CN113997894B - 能量消散盖及用于制造该盖的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于覆盖对机械脉冲敏感的部件的能量消散盖包括选定的铁或铝合金的片材，该片材具有顶表面，底表面，外周边，外周边内的总区域和不超过2.5mm的标称厚度。所述片材被构造用于在所述外周边内的多个连接点处与一个或多个外部结构连接，其中所述总区域包括多个支撑区域和至少一个未支撑区域。凸起形成在所述至少一个未支撑区域内并且从所述底表面向外延伸。凸起被成形、定尺寸和布置使得在多个凸起处限制片材由于垂直于片材的底表面被引导的机械脉冲而导致的正交偏转。

Description

能量消散盖及用于制造该盖的方法

技术领域

本公开总体上涉及用于覆盖对机械脉冲敏感的部件的能量消散盖，并且涉及用于制造这种能量消散盖的方法。

背景技术

诸如机动车辆、工业机械、测量设备等的机电装置均被设计用于特定环境中。这些装置通常容纳在外壳、面板、舱室、盖等(下文中称为“盖”)中，以便保护机电装置及其内部部件免于暴露于或遭遇某些环境因素，诸如灰尘、碎片、雨、雪、机械脉冲等。

增加这种盖保护所述装置及其内部部件的能力的一种方式是用较厚的材料制造盖，和/或使用较高强度的材料用于所述盖。然而，这种措施可能不期望地增加重量和/或成本。另一方法是将屏蔽件或屏障固定到盖的选定区域，并且用较厚和/或较高强度的材料制造这种屏蔽件或屏障，但是这也会不期望地增加整个系统的重量和/或成本。

发明内容

根据一个实施例，用于覆盖对机械脉冲敏感的部件的能量消散盖包括金属片材，金属片材具有形成在其中的多个凸起。所述金属片材选自具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金。该片材限定了平面内方向和正交的平面外方向，并且具有顶表面、底表面、外周边、在该外周边内的总区域以及不超过2.5mm的标称厚度。所述片材被构造成用于在所述外周边内的多个连接点处与一个或多个外部结构连接，其中所述总区域包括多个支撑区域和不与任何所述支撑区域重叠的至少一个未支撑区域。每个所述支撑区域沿着外周边延伸，围绕多个连接点中的至少一个连接点，围绕形成在片材中的一个或多个折叠部，和/或围绕附接到片材的一个或多个加强件。多个凸起形成在至少一个未支撑区域内并从底表面向外延伸。所述凸起被成形、定尺寸和布置，以便有效地将所述片材由于机械脉冲而导致的正交偏转限制到不超过12mm，其中所述机械脉冲在所述多个凸起处垂直于所述片材的底表面被引导，并且具有85J的动能和不超过10ms的持续时间。

每个所述凸起可以是大致半球形凸起、大致棱锥形凸起、大致德耳塔(Δ)成形的凸起、大致截头半球形凸起、大致截头棱锥形凸起和大致西格玛(Σ)成型的凸起中的一种。凸起的形状、尺寸和布置可有效地在平面内消散机械脉冲的动能的大部分。金属可以是铁合金和铝合金中的一种，铁合金具有至少900MPa的屈服强度，其中所述大部分是至少9%，铝合金具有至少300MPa的屈服强度，其中所述大部分是至少12%。

每个大致棱锥形的凸起可以包括三个、四个、五个或六个大致三角形的侧部部分，并且每个大致为截头棱锥形的凸起可以包括三个、四个、五个或六个大致等腰梯形成形的侧部部分。每个大致棱锥形或大致截头棱锥形的凸起的底边可以与相邻的大致棱锥形或大致截头棱锥形的凸起的第二底边大致邻接，并且每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起的底边可以与相邻的大致德耳塔(Δ)成形的凸起的第二底边大致邻接。所述能量消散盖还可包括设置在每个大致德耳塔(Δ)成形凸起的每个顶点处的相应的大致半球形凸起或大致截头半球形凸起。多个凸起中的每一个可以是大致半球形成形、大致截头半球形成形或大致西格玛(Σ)成型的，并且凸起可以彼此间隔开。

所述能量消散盖可以是滑板、电池托盘底部片材和电池舱侧壁中的一种，并且对机械脉冲敏感的所述部件可以是电池、发动机部件、传动部件和排气部件中的一种。在所述能量消散盖的一个方面中，所述金属可以是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金，所述标称厚度可以是1.0至1.5mm，并且所述多个凸起中的每一个可以是大致棱锥形成形的或大致截头棱锥形成形的。在所述能量消散盖的另一方面，所述金属可以是具有至少250MPa的屈服强度和0.15至0.80的应变硬化指数的铁合金，所述标称厚度可以是1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个可以是大致半球形成形或大致截头半球形成形的。在所述能量消散盖的又一方面，所述金属可以是具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述标称厚度可以是1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个可以是大致棱锥形成形的、大致西格玛(Σ)成型的或大致德耳塔(Δ)成形的。

在另一实施例中，能量消散系统包括对机械脉冲敏感的部件和设置成覆盖该部件的能量消散盖。该部件包括电池、发动机部件、传动部件和排气部件中的一个。该能量消散盖包括：(i)金属片材，所述金属片材选自具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述片材限定平面内方向和正交的平面外方向并且具有面向所述部件的顶表面、底表面、外周边、在所述外周边内的总区域和不超过2.5mm的标称厚度，其中所述片材被构造用于在所述外周边内的多个连接点处与一个或多个外部结构连接，其中所述总区域包括多个支撑区域和不与任何所述支撑区域重叠的至少一个未支撑区域，其中所述支撑区域中的每一个沿着所述外周边延伸、围绕所述多个连接点中的至少一个、围绕形成于所述片材中的一个或多个折叠部、和/或围绕附接到所述片材的一个或多个加强件；和(ii)多个凸起，其形成在所述至少一个未支撑区域内并从所述底表面向外延伸，其中所述凸起被成形、定尺寸并布置以便有效用于在平面内消散85J的具有不超过10ms的持续时间的机械脉冲的动能的大部分，所述机械脉冲在所述多个凸起处垂直于所述片材的所述底表面被引导，并且用于将所述片材由于所述机械脉冲而导致的正交偏转限制为不超过12mm，其中所述多个凸起中的每一个为大致半球形成形的、大致棱锥形成形的、大致德耳塔(Δ)成形的、大致截头半球形成形的、大致截头棱锥形成形的或大致西格玛(Σ)成型的。

金属可以是铁合金和铝合金中的一种，铁合金具有至少900 MPa的屈服强度，其中所述大部分是至少9%，铝合金具有至少300 MPa的屈服强度，其中所述大部分是至少12%。在能量消散系统的一个方面中，每个大致半球形成形的、大体截头半球形成形的或大致西格玛(Σ)成型的凸起可以与每个其他凸起间隔开，每个大致棱锥形成形的凸起可以包括三个、四个、五个或六个三角形侧部部分，并且每个大致截头棱锥形成形的凸起可以包括三个、四个、五个或六个等腰梯形侧部部分，其中每个大致棱锥形成形的、大体截头棱锥形成形的或大致德耳塔(Δ)成形的凸起的底边与相邻的大致棱锥形成形的、大致截头棱锥形成形的或大致德耳塔(Δ)成形的凸起的第二底边大致邻接。在另一方面，能量消散系统还可以包括设置在每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起的每个顶点处的相应的大致半球形凸起或大致截头半球形凸起。在能量消散系统的又一方面中，金属可以是具有至少900 MPa的屈服强度的铁合金，标称厚度可以是1.0至1.5 mm，并且多个凸起中的每一个可以是大致棱锥形成形的或大致截头棱锥形成形。在能量消散系统的又一方面中，金属可以是具有至少250MPa的屈服强度和0.15至0.80的应变硬化指数的铁合金，标称厚度可以是1.5至2.5 mm，并且多个凸起中的每一个可以是大致半球形成形或大致截头半球形成形的。并且在所述能量消散系统的又一方面中，所述金属可以是具有至少200 MPa的屈服强度的铝合金，所述标称厚度可以是1.5至2.5 mm，并且所述多个凸起中的每一个可以是大致棱锥形成形的、大致西格玛(Σ)成型的或大致德耳塔(Δ)成形的。

在又一个实施例中，一种在金属片材上形成凸起的方法包括：(i)将所述片材放置在阴模的第一表面上，所述第一表面具有布置在其上的多个凸起腔；(ii)在所述片材上的一个或多个位点处感应加热所述片材，所述一个或多个位点对应于所述多个凸起腔中的选择部的相应位置；(iii)将阳模定位在所述片材和所述阴模上方，其中所述阳模具有一个或多个凸起突出部，所述凸起突出部在尺寸、形状和布置上对应于所述凸起腔的选择部，使得所述一个或多个凸起突出部与所述多个凸起腔的选择部对齐设置；以及(iv)在一个或多个位点处用一个或多个凸起突出部压制片材，以便在片材中形成凸起。金属可以是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金中的一种。凸起腔和突出部可被构造为在片材中产生凸起，所述凸起为大致半球形、大致棱锥形、大致德耳塔 (Δ)成形的、大致截头半球形、大致截头棱锥形或大致西格玛(Σ)成型的。凸起腔的选择部可以少于多个凸起腔的全部。感应加热步骤可以通过将线圈放置成接近一个或多个位点并使电流通过线圈来执行。

本发明还包括如下方案：

方案1. 一种用于覆盖对机械脉冲敏感的部件的能量消散盖，包括：

金属片材，所述金属片材选自具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述片材限定平面内方向和正交的平面外方向并且具有顶表面、底表面、外周边、在所述外周边内的总区域和不超过2.5mm的标称厚度，其中所述片材被构造用于在所述外周边内的多个连接点处与一个或多个外部结构连接，其中所述总区域包括多个支撑区域和不与任何所述支撑区域重叠的至少一个未支撑区域，其中所述支撑区域中的每一个沿着所述外周边延伸、围绕所述多个连接点中的至少一个、围绕形成于所述片材中的一个或多个折叠部、和/或围绕附接到所述片材的一个或多个加强件；以及

多个凸起，所述多个凸起形成在所述至少一个未支撑区域内并从所述底表面向外延伸，其中所述凸起被成形、定尺寸并布置成有效地将所述片材由于机械脉冲而导致的正交偏转限制到不超过12mm，其中所述机械脉冲在所述多个凸起处垂直于所述片材的所述底表面被引导，并且具有85J的动能和不超过10ms的持续时间。

方案2. 根据方案1所述的能量消散盖，其中，所述凸起中的每个是大致半球形凸起、大致棱锥形凸起、大致德耳塔(Δ)成形的凸起、大致截头半球形凸起、大致截头棱锥形凸起和大致西格玛(Σ)成型的凸起中的一种。

方案3. 根据方案1所述的能量消散盖，其中，所述凸起的形状、尺寸和布置有效用于在平面内消散所述机械脉冲的动能的大部分。

方案4. 根据方案3所述的能量消散盖，其中，所述金属是铁合金和铝合金中的一种，所述铁合金具有至少900MPa的屈服强度且所述大部分为至少9%，所述铝合金具有至少300MPa的屈服强度且所述大部分为至少12%。

方案5. 根据方案2所述的能量消散盖，其中，每个大致棱锥形凸起包括三个、四个、五个或六个大致三角形侧部部分，并且每个大致截头棱锥形的凸起包括三个、四个、五个或六个大致等腰梯形成形的侧部部分，并且其中每个大致棱锥形或大致截头棱锥形凸起的底边与相邻的大致棱锥形或大致截头棱锥形凸起的第二底边大致邻接。

方案6. 根据方案2所述的能量消散盖，其中，每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起的腿部与相邻的大致德耳塔(Δ)成形的凸起的第二腿部大致邻接。

方案7. 根据方案6所述的能量消散盖，还包括设置在每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起的每个顶点处的相应的大致半球形凸起或大致截头半球形凸起。

方案8. 根据方案2所述的能量消散盖，其中，所述多个凸起中的每一个都是大致半球形成形的、大致截头半球形成形的或大致西格玛(Σ)成型的，并且所述凸起彼此间隔开。

方案9. 根据方案1所述的能量消散盖，其中所述能量消散盖是滑板、电池托盘底部片材和电池舱侧壁中的一个，并且对机械脉冲敏感的部件是电池、发动机部件、传动部件和排气部件中的一个。

方案10. 根据方案1所述的能量消散盖，其中：

所述金属是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金，所述标称厚度为1.0至1.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致棱锥形成形或大致截头棱锥形成形的；

所述金属是具有至少250MPa的屈服强度和0.15至0.80的应变硬化指数的铁合金，所述标称厚度为1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致半球形成形的或大致截头半球形成形的；或

所述金属是具有至少200MPa的屈服强度铝合金，所述标称厚度为1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致棱锥形成形的、大致西格玛(Σ)成型的或大致德耳塔(Δ)成形的。

方案11. 一种能量消散系统，包括：

对机械脉冲敏感的部件，所述部件包括电池、发动机部件、传动部件和排气部件中的一个；以及

设置成覆盖所述部件的能量消散盖，所述能量消散盖包括：

金属片材，所述金属片材选自具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述片材限定平面内方向和正交的平面外方向并且具有面向所述部件的顶表面、底表面、外周边、在所述外周边内的总区域和不超过2.5mm的标称厚度，其中所述片材被构造用于在所述外周边内的多个连接点处与一个或多个外部结构连接，其中所述总区域包括多个支撑区域和不与任何所述支撑区域重叠的至少一个未支撑区域，其中所述支撑区域中的每一个沿着所述外周边延伸、围绕所述多个连接点中的至少一个、围绕形成于所述片材中的一个或多个折叠部、和/或围绕附接到所述片材的一个或多个加强件；以及

多个凸起，所述多个凸起形成在所述至少一个未支撑区域内并从所述底表面向外延伸，其中所述凸起被成形、定尺寸并布置成有效地在平面内消散85J的具有不超过10ms的持续时间的机械脉冲的动能的大部分，并且将所述片材由于所述机械脉冲而导致的正交偏转限制为不超过12mm，所述机械脉冲在所述多个凸起处垂直于所述片材的所述底表面被引导；

其中，所述多个凸起中的每一个为大致半球形成形的、大致棱锥形成形的、大致德耳塔(Δ)成形的、大致截头半球形成形的、大致截头棱锥形成形的或大致西格玛(Σ)成型的。

方案12. 根据方案11所述的能量消散系统，其中，所述金属是铁合金和铝合金中的一种，所述铁合金具有至少900MPa的屈服强度且所述大部分是至少9%，所述铝合金具有至少300MPa的屈服强度且所述大部分是至少12%。

方案13. 根据方案11所述的能量消散系统，其中：

每个大致半球形成形的、大致截头半球形成形的或大致西格玛(Σ)成型的凸起与每个其他凸起间隔开；以及

每个大致棱锥形成形的凸起包括三个、四个、五个或六个三角形侧部部分，并且每个大致截头棱锥形成形的凸起包括三个、四个、五个或六个等腰梯形侧部部分，其中每个大致棱锥形成形的、大致截头棱锥形成形的或大致德耳塔(Δ)成形的凸起的底边与相邻的大致棱锥形成形的、大致截头棱锥形成形的或大致德耳塔(Δ)成形的凸起的第二底边大致邻接。

方案14. 根据方案11所述的能量消散系统，还包括设置在每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起的每个顶点处的相应的大致半球形凸起或大致截头半球形凸起。

方案15. 根据方案11所述的能量消散系统，其中：

所述金属是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金，所述标称厚度为1.0至1.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致棱锥形成形或大致截头棱锥形成形的；

所述金属是具有至少250MPa的屈服强度和0.15至0.80的应变硬化指数的铁合金，所述标称厚度为1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致半球形成形的或大致截头半球形成形的；或

所述金属是具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述标称厚度为1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致棱锥形成形的、大致西格玛(Σ)成型的或大致德耳塔(Δ)成形的。

方案16. 一种在金属片材上形成凸起的方法，包括：

将所述片材放置在阴模的第一表面上，所述第一表面具有布置在其上的多个凸起腔；

在所述片材上的一个或多个位点感应加热所述片材，所述一个或多个位点对应于所述多个凸起腔中的选择部的相应位置；

将阳模定位在所述片材和所述阴模上方，其中所述阳模具有一个或多个凸起突出部，所述凸起突出部在尺寸、形状和布置上对应于凸起腔的选择部，使得所述一个或多个凸起突出部与所述多个凸起腔的选择部对齐地设置；以及

在所述一个或多个位点处用所述一个或多个凸起突出部压制所述片材，以便在所述片材中形成所述凸起。

方案17. 根据方案16所述的方法，其中，所述金属是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金中的一种。

方案18. 根据方案16所述的方法，其中，所述凸起腔和突出部被构造为在所述片材中产生凸起，所述凸起为大致半球形、大致棱锥形、大致德耳塔(Δ)成形、大致截头半球形、大致截头棱锥形或大致西格玛(Σ)成型的。

方案19. 根据方案16所述的方法，其中，凸起腔的选择部少于所述多个凸起腔的全部。

方案20. 根据方案16所述的方法，其中，通过将线圈放置成接近所述一个或多个位点并且使电流通过所述线圈来执行感应加热步骤。

从在结合附图考虑时的对如所附权利要求中限定的用于实现本教导的一些最佳模式和其他实施例的以下具体实施方式，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。

附图说明

图1A-图1C分别是根据本公开的滑板的示意性仰视图、侧视图和正视图。

图2A-图2B分别是图1中所示滑板的替代示意性仰视图和侧视图。

图3A-图3C分别是根据本公开的电池托盘底部片材的透视图、示意性俯视图和示意性侧部截面图。

图4是图3C的电池托盘底部片材的替代构造的示意性侧部截面图，所述电池托盘底部片材包括侧壁上的凸起。

图5A-图5C分别示出了凸起位点的矩形、交错和六边形图案。

图6A-图6B分别是大致半球形凸起的仰视图和截面图。

图7A-图7B分别是大致棱锥形凸起的仰视图和截面图。

图8A-图8B分别是大致截头半球形凸起的仰视图和截面图。

图9A-图9B分别为大致截头棱锥形凸起的仰视图和截面图。

图10A-图10B分别为大致三角形(Δ)凸起的第一和第二构造的底部透视图。

图11A-图11B分别为大致西格玛(Σ)成型的凸起的底部透视图和截面图。

图12A-图12F是三角形、正方形、五边形、截头三角形、截头正方形和截头五边形棱锥形凸起的示意性俯视图。

图13是在金属片材中形成凸起的方法的流程图。

图14是在金属片材中形成凸起的替代方法的流程图。

图15A-图15D示出了使用用于在金属片材中形成凸起的装置的连续步骤。

图16A示出了用于在图16B的片材中形成凸起的阳模的示意性下侧视图。

图16B示出了其中要在选定位点处形成凸起的片材的示意性俯视图。

图16C示出了用于在图16B的片材中形成凸起的阴模的示意性俯视图。

图17示出了用于形成凸起的阳模的示意性下侧视图和其中将形成凸起的片材的示意性俯视图。

图18示出了用于形成凸起的替代阳模的示意性下侧视图和其中将形成凸起的片材的示意性俯视图。

图19A-图19B分别示出了处于缩回位置和伸出位置的阳模的示意性侧视图。

图20A-图20D示出了用于在金属片材中形成凸起的替代装置的使用的连续步骤。

注意，本文的一些附图以多个相关视图呈现，其中相关视图共享图号的公共阿拉伯数字部分，并且每个单独视图具有图号的其自己唯一的“字母”部分。例如，图1A、图1B和图1C分别是根据本公开的实施例的滑板的示意性仰视图、侧视图和正视图；这些相关视图共享相同的阿拉伯数字(即，1)，但是每个单独的视图具有其自己唯一的“字母”名称(即，A、B或C)。当附图以这种方式编号时，本文可以仅参考阿拉伯数字来共同地指代所有相关联的“字母”；因此，“图1”共同地指图1A、图1B和图1C。同样地，“图2”共同地指图2A、图2B，等等。

具体实施方式

现在参考附图，其中在几个视图中相同的附图标记表示相同的部件，本文示出并描述了用于覆盖对机械冲击13敏感的部件11的能量消散盖20、能量消散系统10、在金属片材22中形成凸起42以形成盖20的方法100、200以及用于形成凸起42的装置80、300。注意，附图中的某些附图标记具有下标，诸如附图中所示的六种类型的凸起42_H、42_P、42_FH、42_FP、42_Δ和42_∑。在附图和本说明书中使用下标来指代单独的元件或元件类型(诸如上述凸起)，而使用没有下标的附图标记可以指代这些元件的集合组和/或这些元件中的单一但通用的一个。因此，附图标记42_H指的是特定类型的凸起(即，大致半球形)，而附图标记42(没有下标)可以指的是所有的凸起、所有类型的凸起、或单一但通用的凸起(即，任何凸起)。

本公开包括其上具有凸起42的能量消散盖20的各种构造。从下面的描述中将变得显而易见的是，根据本公开的能量消散盖20不仅仅是其上形成有已知凸起形状的图案的通常使用的金属片材；相反，根据本公开的盖20的每个构造代表金属、片材厚度以及片材上的凸起42的形状、尺寸和布置的仔细选择的组合，以便在特定机械脉冲被施加到片材的底表面上时最小化片材的贯穿平面的偏转，同时保持片材厚度尽可能小并且仍然实现期望的偏转最小化。金属、片材厚度和凸起42的这些组合提供了在平面内能够吸收和消散大量机械脉冲动能的盖20，使得片材的贯穿平面的偏转最小化，同时还最小化片材的厚度(以及因此最小化成本)。这种能量消散盖20可以用作例如车辆下方护罩或滑板68，以保护对机械脉冲敏感的部件11-诸如电池、发动机部件、传动部件、排气部件等-免受机械脉冲13，诸如当车辆以高速在物品上行驶时撞击盖20的物品。(这些物品可以包括岩石、道路碎片、从其他车辆已经掉落的拖运物品、从其他车辆已经松脱的拖车联结装置等，包括高速移动的物品)类似地，能量消散盖20还可以用作底板/底部片材和侧壁-诸如在封装外壳或舱中-以保护电池、燃料电池单元等。例如，盖20可以用作电池托盘底板/底部片材76、电池舱侧壁78等。(如在本文使用的，“电池”可以包括电池单元、电池模块和/或电池组，以及任何前述的任何集合或封装。)

图1A至图1C分别示出了构造为滑板68的示例性能量消散盖20的示意性仰视图、侧视图和正视图，并且图2A至图2B分别示出了图1所示的滑板68的替代示意性仰视图和侧视图。这样的滑板68可以固定到机动车辆的下侧，以便保护否则将暴露在车辆的下侧上的部件。（注意，图1A-图1C中所示的x、y和z轴对应于车辆方向，其中x轴在正(+x)方向上侧向地从左到右延伸，y轴在正(+y)方向上纵向地从后到前延伸，并且z轴向上和向下延伸，其中正(+z)方向向上。负方向（即，-x，-y，-z）与其相应的正方向相反）。

图3A-图3C分别示出了构造成用于支撑电池的电池托盘76的示例性能量消散盖20的透视图、示意性俯视图和示意性截面图。这种类型的电池托盘76可以用作用于容纳电池或电池单元集合的电池舱的底板。该电池托盘76可以设置在车辆的下侧上，诸如在客舱区域的下方。电池托盘76可以包括在x(左右)方向上侧向延伸的横向加强件或横杆40，以及在y(前后)方向上延伸的可选的纵向加强件或横杆(未示出)。这些横杆40或加强件可以是焊接、铆接、粘接或以其他方式固定到片材22的单独构件，或者它们可以形成为片材22自身中的总波纹。横杆40、片材22中的外周边/外边缘28和折叠部38以及片材22的直接围绕或邻接每个横杆40、外周边/外边缘28和折叠部38的部分限定片材22的多个被支撑区域34，其中片材22的其余部分限定多个未被支撑区域36。上述折叠部38可包括形成在片材22中的台阶、阶梯部分、波纹、折痕、脊部和其他类型的折叠部，每个折叠部可相对较小或较大(就跨度和/或半径而言)，以及就过渡效果而言相对平滑或突变。(注意，折叠部38和凸起42是彼此分开的特征。)

图4示出了图3C的电池托盘底部片材76的替代构造的示意性侧部截面图。在该替代构造中，电池舱侧壁78大于图3C中所示的侧壁78，并且向外倾斜。侧壁78的这种构造呈现一些附加的未支撑区域36，其中凸起42可以包括在其上。

在图1-图2的滑板68、图3的电池托盘76和图4的电池舱侧壁78中，以及在本文所述的盖20的其他构造中，凸起42形成在这些未支撑区域36中的一个或多个中。凸起42从底表面26向外突出(即，在盖20安装在车辆下侧上的情况下朝向路面)，并用于吸收和消散指向盖20的底表面26的机械脉冲13。

用于覆盖对机械脉冲13敏感的部件11的能量消散盖20包括金属片材22，其上形成有多个凸起42。金属片材22选自具有至少900MPa屈服强度的铁合金、具有至少0.15应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa屈服强度的铝合金。片材22限定了平面内方向(±x，±y)和正交的平面外方向(±z)并且具有顶表面24、底表面26、外周边28、外周边28内的总区域30、以及不超过2.5mm的标称厚度31。(标称厚度31是在以下描述的用于形成凸起42的加工步骤之前的片材的起始厚度。由于加工步骤仅在片材22的一些部分而不是全部中/在其全部上形成凸起42，因此将存在片材22的一些部分，在这些部分中没有形成凸起42，并且这些部分将保持起始或标称厚度31。)

片材22被构造成用于在片材22的外周边28内的多个连接点32处与一个或多个外部结构15连接。这些外部结构15可以是车辆下侧(如图2B中所示)、车辆侧部、车辆前部、车辆后部等，并且每个连接点32可以包括捕获紧固件、接合突片32_T、孔或槽32_H等。外部结构15表示硬件或结构，片材22或盖20可以机械地紧固到该硬件或结构，并且连接点32表示片材22或盖20上的位置，在该位置处，可以在片材/盖22、20和外部结构15之间发生紧固或连接。例如，如图2B中所示，紧固件17可以用在连接点/孔32_H处，以将片材/盖22、20固定到车辆下侧15。

片材22的整个区域30包括多个支撑区域34和不与任何支撑区域34重叠的至少一个未支撑区域36。多个支撑区域34中的每一个沿着外周边28延伸，围绕多个连接点32中的至少一个，围绕形成在片材22中的一个或多个折叠部38，和/或围绕或邻近或接近附接到片材22的一个或多个加强件40。(这里使用的“围绕”是指围绕、环绕、包围、紧靠、邻接和/或紧密地遵循其轮廓/外围)支撑区域34往往是片材22的比无支撑区域36的情况更能承受机械脉冲(即，导致较少的平面外或贯穿平面的偏转41)的部分，在一些情况下，这是因为支撑区域34由区域34所附接或区域34所设置抵靠的上述外部结构15支持或支撑。在其他情况下，支撑区域34可以邻近或接近一个或多个加强件40，诸如横杆、梁、支撑件、横向构件等，所述加强件可以附接到片材22或与片材22界面连接。加强件40和折叠部38也可以采用波纹、脊部、折痕、通道、凹槽等形式，其可以形成为片材22的其他大致平坦的形状或轮廓。

多个凸起42形成在至少一个未支撑区域36内的片材22中，其中凸起42从底表面26向外延伸。例如，如图2B中所示，当盖20安装为滑板68时，凸起42形成为从底表面26向下(朝向路面，未示出)延伸。如本公开所设想的，凸起42被成形、定尺寸和布置成有效地将片材22由于机械脉冲13而产生的正交或贯穿平面的偏转41限制为不超过12毫米(mm)，其中机械脉冲13在多个凸起42处被引导成垂直于片材22的底表面26，其中机械脉冲13具有85焦耳(J)的动能和不超过10毫秒(ms)的持续时间。例如，如果盖20用作附接在车辆下侧上的滑板68，并且设置在与路面平行的水平面中，则期望85J的向上机械脉冲13将导致片材的不超过12mm的向上偏转。这种类型的机械脉冲13(具有被引导成垂直于片材22的底表面26的85J的动能)可以用于表示道路碎片的物品，例如，由以30英里每小时(mph)行进的0.9千克(kg)、60mm直径的钢球表示，所述钢球以垂直入射撞击盖20。通过使用选定的金属，不超过2.5mm的片材厚度，以及片材22的未支撑区域36中的凸起42(如下所述)的特定形状、尺寸和布置，由机械脉冲13引起的片材22的正交偏转41可被限制为不超过12mm。因此，设计者可以使用这些标准来设计盖20，其有效保护脉冲敏感部件11免受上述机械脉冲13的影响。如本文所用，机械脉冲13被描述为85J，其垂直入射到片材22的底表面26，冲击凸起42(并因此冲击片材22的未支撑区域36)，并具有不超过10ms的持续时间。这描述了可以被看作“参考”或“理想化”的机械脉冲13，以便描述盖20及其在脉冲13冲击在片材22上的位置处的正交偏转41的行为和响应。该参考或理想化情况可以被看作一种“最坏情况”以便描述脉冲13和盖的偏转响应，因为与该参考或理想化情况相比不那么严重的脉冲13将偏转得更少。也就是说，如果盖20被构造为响应于参考或理想化的机械脉冲13而正交地偏转不超过12mm，则任何其他脉冲将偏转得甚至小于参考或理想化的情况，如果：(i)其动能小于85J，和/或(ii)其与底表面26上的凸起42的入射角是倾斜的(即，相对于底表面26小于90度)。

凸起42可以采用几种形式或形状中的一种或多种。例如，每个凸起42可以是大致半球形凸起42_H(图6A-B)、大致棱锥形凸起42_P(图7A-B)、大致截头半球形凸起42_FH(图8A-B)、大致截头棱锥形凸起42_FP(图9A-B)、大致德耳塔(Δ)成形的凸起42_Δ(图10A-B)或者大致西格玛(Σ)成型的凸起42_∑(图11A-B)。注意本文所用的“成形的”和“成型的”之间的区别。词语“成形”用于描述如在平面图中观察到的凸起42的表观形状，而词语“成型”用于描述如在截面中观察到的凸起42的表观形状。因此，“大致德耳塔(Δ)成形”描述了如在平面图观察到的看起来具有大致类似于大写希腊字母德耳塔(Δ)的形状凸起42_Δ，并且“大致西格玛(Σ)成型”描述了如在截面图中观察到的看起来具有大致类似于大写希腊字母西格玛(Σ)的形状的凸起42_∑。

凸起42的形状、尺寸和布置可以选择成有效地在平面内消散机械脉冲13的动能的大部分。例如，如果盖20固定到车辆的下侧，并且设置在大致水平的x-y平面中，如图2B中所示，则片材26和大致水平的x-y平面将限定在平面内的±x和±y方向，以及与±x和±y方向正交且与大致水平的x-y平面正交的向上和向下的±z贯穿平面方向。因此，对于如前所述的给定的金属和片材厚度的组合，通过合理地选择凸起42的形状、尺寸和布置，机械脉冲的动能的大部分可以被吸收并转换成平面内(±x，±y)方向上的弹性和/或塑性应变或变形，以便使平面外(+z)方向上的正交偏转41最小化。具体地，对于不超过2.5mm的标称片材厚度31，根据本公开的盖20有效地将片材22的正交偏转41限制为不超过12mm。

注意，如本文所用的，凸起42的“布置”包括单独凸起42在片材22上的位置、凸起42如何彼此间隔开或彼此邻接、以及它们排列成何种图案。例如，凸起42可以以有序或随机化的图案排列。图5A-图5C示出了其中可排列所述凸起42的各种有序图案。(为了将图5A-图5C的应用推广到任何类型或形状的凸起42，这些图仅示出了凸起42可形成的位点（loci）88，但没有示出任何特定类型或形状的凸起42。如本文所用的，单数单词“位点”及其复数形式“位点”88是指在片材22上形成/定位或将要形成/定位单独凸起42的位置或点。因此，本公开在片材22上的凸起42的“位点”88与阴模84上的凸起腔86的“位置”89之间进行区分，如下文结合表1进一步描述的)有序图案包括“矩形”阵列，其中位点88以规则重复的非交错行和列布置，诸如在图5A中所示的矩形网格上，其中位点88以矩形分组33布置，如虚线内的四个位点88所示。有序图案还包括“交错”阵列，其中位点88以规则重复的交错或错列的行和列布置，诸如图5B所示的网格，其中位点88以分组35排列，如虚线内的五个位点88所示。有序图案还包括“六边形”阵列，其中位点88被布置成类似于图5C中所示的网格，其中位点88被布置在分组37中，如虚线内的六个位点88所示。(注意，图5B的交错图案也可被视为六边形图案，如由虚线内的六个位点88的其他分组39所示。然而，注意，虽然图5C的分组37形成正六边形，但图5B的分组39形成不规则六边形)。如本文所用的，词语“布置”还可包括相邻的凸起42是否彼此间隔开(如图5和图11中)或彼此邻接(例如，相邻的大致棱锥形的凸起42_P可如图7A-图7B中那样共享共同的底边52_S)，以及相邻的凸起42是否具有相同的类型/形状或不同的类型/形状。

虽然凸起42可以采取各种形状的形式，但是本文所述的六种形状（以及特定的布置、尺寸、间隔等）已经示出当片材22受到上述机械脉冲13时，对于使正交偏转41最小化特别地和出乎意料地有效。此外，当凸起42彼此不邻接地间隔开时，一些凸起形状表现出更好的有效性，而当凸起42彼此邻接时，其他凸起形状表现出更好的有效性。例如，在许多构造中，当彼此间隔开时，大致半球形成形42_H，大致截头半球形成形42_FH或大致西格玛(Σ)成型42_Σ的凸起42看起来更有效。另一方面，在许多构造中，当彼此邻接形成时（即，与相邻/邻近的凸起42共享一个或多个底边），大致棱锥形成形42_P，大致截头棱锥形成形42_FP或大致德耳塔(Δ) 成形42_Δ的凸起42看起来更有效。

图6A-图6B分别示出了其上形成有大致半球形凸起42_H的片材22的仰视图和截面图，而图8A-图8B分别示出了其上形成有大致截头半球形凸起42_FH的片材22的仰视图和截面图。两种类型的凸起42_H、42_FH都具有总体上半球形或圆形的形状，其中大致截头半球形凸起42_FH具有大致半球形凸起42_H的可以说已经被变平、截头或“切断”的总体外观。每个大致半球形的凸起42_H具有大致半球形的主要部分43（成形为有点像具有冠部47的圆顶部），该主要部分43与大致环形的过渡部分45连接并且直接被其包围。大致环形的过渡部分45作为凸起制造工艺的一部分而形成，并且用作片材22的未成形部分的大致平坦轮廓与片材22的成形（在这种情况下，大致半球形）部分之间的过渡或圆角区域（fillet region）。类似地，每个大致截头半球形凸起42_FH可以具有大致平坦的圆形底部71，该圆形底部71与第一大致环形过渡部分12连接并由第一大致环形过渡部分12直接围绕，该第一大致环形过渡部分12与大致环形壁部分14连接并由大致环形壁部分14直接围绕，该大致环形壁部分14与第二大致环形过渡部分16连接并由第二大致环形过渡部分16直接围绕，该第二大致环形过渡部分16又与片材22的平面（或与一个或多个邻接成形的截头半球形凸起42_FH的第二环形过渡部分16）连接。第一大致环形的过渡部分12和第二大致环形的过渡部分16作为凸起制造工艺的一部分而形成，其中第一大致环形的过渡部分12用作大致平坦的圆形底部71和环形壁部分14之间的过渡或圆角区域，并且其中第二大致环形过渡部分16用作环形壁部分14与片材22的未成形部分的大致平坦的轮廓或一个或多个邻接成形的截头半球形凸起42_FH的第二环形过渡部分16之间的过渡或圆角区域。

如图7A-图7B和图12A-图12C所示，每个大致棱锥形的凸起42_P可以包括三个、四个、五个或六个大致三角形的侧部部分50，它们通常在顶点或峰57处相交。这些大致三角形的侧部部分50中的每一个具有相应的底边52和两个相应的侧边55。大致棱锥形凸起42_P可以彼此邻接地布置，使得这样的凸起42_P的相邻对在每对之间具有共同的共享底边52_S；也就是说，一对相邻凸起42_P中的一个大致棱锥形凸起42_P的底边中的一个52与该对中的另一个大致棱锥形凸起42_P的底边52相同。例如，注意图7A中所示的三个凸起42_P，其也用附图标记46，48和49标记。这里，中间凸起46和左凸起48共享共同的底边52_S，而中间凸起46和右凸起49共享另一个不同的共同的底边52_S。因此，每个大致棱锥形的凸起42_P的底边52中的至少一个可以与至少一个相邻的大致棱锥形的凸起42_P的第二底边52大致邻接。注意，由于制造/凸起工艺，相邻三角形侧部部分50之间的一些侧边55和/或三角形侧部部分50与片材22的相邻未成形部分之间的一些底边52可在它们之间具有过渡部分，而不是突然的折叠部。因此，每个底边52可包括底边过渡部分51，并且每个侧边55可包括侧边过渡部分53。

如图9A-图9B和图12D-图12F所示，每个大致截头棱锥形凸起42_FP可以包括三个、四个、五个或六个大致等腰梯形的侧部部分67，每个在大致平坦的底部69处相交和毗邻。这些大致等腰梯形的侧部部分67中的每一个具有相应的底边25、两个相应的侧边27和大致平行于相应的底边25的相应的底边29。大致截头棱锥形凸起42_FP可以彼此邻接地布置，使得这样的凸起42_FP的相邻对在每对之间具有共同的共享底边25S；也就是说，一对相邻凸起42_FP中的一个大致截头棱锥形凸起42_FP的底边中的一个25与该对中的另一个大致截头棱锥形凸起42_FP的底边25相同。例如，注意由图9A中的虚线包围的三个凸起42_FP。这里，中间凸起42_FP和顶部凸起42_FP共享共同的底边25_S，而中间凸起42_FP和底部凸起42_FP共享另一个不同的共同的底边25_S。因此，每个大致截头棱锥形凸起42_FP的底边25中的至少一个可以与至少一个相邻的大致截头棱锥形凸起42_FP的第二底边25大致邻接。

图10A-图10B示出了利用大致德耳塔(Δ)成形的凸起42_Δ的片材22的两种不同构造的透视图。这些凸起42_Δ中的每一个具有围绕大致非凸起的中间区域65的三个凸出的腿部或底边60。（如这里所使用的，“凸出的”意味着从片材22的底表面26的平面向外突出，并且“非凸出的”可以意味着不从底表面26的平面向外突出或者不向外突出达三个凸出的腿部/底边60突出的程度）每个凸起42_Δ的三个腿部60形成具有三个顶点66的三角形。所有三个腿部60可以可选地制成相同的长度，使得凸起42_Δ具有等边三角形的形状。凸起42_Δ可以布置成形成明显的“雪花”图案，其中每个雪花由全部共享公共顶点66的六个德耳塔(Δ)成形的凸起42_Δ组成。在该“雪花”构造中，每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起42_Δ的腿部/底边60可以与相邻的大致德耳塔(Δ)成形的凸起42_Δ的第二腿部/底边61大致邻接。例如，如图10B中所示，由顶点Q、R和S限定的第一凸起59具有在顶点R和S之间的腿部/底边60，并且由顶点R、S和T限定的相邻凸起63也具有在顶点R和S之间的腿部/底边61，其中这两个腿部/底边60，61彼此邻接（即，接触）。这两个腿部/底边60，61可以彼此平行并排放置，或者（如图10B中所示）它们可以合并成看起来是单个腿部/底边。（换句话说，两个凸起59、63可以共享限定在顶点R和S之间的共同的腿部/底边60、61）。

大致德耳塔（Δ）成形的凸起42_Δ的一个或多个顶点66可以包括从其向外延伸的一个或多个凸块62。类似地，每个雪花图案可以包括六个外围顶点66，并且一个或多个凸块62可以从这些顶点66中的一个或多个向外延伸。每个凸块62可以采取隆起物或短线段的形式，该隆起物或短线段看起来是邻接的凸出腿部/底边60的延伸部。大致半球形的凸起42_H或大致截头半球形的凸起42_FH可以设置在每个大致德耳塔（Δ）成形的凸起42_Δ的一个或多个顶点66处。设置在顶点66处的这种凸起42_H、42_FH的高度（即，它们从片材22的底表面26的平面向外延伸的距离）可以可选地大于凸出的腿部/底边60的高度。

图11A-图11B分别示出了具有大致西格玛(Σ)成型的凸起42_Σ的片材22的透视图和截面图。如图中所见，这些凸起42_Σ可具有总体“帽状”形状，其中两个凸出的脊部56从片材22的底表面26向外突出，并且较不凸出的中间部分58设置在两个脊部56之间。如图中所示，这些凸起42_Σ可以彼此分离并以直线行对准。替代性地，它们可以不以直线行对准，并且可以沿着不同的（包括随机化的）方向定向。

注意，图8A示出了两种不同尺寸的大致截头半球形凸起42_FH，并且图9A示出了两种不同尺寸的大致截头棱锥形凸起42_FP。这些图示出了对于任何给定的盖20，凸起42的尺寸可以变化。还要注意，盖20还可以包括多于一种类型或形状的凸起42。例如，盖20可以包括其上的大致半球形凸起42_H，大致截头半球形凸起42_FH和大致截头棱锥形凸起42_FP。凸起42的尺寸和类型/形状之间的这种变化（以及间隔，布置等之间的变化）可以跨盖26的底表面26以及在盖20的一个或多个未支撑区域36内发生。

如上所述，金属合金、片材厚度31和凸起形状、尺寸和布置的选定组合有效地在平面内消散大部分机械脉冲的动能，从而使片材22的正交偏转41最小化。在一个这样的有效组合中，用于片材22的金属可以是屈服强度为至少900MPa的铁合金，其中机械脉冲动能的上述“大部分”为其至少9%（例如，机械脉冲85J的至少9%）。在另一种有效组合中，用于片材22的金属可以是屈服强度为至少300MPa的铝合金，其中上述大部分是机械脉冲动能的至少12%。指定的铁和铝合金的分别为9%和12%的这些最小值源自以下观察：(i)机械脉冲的动能转化为变形的最小百分比应当为至少30%（对于铁和铝合金两者），和(ii)在转化为变形的动能中，由于平面内的应变而导致的该最小百分比对于铁合金应当为至少30%和对于铝合金应当为至少40%。将这两个百分比相乘得到针对铁基合金的30%×30%（即9%）的最小值，针对铝合金的30%×40%（即12%）最小值。在不存在指定百分比（例如，如在上述9%和12%）的情况下，机械脉冲的动能的“大部分”可以被解释为其至少9%。

金属合金、片材厚度31和凸起形状、尺寸和布置的各种组合已经证明了如本文所述的用于限制正交偏转41的有效性。在一个这样的构造中，用于片材22的金属可以是屈服强度为至少900MPa的铁合金，标称厚度31可以是1.0至1.5mm，并且多个凸起42中的每一个可以是大致棱锥形成形的42_P或大致截头棱锥形成形的42_FP。在另一构造中，金属可以是屈服强度为至少250MPa并且应变硬化指数为0.15至0.80的铁合金，标称厚度31可以是1.5至2.5mm，并且多个凸起42中的每一个可以是大致半球形成形的42_H或大致截头半球形成形的42_FH。并且在又一种构造中，金属可以是屈服强度为至少200MPa的铝合金，标称厚度可以是1.5至2.5mm，并且多个凸起中的每一个可以是大致棱锥形成形的，大致西格玛(Σ)成型的或大致德耳塔(Δ)成形的。

如图2B中所示，根据本公开的能量消散系统10包括对机械脉冲13敏感的部件11，以及设置成覆盖部件11的能量消散盖20。在能量消散系统10中，部件11可以是电池、发动机部件、传动部件或排气部件，并且能量消散盖20可以如之前在上文所述的，其中片材22的顶表面24面向部件11。

图13示出了根据本公开的在金属片材22中形成凸起42的方法100的流程图，并且图15A-图15D示出了用于执行方法100的装置80和步骤序列。在框110处，方法100开始。在框120处，将片材22放置在阴模84的第一表面82上，其中第一表面82具有布置在其上的多个凸起腔86。在框130处，在片材22上的与多个凸起腔86的选择部或子集90的相应位置89对应的一个或多个位点88处感应加热片材22。在框140处，阳模91定位在片材22和阴模84上方，其中阳模91具有一个或多个凸起突出部92，其在尺寸、形状和布置上对应于凸起腔86的选择部90，使得一个或多个凸起突出部92设置成与多个凸起腔86的选择部90对齐。在框150处，用一个或多个凸起突出部92在一个或多个位点88处按压片材22，以便在片材22中形成凸起42。并且在框160处，方法100结束或终止。

在该方法100中，金属可以是屈服强度为至少900MPa的铁合金，应变硬化指数为至少0.15的铁合金，或屈服强度为至少200MPa的铝合金。同样在该方法100中，凸起腔86和突出部92可被构造成在片材22中产生凸起42，所述凸起42为大致半球形42_H，大致棱锥形42_P，大致德耳塔(Δ)成形的42_Δ，大致截头半球形42_FH，大致截头棱锥形42_FP或大致西格玛(Σ)成型的42_Σ。在方法100中，凸起腔86的选择部90可以小于多个凸起腔86的整体93，或者其可以是凸起腔86的整体93。

图15A-图15D示出了用于使用装置80来执行方法100的连续步骤。使用装置80，在一个或多个位点88处感应加热片材22的步骤（框130）可以通过将线圈94放置在一个或多个位点88附近并使电流95通过线圈94来执行。用于在金属片材22（例如，屈服强度为至少900MPa的铁合金，应变硬化指数为至少0.15的铁合金或屈服强度为至少200MPa的铝合金）中形成凸起42的装置80包括：(i)阴模84，其具有第一表面82和形成在第一表面82上的多个凸起腔86；和(ii)阳模91，其具有在尺寸、形状和布置上对应于多个凸起腔86的选择部90的一个或多个凸起突出部92。阳模91被构造成用于在第一位置96和第二位置97之间移动，在第一位置96中，一个或多个凸起突出部92设置成远离第一表面82，在第二位置97中，一个或多个凸起突出部92设置成接近凸起腔86的选择部90并且与凸起腔86的选择部90对齐。装置80还包括：(iii)线圈94，其被构造为用于在第三位置98和第四位置99之间移动，在第三位置98中，线圈94被设置为远离第一表面82，在第四位置99中，线圈94被设置为靠近凸起腔86的选择部90并且与凸起腔86的选择部90对齐。当处于第四位置99中时，线圈94可用电流95通电，以便当片材22插置在线圈94和阴模84之间时感应地加热片材22。

图15A示出了设置在阴模84的第一表面82上方的片材22，其中阳模91设置在第一位置96中并且线圈94设置在第三位置98中（即，阳模91和线圈94都远离第一表面82设置）。接下来，图15B示出了线圈94被移动到第四位置99，在第四位置99中，线圈94被设置成靠近片材22的顶表面24（并且靠近阴模84的第一表面82），并且与凸起腔86的选择部或子集90对齐或对准。接下来，图15C示出阳模91被移动到第二位置97，在该第二位置中，凸起突出部92延伸穿过线圈平面94’并在片材22中形成凸起42。最后，图15D示出了阳模91远离片材22缩回，诸如在第一位置96中。在这样形成一个或多个凸起42的选择部90的情况下，线圈94可以移动或转位到对应于待形成的凸起42的下一选择部或子集90的下一位点88。

图16A示出了用于在图16B的片材22中的选定位点88处形成凸起42的阳模91的示意性下侧或仰视图，并且图16C示出了用于在图16B的片材22中形成凸起42的对应的阴模84的示意性俯视图。阳模91具有位于阳模91的面75上的相应点73处并从相应点73延伸的一个或多个凸起突出部92，其中图16A所示的示例性阳模91具有总共十二个凸起突出部92。这些凸起突出部92使用希腊字母的十二个选定小写字母标记：阿尔法(α）、贝塔(β)、泽塔(ζ)、德耳塔(δ)、伊普西隆(ε)、弗爱()、伽玛(γ)、伊塔(η)、艾欧他(ι)、克西(ξ)、卡帕(κ)和兰姆达(λ)。阴模84具有一个或多个凸起腔86，其中图16C中所示的示例性阴模84具有总共十二个凸起腔86。这些凸起腔86中的每一个在阴模84上具有相应的位置89，其中位置89使用英文字母的前十二个大写字母来标记：A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K和L。片材22具有限定在片材22的顶表面24上的一个或多个位点88，其中图16B中所示的示例性片材22具有总共十二个位点88。使用英文字母的前十二个小写字母标记这些位点88：a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k和l。凸起突出部92的点75、片材22上的凸起42的位点88和凸起腔86的位置89可以彼此对应并相互对准，如图16A-图16C中和以下表1中所示。

表1

点、位点和位置之间的对准（图16A-图16C)

阳模91上的凸起突出部92的点75

α

β

ζ

δ

ε

φ

γ

η

ι

ξ

κ

λ

片材22上的凸起42的位点88

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

L

阴模84上的凸起腔86的位置89

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

在图16A-图16C中，示出了在阳模91上具有十二个凸起突出部92和在阴模84上具有十二个凸起腔86的布置，其能够针对阳模91和阴模84之间的单次接合在片材22的选定部分23内产生十二个凸起42。（这里，“接合”是指两个模具91、84合在一起以在插置的片材22中产生凸起42，如图15A-图15D中所示）然而，一些片材22可具有多个选定部分23，从而需要模具91、84之间的多个接合。此外，一些选定部分23可能在其中需要少于十二个凸起42。为此，如图19A-图19B中所示，一个或多个凸起突出部92中的每一个可以固定到相应的细长构件77，其中每个细长构件77在形成于阳模91中的相应通道79内在缩回位置85和延伸位置87之间可滑动地移动。每个细长构件77可以是可独立致动的，使得细长构件77的整个集合的一些子集或选择部可以被致动，而其他细长构件77不被致动。这种致动可以通过气动压力，液压压力，电螺线管等来实现。虽然图19A-图19B示出了仅具有单个细长构件77和凸起突出部92的阳模91，但这仅是为了说明的目的，并且阳模91可以构造有任何数量和布置的细长构件77和凸起突出部92。

图17和图18示出了两个示例，其示出了阳模91和对应的阴模84（未示出）可以如何经历多个连续的接合以在片材22中产生多组连续的凸起42，并且甚至可以产生在模具91、84的每次接合中产生的凸起42的布置方面彼此不同的组。图17示出了具有以“矩形”布置排列的四个凸起突出部92的阳模91，所述凸起突出部用小写希腊字母缪(μ)，纽(ν)，欧米克隆(ο)和派(π)标记，以及具有六个选定部分23的片材22，全部具有相同的“矩形”布置，每个“矩形”布置具有四个位点88，用小写英文字母m、n、o和p标记。阳模91和阴模84可以第一次接合以在片材22的第一选定部分23₁内产生第一组凸起42。然后，片材22和/或模具91、84可以移动或转位，使得模具91、84分别定位在片材22的第二选定部分23₂的上方和下方，于是模具91、84可以第二次接合以在第二选定部分23₂内产生第二组凸起42。可以重复该过程以在第三至第六选定部分23₃、23₄、23₅、23₆中产生凸起42。

图18示出了具有以“交错”布置排列的五个凸起92的阳模91，所述凸起用小写希腊字母柔(ρ)、西格玛(σ)、陶(τ)、凯(χ)和欧米伽(ω)标记，以及具有涉及位点88的各种不同布置的多个选定部分23的片材22。在该构造中，五个凸起突出部92中的每一个可以独立地被致动，使得模具91、84的连续接合可以利用凸起突出部92的连续不同的致动。例如，模具91、84的第一接合可以致动所有五个凸起突出部92，从而在用小写英文字母r、s、t、x和z标记的位点88处产生初始的一组五个凸起42。片材和/或模具91、84然后可以被移动或转位以准备产生用数字“1”标记的下一组三个凸起42，由此仅凸起突出部92柔(ρ)、陶(τ)和凯(χ)被致动。片材和/或模具91、84然后可以再次被移动或转位，并且再次仅凸起突出部92柔(ρ)、陶(τ)和凯(χ)被致动，以产生用数字“2”标记的下一组三个凸起42，并且再次重复该过程以产生用数字“3”标记的下一组三个凸起42。片材和/或模具91、84然后可以被移动或转位以准备在标记有数字“4”的位点88处产生下一组两个凸起42，由此仅凸起突出部92柔(ρ)和凯(χ)被致动。（替代性地，可以致动凸起突出部92西格玛(σ)和欧米伽(ω)。在任一种情况下，阳模91设置成使得适当的一组两个凸起突出部92定位在标记有数字“4”的位点88上。该过程以用数字“5”至“8”标记的凸起组42继续。注意，生产凸起42的前述序列仅仅是可以使用的许多可能的序列中的一个。

如图15中所示，装置80还可包括控制器81，用于控制阳模91（和/或细长构件77中的选定构件）在第一位置96和第二位置97之间（和/或在缩回位置96和延伸位置87之间）的移动。阳模91可以通过机器人铰接或其他形式的自动或受控移动在这些位置96、97之间（和/或3D空间中的其他位置之间）移动。第二位置97可以是诸如图15C中所示的位置，其中阳模91和/或凸起突出部92按压穿过线圈平面94’以便在片材22中形成凸起，或者其可以是阳模91悬停的位置，其中其凸起突出部92与片材22的顶表面24接触（或与顶表面24稍微间隔开），于是，细长构件77中的选定的细长构件（参见图19）可以被致动以在片材22中形成对应的凸起42。装置80还可以包括控制器83，用于利用电流95使线圈94通电并且用于控制线圈94在第三位置98和第四位置99之间的移动。使线圈94通电、移动线圈94和移动阳模91的功能可以组合成一个或多个控制器或在一个或多个控制器之间分配。

线圈94可以被构造成位于线圈平面94’内的平面布置。例如，线圈94可以是单圈线或多个同心圆线，其中线圈94设置在平坦平面内。线圈94可以包括多个独立的环或线圈（未示出），并且当线圈94靠近片材22设置时，这些独立的环或线圈中的所选择的环或线圈可以被激活，以便感应地加热片材22上的对应/靠近位点88。当线圈94处于第四位置99中时，线圈94可以定向成使得线圈平面94’大致平行于第一表面82。如图15C中所示，当阳模91和线圈94分别设置在第二位置97和第四位置99中时，一个或多个凸起突出部92可以延伸穿过线圈平面94’。线圈94可以被通电以在片材22上的一个或多个所选位点88处产生片材22的局部和快速加热（例如，在小于0.5秒内）。

图14和图20分别示出了根据本公开的用于在金属片材22（例如，屈服强度为至少900MPa的铁合金，应变硬化指数为至少0.15的铁合金或屈服强度为至少200MPa的铝合金）中形成凸起42的替代方法200和装置300。方法200包括以下步骤。在框210处，方法200开始；例如，可以如图20A所示呈现用于执行方法200的装置300。在框220处，将片材22放置在模具84（诸如图20B所示的阴模84）的第一表面82上。模具84的第一表面82具有布置在其上的多个凸起腔86，并且片材22具有与第一表面82接触的底表面26和其上形成有烧蚀或可蒸发涂层304的顶表面24。图20A示出了用下标标记的三个腔86；即86₁、86₂和86₃。这三个腔86₁、86₂和86₃可以共同地被视为腔86的整体93，其中任何一个腔86或腔86的整体93的子集被视为腔86的整体93的选择部90。（例如，86₁将是整体93的选择部90）单独腔86₁、86₂和86₃中的每一个在模具84的第一表面82上具有相应的位置89₁、89₂、89₃，并且片材22在其上具有相应的位点88₁、88₂、88₃，该位点88₁、88₂、88₃对应于将在其上形成凸起42的位置。

烧蚀涂层304可以由能够吸收来自给定波长的激光束302的能量的材料制成；例如，该材料可以是黑漆。在框230处(并且如图20B-图20C中所示)，激光束302在片材22的顶表面24上的一个或多个位点88处被引导至烧蚀涂层304处，所述位点对应于模具84的第一表面82上的多个凸起腔86的选择部90的相应位置89。这样做是为了局部地烧蚀或蒸发在一个或多个位点88处的烧蚀涂层304(如图20D中所示)，从而将一个或多个位点88处的烧蚀涂层304变成等离子体306，并且在一个或多个位点88中的每一个处引起等离子体压力冲击波308，并且将片材22压入凸起腔86的选择部90中。并且在框240处，方法200结束或终止。

激光束302可以通过红外透明板314(如图20B中所示)或通过冷却剂流312(如图20C中所示)或通过这两者而被引导至烧蚀涂层304处。冷却剂312可以是水，并且红外透明板314可以由蓝宝石或其他红外透明材料制成。冷却剂流312或红外透明板314可以被设置成与烧蚀涂层304覆盖接触(例如，覆盖烧蚀涂层304并与烧蚀涂层304接触)。注意，虽然图20B-图20D示出了激光束302仅被引导至烧蚀涂层304的一个位点88处，但这仅是出于说明的目的，因为激光束302可以替代地一次被引导至多个位点88处。此外，虽然图20A-图20C示出了烧蚀涂层304的多个单独分立位点88，但是注意，图20D示出了跨越片材22的顶表面24的大区域施加的烧蚀涂层304的替代方案。

激光束302可以具有800至1500纳米的波长。对于许多烧蚀涂层304(例如，黑漆)，该波长范围对于快速烧蚀或蒸发涂层材料是有效的。例如，激光束302可由具有1.5kW的最大标称功率输出的激光器301产生，并且激光束302可被引导在烧蚀涂层304处达小于0.5秒。

图20A-图20D(特别是图20B-图20C)示出了用于执行上述替代方法200(即，在金属片材22中形成凸起42，片材22具有其上带有烧蚀涂层304的顶表面24和与顶表面24相对的底表面26)的示例性装置300。装置300包括：(i)模具84，其具有第一表面82和形成在第一表面82上的多个凸起腔86，其中第一表面82被构造成支撑片材22的底表面26；(ii)激光器301，其被设置在第一表面82之上并且被构造用于将激光束302引导到多个凸起腔42中的选择部90的一个或多个位置89处；以及(iii)冷却剂流312和红外透明板314中的至少一种，其被构造成当片材22的底表面26被支撑在第一表面82上时被构造成与烧蚀涂层304覆盖接触。装置300还可以包括分束器316，用于将来自激光器301的单个激光束分成两个或更多个分开的激光束318(其中之一在图20D中示出)。冷却剂流312和/或红外透明板314可以设置在激光器301与模具84的第一表面82之间，并且一个或多个激光束302、318可以被引导通过冷却剂流312和/或红外透明板314。装置300可进一步包括用于容纳冷却剂流312的容器310。该容器310可以是封闭的，并且可选地被加压，或者它可以向大气敞开。

注意，上述方法100、200和装置80、300可特别好地适于在上述金属片材22中形成凸起42，以及适于制造如本文所述的能量消散盖20和能量消散系统10。在这些方法100、200和装置80、300中用于片材22的金属可以是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15应变硬化指数的铁合金、或具有至少200MPa屈服强度的铝合金)，其中标称片材厚度不超过2.5mm。由这些方法100、200和装置80、300中的每一种在片材22中形成的凸起42的形状、尺寸和布置可使得片材22由于85J的机械脉冲13(沿法线方向被引导至片材22的底表面26并引导至凸起42)而导致的正交偏转41被限制为不超过12mm。金属片材22可以通过轧制或辊式供给而供给到前述装置80、300中和/或在其中转位。此外，用于形成凸起42的方法100、200和装置80、300可以包括用于热冲压（也称为压制硬化或热压成形）的步骤和/或装置；替代地，方法100、200和装置80、300可以结合到用于热冲压的过程和装置中。在任何情况下，凸起42可以一次一个地形成，以一次两个或更多个的组形成，或者在整个片材22上一次全部形成。此外，注意，虽然片材22可以具有起始标称厚度31，但是由装置80、300和方法100、200形成的凸起42可以由于制造过程中涉及的力和压力而具有不同的厚度。还要注意的是，感应加热方法100中的阳模91和/或其凸起突出部92可以是水冷的，或者替代地，其温度保持均匀地低于室温。

以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。虽然已经呈现了各种具体实施例，但是本领域技术人员将认识到，可以在权利要求的精神和范围内以各种修改来实践本公开。虽然本文所述的材料的尺寸和类型旨在是说明性的，但它们决不是限制性的，而是示例性实施例，除非另有说明。在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等的使用仅用作标签，并且不旨在对其对象施加数字或位置要求。如本文所使用的，短语“A和B中的至少一个”以及短语“A和/或B”均应理解为意指“仅A、仅B或A和B两者”。此外，除非明确地相反陈述，否则“包括”或“具有”带特定性质的一个元件或多个元件的实施例可以包括不具有该性质的附加的这样的元件。并且当诸如“基本上”和“大致”的广泛描述的副词在本文中用于修饰形容词时，这些副词意味着“大部分”、“在很大程度上”和/或“在很大程度上”，并且不一定意味着“完美地”、“彻底地”、“严格地”或“完全地”。另外，词语“接近”在本文中可用于描述对象或其部分相对于另一对象或其部分的位置，和/或描述两个对象或其相应部分相对于彼此的位置关系，且可意指“接近”、“邻近”、“邻近于”、“靠近于”、“在…附近”，“在…处”等。

本书面描述使用包括最佳模式的示例，以使本领域技术人员能够制造和使用根据本公开的装置、系统和物质组合物，并执行根据本公开的方法。包括等同物的以下权利要求限定了本公开的范围。

Claims (20)

1.一种用于覆盖对机械脉冲敏感的部件的能量消散盖，包括：

金属的片材，所述金属选自具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述片材限定平面内方向和正交的平面外方向并且具有顶表面、底表面、外周边、在所述外周边内的总区域和不超过2.5mm的标称厚度，其中所述片材被构造用于在所述外周边内的多个连接点处与一个或多个外部结构连接，其中所述总区域包括多个支撑区域和不与任何所述支撑区域重叠的至少一个未支撑区域，其中所述支撑区域中的每一个沿着所述外周边延伸、围绕所述多个连接点中的至少一个、围绕形成于所述片材中的一个或多个折叠部、和/或围绕附接到所述片材的一个或多个加强件；以及

多个凸起，所述多个凸起形成在所述至少一个未支撑区域内并从所述底表面向外延伸，其中所述凸起被成形、定尺寸并布置成有效地将所述片材由于机械脉冲而导致的正交偏转限制到不超过12mm，其中所述机械脉冲在所述多个凸起处垂直于所述片材的所述底表面被引导，并且具有85J的动能和不超过10ms的持续时间。

2.根据权利要求1所述的能量消散盖，其中，所述凸起中的每个是大致半球形凸起、大致棱锥形凸起、大致德耳塔(Δ)成形的凸起、大致截头半球形凸起、大致截头棱锥形凸起和大致西格玛(Σ)成型的凸起中的一种。

3.根据权利要求1所述的能量消散盖，其中，所述凸起的形状、尺寸和布置有效用于在平面内消散所述机械脉冲的动能的大部分。

4.根据权利要求3所述的能量消散盖，其中，所述金属是铁合金和铝合金中的一种，所述铁合金具有至少900MPa的屈服强度且所述大部分为至少9％，所述铝合金具有至少300MPa的屈服强度且所述大部分为至少12％。

5.根据权利要求2所述的能量消散盖，其中，每个大致棱锥形凸起包括三个、四个、五个或六个大致三角形侧部部分，并且每个大致截头棱锥形的凸起包括三个、四个、五个或六个大致等腰梯形成形的侧部部分，并且其中每个大致棱锥形或大致截头棱锥形凸起的底边与相邻的大致棱锥形或大致截头棱锥形凸起的第二底边大致邻接。

6.根据权利要求2所述的能量消散盖，其中，每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起的腿部与相邻的大致德耳塔(Δ)成形的凸起的第二腿部大致邻接。

7.根据权利要求6所述的能量消散盖，还包括设置在每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起的每个顶点处的相应的大致半球形凸起或大致截头半球形凸起。

8.根据权利要求2所述的能量消散盖，其中，所述多个凸起中的每一个都是大致半球形成形的、大致截头半球形成形的或大致西格玛(Σ)成型的，并且所述凸起彼此间隔开。

9.根据权利要求1所述的能量消散盖，其中所述能量消散盖是滑板、电池托盘底部片材和电池舱侧壁中的一个，并且对机械脉冲敏感的部件是电池、发动机部件、传动部件和排气部件中的一个。

10.根据权利要求1所述的能量消散盖，其中：

所述金属是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金，所述标称厚度为1.0至1.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致棱锥形成形或大致截头棱锥形成形的；或

所述金属是具有至少250MPa的屈服强度和0.15至0.80的应变硬化指数的铁合金，所述标称厚度为1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致半球形成形的或大致截头半球形成形的；或

所述金属是具有至少200MPa的屈服强度铝合金，所述标称厚度为1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致棱锥形成形的、大致西格玛(Σ)成型的或大致德耳塔(Δ)成形的。

11.一种能量消散系统，包括：

对机械脉冲敏感的部件，所述部件包括电池、发动机部件、传动部件和排气部件中的一个；以及

设置成覆盖所述部件的能量消散盖，所述能量消散盖包括：

金属的片材，所述金属选自具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述片材限定平面内方向和正交的平面外方向并且具有面向所述部件的顶表面、底表面、外周边、在所述外周边内的总区域和不超过2.5mm的标称厚度，其中所述片材被构造用于在所述外周边内的多个连接点处与一个或多个外部结构连接，其中所述总区域包括多个支撑区域和不与任何所述支撑区域重叠的至少一个未支撑区域，其中所述支撑区域中的每一个沿着所述外周边延伸、围绕所述多个连接点中的至少一个、围绕形成于所述片材中的一个或多个折叠部、和/或围绕附接到所述片材的一个或多个加强件；以及

多个凸起，所述多个凸起形成在所述至少一个未支撑区域内并从所述底表面向外延伸，其中所述凸起被成形、定尺寸并布置成有效地在平面内消散85J的具有不超过10ms的持续时间的机械脉冲的动能的大部分，并且将所述片材由于所述机械脉冲而导致的正交偏转限制为不超过12mm，所述机械脉冲在所述多个凸起处垂直于所述片材的所述底表面被引导；

其中，所述多个凸起中的每一个为大致半球形成形的、大致棱锥形成形的、大致德耳塔(Δ)成形的、大致截头半球形成形的、大致截头棱锥形成形的或大致西格玛(Σ)成型的。

12.根据权利要求11所述的能量消散系统，其中，所述金属是铁合金和铝合金中的一种，所述铁合金具有至少900MPa的屈服强度且所述大部分是至少9％，所述铝合金具有至少300MPa的屈服强度且所述大部分是至少12％。

13.根据权利要求11所述的能量消散系统，其中：

每个大致半球形成形的、大致截头半球形成形的或大致西格玛(Σ)成型的凸起与每个其他凸起间隔开；以及

每个大致棱锥形成形的凸起包括三个、四个、五个或六个三角形侧部部分，并且每个大致截头棱锥形成形的凸起包括三个、四个、五个或六个等腰梯形侧部部分，其中每个大致棱锥形成形的、大致截头棱锥形成形的或大致德耳塔(Δ)成形的凸起的底边与相邻的大致棱锥形成形的、大致截头棱锥形成形的或大致德耳塔(Δ)成形的凸起的第二底边大致邻接。

14.根据权利要求11所述的能量消散系统，还包括设置在每个大致德耳塔(Δ)成形的凸起的每个顶点处的相应的大致半球形凸起或大致截头半球形凸起。

15.根据权利要求11所述的能量消散系统，其中：

所述金属是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金，所述标称厚度为1.0至1.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致棱锥形成形或大致截头棱锥形成形的；或

所述金属是具有至少250MPa的屈服强度和0.15至0.80的应变硬化指数的铁合金，所述标称厚度为1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致半球形成形的或大致截头半球形成形的；或

所述金属是具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述标称厚度为1.5至2.5mm，并且所述多个凸起中的每一个为大致棱锥形成形的、大致西格玛(Σ)成型的或大致德耳塔(Δ)成形的。

16.一种在金属的片材上形成凸起的方法，所述金属选自具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金，所述片材限定平面内方向和正交的平面外方向并且具有顶表面、底表面、外周边、在所述外周边内的总区域和不超过2.5mm的标称厚度，其中所述片材被构造用于在所述外周边内的多个连接点处与一个或多个外部结构连接，其中所述总区域包括多个支撑区域和不与任何所述支撑区域重叠的至少一个未支撑区域，其中所述支撑区域中的每一个沿着所述外周边延伸、围绕所述多个连接点中的至少一个、围绕形成于所述片材中的一个或多个折叠部、和/或围绕附接到所述片材的一个或多个加强件，所述方法包括：

将所述片材放置在阴模的第一表面上，所述第一表面具有布置在其上的多个凸起腔；

在所述片材上的一个或多个位点感应加热所述片材，所述一个或多个位点对应于所述多个凸起腔中的选择部的相应位置；

将阳模定位在所述片材和所述阴模上方，其中所述阳模具有一个或多个凸起突出部，所述凸起突出部在尺寸、形状和布置上对应于凸起腔的选择部，使得所述一个或多个凸起突出部与所述多个凸起腔的选择部对齐地设置；以及

在所述一个或多个位点处用所述一个或多个凸起突出部压制所述片材，以便在所述片材中形成所述多个凸起，其中所述多个凸起形成在所述至少一个未支撑区域内并从所述底表面向外延伸，其中所述凸起被成形、定尺寸并布置成有效地将所述片材由于机械脉冲而导致的正交偏转限制到不超过12mm，其中所述机械脉冲在所述多个凸起处垂直于所述片材的所述底表面被引导，并且具有85J的动能和不超过10ms的持续时间。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述金属是具有至少900MPa的屈服强度的铁合金、具有至少0.15的应变硬化指数的铁合金和具有至少200MPa的屈服强度的铝合金中的一种。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述凸起腔和突出部被构造为在所述片材中产生凸起，所述凸起为大致半球形、大致棱锥形、大致德耳塔(Δ)成形、大致截头半球形、大致截头棱锥形或大致西格玛(Σ)成型的。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，凸起腔的选择部少于所述多个凸起腔的全部。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，通过将线圈放置成接近所述一个或多个位点并且使电流通过所述线圈来执行感应加热步骤。