CN114174153A - 用以加强车辆框架的托架及其制造方法 - Google Patents

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CN114174153A CN202080053587.6A CN202080053587A CN114174153A CN 114174153 A CN114174153 A CN 114174153A CN 202080053587 A CN202080053587 A CN 202080053587A CN 114174153 A CN114174153 A CN 114174153A
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纽里亚·伊涅斯
比尔·巴兹
曼努埃尔·凯瑟勒
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Zephyros Inc
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Abstract

本发明总体上涉及一种托架及其制造方法，该托架包括：a.外围，其具有以下部件：外边缘，其位于托架横轴的远侧，且被配置成背向车辆的框架外壳；内边缘，其位于横轴的远侧，且被配置成面向车辆的框架外壳；以及沿托架的纵轴彼此相对的远端；b.一个或多个系列肋，其具有横截面图案以及沿纵轴和/或横轴的取向。

Description

用以加强车辆框架的托架及其制造方法
技术领域
本发明总体上涉及一种用于加强车辆框架的装置和方法。该装置和方法可能特别有利于提供改进的碰撞测试性能。
背景技术
众所周知，可使用结构加强件来提高结构框架的强度。车辆框架可能会受到由货物和乘客的重量、不平坦的路况、碰撞或其任何组合所产生的力的作用。摇杆和保险杠特别容易受到侧面、后部和前部的撞击。
配备有混合动力驱动系统和电力驱动系统的车辆的激增对车辆安全提出了新的要求。除了发生碰撞后用于更换损坏电池的费用外，电池损坏还可能导致火灾和爆炸。
需要可在摇杆和/或保险杠中使用的结构加强件。需要使用结构加强件来保护驱动系统的电池。需要重量轻而不会明显增加车辆总重的结构加强件。需要可通过实现各种定制选项(包括材料、外围形状、结构肋的排列或其任何组合)来生产结构加强件的方法。
发明概述
本发明涉及一种托架，该托架包括：a.外围，其具有以下部件：外边缘，其位于托架横轴的远侧，且被配置成背向车辆的框架外壳；内边缘，其位于横轴的远侧，且被配置成面向车辆的框架外壳；以及沿托架的纵轴彼此相对的远端；b.一个或多个系列肋，其具有横截面图案以及沿纵轴和/或横轴的取向。
本发明涉及一种用于加强车辆框架的托架，该托架包括：a.外围，其具有以下部件：外边缘，其位于托架横轴的远侧，且被配置成背向车辆的框架外壳；内边缘，其位于横轴的远侧，且被配置成面向车辆的框架外壳；以及沿托架的纵轴彼此相对的远端；b.一个或多个系列肋，其具有横截面图案以及沿纵轴和/或横轴的取向。其中，在发生碰撞时托架可减少碰撞物体的侵入。
本发明涉及一种制造用于加强车辆框架的托架的方法，该方法包括：挤出、共挤出或拉挤一种或多种基材以及/或者一种或多种增强材料，以制造：a.外围，其具有以下部件：外边缘，其位于托架横轴的远侧，且被配置成背向车辆的框架外壳；内边缘，其位于横轴的远侧，且被配置成面向车辆的框架外壳；以及沿托架的纵轴彼此相对的远端；b.一个或多个系列肋，其具有横截面图案以及沿纵轴和/或横轴的取向。
本发明提供了可在摇杆和/或保险杠中使用的托架。本发明提供了保护驱动系统电池的托架。本发明提供了重量轻而不会明显增加车辆总重的托架。本发明提供了可通过实现各种定制选项(包括材料、外围形状、结构肋的布置或其任何组合)的方法制得的托架。
附图说明
图1示出了框架的透视图。
图2示出了驾驶室的平面图。
图3示出了托架的透视截面图。
图4示出了托架的透视图。
图5示出了带有托架的摇杆的横截面图。
图6示出了经受碰撞测试的车辆的平面图。
图7示出了由图6所示测试得到的测试数据曲线。
图8示出了由图6所示测试得到的测试数据曲线。
图9是由本发明得到的示例性托架的透视图。
图10是包括图9所示托架的车体的透视图。
说明书
本发明通过本文所述的改进装置和方法来满足上述一个或多个需求。本文给出的说明和图示旨在使本领域的其他技术人员熟悉本发明、其原理及其实际应用。本领域技术人员可以以多种形式调整和应用本发明，以最能满足特定用途的要求。因此，所阐述的本发明的具体实施方式并非旨在穷举或限制本发明。所以，本发明的范围不应参考上述描述来确定，而应参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的全部等效范围来确定。包括专利申请和出版物在内的所有文章和参考文献的公开内容出于各种目的通过引用并入本文。从以下权利要求中获得的其他组合也是可能的，这些权利要求也因此通过引用并入本书面说明中。
车辆可在发生碰撞(即车辆受到另一车辆或物体的撞击)时起到包围和保护乘客的作用。车辆可对称地分为左侧(即驾驶员侧，适用于在美国行驶的车辆)和右侧以及前端(包括前保险杠)和后端(包括后保险杠)。车辆可采用任何传统的车型，包括双门轿车、四门轿车、旅行车、掀背车、非中型SUV、中型SUV、运动型多用途车、厢式货车、小型货车、皮卡等。车辆可具有任何品牌、车型、年款或其任何组合。车辆可以是汽油驱动车辆、电池驱动车辆或混合驱动车辆。车辆可包括框架。
电池驱动车辆可包括电池，其用于产生动力并将动力传递给驱动轮。电池可位于车辆的任何部分，包括但不限于底板下方、底板顶部、座椅下方、行李箱中、发动机舱中或其任何组合。电池可跨越车辆的单个或多个区段。例如，电池可基本上是平的，其位于底板下方，且从车辆左侧一直延伸到车辆右侧，并从前轮罩一直延伸到后轮罩。电池可以是锂离子电池、镍金属电池、铅酸电池或超级电容器电池。在发生碰撞期间，电池可能会着火或爆炸，其中电池可能直接与碰撞物体接触或被碰撞物体刺穿，被相邻的框架部件压碎或刺穿，被冲击力推挤，或其任何组合。例如，锂离子电池的损坏可能会导致正极与负极直接接触，从而导致短路，由此使温度升高至足以引起火灾。
所述框架可起到以下作用：用作车辆的结构框架，以容纳车辆部件(例如发动机、传动系、车门、座椅等)，吸收碰撞产生的力，防止碰撞物体(例如车辆、标志杆、电线杆、混凝土隔板等)的侵入，保护乘客，保护车辆部件(例如发动机或电池)，或其任何组合。框架可与车身成为一体或车身在框架上。框架可包括任何常规的框架部件，这些框架部件包括但不限于前裙板、后围板、A柱、B柱、C柱、门槛、摇杆、保险杠横梁、底板、横梁或其任何组合。框架可限定框架外壳、前轮罩(在车辆的前端)、后轮罩(在车辆的后端)或其任何组合。
框架外壳可用于包围车辆乘客和车辆部件(例如发动机、座椅、电池、电子设备等)。框架外壳可由框架的周围部件限定。例如，乘客区可呈大致梯形的棱柱形状，且由前部的A柱、后部的B柱、底部的底板以及顶部的车顶纵梁和车顶弓限定。框架外壳可包括乘客区、电池托盘、座椅或其任何组合。
乘客区可容纳单个乘客。框架外壳可包括两个或更多、四个或更多、十个或更少、甚至八个或更少的乘客区。例如，双座车辆可在其左侧有一个乘客区，且在其右侧有一个乘客区。再例如，四座车辆可在其左侧有两个乘客区，一个靠近前轮罩，一个靠近后轮罩；还在其右侧有两个乘客区，一个靠近前轮罩，一个靠近后轮罩。
电池托盘可用于将电池固定到位、封装电池、为电池提供保护屏障或其任何组合。电池托盘可位于框架外壳内或附近(例如在地板副框架下方和附近)。电池托盘可位于独立的乘客区内或附近，或者可跨越多个乘客区。例如，电池托盘可位于与后轮罩相邻的乘客区的座椅下方。作为另一实施例，电池托盘可跨越车辆的左乘客区和右乘客区。电池托盘可位于地板托盘的顶部，或可固定在地板托盘下方的框架上，或可固定在任何其他框架部件上。电池托盘可包括单个或多个部件。单部件电池托盘可固定在车辆的框架上，以形成外壳(例如固定在地板托盘下侧的单个部件，由此电池完全封装在地板托盘与单个部件之间)。多部件电池托盘的组成部分可形成互补配合，并封装电池。电池托盘还可容纳电力驱动系统中常见的部件，这些部件包括但不限于加热器、控制器、绝缘体、接线盒或其任何组合。
前裙板可以是在车辆前门与前端之间的车身板。前裙板可从车辆的发动机罩垂直延伸到摇杆。前裙板可从车辆的前门水平地延伸到前端。前裙板可限定前轮罩。
后围板可以是在车辆后门与后端之间的车身板。后围板可从车辆的后窗垂直延伸到摇杆。后围板可从车辆的后门水平地延伸到后端。后围板可限定后轮罩。
A柱、B柱、C柱或其任何组合(“支柱”)可用于支撑车顶、车门、车窗或其任何组合。支柱可用作互补对，在车辆的左侧和右侧各一个。A柱可从前裙板成一定角度向上(即朝向车顶)延伸到车顶。B柱可从门槛向上延伸到车顶。B柱可从门槛成一定角度延伸，或可基本上垂直于门槛。车辆可包括多对B柱，其中车辆包括多于两组的门。C柱可从后围板成一定角度向上延伸到车顶。互补的左侧和右侧立柱可基本上限定乘客区的边界。例如，两个相邻的乘客区可位于A柱与B柱之间，另外两个相邻的乘客区可位于B柱与C柱之间。
门槛可用于加强车辆底部，以防在发生碰撞时下陷和侵入框架外壳。可有两个门槛，一个在车辆的左侧，一个在车辆的右侧。门槛可包括两个纵向远端，其跨越前轮罩(即前远端)与后轮罩(即后远端)之间的距离。前远端可连接到前挡板，后远端可连接到后围板。底板(其为包含在框架外壳中的任何人或物体的重量提供底座和支撑，并且所述重量可传递到门槛)可位于左侧门槛与右侧门槛之间。门槛可被配置成可抵抗住垂直力(例如通过B柱传递到门槛的车顶重力)和水平力(例如由侧面碰撞产生的水平力矢量)而不发生弯曲。门槛可成形为可使门槛抵抗住来自多个方向的弯曲应力。例如，门槛可呈L形，使得门槛可抵抗住指向L形的各腿部的远端的弯曲应力。
摇杆可用于增强门槛的强度，使门槛免于腐蚀，使门槛免受冲击，为门槛提供美观的覆盖物，或其任何组合。可有两个摇杆，一个用在左侧的门槛上，一个用在右侧的门槛上。摇杆可被配置成可与门槛形成互补配合。摇杆可包括凸缘，该凸缘被配置成可与门槛大致齐平地邻接。摇杆可通过焊接和/或紧固件固定在门槛上。可将摇杆与门槛可拆卸地连接以便更换(例如在撞击受损或被腐蚀时)，以及/或者可引入托架。摇杆可包含聚合物和/或金属。摇杆与门槛的配合可能会导致形成空腔，该空腔可能适合容纳托架。摇杆可被配置为碰撞物体在发生碰撞时的初始接触界面。
保险杠横梁可用于加强车辆前端和/或车辆后端。保险杠横梁可被配置成可阻止碰撞物体侵入车辆的发动机舱和/或行李箱。保险杠横梁可位于后保险杠(即后车身板)和前保险杠(即前车身板)的后面。保险杠横梁可包含聚合物和/或金属。保险杠横梁可以是固定在前端和/或后端的成型部件。保险杠横梁可具有空腔和/或槽，该空腔和/或槽可适合容纳托架。保险杠横梁可具有朝外背向框架外壳的面，该面包括一个或多个平段以及/或者一个或多个弯曲段，且可被配置为碰撞物体在发生碰撞时的初始接触界面。
托架可用于加强车辆框架、吸收碰撞能量、将碰撞能量分散到更宽的几何形状物上、提供抗屈曲的刚性骨架或其任何组合。托架可用于车辆框架中。特别地，托架可用于摇杆和/或保险杠横梁中。托架可具有沿纵轴(即由托架的最长部分的中心穿过，且其方向基本平行于门槛)的不均等或基本均等的横截面几何形状。托架可具有沿任何横轴(即与纵轴垂直相交的任何轴，且其方向不限于任何径向)的不均等或基本均等的横截面几何形状。例如，托架可具有沿横轴的矩形横截面(即均等的横截面几何形状)，或者可具有沿横轴的L形横截面(即不均等的横截面几何形状)。沿纵轴和横截面的几何形状可与门槛和/或摇杆和/或保险杠横梁的几何形状(这些几何形状可能会因车辆的品牌、型号或年份而不同)基本对应。托架可包括外边缘(配置成背向框架外壳)和/或内边缘(配置成面向框架外壳)。托架可包括位于内边缘与外边缘之间的顶部边缘(配置成朝向车辆顶部)和底部边缘(配置成朝向地面)。托架可包括后盖和/或前盖，其位于托架的纵向远端且被配置成可分别与后轮罩和前轮罩相邻。托架的纵向长度可跨越整个摇杆，也可小于摇杆的长度。例如，托架可仅延伸与电池托盘的一侧长度相对应的距离(即该托架专门用于加强电池托盘)。托架可包含一种或多种基材、一种或多种增强材料、一种或多种添加剂，或者其任何组合。托架可包括外围、肋、可活化材料，或其任何组合。
外围可用于包围肋。外围的横截面几何形状可呈圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、非定形或其任何组合。横截面的几何形状可至少部分地与门槛和/或摇杆配合。例如，横截面的几何形状可与摇杆上的矩形槽形成基本上互补的配合。外围可不跨越托架的整个纵向或横向范围，这可整体减小材料体积、降低制造复杂性、减少重量、节约成本，或其任何组合。外围可超出托架的纵向或横向范围，或者可在托架的纵向或横向范围内。例如，外围可仅存在于托架的外边缘和内边缘上，而不存在于托架的顶部边缘和底部边缘上(即露出一个或多个肋)，这可减少生产托架所需的材料量。外围可在内边缘、外边缘、顶部边缘、底部边缘、后盖、前盖或其任何组合的部分中具有空隙。这些空隙可形成在外围的一部分上，其中肋不与外围的内部交界。例如，外围可沿外边缘、内边缘、顶部边缘、底部边缘或其任何组合具有薄条状空隙。外围可包括与肋交界的内表面以及与内表面相对的外表面。外围的厚度(即内表面与外表面之间的距离)可约为0.5-2mm。外围的外表面可具有纹理。例如，外表面可包括凹口，该凹口延伸进外围达一定的深度且沿托架的纵轴突出。
所述一个或多个系列肋可用于吸收能量并使框架免于碰撞导致的变形。肋可抑制弯曲和/或扭转。所述一个或多个系列肋可从外围的一个或多个内表面突出并在其间延伸。所述一个或多个系列肋中的每一个均可包括一个或多个肋。所述一个或多个系列肋可位于外围的相邻垂直表面和/或相对平行表面之间。一致系列的所述一个或多个系列肋可相互平行。分立系列的一个或多个系列肋可相互交叉。分立系列的一个或多个系列肋可成任何角度相互交叉。分立系列的一个或多个系列肋可与另一系列的一些而非全部的肋相交。例如，包括六个肋的第一系列肋可从顶部边缘和底部边缘突出并在其间延伸，而第二系列肋可从内边缘突出，垂直于第一系列肋的取向，且仅延伸到第一系列肋中的第四个肋(即未完全延伸到外边缘)。肋的粗度可约为0.5-2cm。肋可配置有横截面图案和取向。肋可包括刚性部和/或韧性(ductile)部。
可活化材料可用于阻隔、密封、结构增强或其任何组合。托架可与或不与可活化材料一起使用。可活化材料在固化后可能跨越结构中的空腔(例如摇杆与门槛之间的区域)。可活化材料可被活化，从而固化、膨胀(例如起泡沫)、软化、流动或其任何组合。可将可活化材料直接施加并通常粘附在托架的外围。可活化材料可覆盖托架外围表面积的大部分(例如至少40％、60％、80％或更多)。多种可活化材料可与托架结合使用。可活化材料可由热活化材料形成，并可在受热时流动、固化(例如可热固化)、起泡沫或其任何组合。可活化材料通常摸起来是干燥的且基本上不发粘，或者可以是发粘的，并且在任一情况下可成形有任何形式的所需图案、处于某位置或具有一定的厚度，但优选地具有基本相同的厚度。示例性的热活化型可活化材料包括L-5520、L-5505、L-5540、L-5905、L-5920、L-5904、L-5235、L-5236和L-5244泡沫，其可从L&L Products，Inc.公司购得。美国专利No.7,199,165中公开了另一示例性可活化材料，该专利出于各种目的通过引用并入本文。
横截面图案可由肋所具有的横截面形状限定，其中所述横截面是指托架的纵向横截面或横向横截面。横截面图案可以是偏斜图案、矩形图案、蜂窝图案、混合图案或其任何组合。横截面图案可由一个或多个系列肋的空间排列和/或成角度排列限定。横截面图案可包括单个托架中的一种或多种横截面图案。例如，偏斜图案可跨越托架的一半，而矩形图案可跨越托架的另一半。横截面图案可跨越托架横截面的整个范围，或者可仅跨越框架横截面的一部分。例如，形成横截面图案的一个或多个系列肋可仅存在于托架的一个横截面半部上，而不存在于托架的另一个横截面半部上。横截面图案可具有跨越托架横截面的整个范围的均一尺寸，也可具有仅跨越托架横截面的一部分的非均一尺寸。例如，托架可包括矩形图案，其中托架的一个横截面半部包括第一尺寸的矩形段，而托架的另一个横截面半部包括第二尺寸(例如第一尺寸宽度的一半)的矩形段。
偏斜图案可能是所述一个或多个系列肋从后盖、前盖或外围以一定角度偏斜而成的排列。所述一个或多个系列肋的偏斜角度可相等和相反(例如-25°和+25°)或不对称(例如-25°和+15°)。
矩形图案可能是所述一个或多个系列肋平行于后盖、前盖或外围而成的排列。矩形图案可以是所述一个或多个系列肋中的第一个系列肋垂直于其中的第二个系列肋。
蜂窝图案可能是一个或多个系列肋的排列，这些肋包括：具有对称锯齿形图案的第一系列肋；具有对称锯齿形图案的第二系列肋，其相对于第一系列肋具有反射对称性；以及平行于后盖、前盖或外围的第三系列肋，其从由第一系列肋和第二系列肋的锯齿形图案形成的峰部延伸。
混合图案可能是根据偏斜图案、矩形图案、蜂窝图案或其任何组合的组合的一个或多个系列肋的排列。例如，这些肋可包括：垂直排列的第一系列肋(呈矩形图案)，水平排列的第二系列肋(呈矩形图案)，以及偏离垂直排列的第三系列肋(呈偏斜图案)。作为另一实施例，注塑成型可提供沿托架横轴突出的蜂窝图案以及沿托架纵轴突出且与蜂窝图案垂直相交的矩形图案(即矩形图案包括由注塑模具的两半之间的空间形成的单个肋)。
取向可由图案的横截面取向来限定。取向可以是纵向的、横向的或有角度的。纵向取向可由平行于托架纵轴延伸的图案的横截面取向和沿托架横轴突出的肋限定。横向取向可由平行于托架横轴延伸的图案的横截面取向和沿托架纵轴突出的肋限定。成角度的取向可由偏离托架纵轴和/或托架横轴的图案的横截面取向限定。
刚性部可用于承受托架的弯曲。刚性部可包含一种或多种基材，该基材在原始状态下表现出足够的刚性，以及/或者通过填充有一种或多种增强材料而获得或增强刚性。刚性部可位于以下整体上：单个系列中的单个肋，单个系列中的多个肋，一个或多个系列肋，或外围。刚性部可位于以下部分上：单个系列中的单个肋，单个系列中的多个肋，一个或多个系列肋，或外围。刚性部可包括整个托架。
韧性部可能会变形，从而吸收能量。韧性部可包含一种或多种基材，该基材在原始状态下表现出足够的韧性，以及/或者通过填充有一种或多种增强材料而获得或增强韧性。韧性部可位于以下整体上：单个系列中的单个肋，单个系列中的多个肋，一个或多个系列肋，或外围。韧性部可位于以下部分上：单个系列中的单个肋，单个系列中的多个肋，一个或多个系列肋，或外围。韧性部可包括整个托架。
在一些应用中，可在车辆的单个摇杆上使用两个或更多个托架。所述两个或更多个托架可个别地包括刚性部和韧性部，或者所述两个或更多个托架中的每个托架的整体均为刚性或韧性的(即“刚性托架”或“韧性托架”)。刚性托架和韧性托架可结合使用，以获得增强的碰撞测试性能。例如，可在摇杆的背向车辆的一侧采用韧性托架，而在摇杆的面向车辆的相邻一侧采用刚性托架；韧性托架可被配置成可吸收冲击的初始力，并减少最终传递到刚性部上的力；刚性部可被配置成可抵抗屈曲(即弯曲应力)。可采用任意数量的刚性托架、韧性托架或其任何组合。例如，摇杆上可堆叠有水平相邻的以下部件：第一韧性托架、第一刚性托架、第二韧性托架和第二刚性托架。
当采用两个或更多个托架时，托架可包括一个或多个具有不同横截面图案和取向的肋。例如，包括具有矩形图案和纵向取向的肋的托架可与包括具有蜂窝图案和横向取向的肋的托架结合使用。一个或多个托架可包括具有本文所述的任何横截面图案和取向的肋。使用两个或更多个托架可实现均质托架和/或复合托架的组合。例如，包含钢的均质托架可与包含玻璃纤维和聚酰胺的复合托架配对。采用具有不同组成的基材和/或增强材料的两种或更多种托架可能导致材料的组合，从而实现在制造单个托架时通常无法实现的特性。
当使用两个或更多个托架时，这些托架可固定在一起，也可不固定在一起。托架可通过粘合剂、焊接或紧固件固定。
肋和/或外围可包含由一种或多种基材以及/或者一种或多种增强材料构成的复合材料。复合材料可以是分层的或均质的。层状复合材料可包括两个或更多个分立的层，并且每个分立的层可以是刚性的和/或韧性的。这些层可包括粘合剂、密封剂、胶带等用于连接复合层的材料。这样的粘合和/或密封材料也可用于使更韧性的材料与更刚性和/或更脆(例如韧性较低)的材料相邻。例如，通过共挤出工艺，刚性较低的聚合物(例如聚乙烯)可与刚性较高的聚合物(例如聚酰胺)分层。刚性较低的粘合剂可与刚性较高的粘合剂分层。均匀分散的复合材料可包含两种或更多种成分，这些成分基本上均匀地分布于整个肋和/或外围中。例如，通过拉挤工艺，玻璃纤维可涂覆有聚合物(例如聚酰胺)，以使玻璃纤维在聚合物内均匀分布。
托架可包含一种或多种基材。托架可包含聚合物和/或金属。聚合物可包括聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或其任何组合。金属可包括铝、钢、黄铜、镁、锌、钛、金属合金或其任何组合。所述一种或多种基材在托架中的重量百分比含量可约为1％至70％。托架可包含单一基材(指均质托架)或多种基材(指复合托架)。
所述一种或多种增强材料可用于增强托架的性能，例如提高抗拉强度、增大弯曲强度、在增强材料内分配能量或其任何组合。增强材料可包括矿物加固物、玻璃加固物、碳加固物、聚合物加固物、弹性体加固物、核壳聚合物或其任何组合。所述一种或多种增强材料在托架中的重量百分比含量可约为0％至70％。
矿物加固物可以是任何合适的硅酸盐矿物，包括但不限于链硅酸盐(例如硅灰石)和层状硅酸盐(例如高岭石、蛭石、滑石、白云母等)、硅藻土、粘土(例如纳米粘土)、氧化硅、钙或其任何组合。硅酸盐矿物的单个晶体或晶体群的特征外部形状可以是针状。硅酸盐矿物的中值粒度可约为10-20μm或12-18μm。
玻璃加固物可选自玻璃纤维、玻璃珠或玻璃泡(“微球”)。玻璃加固物可包括铝硼硅酸盐玻璃(E玻璃)、碱石灰玻璃(A玻璃或C玻璃)、耐电/耐化学玻璃(E-CR玻璃)、硼硅酸盐玻璃(D玻璃)、铝硅酸盐玻璃(R玻璃或S玻璃)，或其任何组合。玻璃加固物可以是短切纤维。短切纤维玻璃加固物的长度可约为0.1cm或更长、0.3cm或更长、甚至0.6cm或更长。短切纤维玻璃加固物的长度可约为2.0cm或更短、1.5cm或更短、甚至1.0cm或更短。
碳加固物可包括碳纤维或机织物。碳加固物可以是1K、2K、3K、4K、5K甚至6K(1K表示一束中有1000根纤维丝)的碳加固物。
聚合物加固物可包括以下物质的纤维：聚酰胺(例如尼龙、聚胺、聚邻苯二甲酰胺或芳族聚酰胺)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PUR)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸(PMMA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)或其任何组合。聚合物加固物可以是长径比约为20:1至3:1的纤维。
弹性体加固物可包含天然橡胶、丁苯橡胶(SBR)、聚异戊二烯、聚异丁烯、聚丁二烯(PBd)、异戊二烯-丁二烯共聚物、氯丁橡胶、丁腈橡胶(例如，诸如端羧基丁腈的丁腈)、丁基橡胶、端羧基聚合物(例如羧基官能丁二烯-丙烯腈)、端羧基聚合物(例如羧基官能丁二烯-丙烯腈)、聚二硫醚聚合物、丙烯酸弹性体、丙烯腈弹性体、硅橡胶、聚硅氧烷，聚酯橡胶、二异氰酸酯连接缩合弹性体、三元乙丙橡胶(EPDM)、氯磺化聚乙烯、氟化烃或其任何组合。
核壳聚合物可包含第一聚合物材料(即核材料)和第二聚合物材料(即壳材料)。第一聚合物材料可基本上或完全被第二聚合物材料包封。壳材料可接枝到核材料上。第一聚合物材料在核壳聚合物中的重量百分比含量可约为30％或更多、50％或更多、甚至70％或更多。第一聚合物材料和/或第二聚合物材料可包含一种、两种、三种甚至更多种聚合物，这些聚合物组合在一起和/或在一起反应(例如序列聚合)；或者第一聚合物材料和/或第二聚合物材料可以是分离的或相同的核壳聚合物系统的一部分。核壳聚合物优选具有韧性核和刚性壳。壳材料可与托架的其他部件具有良好的粘合性。核壳聚合物的粒度可约为50–300nm。
壳材料的实施例包括但不限于苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸烷基酯(例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯)、醋酸乙烯酯、氯乙烯或其任何组合。
核材料的实施例包括但不限于聚丁二烯(PBd)、丙烯酸丁酯、异丁基乙基酯、丙烯酸烷基酯(例如2-乙基己基)或其任何组合。核材料可包含共聚物(例如苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯或异戊二烯的共聚物)。核材料可包括交联单体(例如乙二醇二丙烯酸酯或丁二醇二甲基丙烯酸酯)。核材料可包括接枝单体(例如马来酸二烯丙酯或甲基丙烯酸烯丙酯)。
托架可包含一种或多种添加剂。所述一种或多种添加剂可包括发泡剂、发泡促进剂、固化剂、固化促进剂、填料、颜料或其任何组合。
生产托架的方法可包括注塑成型、挤出、共挤出、拉挤工艺或其任何组合。
托架可通过注塑成型工艺制得。注塑成型可适用于生产均质托架或复合托架。均质托架可通过一种基材的注塑成型获得。复合托架可通过一种或多种基材与一种或多种增强材料或者两种或更多种基材的注塑成型获得。注入的材料可以是一种或多种基材与一种或多种增强材料的均匀混合物。例如，聚酰胺可在注入模具之前与玻璃纤维增强材料混合。作为另一实施例，单个圆筒可将第一基材输送到模具型腔中，然后可将第二基材输送到模具型腔中，使得第一基材被第二基材推到模具型腔的外围，由此可使第二基材位于模具型腔的近区中(即分层分布)。作为另一实施例，在双圆筒系统中，第一圆筒将第一基材输送到模具型腔的一个远端，而第二圆筒将第二基材输送到模具型腔的另一个远端，导致第一基材和第二基材基本上呈二等分的分布(即分区分布)。可采用上述技术的任何组合，以获得由以各种分层和/或分区方式分布的一种或多种基材以及/或者一种或多种增强材料的任何组合构成的托架。
由于托架从模具中沿轴向被移除，所以注塑成型可适用于获得缺少部分或全部内边缘、外边缘、顶边缘、底边缘、后盖、前盖或其任何组合的托架。注塑成型可适用于获得具有纵肋或横肋的托架。肋可偏离从模具中取出托架时所沿的轴线达一定的角度(即拔模角)，以可从模具中轻易地取出托架。注塑成型可适用于生产具有垂直于另一系列肋的单个肋的托架。
托架可通过挤出工艺制得。挤出工艺可适用于生产均质或复合制品。由挤出工艺可生产出连续件，该连续件在退出模具后随即被切成段，以形成单个的托架。可通过挤出一种基材来获得均质制品。例如，可通过铝的挤出来获得铝托架。可通过一种或多种基材与一种或多种增强材料的挤出来获得复合制品。挤出的材料可以是一种或多种基材与一种或多种增强材料的均匀混合物。例如，聚酰胺可在挤出之前与玻璃纤维增强材料混合。挤出材料可以是两种或更多种基材的组合。例如，第一材料和第二材料可在经由模具退出(即共挤出)之前被送入流道中，由此可使托架具有分区分布的第一材料和第二材料。共挤出工艺可用于获得一个或多个、两个或更多、八个或更少、甚至七个或更少的基材层。可采用上述技术的任何组合，以获得由以各种分层和/或分区方式分布的一种或多种基材以及/或者一种或多种增强材料的任何组合构成的托架。
由于托架移动通过模具，所以挤出工艺可适用于获得缺少部分或全部内边缘、外边缘、顶边缘、底边缘、后盖、前盖或其任何组合的托架。特别地，挤出工艺可适用于生产具有横向取向的肋以及没有后盖和/或前盖的托架。
托架可通过拉挤工艺制得。拉挤工艺可适用于生产复合制品。由拉挤工艺可生产出连续件，该连续件在退出模具后随即被切成段，以形成单个的托架。拉挤工艺可与粗纱、织物(例如单向织物、机织物、多轴织物或随机取向织物(短切原丝毡))或薄膜结合使用。拉挤工艺可包括在使用模具形成材料之前，使一种或多种基材以及/或者一种或多种增强材料由一种或多种基材的浸渍槽中通过。例如，可使玻璃纤维粗纱由聚酰胺浸渍槽中通过，然后引导该玻璃纤维粗纱由具有悬臂心轴的模具中通过，这些悬臂心轴在肋之间形成空隙。可采用上述技术的任何组合，以获得由以各种分层和/或分区方式分布的一种或多种基材以及/或者一种或多种增强材料的任何组合构成的托架。
由于托架移动通过模具，所以拉挤工艺可适用于获得缺少部分或全部内边缘、外边缘、顶边缘、底边缘、后盖、前盖或其任何组合的托架。特别地，拉挤工艺可适用于生产具有横向取向的肋以及没有后盖和/或前盖的托架。
托架可包括通过注塑成型工艺形成的第一部以及通过拉挤工艺形成的第二部。拉挤工艺可利用可以是聚氨酯材料的第一聚合物。第一部可围绕第二部注塑成型(例如包覆成型)。或者，第一部可机械地或粘合地固定到第二部上。第一部可形成为单个整体结构，或者可由多个部件构成。这些多个部件可粘合地或机械地附接到第二部上。第二部可形成为整体嵌件。该嵌件的轮廓可大致呈u形或矩形。第一部可包括一个或多个肋结构，该肋结构可基本上垂直于托架的纵轴。所述一个或多个肋结构可沿整个托架延伸。第二部可基本上被所述一个或多个肋结构包围，由此在嵌件的至少两侧形成一排肋结构。粘合剂可施涂在第一部或第二部中的一个或多个上。粘合剂可通过内联工艺施涂。粘合剂材料可被挤出到托架上。托架可代替铝摇杆，且提供与铝摇杆相当的加强效果，但重量明显小于铝摇杆。托架可位于车辆空腔内。
可通过进行碰撞测试来确定和比较本发明的托架的性能。碰撞测试可模拟(即通过计算机建模)或现场(即使用实际车辆)进行。碰撞测试可能会使测试车辆与碰撞物体(例如杆子)发生碰撞，其中碰撞物体是静止的，而车辆以固定速度向碰撞物体移动，反之亦然。侵入可以是碰撞物体进入车身，位移可以是可测量的侵入程度(即相撞前车辆的远平面和与最深侵入点相切的平面之间的距离)。性能可由碰撞物体的峰值位移(即最深侵入点)和/或定力位移(即在给定可测量力下的最深侵入点)确定。由于车辆和/或碰撞物体的弹性，峰值侵入量可能不与车辆或碰撞物体不再移动时的侵入量相对应。测量定力位移可在两个测试实施例(例如本发明实施例和比较实施例)之间提供有意义的比较，因为两个测试实施例之间的峰值力可能会因变力吸收特性而变化(例如，与无托架的车辆相比，对有托架的车辆可能记录到较低的峰值力)。
表1示出了比较实施例(即无托架的车辆)和本发明实施例(即有本发明的托架的车辆)的峰值位移和定力位移。使用CAE模型对以32km/h的速度朝着碰撞物体(即角度约为75°的斜杆)行驶的车辆进行测量，且碰撞点靠近前方驾驶员侧的乘客区并朝向电池托盘的中心，如图2所示。本发明实施例和比较实施例中的车辆具有类似的结构，该结构对应于图2所示的结构。图6示出了进行碰撞测试的车辆的平面图。
表1
Figure BDA0003486897850000141
图1示出了框架20的透视图。框架20包括背向观察者的左侧12A和朝向观察者的右侧12B。框架20包括前端14A和后端14B。框架20包括门槛24、与门槛24相邻的前裙板34和后围板36。前裙板34限定了前轮罩28A，后围板36限定了后轮罩28B。门槛24水平地位于前轮罩28A与后轮罩28B之间。框架20包括A柱26A、B柱26B和C柱26C。A柱26A从前裙板34成一定角度向上延伸，B柱26B从门槛24平坦地向上延伸，C柱26C从后围板36成一定角度向上延伸。框架还包括底板30。框架20限定了框架外壳50。
图2示出了乘客区52的平面图，该乘客区是框架外壳50的一部分，其位于框架20的左侧12A且靠近前轮罩(未示出)。乘客区52包括电池托盘54和底板30。电池托盘54包括在电池托盘54内按规则间隔排列的六个电池横梁56。横梁32横跨底板30，且从左侧12A延伸到右侧(未示出)，并与门槛24垂直相交。门槛24延伸到电池托盘54和底板30附近。摇杆22固定在门槛24上并跨越其长度。图2示出了在本文所述碰撞测试中碰撞物体150的位置。
图3示出了托架60的透视截面图。托架60包括外围62。外围62之一的切口处露出肋64，肋64包括第一系列肋64A和第二系列肋64B。肋64沿横向取向80B布置。线A-A指示纵向横截面。线B-B指示横向横截面。
图4示出了托架60的透视图。托架60包括外边缘62A、内边缘62B、顶部边缘62C、底部边缘62D和肋64。外边缘62A被配置成可背向框架外壳(未示出)，内边缘62B被配置成可面向框架外壳(未示出)。肋64包括偏离外边缘62A和内边缘62B的第一系列肋64A和第二系列肋64B。第一系列肋64A相互平行排列，且第二系列肋64B也相互平行排列。肋64显示出横向取向80B和偏斜图案90A。从托架60的横截面(其意味着横向取向80B)的正投影可观察到偏斜图案90A。
图5A示出了托架60的横截面图。摇杆22在两个接缝25、25’处固定到门槛24上，且托架60包围在接缝25、25’之间。肋64显示出横向取向80B和偏斜图案90A。肋64和外围62包含一种基材M1。
图6示出了正在经受碰撞测试的车辆10的平面图，其中车辆10受到碰撞物体150(显示为竖直杆)的撞击。车辆10与碰撞物体150相撞时的撞击点位于乘客区52附近，撞击方向使得撞击时施加的瞬时力由沿力轴100的向量表征。相撞前平面102基本上与车辆10的最初未相撞框架(未示出)平齐。相撞后平面104由框架(未示出)的最大位移点处的切线限定，且平行于相撞前平面102。两个平面102、104之间的距离被定义为位移106。
图7示出了由图6所示测试得到的碰撞测试数据曲线。比较实施例130(即无本发明托架(未示出)的摇杆)与本发明实施例132(即有本发明托架(未示出)的摇杆)一起示出。每条曲线沿Y轴达到一峰值，即峰值位移110、110’。比较实施例的峰值位移110大于本发明实施例的峰值位移110’，证明通过采用本发明的托架(未示出)改善了防侵入效果。
图8示出了由图6所示测试得到的碰撞测试数据曲线。比较实施例130(即无本发明托架(未示出)的摇杆)与本发明实施例132(即有本发明托架(未示出)的摇杆)一起示出。每个样本130、132达到峰值力112、112’和峰值位移110、110’。
图9示出了托架60。托架包括多个横向肋64。横向肋沿托架的第一部134定位，第一部134包含作为第一材料M1的聚酰胺(例如超韧聚酰胺6)。托架60还包括第二部136，第二部136包括由聚氨酯材料M2(不同于托架的第一部134的材料M1)形成的嵌件138。粘合剂140沿嵌件138的边缘部142施涂。嵌件138被拉挤成型，且托架134的第一部和多个肋64围绕嵌件138注塑成型。
在图10中，图9中的托架60沿摇杆22定位，所述多个横向肋64沿摇杆22的长段延伸，嵌件138也沿摇杆22的长段延伸。
上述申请中列举出的任何数值均包括以一个单位为增量从下限值到上限值的所有值，前提是在任何下限值与任何上限值之间均至少有2个单位的间隔。这些只是具体意图的实施例，且认为在所列举的最低值与最高值之间的所有可能的数值组合均在本申请中以类似的方式被明确陈述。所有范围均包括端点与端点之间的所有数值，除非另有说明。
用于描述角度测量的用语“一般”或“基本上”可能意味着浮动范围约为+/-10°或更小、+/-5°或更小、甚至+/-1°或更小。用于描述角度测量的用语“一般”或“基本上”可能意味着浮动范围约为+/-0.01°或更大、+/-0.1°或更大、甚至+/-0.5°或更大。用于描述线性测量、百分比或比率的用语“一般”或“基本上”可能意味着浮动范围约为+/-10％或更小、+/-5％或更小、甚至+/-1％或更小。用于描述线性测量、百分比或比率的用语“一般”或“基本上”可能意味着浮动范围约为+/-0.01％或更大、+/-0.1％或更大、甚至+/-0.5％或更大。
用于描述组合的用语“基本上由……组成”应包括确定的要素、成分、部件或步骤，以及不会对该组合的基本和新颖特征产生实质性影响的其他要素、成分、部件或步骤。本文在使用“包括”或“包含”来描述要素、成分、部件或步骤的组合时，还考虑了基本上由这些要素、成分、部件或步骤组成的实施方式。
多个要素、成分、部件或步骤可由单个整合的要素、成分、部件或步骤提供。或者，可将单个整合的要素、成分、部件或步骤分成单独的多个要素、成分、部件或步骤。在描述要素、成分、部件或步骤时所述的“一”或“一个”并不旨在排除额外的要素、成分、部件或步骤。

Claims (75)

1.一种托架，其包括：
a.外围，其具有：
i.外边缘，其位于所述托架的横轴的远侧，且被配置成背向车辆的框架外壳；
ii.内边缘，其位于所述横轴的远侧，且被配置成朝向所述车辆的所述框架外壳；以及
iii.沿所述托架的纵轴彼此相对的远端；
b.一个或多个系列肋，其具有：
i.横截面图案；以及
ii.沿所述纵轴和/或所述横轴的取向。
2.如权利要求1所述的托架，其中，所述横截面图案是偏斜图案、矩形图案、蜂窝图案、混合图案或其任何组合。
3.如权利要求2所述的托架，其中，所述偏斜图案是从所述远端和/或所述外围呈一定角度偏斜的所述一个或多个系列肋的排列。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的托架，其中，所述矩形图案是与所述远端和/或所述外围平行的所述一个或多个系列肋的排列。
5.如权利要求4所述的托架，其中，所述一个或多个系列肋中的第一个系列肋垂直于其中的第二个系列肋。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的托架，其中，所述蜂窝图案是所述一个或多个系列肋的排列，该排列包括：
a.具有对称锯齿形图案的第一系列肋；
b.具有对称锯齿形图案的第二系列肋，其相对于所述第一系列肋具有反射对称性；以及
c.平行于所述远端和/或所述外围的第三系列肋，其从由所述第一系列肋和所述第二系列肋的所述锯齿形图案形成的峰部延伸。
7.如权利要求1-6中的任一项所述的托架，其中，所述混合图案是根据所述偏斜图案、矩形图案、蜂窝图案或其任何组合的组合的一个或多个系列肋的排列。
8.如权利要求7所述的托架，其中，所述混合图案包括所述第一系列肋和所述第二系列肋，其中每个所述系列肋都平行于所述远端和/或所述外围，且所述第一系列肋垂直于所述第二系列肋；以及从所述远端和/或所述外围呈一定角度偏斜的第三系列肋。
9.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，所述横截面图案跨越所述托架的一部分横截面，或跨越所述托架的整个所述横截面。
10.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，所述托架包含一种或多种基材、一种或多种增强材料、一种或多种添加剂，或者其任何组合。
11.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，所述一种或多种基材包括聚合物和/或金属。
12.如权利要求11所述的托架，其中，所述聚合物包括聚酰胺、聚氯乙烯聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚酮酮、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯或其任何组合。
13.如权利要求11所述的托架，其中，所述金属包括铝、钢、黄铜、镁、锌、钛或其任何组合。
14.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，所述一种或多种增强材料包括矿物加固物、玻璃加固物、碳加固物、聚合物加固物、弹性体加固物、核壳聚合物或其任何组合。
15.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，所述托架用于车辆框架中。
16.如权利要求15所述的托架，其中，所述托架用于摇杆和/或保险杠中。
17.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，在所述车辆框架的一段中可使用两个或更多个托架。
18.如权利要求17所述的托架，其中，所述两个或更多个托架可包括具有统一图案和取向或者具有不同图案和取向的一个或多个系列肋。
19.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，在摇杆中使用所述托架减少了约13％的侵入。
20.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，所述托架防止损坏所述车辆的电力驱动系统的电池。
21.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，所述托架包括均匀分布的所述一种或多种基材以及/或者所述一种或多种增强材料，或者非均匀分布的所述一种或多种基材以及/或者所述一种或多种增强材料。
22.如在前权利要求中的任一项所述的托架，其中，所述托架包括刚性部和韧性部。
23.如权利要求22所述的托架，其中，所述刚性部或所述韧性部是指所述一个或多个系列肋以及/或者所述外围。
24.如权利要求17所述的托架，其中，所述两个或更多个托架中的第一个是韧性托架，而其中的第二个是刚性托架。
25.如权利要求24所述的托架，其中，所述韧性托架和所述刚性托架被配置成可并排布置在所述框架内；其中，在所述框架的靠近所述框架外壳的一侧使用所述韧性托架，而在所述框架的远离所述框架外壳的一侧使用所述刚性托架，或者反过来。
26.一种用于加强车辆框架的托架，其包括：
a.外围，其具有：
i.外边缘，其位于所述托架的横轴的远侧，且被配置成背向车辆的框架外壳；
ii.内边缘，其位于所述横轴的远侧，且被配置成朝向所述车辆的所述框架外壳；以及
iii.沿所述托架的纵轴彼此相对的远端；
b.一个或多个系列肋，其具有：
i.横截面图案；以及
ii.沿所述纵轴和/或所述横轴的取向；
其中，在发生碰撞时所述托架可减少碰撞物体的侵入。
27.如权利要求26所述的托架，其中，所述横截面图案是偏斜图案、矩形图案、蜂窝图案、混合图案或其任何组合。
28.如权利要求26、27中的任一项所述的托架，其中，所述偏斜图案是从所述远端和/或所述外围呈一定角度偏斜的所述一个或多个系列肋的排列。
29.如权利要求26-28中的任一项所述的托架，其中，所述矩形图案是与所述远端和/或所述外围平行的所述一个或多个系列肋的排列。
30.如权利要求29所述的托架，其中，所述一个或多个系列肋中的第一个系列肋垂直于其中的第二个系列肋。
31.如权利要求26-30中的任一项所述的托架，其中，所述蜂窝图案是所述一个或多个系列肋的排列，该排列包括：
a.具有对称锯齿形图案的第一系列肋；
b.具有对称锯齿形图案的第二系列肋，其相对于所述第一系列肋具有反射对称性；以及
c.平行于所述远端和/或所述外围的第三系列肋，其从由所述第一系列肋和所述第二系列肋的所述锯齿形图案形成的峰部延伸。
32.如权利要求26-31中的任一项所述的托架，其中，所述混合图案是根据所述偏斜图案、矩形图案、蜂窝图案或其任何组合的组合的一个或多个系列肋的排列。
33.如权利要求32所述的托架，其中，所述混合图案包括所述第一系列肋和所述第二系列肋，其中每个所述系列肋都平行于所述远端和/或所述外围，且所述第一系列肋垂直于所述第二系列肋；以及从所述远端和/或所述外围呈一定角度偏斜的第三系列肋。
34.如权利要求26-33中的任一项所述的托架，其中，所述横截面图案跨越所述托架的一部分横截面，或跨越所述托架的整个所述横截面。
35.如权利要求26-34中的任一项所述的托架，其中，所述托架包含一种或多种基材、一种或多种增强材料、一种或多种添加剂，或者其任何组合。
36.如权利要求26-35中的任一项所述的托架，其中，所述一种或多种基材包括聚合物和/或金属。
37.如权利要求36所述的托架，其中，所述聚合物包括聚酰胺、聚氯乙烯聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚酮酮、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯或其任何组合。
38.如权利要求36所述的托架，其中，所述金属包括铝、钢、黄铜、镁、锌、钛或其任何组合。
39.如权利要求26-38中的任一项所述的托架，其中，所述一种或多种增强材料包括矿物加固物、玻璃加固物、碳加固物、聚合物加固物、弹性体加固物、核壳聚合物或其任何组合。
40.如权利要求26-39中的任一项所述的托架，其中，所述托架用于车辆框架中。
41.如权利要求40所述的托架，其中，所述托架用于摇杆和/或保险杠上。
42.如权利要求26-41中的任一项所述的托架，其中，在所述车辆框架的一段中可使用两个或更多个托架。
43.如权利要求42所述的托架，其中，所述两个或更多个托架可包括具有统一图案和取向或者具有不同图案和取向的一个或多个系列肋。
44.如权利要求26-43中的任一项所述的托架，其中，在摇杆中使用所述托架减少了约13％的碰撞物体侵入。
45.如权利要求26-44中的任一项所述的托架，其中，所述托架防止损坏所述车辆的电力驱动系统的电池。
46.如权利要求26-45中的任一项所述的托架，其中，所述托架包括均匀分布的所述一种或多种基材以及/或者所述一种或多种增强材料，或者非均匀分布的所述一种或多种基材以及/或者所述一种或多种增强材料。
47.如权利要求26-46中的任一项所述的托架，其中，所述托架包括刚性部和韧性部。
48.如权利要求47所述的托架，其中，所述刚性部或所述韧性部是指所述一个或多个系列肋以及/或者所述外围。
49.如权利要求42所述的托架，其中，所述两个或更多个托架中的第一个是韧性托架，且其中的第二个是刚性托架。
50.如权利要求49所述的托架，其中，所述韧性托架和所述刚性托架被配置成可并排布置在所述框架内；其中，在所述框架的靠近所述框架外壳的一侧使用所述韧性托架，而在所述框架的远离所述框架外壳的一侧使用所述刚性托架，或者反过来。
51.一种制造用于加强车辆框架的托架的方法，该方法包括：
a.挤出、共挤出或拉挤一种或多种基材以及/或者一种或多种增强材料，以制造：
i.外围，其具有：
1.外边缘，其位于所述托架的横轴的远侧，且被配置成背向车辆的框架外壳；
2.内边缘，其位于所述横轴的远侧，且被配置成朝向所述车辆的所述框架外壳；以及
3.沿所述托架的纵轴彼此相对的远端；
ii.一个或多个系列肋，其具有：
1.横截面图案；以及
2.沿所述纵轴和/或所述横轴的取向。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，所述横截面图案是偏斜图案、矩形图案、蜂窝图案、混合图案或其任何组合。
53.如权利要求51、52中的任一项所述的方法，其中，所述偏斜图案是从所述远端和/或所述外围呈一定角度偏斜的所述一个或多个系列肋的排列。
54.如权利要求51-53中的任一项所述的方法，其中，所述矩形图案是与所述远端和/或所述外围平行的所述一个或多个系列肋的排列。
55.如权利要求54所述的方法，其中，所述一个或多个系列肋中的第一个系列肋垂直于其中的第二个系列肋。
56.如权利要求51-55中的任一项所述的方法，其中，所述蜂窝图案是所述一个或多个系列肋的排列，该排列包括：
a.具有对称锯齿形图案的第一系列肋；
b.具有对称锯齿形图案的第二系列肋，其相对于所述第一系列肋具有反射对称性；以及
c.平行于所述远端和/或所述外围的第三系列肋，其从由所述第一系列肋和所述第二系列肋的所述锯齿形图案形成的峰部延伸。
57.如权利要求51-56中的任一项所述的方法，其中，所述混合图案是根据所述偏斜图案、矩形图案、蜂窝图案或其任何组合的组合的一个或多个系列肋的排列。
58.根据权利要求57所述的方法，其中，所述混合图案包括所述第一系列肋和所述第二系列肋，其中每个所述系列肋都平行于所述远端和/或所述外围，且所述第一系列肋垂直于所述第二系列肋；以及从所述远端和/或所述外围呈一定角度偏斜的第三系列肋。
59.如权利要求51-58中的任一项所述的方法，其中，所述横截面图案跨越所述托架的一部分横截面，或跨越所述托架的整个所述横截面。
60.如权利要求51-59中的任一项所述的方法，其中，所述托架包含一种或多种基材、一种或多种增强材料、一种或多种添加剂，或者其任何组合。
61.如权利要求51-60中的任一项所述的方法，其中，所述一种或多种基材包括聚合物和/或金属。
62.如权利要求61所述的托架，其中，所述聚合物包括聚酰胺、聚氯乙烯聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚酮酮、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯或其任何组合。
63.根据权利要求61所述的方法，其中，所述金属包括铝、钢、黄铜、镁、锌、钛或其任何组合。
64.如权利要求51-63中的任一项所述的方法，其中，所述一种或多种增强材料包括矿物加固物、玻璃加固物、碳加固物、聚合物加固物、弹性体加固物、核壳聚合物或其任何组合。
65.如权利要求51-64中的任一项所述的方法，其中，所述托架用于车辆框架中。
66.根据权利要求65所述的方法，其中，所述托架用于摇杆和/或保险杠上。
67.如权利要求51-66中的任一项所述的方法，其中，在所述车辆框架的一段中可使用两个或更多个托架。
68.根据权利要求67所述的方法，其中，所述两个或更多个托架可包括具有统一图案和取向或者具有不同图案和取向的一个或多个系列肋。
69.如权利要求51-68中的任一项所述的方法，其中，在摇杆中使用所述托架减少了约13％的碰撞物体侵入。
70.如权利要求51-69中的任一项所述的方法，其中，所述托架防止损坏所述车辆的电力驱动系统的电池。
71.如权利要求51-70中的任一项所述的托架，其中，所述托架包括均匀分布的所述一种或多种基材以及/或者所述一种或多种增强材料，或者非均匀分布的所述一种或多种基材以及/或者所述一种或多种增强材料。
72.如权利要求51-71中的任一项所述的托架，其中，所述托架包括刚性部和韧性部。
73.如权利要求72所述的托架，其中，所述刚性部或所述韧性部是指所述一个或多个系列肋以及/或者所述外围。
74.如权利要求67所述的托架，其中，所述两个或更多个托架中的第一个是韧性托架，且其中的第二个是刚性托架。
75.如权利要求74所述的托架，其中，所述韧性托架和所述刚性托架被配置成可并排布置在所述框架内；其中，在所述框架的靠近所述框架外壳的一侧使用所述韧性托架，而在所述框架的远离所述框架外壳的一侧使用所述刚性托架，或者反过来。
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