CN115783054A - 刚度加强的车辆侧梁组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种刚度加强的车辆侧梁组件，该侧梁组件包括侧梁内件、侧梁外件和设置在侧梁内件和侧梁外件之间的加强单元。加强单元包括：上构件，沿车辆的纵向方向设置；下构件，沿车辆的纵向方向设置，并且被定位成在上构件的下方与上构件间隔开；以及中间构件，具有上表面和下表面，上表面和下表面交替地形成，并且上表面接合到上构件的底部，下表面接合到下构件的上表面。

Description

刚度加强的车辆侧梁组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年9月9日提交的申请号为10-2021-0120467的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文以用于全部目的。

技术领域

本发明涉及一种被构造成支撑车辆的侧面下部的侧梁组件，并且更具体地，涉及一种刚度加强的车辆侧梁组件，该侧梁组件可以在侧面碰撞时保护安装在其内部的高压电池以免受冲击，同时实现轻量化。

背景技术

设置侧梁以提供车辆的侧面下部的刚度。

同时，诸如电动车辆或混合动力电动车辆的环保车辆利用车辆的中央底板的下部作为向驱动马达供应电力的高压电池的安装空间。

近来，环保车辆不与内燃发动机车辆共享平台，而是应用仅用于电动车辆的平台。这是因为利用中央底板的下部的空间有利于增加搭载的高压电池的容量以增加车辆的里程。

然而，在车辆发生侧面碰撞的情况下，这种结构存在高压电池损坏的风险。高压电池损坏导致火灾，与一般火灾不同，由于高压电池损坏导致的火灾难以扑灭。

因此，侧梁必须具有足够的刚度，使得在侧面碰撞的情况下碰撞能量不会传递到高压电池。

为此，在包括侧梁内件和侧梁外件的侧梁内部应用了加强结构。

例如，存在通过挤压铝材料制造加强构件并将其应用于侧梁内部的侧梁加强结构。虽然铝挤压材料可以轻量化，但制造成本高，削弱了价格竞争力。

同时，如图1所示，可以进一步制造包括由钢材料制成的加强构件131至134的钢压结构的加强单元130并将其应用于侧梁内部。与铝挤压材料相比，虽然这可以降低成本，但是存在重量增加的问题。

本背景技术部分中包含的内容仅用于加强对本发明的一般背景的理解，并且不得视为该内容构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种刚度加强的车辆侧梁组件，利用廉价的材料，但即使在将重量抑制到铝材料的水平的同时也提供足够的刚度性能，从而减少在侧面碰撞时由于冲击而导致的变形。

为了实现该目的，根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件包括侧梁内件、侧梁外件和设置在侧梁内件和侧梁外件之间的加强单元，加强单元可以包括：上构件，沿车辆的纵向方向设置；下构件，沿车辆的纵向方向设置，并且被定位成在上构件的下方与上构件间隔开；以及中间构件，具有上表面的下表面，上表面的下表面交替地形成，并且上表面接合到上构件的底部，下表面接合到下构件的上表面。

中间构件的上表面和下表面可以通过连接表面连接。

上构件可以包括：上基部，沿车辆的纵向方向形成；以及上凸缘部，从上基部的车辆的宽度方向内侧端部向上延伸形成以接合到侧梁内件的内侧表面。

沿车辆的纵向方向在上基部上形成具有凸形截面的上加强筋。

下构件可以包括：下基部，沿车辆的纵向方向形成；以及下凸缘部，从下基部的车辆的宽度方向内侧端部向下延伸形成以接合到侧梁内件的下接合部。

沿车辆的纵向方向在下基部上形成具有凹形截面的下加强筋。

下构件可以形成为下构件的车辆的宽度方向的宽度比中间构件的宽度窄。

下构件形成为从中间构件的车辆的宽度方向外侧端部形成至预定宽度。

下构件的宽度可以形成为中间构件的宽度的45％至55％。

中间构件可以通过点焊接合到上构件和下构件。

中间构件的下表面的车辆的宽度方向内侧可以成为接合到侧梁内件的内侧表面的倾斜表面的焊接表面。

在焊接表面上形成用于安装电池的电池安装螺母的下端部所位于的螺母安装表面，并且电池安装螺母的下端部可以接合到螺母安装表面。

电池安装螺母的下端部可以通过CO₂焊接或凸焊接合到螺母安装表面。

在上构件的上基部中可以形成通孔，电池安装螺母被设置为穿过通孔，并且电池安装螺母的外周可以接合到通孔的内周。

电池安装螺母的外周和通孔的内周可以通过CO₂焊接接合。

下构件的宽度可以形成为从下表面的车辆的宽度方向外侧端部形成至形成焊接表面的部分。

根据具有上述构造的根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件，可以利用诸如钢的廉价的材料，并且以相当于昂贵铝挤压材料的水平的重量提供与其相对应的刚度，从而实现侧面碰撞性能并节省成本。

如上所述，可以在应用高压电池的车辆中提高抵抗侧面碰撞的性能，防止由于侧面碰撞损坏高压电池导致的火灾。

本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将从一起用于解释本发明的某些原理的并入本文的附图和以下具体实施方式变得明显或在附图和具体实施方式中更详细地阐述。

附图说明

图1是示出根据现有技术的钢压结构的侧梁加强构件的分解立体图和立体图。

图2是示出根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件的加强单元的分解立体图和立体图。

图3是根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件的加强单元的主要部分的放大立体图。

图4是示出根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件的加强单元接合到侧梁内件的状态的立体图。

图5A和图5B分别是示出根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件的加强单元联接到侧梁和高压电池的状态的示意图和立体图。

可以理解的是，附图不一定按比例绘制，而是呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。本文所公开的本发明的包括例如特定尺寸、取向、位置和形状的特定设计特征将部分地由特别预期的应用和使用环境确定。

在附图中，附图标记在几幅图中指代本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考在附图中示出并在下面描述的本发明的各个示例性实施例。尽管将接合本发明的示例性实施例来描述本发明，但是应当理解的是，本公开并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面，本发明旨在不仅涵盖本公开的示例性实施例，而且涵盖可以包括在如所附权利要求书所限定的本发明的思想和范围内的各种替代形式、修改形式、等同形式和其它实施例。

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件。

根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件包括侧梁内件10、侧梁外件20和设置在侧梁内件10和侧梁外件20之间的加强单元30，加强单元30可以包括：上构件31，沿车辆的纵向方向形成；下构件33，沿车辆的纵向方向形成并且被定位成在上构件31的下方与上构件31间隔开；以及中间构件32，其具有上表面32a和下表面32b，如图2所示，上表面32a和下表面32b交替地形成，并且上表面32a接合到上构件31的底部，下表面32b接合到下构件33的上表面。

在侧梁组件1中，沿车辆的纵向方向设置在车辆的侧面下部的侧梁内件10和侧梁外件20彼此接合，并且被构造成加强侧梁组件1的刚度的侧梁加强单元30(以下称为“加强单元”)设置在侧梁内件10和侧梁外件20之间。

侧梁内件10和侧梁外件20的上部和下部可以分别形成有用于接合的上接合部11、21和下接合部12、22，并且侧梁内件10和侧梁外件20的中间部形成为在相反方向凸出以在内部形成空间。

加强单元30可以设置在侧梁内件10和侧梁外件20之间形成的空间中，使得可以加强侧梁组件1的刚度。

为此，加强单元30可以包括：上构件31，沿车辆的纵向方向形成；下构件33，在上构件31的下方沿车辆的纵向方向形成；以及中间构件32，交替地接合到上构件31的底部和下构件33的上表面。

上构件31可以包括沿车辆的纵向方向形成的上基部31a。上基部31a可以形成为平面形态，并且沿车辆的纵向方向形成。

从上基部31a的车辆的宽度方向内侧端部向上延伸形成上凸缘部31b，以将上构件31接合到侧梁内件10的内侧表面。为了将上构件31接合到侧梁内件10的内侧的竖直表面，上凸缘部31b可以形成为从上基部31a的车辆的宽度方向内侧端部向上延伸。上凸缘部31b也可以沿车辆的纵向方向形成。

为了加强上构件31的刚度，上基部31a可以形成有具有凸形截面的上加强筋31d。上加强筋31d可以沿车辆的纵向方向形成。此外，上加强筋31d可以形成在整个上基部31a上。

下构件33可以形成在上构件31的下方，并且与上构件31隔开预定间隔。

下构件33可以包括沿车辆的纵向方向形成的下基部33a。下基部33a可以形成为平面形态，并且沿车辆的纵向方向形成。

从下基部33a的车辆的宽度方向内侧端部向下延伸形成下凸缘部33b，以将下构件33接合到侧梁内件10的下接合部12。为了将下构件33接合到侧梁内件10的下接合部12，下凸缘部33b可以形成为从下基部33a的车辆的宽度方向内侧端部向下延伸。下凸缘部分33b也可以沿车辆的纵向方向形成。

为了加强上构件31的刚度，可以在下基部33a上形成具有凹形截面的下加强筋33c。下加强筋33c可以沿车辆的纵向方向形成。此外，下加强筋33c可以形成在整个下基部33a上。

中间构件32具有上表面32a和下表面32b，上表面32a和下表面32b交替地形成，并且上表面32a接合到上构件31的底部，下表面32b接合到下构件33的上表面。中间构件32可以在上构件31和下构件33之间通过点焊交替地接合到上构件31和下构件33，从而上构件31、下构件32和中间构件32构成加强单元30。

中间构件32的上表面32a和下表面32b可以通过倾斜形成的连接表面32d连接。根据这样的构造，当在车辆的宽度方向观察时，中间构件32可以具有W形状。

在中间构件32的下表面32b的车辆的宽度方向内侧上可以形成有接合到侧梁内件10的内侧表面的倾斜表面的焊接表面32c。焊接表面32c可以通过焊接接合到侧梁内件10的内侧表面的倾斜表面。焊接表面32c可以以预定角度倾斜形成以具有与侧梁内件10的内侧表面的倾斜表面相同的倾斜度。

此外，可以在焊接表面32c上形成用于安装高压电池40的电池安装螺母34的下端部所位于的螺母安装表面32e，并且电池安装螺母34的下端部可以接合到螺母安装表面32e。电池安装螺母34可以通过CO₂焊接或凸焊接合到焊接表面32c。

上基部31a可以形成有通孔31c，电池安装螺母34被设置为穿过该通孔31c。电池安装螺母34的外侧可以通过焊接接合到通孔31c的内周。因此，不仅可以固定电池安装螺母34的上部，而且可以防止上构件31与中间构件32或下构件33分离。电池安装螺母34可以通过CO₂焊接接合到上基部31a。

同时，下构件33可以形成为下构件33的宽度，即车辆的宽度方向的宽度可以比中间构件32的宽度窄。

下构件33可以形成为从中间构件32的车辆的宽度方向外侧端部形成至预定宽度。例如，下构件33的宽度可以形成为从中间构件32的下表面32b的车辆的宽度方向外侧端部形成至形成焊接表面32c的部分。

下构件33的宽度可以形成为中间构件32的宽度的45％至55％，具有大约50％的宽度。

加强单元30可以在上构件31、中间构件32和下构件33彼此接合以一体形成的状态下接合到侧梁内件10。上构件31的上凸缘部31b可以通过焊接接合到侧梁内件10的内侧表面的竖直表面，并且下构件33的下凸缘部33b可以通过焊接接合到侧梁内件10的下接合部12。此后，侧梁外件20可以接合到侧梁内件10的外侧以完成侧梁组件1。

图3示出上构件31、中间构件32和下构件33之间的焊接部分，图4示出中间构件32和下构件33焊接到侧梁内件10的部分。上构件31和中间构件32焊接的部分由“w1”表示，并且中间构件32和下构件33焊接的部分由“w2”表示。电池安装螺母34焊接到中间构件32的螺母安装表面32e的部分由“w3”表示，并且电池安装螺母34接合到上构件31的部分由“w4”表示。上构件31的上凸缘部31b接合到侧梁内件10的内侧表面的竖直表面的部分由“w5”表示，下构件33的下凸缘部33b接合到侧梁内件10的下接合部12的部分由“w6”表示，中间构件32的焊接表面32c接合到侧梁内件10的内侧表面的倾斜表面的部分由“w7”表示。

根据具有上述构造的根据本发明的各个示例性实施例的刚度加强的车辆侧梁组件，加强单元30可以加强侧梁组件1抵抗横向输入载荷的刚度，从而提高抵抗侧面碰撞的稳定性。

包括侧梁内件10和侧梁外件20的侧梁组件1可以具有图5A的①至⑥所示的表面。换言之，在发生侧面碰撞的情况下，侧梁组件1可以具有直接形成侧壁的表面(①、②)、连接侧壁的表面(③、④)和用零件组装侧梁的内部和外部的表面(⑤、⑥)。此处，在车辆的侧面与电线杆(P)碰撞的情况下，为了提高侧面碰撞性能，最好直接连接表面(①，②)，如果不能，可以连接表面(③、④)。然而，传统的铝挤压结构和钢压焊结构具有仅连接表面(⑤，⑥)的结构。

然而，当应用加强单元30时，如图5B所示，表面(①)可以接合到上构件31的上凸缘部31b，表面(④)可以接合到中间构件32的焊接表面32c，并且表面(⑥)可以接合到下构件33的下凸缘部33b。本发明与传统钢压焊结构的匹配表面数量相同，但本发明提供了对侧面碰撞发挥最大阻力的表面(①)，从而提高侧面碰撞性能。

此外，可以利用作为相对便宜的材料的钢来实现轻量化结构和改善的刚度。

为了方便解释和准确限定所附权利要求，参照示例性实施例的特征在图中显示的位置，利用术语“上部的”、“下部的”、“内部的”、“外部的”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“之内”、“之外”、“向前”和“向后”来描述这些特征。将进一步理解的是，术语“连接”或其派生词既指直接连接又指间接连接。

为了说明和描述的目的，公开了本发明的特定示例性实施例的前述描述。这些描述并非旨在穷举本发明或将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然，根据以上教导，许多修改和变化是可能的。所选择和描述的示例性实施例解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域的其他技术人员能够实施和利用本发明的各个示例性实施例及其各种替代形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同内容来限定。

Claims (14)

1.一种刚度加强的车辆侧梁组件，包括：

侧梁内件、侧梁外件和设置在所述侧梁内件和所述侧梁外件之间的加强单元，

其中，所述加强单元包括：

上构件，沿所述车辆的纵向方向设置；

下构件，沿所述车辆的纵向方向设置，并且被定位成在所述上构件的下方与所述上构件间隔开；以及

中间构件，具有上表面和下表面，所述上表面和所述下表面交替地形成，并且所述上表面接合到所述上构件的底部，所述下表面接合到所述下构件的上表面。

2.根据权利要求1所述的侧梁组件，其中，

所述侧梁内件形成有第一上接合部和第一下接合部，所述侧梁外件形成有面向所述第一上接合部的第二上接合部和面向所述第一下接合部的第二下接合部，并且

所述侧梁内件和所述侧梁外件包括形成为在相反方向上凸出以在所述侧梁内件和所述侧梁外件之间形成空间的中间部，并且

所述加强单元设置在所述侧梁内件和所述侧梁外件之间形成的所述空间中。

3.根据权利要求1所述的侧梁组件，其中，所述中间构件的上表面和下表面通过连接表面连接。

4.根据权利要求3所述的侧梁组件，其中，所述连接表面形成为相对于所述纵向方向以锐角倾斜。

5.根据权利要求1所述的侧梁组件，其中，所述上构件包括：

上基部，沿所述车辆的纵向方向形成；以及

上凸缘部，从所述上基部向上延伸形成以接合到所述侧梁内件的内侧表面。

6.根据权利要求5所述的侧梁组件，其中，沿所述车辆的纵向方向在所述上基部上形成具有凸形截面的上加强筋。

7.根据权利要求1所述的侧梁组件，其中，所述下构件包括：

下基部，沿所述车辆的纵向方向形成；以及

下凸缘部，从所述下基部向下延伸形成以接合到所述侧梁内件的下接合部。

8.根据权利要求7所述的侧梁组件，其中，沿所述车辆的纵向方向在所述下基部上形成具有凹形截面的下加强筋。

9.根据权利要求1所述的侧梁组件，其中，所述下构件形成为所述下构件的所述车辆的宽度方向的宽度比所述中间构件的宽度窄。

10.根据权利要求9所述的侧梁组件，其中，所述下构件形成为从所述中间构件的所述车辆的宽度方向外侧端部形成至预定宽度。

11.根据权利要求1所述的侧梁组件，其中，所述中间构件的下表面的所述车辆的宽度方向内侧是接合到所述侧梁内件的内侧表面的倾斜表面的焊接表面。

12.根据权利要求11所述的侧梁组件，其中，

在所述焊接表面上形成用于安装电池的电池安装螺母的下端部所位于的螺母安装表面，并且

所述电池安装螺母的下端部接合到所述螺母安装表面。

13.根据权利要求12所述的侧梁组件，其中，

在所述上构件的上基部中形成通孔，所述电池安装螺母被设置为穿过所述通孔，并且

所述电池安装螺母的外周接合到所述通孔的内周。

14.根据权利要求13所述的侧梁组件，其中，所述下构件的宽度形成为从所述下表面的所述车辆的宽度方向外侧端部形成至形成所述焊接表面的部分。

Images