CN114144928A - 用于车辆电池托盘的横向构件 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆电池托盘的横向构件，其配备具有封闭横截面形状的梁，所述梁具有沿着梁的长度与平行侧壁连接的顶壁。加固顶盖沿梁设置，其中顶盖的C形横截面形状具有沿顶壁设置的中心部段，以及焊接到侧壁的顶盖支腿。所述支腿包括偏压梁并焊接到其上的向内倾斜的凸片。所述梁的顶壁和顶盖的中心部段具有对齐的紧固件开口，其沿梁的长度以一定间隔设置并且被配置为接纳将电池模块或托盘盖子中的至少一个固定到横向构件的紧固件。

Description

用于车辆电池托盘的横向构件
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C§119(e)要求于2019年6月4日提交的美国临时专利申请第62/856804号的优先权，此在先申请的公开内容作为本申请的一部分，并通过引用将其全部内容并入本申请中。
技术领域
本公开大体涉及结构构件和梁，并且更具体地涉及例如用于车辆电池托盘或电池箱的车辆横向构件。
背景技术
电动车辆通常设计为将电池模块安置并包装在电池托盘或电池箱内，该电池托盘或电池箱在各种气候和环境下行驶时保护电池免受损坏，并且保护电池免受不同类型的碰撞。车辆电池托盘通常位于车架或车辆子结构的一部分，例如车轴之间及车辆底板附近，这可以将电池的重量分布在车架上，并为车辆建立较低的重心。为了增加电池承载能力并改善电池托盘来自例如侧向碰撞的横向侵入阻力，电池托盘可包括在电池托盘外壳内横向跨越的横向构件支架。
发明内容
本公开提供了一种用于车辆电池托盘的横向构件，例如用于全电动或混合电动车辆。车辆电池托盘的结构可包括横向构件，其横越电池托盘底板或在其上方，并附接到电池托盘的周边壁的内侧。电池模块可以在托盘结构的电池容纳区中设置在横向构件之间，并可以固定在所述横向构件上以保持稳定性。所述电池容纳区也可以用能够附接到横向构件的盖子基本上封闭起来。所述横向构件设计有能够接合并支撑电池模块和/或电池托盘的盖子的一个部位，所述部位同时还提供一个优化宽度，所述宽度不影响电池容纳区中电池模块的可用空间，以及其他必须考虑因素。例如，横向构件的上部可以通过梁的横截面几何形状来加固，例如轧制成形的封闭横截面的梁，其增加了沿梁的上部的材料质量。作为另一个示例，横向构件的上部可以加固，例如使用增加了顶壁材料厚度和总强度的顶盖。顶盖可以通过将向内偏置的凸片焊接到梁的外表面来固定到横向构件上。作为另一个示例，横向构件的上部可以配备有顶壁，其附接到梁侧壁的上边缘，使得顶壁的厚度可以大于侧壁。顶壁和侧壁也可附接在一起，以在沿梁的上部设置的螺纹接纳件的相对侧上形成T形接头。
根据本公开的一个方面，用于车辆电池托盘的横向构件包括具有封闭的横截面形状的梁，所述梁具有沿梁的长度与平行侧壁连接的顶壁。加固的顶盖具有C形的横截面形状，所述C形的横截面形状具有沿梁的顶壁设置的中心部段和从中心部分的相对侧延伸的支腿。支腿附接到梁的侧壁，其中每个支腿包括焊接到侧壁的多个凸片。梁的顶壁和顶盖的中心部段具有沿梁的长度以一定间隔设置的对齐的紧固件开口。在一些实施方式中，多个螺纹接纳件设置在对齐的紧固件开口处，以接合通过紧固件开口插入的紧固件，从而将电池模块或托盘盖子中的至少一个固定到横向构件上。
根据本公开的另一方面，用于车辆电池托盘的横向构件包括梁，所述梁具有沿梁的长度彼此以一定间隔的侧壁。加固顶盖沿梁的上部设置并且横跨在侧壁之间。加固顶盖包括一系列凸片，所述一系列凸片沿梁的长度设置并且从顶盖的中心部段的相对侧向下延伸以附接到梁的侧壁。所述一系列凸片各自单独地焊接到相应的侧壁。加固顶盖包括紧固件开口，所述紧固件开口沿梁的长度以一定间隔延伸穿过顶盖的中心部段。可选地，当加固顶盖的凸片从中心部段向下延伸时，加固顶盖的凸片可以朝向彼此以向内角度延伸，以偏向梁的外表面，从而提供稳定的焊接条件。
根据本公开的另一方面，用于车辆电池托盘的横向构件包括梁，所述梁具有沿梁的长度彼此间隔开的侧壁。顶壁沿梁的长度与侧壁的上边缘连接，其中顶壁具有比侧壁更大的厚度。顶壁包括沿梁的长度以一定间隔设置的紧固件开口。多个螺纹接纳件附接到顶壁、与紧固件开口对齐，并被配置成以螺纹方式接合通过紧固件开口插入的紧固件，以将电池模块或托盘盖子中的至少一个固定到顶壁。多个螺纹接纳件可以设置在侧壁之间，侧壁可以沿梁的长度以恒定间距间隔开。在一些示例中，多个螺纹接纳件至少包括销钉螺母、槽螺母、自攻自锁螺母或焊接螺母中的一个。
在结合附图阅读以下说明书之后，本公开的这些及其他客体、优点、目的和特征将变得显而易见。
附图说明
图1是车辆的侧视图，其示出了电池托盘的位置；
图2是车辆电池托盘的上透视图，其示出了横向构件；
图3是图2所示的横向构件的上透视图；
图3A是图3所示的横向构件的横截面图；
图4是横向构件的上透视图；
图5示出了多个示例性横向构件的横截面图；
图6是图4所示的横向构件的端部的上透视图；
图6A是图6所示的横向构件的端部的俯视图；
图7是横向构件的端部的上透视图；
图7A是图7所示的横向构件的端部的侧视图；
图8是横向构件的端部的侧视图；
图9是横向构件的上透视图；
图9A是图9所示的横向构件的端部的上透视图；
图9B是图9所示的横向构件的横截面图；
图10是横向构件的上透视图；
图10A是图10所示的横向构件的横截面图；
图11是具有焊接螺母的横向构件的横截面图；
图11A是图11所示的焊接螺母的透视图；
图12是具有焊接螺母的横向构件的横截面图；
图13是具有焊接螺母的横向构件的横截面图；
图14A是具有T形槽螺母的横向构件的上透视图；
图14B是图14A所示的横向构件的下透视图；
图14C是图14A所示的横向构件的横截面图；
图14D是图14A所示的横向构件的分解横截面图；
图15A是横向构件的上透视图，其中销钉螺母从梁上分解；以及
图15B是图15A所示的横向构件的上透视图，其中销钉螺母附接到梁上。
具体实施方式
参考附图和其中描述的说明性实施例，提供了车辆电池托盘或结构10以用于支撑和保护电池，例如电池包或电池模块等，其用于为电动或混合动力电动车辆的电动机和其它电气部件提供动力和操作，例如图1所示的由电池供电的电动车辆12(BEV)。电池托盘10可以附接或安装在车辆12的下部或附近，例如在下框架或摇杆轨道处，这也能够使容纳在电池托盘10中的电池位于在车辆12上的中心位置。这种低且居中的位置可以通过与车架上的可能的碰撞位置(例如靠近前后保险杠的区域)间隔开，以避免对电池的损坏和干扰。此外，托盘10的这种悬挂和横跨在车辆12的内部舱室下方的安装位置可以允许大的电池容量，并且可以将电池重量均匀地分配在车架上，并且由于保持在电池托盘10中的电池的相当大的重量，可以为车辆12提供相对低的重心。电池托盘10可以从车辆12的摇杆轨道或其它框架结构分离或拆卸，例如以便更换电池或相关电气部件或对其进行维护。
如图2所示，电池托盘10设置有地板面板14，这形成了电池托盘10的容纳区域的底部。当电池托盘10与车辆12的下部接合时，电池托盘10的地板面板14能够横跨在内部舱室下方、与车辆12内部舱室的底板大致平行，使得电池托盘10的地板面板14能够形成车辆12的底部或最下部底盘表面。电池托盘10还包括周边容纳壁16，所述周边容纳壁围绕地板面板14的边缘设置，以基本上围绕电池托盘10的电池容纳区。周边容纳壁16由至少一个周边加固构件形成，所述周边加固构件沿地板面板14边缘的至少一个部段或一侧延伸，以提供围绕电池容纳区的保护屏障。因此，周边壁16可以是单个梁或被分段成在端部处附接在一起的单独构件或梁。如图2所示，当从上方观察时，周边壁16的外围形状可以是大致矩形或正方形，其中周边壁16的拐角为大约90度。然而，可以设想的是，周边容纳壁和整个电池托盘可形成为各种形状，例如以适应各种车身类型和设计。
如图2所示，地板面板14是大致平面的结构，并且可以包括形成部，其适于提高地板面板14的结构刚度并适于使地板面板14用于托住电池模块。图2所示的地板面板14具有成组的细长凹陷18，其在电池容纳区的部段下方的地板面板14上横向延伸并且其每个直接位于电池模块下方。这种细长凹陷18增加了地板面板14的横向刚度，同时还在电池模块下方提供了空气流动通道。地板面板14沿周边壁16的底表面例如通过焊接、粘合剂或紧固件等还可以具有密封连接。地板面板14和周边壁16之间的密封连接可以用密封剂或密封材料，例如环氧树脂、硅酮密封剂、垫圈材料等加固或补充。
进一步参考图2，电池托盘10具有横向构件20，所述横向构件沿电池托盘的地板面板14或在其上横跨，并且附接在周边壁16的内表面之间。如图2所示，横向构件20可在周边壁16的侧部之间横向延伸，以沿横向构件20通过大致线性的载荷路径传递横向载荷和冲击力，从而防止周边壁16横向内向变形并且进而限制对电池容纳区的破坏。电池模块在托盘结构的电池容纳区中可以设置在横向构件20之间，并可以附接或固定在所述横向构件20上以保持稳定性。所述电池容纳区也可以用能够附接到横向构件20的盖子基本上封闭起来。横向构件20可形成为高度小于或等于周边壁16的高度，使得横向构件20能够用作电池容纳区的部段之间的屏障。
如图3和3A所示，横向构件20可以是具有开放的横截面形状的梁，其能够接合并支撑电池模块和/或电池托盘的盖子。横向构件20的顶壁22大致是平面的并且具有一宽度，该宽度允许沿梁的长度以一定间隔穿过顶壁22形成紧固件开口24。横向构件的梁可以一体地形成，例如滚压成形的板材(即高强度钢合金)或挤压板材(即铝合金)，其中顶壁22可以与梁的侧壁26一体地连接，所述梁的侧壁从顶壁22的相对边缘朝向电池托盘的底板向下延伸。如图3A所示，侧壁26大致是平面的且彼此平行，使得沿梁的长度在侧壁26之间提供大致相等的间隔。每个侧壁26的下端与台阶状部段28一体地连接，所述台阶状部段被配置成例如通过焊接附接到电池托盘10的地板面板14。台阶状部段28还可以提供朝上面向的表面30，其被配置成为支撑存储在电池托盘中的电池模块的一部分。
如图4和6所示，示出了具有封闭的横截面形状的横向构件120的附加示例，其被配置成在梁的顶壁122处支撑电池模块和/或电池托盘的盖子。图4和6中所示的梁的顶壁122通过梁的横截面形状加固，所述横截面形状沿梁的上部130具有增加的宽度。位于梁的上部130下方的下部132的宽度减小，以提供一个优化宽度，其不会影响电池模块在电池容纳区中的可用空间。梁的顶壁122处的增加的宽度也增加了沿梁上部130的材料质量。在梁的上部130和下部132之间的梁的相对侧壁126处的过渡弯曲部134可沿横向构件120的长度提供增加的抗弯刚度，这也允许使用更薄规格的材料，例如高强度钢、铝或其它金属。
取决于横向构件的载荷要求、托盘设计和所需材料，以及其它可想到的因素，横向构件的不同示例可具有各种不同的横截面形状，这些横截面形状例如通过电池模块和盖接合可用于改进横向构件的横向载荷，同时保持狭窄的轮廓，以优化托盘的电池承载能力。例如，如图5所示，可以用滚压成形的板材例如高强度钢形成各种横截面形状，这为各种负载性能提供了选择。
横向构件的轴向端部也可被配置成沿电池托盘的周边壁的内表面一致地附接，使得沿梁的轴向端部的边缘存在恒定接触。这种接触可以用中间焊接或粘接材料，例如密封剂或粘合剂等来进行。对于具有非平行的相对部分的周边壁的电池托盘部段，可以例如用激光切割机切割或修整梁的轴向端部，以使轴向端部的外围边缘与周边壁的相对部分的内表面的形状相对应。如图6和6A所示，横向构件120的梁具有轴向端部，所述轴向端部的边缘形成为一个倾斜部136a，所述倾斜部沿与垂直于梁的纵向范围的竖直平面成角度的竖直平面设置，并形成梁的轴向端部的边缘的另一部分136b。因此，梁的轴向端部可以在一个或多个倾斜的竖直平面处被切割，以便与由轴向端部接合的周边侧壁的表面相对应。
此外，对于不具有竖直或平面的内表面的周边壁的部分，梁的轴向端部也可以或替代地形成有倾斜的或非线性的形状，以使轴向端部的边缘对应于这样的内表面。例如，如图7和7A所示，横向构件220的梁具有轴向端部，所述轴向端部的边缘形成有沿侧向平面设置的上倾斜部分236a，所述侧向平面从垂直于梁的纵向范围的竖直平面向上倾斜。图7A所示的横向构件220的轴向端部边缘还具有沿侧向平面设置的下倾斜部分236b，所述侧向平面从垂直于梁下部的纵向范围的竖直平面向下倾斜。因此，横向构件的轴向端部可以在多个平面中以各种角度和形状被切割或修整，以提供所需的边缘接触并与电池托盘的周边壁接合。
除了切割或修整横向构件的梁轴向端部之外或作为其替代，横向构件可包括端部支架，所述端部支架紧靠电池托盘的周边壁的内表面接合。例如，如图8所示，横向构件320包括垂直于横向构件长度切割的轴向端部，使得端部支架可被附接到梁的侧壁326。示例性的端部支架可以以一定角度和配置朝向周边壁延伸，所述角度和配置以恒定接触的方式配合在周边壁的内表面上。通过将端部支架附接到梁的轴向端部，梁可以在垂直于梁的纵向范围的平面中被切割，这可以在辊轧成型机上在线完成。
如图9至9B所示，横向构件420的另一示例具有由顶盖442加固的上部。顶盖442可相对于梁的顶壁422提供增加的材料厚度，并且可增加梁421的上部的整体强度。如图9A所示，梁421具有封闭的横截面形状，其中顶壁422沿梁421的线性长度与平行的侧壁426连接。图9A所示的梁421的封闭的横截面形状进一步由滚压成形的几何形状限定，其可称为如图5所示的单梁，这提供了具有中空开口的两个相邻管状轮廓，所述中空开口由大致平行于顶壁422的梁的公共中心壁间隔开。利用这种单梁轮廓，上部管状轮廓可以具有比下部管状轮廓更小的中空内部区域，如图9所示，这在梁的上部提供了增加的质量并且增加了沿顶壁422的弯曲强度。然而，可以设想的是，顶盖可以附接到各种类型或形状的横向构件梁上，以增加横向构件沿顶壁的承载能力。
顶盖442可以具有C形横截面形状，其具有沿梁的顶壁422设置的中心部段444和固定在梁的侧壁426上的支腿446。顶盖442的支腿446可以向内倾斜，以将顶盖442安装并固定到横向构件420的梁上，同时允许梁的上部的宽度的尺寸公差变化。为了进一步适应这种公差变化，顶盖442的支腿446在被压到梁上时可向外弯曲，这导致支腿446对梁的侧壁426具有向内的偏置力。如图9B所示，沿顶壁422的相对侧延伸的梁的上部拐角450可包括在拐角450处提供弯曲外表面的弯曲半径。为了将顶盖442安装到梁上，可将顶盖442压到梁的上部，以便支腿446或凸片448的下边缘接触梁的拐角450处的弯曲外表面。当力施加于顶盖442时，梁的弯曲拐角450使顶盖442的支腿446逐渐向外打开，以允许支腿446在拐角450上滑动并沿梁的侧壁426向下滑动。支腿446和/或凸片448的向外弹性弯曲可导致向内偏置的保持，这有助于沿侧壁426提供支腿446或凸片448的边缘的一致接触，这是一种优选的焊接条件。因此，支腿的弯曲运动范围允许梁的宽度的相关公差。
如图9A所示，顶盖442的支腿446可以包括凸片448，其沿支腿446的下边缘以大体一致的间隔隔开。通过将支腿446的下边缘焊接到梁的外表面426，可以将顶盖442固定或附接到横向构件梁。与顶盖的线性下边缘相比，凸片448提供的下边缘起伏提供了更大的可用焊接面积和顶盖442与梁之间的潜在边缘接触。如图9A所示，凸片448具有带圆角的大致矩形形状，使得可以沿凸片448形成焊接部452(即，通过激光焊接或电阻焊接)，例如通过沿凸片448的下边缘部分形成C形焊接部452。梁的外表面上的凸片形状和取向可能不同，或者可能以替代形状提供，以提供所需的焊接部。作为另一示例，如图9B所示，焊接部452a形成在与梁侧壁426接触的凸片448的下边缘处，这是例如由于支腿或凸片的向内角度提供的向内偏压。
如图9A和9B所示，梁的顶壁422和顶盖442的中心部段444具有对齐的紧固件开口454a、454b，这些开口沿横向构件420的线性长度以一定间隔设置。轴向对齐的开口454a、454b被配置为接纳紧固件，所述紧固件将电池模块或托盘盖子中的至少一个固定到横向构件420。紧固件开口454a、454b中的一个或两者可通过预拼接金属板材形成。螺纹接纳件456，例如自攻自锁(SPAC)螺母，可以安装并附接到对齐的紧固件开口454a、454b中的至少一个，这例如在滚压成形之前或在将顶盖连接到梁之前通过拼接工艺附接进行。如图9B所示，螺纹接纳件456被配置成以螺纹方式接合通过紧固件开口插入的紧固件458，以便将电池模块或托盘盖中的至少一个固定到横向构件上。
进一步参考图9B，形成在顶盖442的中心部段444中的上部紧固件开口454a的直径可小于形成在梁的顶壁422中的下部紧固件开口454b的直径。下部紧固件开口454b的较大直径允许开口对齐中存在的公差，因为顶盖442和梁可能与板材中预穿孔的开口一起滚压成形，因此可能需要至少一些公差来一致地对齐开口454a、454b。此外，顶盖442可由比梁更可成形的材料形成，例如1500MPa马氏体钢板材，其能够在中心部段444和支腿446之间的拐角处以1T(材料厚度的1倍)的半径弯曲，这与梁材料相反，梁材料可能只能沿顶壁422以3T(材料厚度的3倍)的半径形成拐角450。由于梁的角弯曲限制，顶盖442的平面上表面可能大于梁的平面上表面，使得螺纹接纳件456可以在不接合梁的情况下接合顶盖442，如图9B所示。
如图10和10A所示，横向构件520的另一示例具有由顶盖542加固的上部，尽管梁没有顶壁。如图10A所示，梁521具有开放的横截面形状，其具有沿梁521的线性长度从梁521的下壁527整体向上延伸的平行侧壁526。图10A所示的梁521的开放的横截面形状为U形，从而顶盖542为反向U形，其与侧壁526的上部接合。顶盖542可以由具有比形成梁541的板材更大的厚度的板材形成，以便在梁的上部提供增加的质量并且增加沿顶盖的弯曲强度。
图10A中所示的顶盖542的反向U形可具有中心部段544和支腿546，该支腿546从中心部段544的相对角整体向下延伸，以附接到梁521的侧壁526。顶盖542的支腿546可在支腿546下边缘附近的向内过渡段529处向内倾斜，以将顶盖542安装并固定到梁521的内部。如图10A所示，为了将顶盖542安装到梁521上，可将顶盖542向下压入到梁521的暴露的上部开口中，以便支腿546的下边缘接触梁521的侧壁526的内表面。当力施加于顶盖542时，顶盖542可向下滑入梁中，直到顶盖542的向内过渡段529接合梁侧壁526的上边缘。支腿546由此产生的向内弹性弯曲能够保持向外偏置，这有助于提供支腿546沿侧壁526的一致接触，这是一种稳定且优选的焊接条件。顶盖542可通过将侧壁526的上边缘焊接至支腿的外表面(例如通过激光焊接或电阻焊接等)来固定至横向构件梁521。
如图10和10A所示，顶盖542可以具有紧固件开口554，其沿横向构件520的线性长度以一定间隔设置。紧固件开口554可在滚压成形顶盖542之前或之后通过预拼接顶盖542的金属板材而形成。螺纹接纳件556，例如自攻自锁(SPAC)螺母，可以安装并附接到每个紧固件开口554，这例如在滚压成形之前或在将顶盖连接到梁之前通过拼接工艺附接进行。如图10A所示，螺纹接纳件556被配置成以螺纹方式接合通过紧固件开口插入的紧固件558，以便将电池模块或托盘盖中的至少一个固定到横向构件上。
如图11所示，横向构件620的另一示例具有梁621，所述梁621沿横向构件620的上部用螺纹接纳件656加固。梁621具有开放的横截面形状，其具有沿梁621的下壁627整体向上延伸的平行侧壁626。图11中所示的梁621的开放的横截面形状大致为U形，由此螺纹接纳件656接合在梁621的侧壁626的上部之间。侧壁626沿梁621的线性长度以恒定间距间隔开，该恒定间距被配置成为在侧壁之间安装螺纹接纳件，例如图11中所示的9.6mm间距。螺纹接纳件656，例如凸片螺母，可以焊接到金属板条的上表面，然后将金属板条放置在梁621的U形横截面的内。然后例如通过使凸片螺母位于所需位置来将金属板条焊接到侧壁626的内表面，从而将侧壁朝向彼此推压而使金属板条和凸片螺母夹紧就位，并沿金属板条的上边缘进行焊接。还可以想到的是，螺纹接纳件可以是其它类型的螺母或类似物。螺纹接纳件656被配置成以螺纹方式接合通过紧固件开口插入到凸片螺母的紧固件，以便将电池模块或托盘盖中的至少一个固定到横向构件上。
同样如图12和13所示，相似横向构件720的另一示例具有梁721，所述梁721由顶盖742加固，所述顶盖沿横梁720的上部设置螺纹接纳件756。图12和13中所示的梁721具有与图11中所示不同的可选开放横截面形状，例如具有从梁721的下壁727整体向上延伸的平行侧壁726a(图12中)和从梁721的下壁727整体向上延伸的对称侧壁726b(图13中)。这些不同的横截面形状可以为横向构件提供不同的抗弯强度，并且可以使不同的电池模块适用于相关联的电池托盘。图12和13中所示的梁721的开放横截面形状大致为U形，由此螺纹接纳件756接合在梁721的侧壁726的上部之间。侧壁726沿梁721的线性长度以恒定间距间隔开，该恒定间距被配置成为在侧壁726a、726b的上部之间安装螺纹接纳件756。
如图12和13所示，顶盖742可以是与侧壁726的上部接合的金属条。顶盖742可以由具有比形成梁721的板材更大的厚度的板材形成，以便在梁的上部提供增加的质量并且增加沿顶盖742的弯曲强度。同样如图12和13所示，顶盖742可具有沿顶盖的线性长度以一定间隔设置的紧固件开口，使得在将顶盖742连接到梁721之前，螺纹接纳件756(例如M5螺母等)可装配并附接到每个紧固件开口。同样地，螺纹接纳件可以是其它类型的螺母或类似物。如图12和13所示，顶盖742相对于侧壁726以大致垂直的方向设置，以便它们可以附接在一起，以在沿梁741上部设置的螺纹接纳件756的相对侧上形成T形接头。因此，顶盖742可以横向延伸超过侧壁726的上边缘，以在顶盖742和侧壁726a、726b之间提供外部可见的焊接部752。
如图14A至14D所示，横向构件820的另一示例具有梁821，所述梁821沿横向构件820的上部用顶盖842加固。梁821具有开放的横截面形状，其具有沿梁821的下壁827整体向上延伸的平行侧壁826，以便一个提供大致的U形。图14A至14D所示的顶盖842是与侧壁826的上部接合的金属条。具体地，如图14C所示，顶盖842的平面范围相对于侧壁826以大致垂直的方向设置，使得侧壁826的上边缘接触顶盖842，以在每个侧壁826处形成T形接头。顶盖842横向延伸超过侧壁826的上边缘，以例如通过激光焊接或电阻焊等在顶盖842和侧壁826之间提供外部可见的焊接部852。顶盖842可以由具有比形成梁841的板材更大的厚度的板材形成，以便在梁821的上部提供增加的质量并且增加沿顶盖842的弯曲强度。
进一步地如图14A至14D所示，顶盖842可具有沿顶盖842的线性长度以一定间隔设置的紧固件开口854，使得在将顶盖842连接到梁821之前，螺纹接纳件856(例如T形槽螺母等)可装配在沿侧壁826的上边缘设置并设置在紧固件开口854下方的槽中。如图14D所示，侧壁826可朝向彼此略微过度弯曲，然后工具860可插入侧壁826之间，以使侧壁826以对应于T形槽螺母856的间距保持间隔开。在侧壁826之间保持间隔的情况下，T形槽螺母856可随后插入侧壁826的上边缘中的槽内。可选地，T形槽螺母856可在侧壁之间的工具安装之前加载到工具上，前提是所述工具的安装也对齐例如在槽处的梁上的螺母。顶盖842可设置在螺母上并抵靠侧壁826的上边缘，以在每个侧壁826处形成T形接头。然后，组装后的梁821、工具860、螺母856和顶盖842能够借助至少一些夹紧力保持在适当位置，以在侧壁826和顶盖842之间形成焊接部852。在焊接之后，可以移除工具860。
如图15A和15B所示，示出了具有封闭的横截面形状的横向构件920的附加示例，其被配置成成在梁的顶壁922处支撑电池模块和/或电池托盘的盖子。图15A中所示的梁的顶壁922通过梁的横截面形状加固，所述横截面形状沿梁的上部930具有增加的材料数量。具体地，图15A所示的梁921的封闭横截面形状具有滚压成形的几何形状，这提供了具有中空开口的两个相邻管状轮廓，所述中空开口由大致平行于顶壁922的梁公共中心壁间隔开。利用这种单梁轮廓，位于上部930的管状轮廓具有比下部管状轮廓更小的中空内部区域，这会在梁的上部提供增加的沿顶壁922的弯曲强度。
进一步地，如图15A和15B所示，设置在梁的上部930处的螺纹接纳件956示出为在梁的侧壁926之间横向延伸的销钉螺母。销钉螺母956具有与沿梁的线性长度以一定间隔设置在顶壁922中的紧固件开口954对齐的螺纹横向开口962。对齐的开口954、962被配置为接纳紧固件，所述紧固件将电池模块或托盘盖子中的至少一个固定到横向构件920。销钉螺母956可以焊接或以其他方式固定到梁921以保持开口954、962的对齐。可选地，除了将销钉螺母固定到梁上之外或作为其替代方案，销钉螺母和/或侧壁中的接纳销钉螺母的侧向开口可以包括防止销钉螺母相对于梁旋转的非圆形结构，使得保持开口的对齐。
本发明公开的横向构件可与不同结构部件的各种应用结合，例如车辆底板框架本身。横向构件还可设计成支撑和承受不同的载荷条件，例如用于支撑某些轴向载荷条件。横向构件的部件的横截面轮廓内的横截面几何形状、材料类型选择和材料厚度可被配置成用于这种特定用途和梁的期望的负载和性能特性，例如梁重量、梁的负载能力、梁的力偏转性能和梁的冲击性能等。
为了本发明公开的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”、“面向内”、“面向外”及其衍生词应与图1中所定向的发明相关。然而，应当理解，本发明可以采取各种替代取向，除非明确地相反规定。还应理解，附图中示出并在本说明书中描述的特定装置和方法只是在所附权利要求中定义的发明概念的示例性实施例。因此，与本发明公开的实施例相关的具体尺寸和其它物理特性不应被认为是限制性的，除非权利要求明确地另有说明。
在不脱离本发明原理的情况下，可以对具体描述的实施例进行改变和修改，本发明的原理仅由根据专利法原理解释的所附权利要求的范围来限定。上文已经以说明性的方式描述了本发明的公开内容，并且应当理解，已经使用的术语旨在具有描述性词语的性质而不是限制性词语的性质。根据上述教导，本发明公开的许多修改和变化是可能的，本发明公开可以通过不同于具体描述的方式实施。

Claims (27)

1.一种用于车辆电池托盘的横向构件，所述横向构件包括：
梁，所述梁具有封闭的横截面形状，并具有沿着所述梁的某长度与平行侧壁连接的顶壁；
加固顶盖，所述加固顶盖具有C形的横截面形状，所述C形的横截面形状包括(i)沿着所述梁的所述顶壁设置的中心部段和(ii)从所述中心部段的相对侧延伸并且附接到所述梁的所述侧壁的支腿，其中所述支腿各自包括焊接到所述侧壁的多个凸片；以及
其中，所述梁的所述顶壁和所述顶盖的所述中心部段具有沿所述梁的所述长度以一定间隔设置的对齐的紧固件开口。
2.根据权利要求1所述的横向构件，还包括多个螺纹接纳件，所述多个螺纹接纳件设置在所述对齐的紧固件开口处，并且被配置为接合通过所述紧固件开口插入的紧固件，从而将电池模块或托盘盖子中的至少一个固定到所述横向构件上。
3.根据权利要求2所述的横向构件，其中，所述侧壁的上部沿所述梁的所述长度以恒定间距间隔开，所述恒定间距的尺寸被设计为将所述螺纹接纳件装配在所述侧壁的上部之间。
4.根据权利要求2所述的横向构件，其中，所述多个螺纹接纳件至少附接至所述顶壁或所述梁的所述侧壁中的一个。
5.根据权利要求1所述的横向构件，其中，所述顶盖的所述支腿的下部朝向彼此向内倾斜，以提供对所述梁的所述侧壁的偏置力。
6.根据权利要求1所述的横向构件，其中，所述顶盖包括在所述中心部段与所述支腿之间的弯曲半径，所述弯曲半径小于所述梁的所述顶壁与所述侧壁之间的弯曲半径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的横向构件，其中，所述梁的所述顶壁和所述侧壁一起形成为单个一体件，并且其中，所述梁的所述顶壁相对于所述梁的所述侧壁以垂直取向设置。
8.一种用于车辆电池托盘的横向构件，所述横向构件包括：
梁，所述梁具有沿所述梁的某长度彼此间隔开的侧壁；
加固顶盖，所述加固顶盖沿所述梁的上部设置并且横跨在所述侧壁之间；
其中，所述加固顶盖包括一系列凸片，所述一系列凸片沿所述梁的所述长度设置并且从所述顶盖的中心部段的相对侧向下延伸以附接到所述梁的所述侧壁；
其中，所述一系列凸片各自单独地焊接到相应的侧壁；以及
其中，所述加固顶盖包括紧固件开口，所述紧固件开口沿所述梁的所述长度以一定间隔延伸穿过所述顶盖的所述中心部段。
9.根据权利要求8所述的横向构件，其中，所述梁包括连接在所述侧壁的上边缘之间的顶壁和连接在所述侧壁的下边缘之间的底壁，以一起提供沿所述梁的所述长度延伸的封闭的横截面形状。
10.根据权利要求9所述的横向构件，其中，所述顶壁包括与所述加固顶盖中的所述紧固件开口对齐的多个开口，并且其中，所述顶壁中的所述多个开口具有比所述紧固件开口更大的直径。
11.根据权利要求9所述的横向构件，其中，所述梁的所述顶壁、所述侧壁和所述底壁一起为由金属板材滚压成形的单个一体件。
12.根据权利要求11所述的横向构件，其中，所述顶盖的所述中心部段的厚度大于所述梁的金属板材的厚度。
13.根据权利要求9所述的横向构件，其中，所述中心部段与所述一系列凸片之间的弯曲部的弯曲半径小于所述梁的所述顶壁与所述侧壁之间的弯曲部的弯曲半径。
14.根据权利要求8所述的横向构件，还包括多个螺纹接纳件，所述多个螺纹接纳件设置在所述加固顶盖处、与所述紧固件开口对准，并且被配置成成以螺纹方式接合通过所述紧固件开口插入的紧固件。
15.根据权利要求14所述的横向构件，其中，所述侧壁沿所述梁的所述长度以恒定间距彼此间隔开，并且其中，所述侧壁之间的所述恒定间距的尺寸被设计为使所述多个螺纹接纳件装配在所述侧壁之间。
16.根据权利要求8-15中任一项所述的横向构件，其中，当所述加固顶盖的凸片从所述中心部段向下延伸时，所述加固顶盖的凸片朝向彼此以向内角度延伸，以偏压所述梁的外表面，从而提供稳定的焊接条件。
17.一种用于车辆电池托盘的横向构件，所述横向构件包括：
梁，所述梁具有沿所述梁的所述长度彼此间隔开的侧壁；
顶壁，所述顶壁沿所述梁的所述长度与所述侧壁的上边缘连接，其中所述顶壁具有比所述侧壁大的厚度，并且其中所述顶壁包括沿所述梁的所述长度以一定间隔设置的紧固件开口；以及
多个螺纹接纳件，所述多个螺纹接纳件附接到所述顶壁、与所述紧固件开口对齐，并被配置成以螺纹方式接合通过所述紧固件开口插入的紧固件，以将电池模块或托盘盖子中的至少一个固定到所述顶壁上。
18.根据权利要求17所述的横向构件，其中，所述多个螺纹接纳件设置在所述侧壁之间，并且其中，所述侧壁沿所述梁的所述长度以恒定间距间隔开，所述恒定间距大致等于所述多个螺纹接纳件的宽度，并且其中，所述多个螺纹接纳件包括销钉螺母、槽螺母、自攻自锁螺母或焊接螺母中的至少一个。
19.根据权利要求17所述的横向构件，其中，所述顶壁包括焊接至所述侧壁的上部的金属条。
20.根据权利要求17所述的横向构件，还包括加固顶盖，所述加固顶盖具有C形的横截面形状，所述C形的横截面形状包括(i)限定所述顶壁的中心部段和(ii)从所述中心部段的相对侧延伸并且附接到所述梁的所述侧壁的支腿，其中所述支腿各自包括焊接到所述侧壁的多个凸片。
21.一种用于车辆电池托盘的横向构件，所述横向构件包括：
梁，所述梁具有沿所述梁的某长度彼此分隔开的侧壁；以及
多个螺纹接纳件，所述多个螺纹接纳件沿所述梁的所述长度彼此以一定间隔附接在所述侧壁的上边缘之间；以及
其中，所述多个螺纹接纳件包括内螺纹，所述内螺纹被配置成以螺纹方式接合竖直向下插入的紧固件，以将电池模块或托盘盖中的至少一个固定到所述梁。
22.根据权利要求21所述的横向构件，其中，所述侧壁沿所述梁的所述长度以恒定间距间间隔开，所述恒定间距大致等于所述多个螺纹接纳件的宽度。
23.根据权利要求21所述的横向构件，其中，所述多个螺纹接纳件包括销钉螺母、槽螺母、自攻自锁螺母或焊接螺母中的至少一个。
24.根据权利要求21所述的横向构件，其中，所述顶盖沿所述梁的所述长度与所述侧壁的所述上边缘连接，并且其中，所述顶盖具有比所述侧壁大的厚度。
25.根据权利要求24所述的横向构件，其中，所述顶盖包括沿所述梁的所述长度以一定间隔设置的紧固件开口，所述紧固件开口与由所述多个螺纹接纳件的内螺纹限定的开口对齐。
26.根据权利要求24所述的横向构件，其中，所述顶盖包含C形横截面形状，所述C形横截面形状包括(i)限定所述顶壁的中心部段和(ii)从所述中心部段的相对侧延伸并且附接到所述梁的所述侧壁的支腿，其中所述支腿各自包括焊接到所述侧壁的多个凸片。
27.根据权利要求21所述的横向构件，其中，所述多个螺纹接纳件包括槽螺母，所述槽螺母与沿所述侧壁的所述上边缘以一定间隔设置的槽接合。
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