CN115092266B - 一种汽车门槛加强结构、汽车门槛及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车门槛加强结构、汽车门槛及汽车，所述汽车门槛加强结构用于安装于门槛梁内板与门槛梁外板之间，包括增强片、纵向增强筋及横向增强筋，增强片的延伸方向与门槛梁外板的延伸方向相匹配，且增强片的一端面用于与门槛梁外板连接，增强片的另一端面用于通过纵向增强筋及横向增强筋与门槛梁内板连接，纵向增强筋与横向增强筋交叉设置。采用本发明所述的汽车门槛加强结构，适配性强，通过增强片提供车辆侧碰时的支撑，通过交叉设置的横向增强筋吸收侧碰能量，保护门槛梁内板，提高电池包的使用安全性，而且交叉设置的横向增强筋相较于直接增加车身钣金壁厚而言，车身更加轻量化。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种汽车门槛加强结构及汽车门槛。
背景技术
新能源汽车的电池包是评价新能源汽车质量的重要指标，汽车碰撞，尤其是侧碰时，车身钣金件可能变形，进而挤压内部电池包，造成损坏。因此，在车身设计的过程中，通常会通过增加门槛处车身钣金壁厚及加强电池包架构来提高侧碰时对电池包的保护，但是此种方式会增加车身整体重量，且降低电池包能量密度。
发明内容
本发明旨在解决现有汽车门槛加强方式会增加车重，降低电池包能量密度的技术问题。
一方面，本发明提供一种汽车门槛加强结构，用于安装于门槛梁内板与门槛梁外板之间，所述汽车门槛加强结构包括增强片、纵向增强筋及横向增强筋，所述增强片的延伸方向与所述门槛梁内板及所述门槛梁外板的延伸方向相匹配，且所述增强片的一端面用于与所述门槛梁外板连接，所述增强片的另一端面用于通过所述纵向增强筋及所述横向增强筋与所述门槛梁内板连接，所述纵向增强筋与所述横向增强筋交叉设置。
可选地，所述纵向增强筋、所述横向增强筋及所述增强片三者相互垂直，所述纵向增强筋的延伸方向与所述增强片的延伸方向相同，两所述纵向增强筋之间连接有多个所述横向增强筋。
可选地，沿所述门槛梁外板到所述门槛梁内板的方向上，所述纵向增强筋的厚度及所述横向增强筋的厚度呈阶梯式增大或呈阶梯式减小。
可选地，该汽车门槛加强结构还包括连接片，所述连接片的延伸方向与所述门槛梁内板的延伸方向相匹配，所述纵向增强筋及所述横向增强筋用于通过所述连接片与所述门槛梁内板连接。
可选地，所述增强片采用连续玻璃纤维与尼龙挤压成型。
可选地，所述增强片的两端分别沿所述门槛梁外板到所述门槛梁内板方向弯曲；
所述增强片的两端沿弯曲方向设置有支撑筋。
可选地，所述汽车门槛加强结构的增强片靠近所述门槛梁外板一侧设有限位筋，两所述限位筋之间形成涂胶区域，所述增强片与所述门槛梁外板胶连接。
本发明所述的汽车门槛加强结构，增强片设置在门槛梁外板一侧，当车辆受到侧碰时，增强片首先提供侧向支撑，在一定程度上避免门槛梁内板变形；交叉设置的纵向增强筋及横向增强筋可构成“井”字型结构，相较于直接加厚车身钣金壁厚而言，不仅车身重量大幅度减小，而且还能通过变形吸收碰撞能量，传递到门槛梁内板上的能量大幅减小，进一步保护门槛梁内板，避免因门槛梁内板变形幅度过大而挤压电池包，提高电池包的使用安全性；另外，本发明所述的汽车门槛增强结构没有改变电池包的架构，电池包的能量密度高。
另一方面，本发明提供一种汽车门槛，包括门槛梁内板、门槛梁外板及上述的汽车门槛加强结构，所述汽车门槛加强结构安装于所述门槛梁内板与所述门槛梁外板之间。
可选地，所述汽车门槛加强结构的纵向增强筋与横向增强筋的连接处设有漏液孔，所述门槛梁内板和/或所述门槛梁外板上设有排液孔，所述漏液孔与所述排液孔连通。
本发明所述汽车门槛相较于现有技术所具有的优势与上述汽车门槛加强结构相同，不再重复说明。
再一方面，本发明提供一种汽车，包括上述的汽车门槛。所述汽车相较于现有技术所具有的优势与上述汽车门槛相同，不再重复说明。
附图说明
图1为本发明实施例的汽车门槛的爆炸图；
图2为图1中A处的放大示意图；
图3为本发明实施例的汽车门槛加强结构的局部示意图；
图4为本发明实施例的汽车门槛的三维结构示意图；
图5为图4的剖视图。
附图标记说明：
1、增强片；11、支撑筋；12、限位筋；13、连接筋；2、纵向增强筋；21、漏液孔；211、倾斜导向壁；3、横向增强筋；31、延伸段；4、门槛梁内板；5、门槛梁外板；6、连接片；61、安装孔；7、空隙；8、定位销。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，还需要说明的是，在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。
本文中，建立有坐标系XYZ，其中，X轴的正向代表前方，X轴的反向代表后方，Y轴的正向代表左方，Y轴的反向代表右方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。
如图1-3所示，本发明实施例的一种汽车门槛加强结构，用于安装于门槛梁内板4与门槛梁外板5之间，所述汽车门槛加强结构包括增强片1、纵向增强筋2及横向增强筋3，所述增强片1的延伸方向与所述门槛梁内板4及所述门槛梁外板5的延伸方向相匹配，且所述增强片1的一端面用于与所述门槛梁外板5连接，所述增强片1的另一端面用于通过所述纵向增强筋2及所述横向增强筋3与所述门槛梁内板4连接，所述纵向增强筋2与所述横向增强筋3交叉设置。
在本实施例中，所述门槛梁内板4及所述门槛梁外板5沿车辆行进方向，也即X轴所示方向延伸，门槛梁内板4靠近汽车内部一侧，门槛梁外板5朝向汽车外部。增强片1设置在靠近门槛梁外板5一侧，且与门槛梁外板5的延伸方向一致，与门槛梁外板5贴合。
当车辆受到侧碰时，增强片1首先提供侧向支撑，在一定程度上避免门槛梁内板4变形；交叉设置的纵向增强筋2及横向增强筋3可构成网状结构，相较于直接加厚车身钣金壁厚而言，不仅车身重量大幅度减小，而且还能通过变形吸收碰撞能量，传递到门槛梁内板4上的能量大幅减小，进一步保护门槛梁内板4，避免因门槛梁内板4变形幅度过大而挤压损坏电池包，提高电池包的使用安全性。本实施例不需要加强动力电池包包体厚度，电池包体可以以最低安全要求设计，有利于单位体积的电池包装入更多的电池模组，提高电池包能量密度，实现了在维持电池包现有架构不变的情况下，提高车身抗侧碰性能。
需要说明的是，门槛梁内板4与门槛梁外板5可采用钢板，汽车门槛加强结构用螺栓固定在门槛梁内板4上，门槛梁内板4与车身钣金件焊接，之后，再将门槛梁外板5与门槛梁内板4焊接即可。连接方式简单可靠。
另外，本实施例所述的汽车门槛加强结构可置于任何车型的门槛梁内外板之间，相较于直接加厚车身钣金件或者电池包体架构而言，适用性强，能够满足更高的安全使用要求。
如图2、3、5所示，可选地，所述纵向增强筋2、所述横向增强筋3及所述增强片1三者相互垂直，所述纵向增强筋2的延伸方向与所述增强片1的延伸方向相同，两所述纵向增强筋2之间垂直连接有多个所述横向增强筋3。
在本实施例中，所述纵向增强筋2及所述横向增强筋3为板状结构，所述纵向增强筋2沿XY平面设置，横向增强筋3沿YZ平面设置，所述增强片1沿X轴所示方向延伸。侧碰作用力被增强片1抵消一部分后，通过垂直设置的横、纵向增强筋传递到门槛梁内板4上。横、纵向增强筋与增强片1彼此垂直，支撑更加稳定。
可选地，沿所述门槛梁外板5到所述门槛梁内板4的方向上，所述纵向增强筋2的厚度及所述横向增强筋3的厚度均呈阶梯式增大或呈阶梯式减小。
在本实施例中，所述纵向增强筋2可上下平行设置两个，所述横向增强筋3沿X轴所示方向间隔设置多块，各所述纵向增强筋2及所述横向增强筋3交叉连接构成多个连续连接的“井”字形型结构。
分两种情况，情况一：沿所述门槛梁外板5到所述门槛梁内板4的方向上，所述纵向增强筋2的厚度及所述横向增强筋3的厚度均呈阶梯式增大。此时考虑到工艺成型原因，可只将所述横向增强筋3两端延伸出所述纵向增强筋2的部分，也即延伸段31的厚度做成阶梯式的。
具体地，所述纵向增强筋2可包括由车外向车内方向厚度依次增加的第一筋段、第二筋段及第三筋段，所述第一筋段的厚度为1.4-1.8mm，第二筋段的厚度为1.9-2.4mm，第三筋段的厚度为2.5-3mm，所述横向增强筋3的延伸段31由门槛梁外板5向门槛梁内板4一侧厚度呈阶梯式增加，包括厚度依次增加的第四筋段、第五筋段及第六筋段，所述第一筋段与第四筋段对应垂直设置，第二筋段与第五筋段对应垂直设置，第三筋段与第六筋段对应垂直设置。所述第一筋段、第四筋段与所述增强片1连接且厚度最薄，发生碰撞后，第一筋段和第四筋段先发生变形吸能，其次是第二筋段和第五筋段，最后是第三筋段和第六筋段发生变形吸能，引导变形顺序，不易发生太无规则的变形或整条增强筋都变形损坏的现象，轻微碰撞变形后更易复原，而且第一筋段、第二筋段的壁厚相较于第三筋段更薄，有利于在碰撞发生后，快速地变形吸能，能量逐级减弱，传递到第三筋段上的能量相当小，相较于采用厚度均匀一致的纵向增强筋板或者厚度依次增大的纵向增强筋板而言，不致于所有的能量都直接通过纵向增强筋板作用到门槛梁内板4上，保护门槛梁内板4免受形变，起到保护电池包的作用。
情况二：沿所述门槛梁外板5到所述门槛梁内板4的方向上，所述纵向增强筋2的厚度及所述横向增强筋3的厚度均呈阶梯式减小。此时横向增强筋3可在沿Y轴负向方向上，整个厚度都做成阶梯式的，靠近门槛梁内板一侧的横、纵向增强筋的厚度最小。当受到侧碰力时，靠近门槛梁内板4一侧的一段横、纵向增强筋最先变形，沿Y轴正向的其他各段依次发生变形吸能，最后能量才会传递到门槛梁内板4上。
如图1-3所示，可选地，该汽车门槛加强结构还包括连接片6，所述连接片6的延伸方向与所述门槛梁内板4的延伸方向相匹配，所述纵向增强筋2及所述横向增强筋3用于通过所述连接片6与所述门槛梁内板4连接。
在本实施例中，所述连接片6可为平板状，所述连接片6沿XZ平面设置，通过连接片6增加横、纵向增强筋与门槛梁内板4的接触面积，提高支撑强度。
需要说明的是，在将所述汽车门槛增强结构安装到门槛梁内板4的过程中，为了提高对位精度，可在所述连接片6朝向门槛梁内板4一侧的端面上垂直设置多个定位销8，在门槛梁内板4上设置多个定位孔，通过定位销8插入对应的定位孔实现安装位置的确定，提高安全效率与安装精度要求。
可选地，所述增强片1采用连续玻璃纤维与尼龙挤压成型。
在本实施例中，尼龙用于支撑连续玻璃纤维，尼龙与连续玻璃纤维挤压定型，形成片状结构。连续玻璃纤维增强片可以通过玻璃纤维疏密度和层数来一定范围内调整零件的性能，以实现所需的刚度、强度，且连续玻璃纤维增强片的尺寸及厚度不改变，因此不需要更改汽车门槛加强结构的注塑模具。连续玻璃纤维增强片可通过红外加热或烘烤箱加热软化后模压成型。
玻璃纤维不导电，不用担心电化学腐蚀问题。连续玻璃纤维增强片成型后可放入复合材料增强梁的注塑模具里，加入短玻璃纤维、尼龙注塑一体成型，注塑成型后，增强片1就已经包覆在横纵向增强筋的表面了，不用考虑二者之间的连接，具备大规模生产的可能性。
除此之外，增强片1与横向增强筋3、纵向增强筋2采用玻璃纤维和尼龙制成，能够显著减轻重量。玻璃纤维的密度小，约为1.56g/cm3，尼龙与玻璃纤维复合材料的密度为1.5g/cm3，同等体积下，相较于钢制的门槛梁内外板或电池包包体钣金，重量减小40％左右，相比采用铝合金加强板的方案减重20％左右，钢材密度为7.85g/cm3，铝材密度为2.7g/cm3。进一步地，采用由玻璃纤维、尼龙复合制成的门槛加强结构，碳排放量更低，玻璃纤维碳排放因子数约8.91，尼龙碳排放因子数约10.2，综合计算本实施例的汽车门槛加强结构的碳排放因子数约10左右，按整车6kg零件重量计算，约排放60kg碳，挤压铝材碳排放因子为27.6左右，按整车7.2kg零件重量计算，约排碳198kg，在限制碳排放的全球政策高压下，低碳排放的方案将会是整车厂未来最佳选择。
在其他实施例中，所述增强片也可采用玄武岩纤维与尼龙复合制成。
如图1-3所示，可选地，所述增强片1的两端分别沿所述门槛梁外板5到所述门槛梁内板4方向弯曲。
在本实施例中，采用两端弯曲的增强片1以对横向增强筋形成半包围结构，形成对横向增强筋的支撑保护，当车身侧壁受到垂直方向或倾斜方向的碰撞时，增强片1能够提供更好地支撑。
这里，所述增强片1的弯曲部分构成类似S形，所述增强片1的两端分别向门槛梁内板4一侧弯曲并与连接片6贴合，所述连接片6上设有安装孔61，所述安装孔61垂直贯穿所述增强片1及所述门槛梁内板4，螺栓穿过所述安装孔61以将门槛梁内板4、所述汽车门槛增强结构固定在一起，所述门槛梁外板5与所述门槛梁内板4之间可采用焊接固定。
这里，所述螺栓一般设置在所述门槛梁内板4沿长度方向的两端。两端可各设置两个。
如图2所示，可选地，所述增强片1的两端沿弯曲方向设置有支撑筋11。
在本实施例中，通过在增强片1两端的弯折部设置支撑筋11，在碰撞时，提高增强片1的支撑强度。所述支撑筋11可间隔设置多个。
如图2所示，可选地，所述增强片1靠近所述门槛梁外板5一侧设有限位筋12，两所述限位筋12之间形成涂胶区域，所述增强片1用于与所述门槛梁外板5胶连接。
在本实施例中，所述门槛梁外板5的内表面与所述增强片1的局部贴合，并采用结构胶粘接，沿所述增强片1的长度方向可设置多个打胶点，在门槛梁外板5与门槛梁内板4焊接、门槛梁内板4与汽车门槛加强结构螺栓连接的基础上，进一步提高汽车门槛加强结构同门槛梁内板4、门槛梁外板5之间的连接稳固性，提升NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能。同时，间隔设置的打胶位置，也不至于影响汽车门槛内部的电镀液排出。
这里，两个所述限位筋12之间围成一个打胶区域，方便快速识别打胶位置，限制涂胶宽度。在一些实施例中，可在两平行设置的限位筋12之间设置3-6道连接筋13，连接筋13的厚度略小于限位筋12的厚度，用于增强结构胶与所述增强片1之间的摩擦力，使结构胶未完全干时不易发生移位。
如图1、4所示，本发明的另一实施例的一种汽车门槛包括门槛梁内板4、门槛梁外板5及上述的汽车门槛加强结构，所述汽车门槛加强结构安装于所述门槛梁内板4与所述门槛梁外板5之间。
在本实施例中，所述门槛梁内板4与所述门槛梁外板5可为槽型结构，二者焊接形成容纳腔，所述汽车门槛加强结构置于容纳腔内。
这里，可将汽车门槛安装在不同款的车型上。
如图3所示，可选地，所述汽车门槛加强结构的纵向增强筋2与横向增强筋3的连接处设有漏液孔21，所述门槛梁内板4和/或所述门槛梁外板5上设有排液孔，所述漏液孔21与所述排液孔连通。
在本实施例中，汽车门槛加强结构的左端也即增强片1与门槛梁外板5粘接，右端的连接片6与门槛梁内板4螺栓连接，汽车门槛加强结构的上下端与容纳腔的腔壁之间形成有空隙7。
汽车门槛可随车身一起做电泳测试，汽车门槛内部会渗入有电泳液，通过设置漏液孔21，使得汽车门槛增强结构内的电泳液能够从漏液孔21排出到所述空隙7中，最后再从排液孔排出至汽车门槛外部。相较于在门槛梁内外板与汽车门槛加强结构之间填充泡沫等实心材料而言，本实施例所述的汽车门槛加强结构可随车过电泳，电泳液排出方便。
这里，所述漏液孔21呈长条状，其长度方向沿Y轴所示方向。上下两块所述纵向增强筋2上的漏液孔21可对应设置，提高漏液效率。
门槛梁内板4及门槛梁外板5上的排液孔在电泳液排出后，可用堵塞堵住。
如图3所示，可选地，所述漏液孔21的至少一部分侧壁为倾斜导向壁211。
在本实施例中，利用倾斜导向壁211的导向作用，加快所述汽车门槛加强结构内部的电泳液排除的速度。
本发明的再一实施例提供一种汽车，包括上述的汽车门槛。所述汽车相较于与现有技术所具有的优势与上述汽车门槛相同，不再重复说明。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种汽车门槛加强结构，其特征在于，用于安装于门槛梁内板（4）与门槛梁外板（5）之间，所述汽车门槛加强结构包括增强片（1）、纵向增强筋（2）及横向增强筋（3），所述增强片（1）的延伸方向与所述门槛梁外板（5）的延伸方向相匹配，且所述增强片（1）的一端面用于与所述门槛梁外板（5）连接，所述增强片（1）的另一端面用于通过所述纵向增强筋（2）及所述横向增强筋（3）与所述门槛梁内板（4）连接，所述纵向增强筋（2）与所述横向增强筋（3）交叉设置；沿所述门槛梁外板（5）到所述门槛梁内板（4）的方向上，所述纵向增强筋（2）的厚度及所述横向增强筋（3）的厚度呈阶梯式增大或呈阶梯式减小；
所述纵向增强筋（2）、所述横向增强筋（3）及所述增强片（1）三者相互垂直，所述纵向增强筋（2）的延伸方向与所述增强片（1）的延伸方向相同，两所述纵向增强筋（2）之间连接有多个所述横向增强筋（3）。
2.根据权利要求1所述的汽车门槛加强结构，其特征在于，还包括连接片（6），所述连接片（6）的延伸方向与所述门槛梁内板（4）的延伸方向相匹配，所述纵向增强筋（2）及所述横向增强筋（3）用于通过所述连接片（6）与所述门槛梁内板（4）连接。
3.根据权利要求1所述的汽车门槛加强结构，其特征在于，所述增强片（1）采用连续玻璃纤维与尼龙挤压成型。
4.根据权利要求1所述的汽车门槛加强结构，其特征在于，所述增强片（1）的两端分别沿所述门槛梁外板（5）到所述门槛梁内板（4）方向弯曲；
所述增强片（1）的两端沿弯曲方向设置有支撑筋（11）。
5.根据权利要求1所述的汽车门槛加强结构，其特征在于，所述增强片（1）靠近所述门槛梁外板（5）一侧设有限位筋（12），两所述限位筋（12）之间形成涂胶区域，所述增强片（1）用于与所述门槛梁外板（5）胶连接。
6.一种汽车门槛，其特征在于，包括门槛梁内板（4）、门槛梁外板（5）及如权利要求1-5任一项所述的汽车门槛加强结构，所述汽车门槛加强结构安装于所述门槛梁内板（4）与所述门槛梁外板（5）之间。
7.根据权利要求6所述的汽车门槛，其特征在于，所述汽车门槛加强结构的纵向增强筋（2）与横向增强筋（3）的连接处设有漏液孔（21），所述门槛梁内板（4）和/或所述门槛梁外板（5）上设有排液孔，所述漏液孔（21）与所述排液孔连通。
8.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求6-7任一项所述的汽车门槛。
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