29的对应的接合法兰32(图5)焊接。

如由图5另外得出，不仅角接头外侧壁37而且门槛1具有边缘法兰40、42。边缘法兰40、42位于共同的竖直接合平面中，该竖直接合平面是平台边界。未示出的门槛外部部件可连结在这两个边缘法兰40、42处。

门槛连结部位20(图5)的在正面碰撞情况下刚性连接的构造是特别有意义的。为了实现门槛连结部位20，角接头底部35的车辆后部的/车辆下部的底部部段43利用接合部53 (图4或图10)沿车辆横向方向y向车辆外部延长。角接头底部35的接合区段53从下方接合门槛下侧并且与其力传递地(例如通过焊接连接)连接。此外，角接头外侧壁37在过渡棱边44 (图4)处利用门槛封闭部件55沿车辆横向方向y向车辆外部延长。在图4或图5中，门槛1向车辆前部直接力传递地在角接头外侧壁37的门槛封闭部件55处封闭。

在正面碰撞情况下，根据图7形成电池负荷路径B。前部的车身纵梁15、充当剪切场的角接头底部35和横向隔板部件41(形成前部的电池横梁)联结在电池负荷路径B中。为了加固电池负荷路径B，在空心型材角接头16的空腔32中提供隔板部件57。隔板部件57与前部的纵梁15纵向对齐地延伸。此外，隔板部件57经由焊点不仅连结在角接头底部35处而且连结在角接头盖壁36处。

附加地，在正面碰撞情况下形成门槛负荷路径S(图7)。前部的纵梁15、充当剪切场的角接头底部35、角接头外侧壁37和门槛1联结在门槛负荷路径S中。构造在角接头外侧壁37中的冲压部34在正面碰撞情况下不仅引起门槛负荷路径S的加固而且引起电池负荷路径B的加固。

附图标记列表：

1 门槛

3 A柱

5 C柱

6 内角区域

7 侧面开口

8 安装空间

9 牵引电池

10 底部板材部件

12 壳体法兰

13 后部的电池横梁

15 车身纵梁

16 空心型材角接头

17 前部的连接元件

19 中间部件

20 门槛连结部位

21 后部的连接元件

23 后部的车身纵梁

25 供应入口

27 纵梁底部

29 纵梁盖壁

31 纵梁内侧壁

32 空腔

33纵梁外侧壁

34 冲压部

35 角接头底部

36 角接头盖壁

37、39 角接头侧面侧壁

38 轮罩内部空间

40 角接头外侧壁的边缘法兰

41 横向隔板部件

42 门槛的边缘法兰

43 后部的底部部段

44 倒圆的过渡棱边

45 前部的底部部段

47 中间部段

49 中间的板材部件

51 放脚空间横梁板材部件

53 接合区段

55 门槛封闭部件

57 隔板部件

59 加强板材部件

61 型材底部

63 型材壁

65 工具入口

67 车辆上部的法兰连接部

69 车辆下部的法兰连接部

Δy 横向偏移

Δz 高度偏移

Δx 纵向偏移

A 牵引电池连结点

S 门槛负荷路径

B 电池负荷路径

P 点焊部位

t 型材深度。

Claims (17)

1.一种用于车辆的车身结构，其带有在前车区域中伸延的至少一个车身纵梁(15)，形成为空心型材的角接头(16)沿车辆纵向方向(x)向后部联接到所述车身纵梁处，所述角接头在门槛连结部位(20)处力传递地连结在门槛(1)处，其中，所述角接头(16)具有限定轮罩内部空间(38)的角接头外侧壁(37)，在所述角接头外侧壁处所述门槛(1)向车辆前部封闭，并且其中，所述角接头(16)的空腔沿车辆高度方向(z)通过角接头盖壁(36)限定，所述角接头盖壁作为放脚空间横梁板材部件(51)的组成部分向车辆前部封闭乘客舱放脚空间，其特征在于，在所述角接头外侧壁(37)中构造有冲压部(34)，所述冲压部伸入到所述角接头(16)的空腔中，并且所述角接头盖壁(36)能够抵靠构造在所述角接头外侧壁(37)中的冲压部(34)而支撑。

2.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述车辆是电运行的车辆。

3.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述冲压部(34)材料一致地以及一件式地通过板材成形构造在所述角接头外侧壁(37)中。

4.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述角接头(16)的角接头外侧壁(37)在车辆上部的法兰连接部处连结到角接头盖壁(36)处，并且在车辆下部的法兰连接部处连结在所述角接头(16)的角接头底部(35)处。

5.根据权利要求4所述的车身结构，其特征在于，所述冲压部(34)以第一自由高度偏移(Δz₁)定位在所述车辆上部的法兰连接部的下方并且以第二自由高度偏移(Δz₂)定位在所述车辆下部的法兰连接部的上方。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车身结构，其特征在于，所述冲压部(34)具有以型材深度(t)从所述角接头外侧壁(37)的基部区段凹陷的型材底部(61)，环绕的型材壁(63)从所述型材底部升起，所述型材壁过渡到所述角接头外侧壁(37)的基部区段中。

7.根据权利要求6所述的车身结构，其特征在于，所述冲压部(34)的型材底部(61)与所述角接头盖壁(36)处于点焊连接(P)中，并且/或者所述冲压部(34)限定空腔，所述冲压部(34)的空腔朝轮罩内部空间(38)的方向敞开。

8.根据权利要求7所述的车身结构，其特征在于，所述冲压部(34)的空腔是工具入口。

9.根据权利要求8所述的车身结构，其特征在于，所述冲压部(34)的空腔是用于点焊钳的工具入口。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的车身结构，其特征在于，前部的所述车身纵梁(15)是在横截面中封闭的空心型材部件，所述空心型材部件带有纵梁底部(27)、纵梁盖壁(29)且带有将所述纵梁底部(27)与所述纵梁盖壁(29)连接的内侧壁(31)和外侧壁(33)。

11.根据权利要求10所述的车身结构，其特征在于，所述角接头(16)是在横截面中封闭的空心型材部件，其角接头底部(35)使所述纵梁底部(27)向车辆后部延长，其角接头外侧壁(37)和角接头侧面侧壁(39)使所述内侧壁(31)和所述外侧壁(33)向车辆后部延长，并且其角接头盖壁(36)使所述纵梁盖壁(29)向车辆后部延长。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的车身结构，其特征在于，所述车辆是电运行的，并且其车身结构具有用于牵引电池(9)的、沿车辆高度方向(z)向车辆下部敞开的安装空间(8)，所述安装空间向车辆上部由形成车辆底部的底部板材部件(10)限定，并且沿车辆横向方向(y)在两侧由门槛(1)限定，并且所述牵引电池(9)的相应前部的电池角由内角区域(6)围住，所述内角区域在所述门槛(1)与前部的电池横梁之间展开。

13.根据权利要求12所述的车身结构，其特征在于，所述内角区域是矩形的内角区域。

14.根据权利要求1-5中任一项所述的车身结构，其特征在于，所述角接头(16)的空腔向车辆后部通过横向隔板部件(41)封闭并且/或者构造在所述角接头外侧壁(37)中的冲压部(34)与所述横向隔板部件(41)间隔自由的纵向偏移(Δx)。

15.根据权利要求14所述的车身结构，其特征在于，所述横向隔板部件(41)形成前部的电池横梁。

16.根据权利要求14所述的车身结构，其特征在于，所述角接头盖壁(36)在下部的法兰连接部处连结在所述横向隔板部件(41)处。

17.根据权利要求16所述的车身结构，其特征在于，所述角接头盖壁(36)沿车辆纵向方向(x)向车辆后部过渡到车辆底部板材部件(10)中。