CN118019682A - 用于车辆的底板面板和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于形成用于车辆框架的底板面板(10)的方法，包括：提供由可压制硬化钢制成的主坯料(19)，提供一个或多个第一补片坯料(22)，以及将第一补片坯料(22)焊接到主坯料(19)以形成拼缀坯料。该方法还包括压制拼缀坯料以形成底板面板(10)，其中，第一补片坯料(22)沿着主坯料(19)的用于形成第一座椅横向构件(20)的一部分布置，并且其中，第一补片坯料(22)的在主坯料(19)的用于形成底板面板(10)的要附接到门槛的区域的区域中的左部分和右部分(21)由比主坯料(19)的钢更易延展的钢制成，其中，第一补片坯料(22)的在左部分和右部分(21)之间的中央部分(23)由可压制硬化钢制成。本公开还涉及由单个整体式工件制成的用于车辆框架的底板面板(10)。

Description

用于车辆的底板面板和方法

技术领域

本申请要求2021年8月2日提交的欧洲专利申请n°21382730.6的权益。

本公开涉及用于车辆框架的底板面板。本公开还涉及用于制造此类底板面板的方法。

背景技术

车辆(诸如汽车)合并有结构骨架，该结构骨架被设计成承受车辆在其使用寿命期间可能经受的所有负载。结构骨架还被设计成在例如与其他汽车撞击的情况下承受并吸收冲击。结构骨架也被设计成尽可能轻，以便减少诸如CO₂等污染物向环境的排放。

汽车的结构骨架可以例如包括缓冲梁、支柱(例如，A支柱、B支柱、C支柱)、侧面防撞梁和门槛面板。这些和其他结构构件可以具有一个或多个具有基本U形(也称为“帽”形)横截面的区域。这些结构构件可以按多种方式制造，并且可以由多种材料制成。如上所述，期望在碰撞期间提高车辆完整性同时还提高能量吸收的轻质材料。

在汽车工业中，众所周知，车辆的骨架的至少若干结构构件由特高强度钢(UHSS)制成，表现出优化的单位重量最大强度和有利的可成形性属性。

本公开中的特高强度钢(UHSS)可以被视为具有至少1000MPa的极限抗拉强度的钢。UHSS可以在热处理、特别地在热成形过程之后获得此类高抗拉强度。一些UHSS需要快速冷却以获得马氏体微观结构和对应的高极限抗拉强度。其他UHSS可以利用相对慢的冷却或甚至空气冷却(“空气硬化”)获得高极限抗拉强度。一些UHSS不需要热成形和对应的奥氏体化来获得高极限抗拉强度，而是在冷成形之后具有并保持高强度。

UHSS可以表现出高达1500MPa、或甚至2000MPa、或更高的极限抗拉强度，特别地在压制硬化操作之后。在此类操作中，将钢坯料加热至奥氏体化温度以上，特别地加热至Ac3以上(在加热期间铁素体向奥氏体转变完成的温度)，以使坯料基本上完全奥氏体化。在加热到该温度以上一段时间之后，坯料经受压制操作，在压制操作中坯变形。同时，将坯料快速冷却，使得坯料基本上“完全硬化”并获得马氏体微观结构。压制硬化也可以被称为“热冲压”，或者当使用快速冷却时，被称为“热成形模具淬火(HFDQ)”。

获得的材料和组件可以是非常坚固且坚硬的，但同时也可以是易碎的。材料和组件可以是几乎不变形的，并且在小变形时可能裂开或断裂。因此，已知在变形过程中组合不同的材料，例如，与拼焊坯料(TWB)，和/或对不同的区域或组件应用不同的热处理来定制强度、刚度和变形属性。

除了使用适当的材料外，还可以通过例如使用补焊来将防撞性能和减轻重量方面的合适属性赋予车辆的结构构件。例如，将第一补片焊接到主工件在必要的地方加强了主工件，而不会添加附加的不期望的重量。已经添加了补片的坯料有时被称为“拼缀坯料”。这是为了区别于“拼焊坯料”，在拼焊坯料中，坯料通过边缘到边缘焊接彼此接合。

通常，通过点焊将补片焊接到主工件，这是汽车领域中众所周知且广泛使用的焊接技术。

用于车辆结构框架的车辆底板可以包括多个不同的冲压或以其他方式形成的金属片组件和加强件，需要将这些金属片组件和加强件接合在一起以便获得最终的车辆底板。不同的底板组件可以通过不同的热成形或冷成形方法生产，诸如冷冲压、热冲压(也称为压制硬化或热成形模具淬火)、辊轧成形或间接热冲压(也称为间接压制硬化)。

组装可能是劳动密集型过程，并且当涉及许多可能引起底板变形的焊接操作时，维持期望的底板几何形状可能是具挑战性的。

此外，在底板完全组装之后，必须将其供应到车架安装线，以便将其组装到车架上。组装好的底板是笨重的组件，其从物流的角度来看很难处理。

另外，随着混合动力车辆和电动车辆的发展，越来越多地需要车架(诸如例如，汽车车架)在底板区域提供尽可能多的空间，以便供其容纳车辆的电池。

电池是相对笨重的组件，由于其重量，优选地被容纳在车架中尽可能低的位置，以便尽可能少地阻碍车辆动力。通常，电池以平行六面体盒子的形状定型，其底座非常长且宽。它们还主要在纵向车辆方向上延伸，并且具有降低的高度，以便允许用于车辆的内部车厢的自由空间。电池的位置使得传统的车辆底板几何形状被完全重新设计，以便实现安全功能以及电池容纳功能两者。

DE202010017552U1公开了一种用于机动车辆的车身结构，特别地是底板结构，其结构组件限定针对碰撞情形的负载路径。在被放置在至少一个限定的负载路径、特别地是前碰撞负载路径和/或侧面碰撞负载路径和/或后碰撞负载路径中的结构组件的区域中，组件至少部分地通过高强度结构组件、优选地通过完全硬化或至少部分硬化的高强度结构组件由热冲压或冷冲压钢片形成，这些组件直接或间接、优选地直接彼此连接，特别地经由力连接和/或形状连接和/或材料连接。

文件WO2021/094405A1公开了一种用于车架的热冲压车辆底板。

发明内容

在本公开的第一方面，提供了一种用于形成用于车辆框架的底板面板的方法。该方法包括提供由可压制硬化钢制成的主坯料，提供一个或多个第一补片坯料，以及将第一补片坯料焊接到主坯料以形成拼缀坯料。该方法还包括压制拼缀坯料以形成底板面板。这里，第一补片坯料沿着主坯料的用于形成第一座椅横向构件的一部分布置，并且第一补片坯料的在主坯料的用于形成底板面板的要附接到门槛的区域的区域中的左部分和右部分由比主坯料的钢更易延展的钢制成。

根据这一方面，提供了可以简化制造过程的用于形成底部面板的方法，并且同时提供了底板面板，该底板面板具有足够的强度和刚度，以及在冲击的情况下的能量吸收，同时减轻底板面板的重量。

在整个本公开中，主坯料可以被视为将形成底板面板的主结构的坯料(例如，金属片或薄金属板)。补片坯料可以被视为将在底板面板的主结构上形成局部补片的坯料。

在示例中，拼缀坯料可以在被构想成在碰撞情形的情况下承受压缩碰撞力的区域中具有重叠的软(或“延展”)和硬质材料。在这些区域中，底板面板可以承受更大的变形(例如，更高的弯曲角度)而没有破裂的风险，并且可以使车辆更安全。

第一座椅横向构件可以是前座椅横向构件或后横向构件。座椅横向构件在本文中可以被视为底板面板的在横向方向上延伸并提供刚度和强度的部分。座椅横向构件可以形成锚固点，并且被配置用于车辆的座椅的附接。

第一补片坯料可以沿着主坯料的被指定形成第一座椅横向构件的一部分布置，但这些第一补片坯料不一定需要覆盖整个横向构件，即可以仅覆盖横向构件的特定部分。

第一补片坯料的焊接可以通过由以下组成的组中的一种或多种方法进行：电阻点焊、标准激光焊接、远程激光焊接、电阻缝焊(RSEVV)、气体金属电弧焊以及激光和电弧混合焊接。

在示例中，第一补片坯料可以包括中央部分，并且第一补片坯料的在左部分和右部分之间的中央部分可以由可压制硬化钢制成。在这些示例中，在附接到门槛的部分之间的中央区域中的补片坯料可以提供强度和刚度的局部增加。底板面板的厚度可以在该中央区域中局部地增加。

可选地，提供一个或多个第一补片坯料包括形成要沿着主坯料的用于形成第一座椅横向构件的该部分布置的第一拼焊坯料，其中，第一拼焊坯料包括第一补片坯料的左部分、中央部分和右部分。在这些示例中，还可以优化包括在座椅横向构件的整个宽度上方定制机械属性的制造过程。

在一些示例中，该方法还可以包括提供一个或多个第二补片坯料，以及将第二补片坯料焊接到主坯料。这里，第二补片坯料可以沿着主坯料的用于形成第二座椅横向构件的一部分布置，并且第二补片坯料的在主坯料的用于形成底板面板的要附接到门槛的区域的区域中的左部分和右部分由比主坯料的钢更易延展的钢制成。在这些示例中，前座椅横向构件和后座椅横向构件两者可以包括补片坯料。

在一些示例中，提供主坯料包括通过切掉主坯料的左部分和右部分在主坯料中产生左开口和右开口，并且其中，第一补片坯料的左部分和右部分被焊接到主坯料以覆盖左开口和右开口。因此提供了一种用于形成用于车辆框架的底板面板的方法。该方法包括提供由可压制硬化钢制成的主坯料，以及通过切掉主坯料的左部分和右部分在主坯料中产生开口。该方法还包括提供一个或多个第一补片坯料，以及将第一补片坯料焊接到主坯料以覆盖左开口和右开口，从而形成拼缀坯料。该方法还包括压制拼缀坯料以形成底板面板。这里，第一补片坯料沿着主坯料的用于形成第一座椅横向构件的一部分布置，并且第一补片坯料的在主坯料的用于形成底板面板的要附接到门槛的区域的区域中的左部分和右部分由比主坯料的钢更易延展的钢制成。第一补片坯料可以包括超出左部分和右部分的另外的部分，但不是必须的。

在这些示例中，为能量吸收和控制变形中的运动而定制局部更易延展区域的机械属性可以与进一步重量减轻相组合。

在一些示例中，压制拼缀坯料包括将拼缀坯料加热至奥氏体化温度以上，并且对拼缀坯料进行热冲压。在其他示例中，压制拼缀坯料包括冷压制拼缀坯料，并且随后将压制的拼缀坯料加热至奥氏体化温度以上，以及随后将加热的和压制的拼缀坯料冷却。

在本公开的范围内，可以使用间接和直接热冲压两者。在直接热冲压中，可以将坯料(并且对于本公开，更特别地是拼缀坯料)加热至奥氏体化温度以上，以实现部分或完全奥氏体微观结构。特别地，坯料可以被加热至对应的Ac3温度以上。在加热至奥氏体化温度以上一段时间之后，坯料在压机中经受变形或拉制过程。然后，可以将变形的坯料冷却。取决于所使用的钢的类型，并且取决于材料的冷却速率，可以在变形的坯料的至少一部分中获得马氏体微观结构。在一些情况下，为了实现马氏体微观结构，可能有必要对坯料进行快速淬火。临界冷却速率可以为例如25℃/s至30℃/s左右。淬火可以在压机中进行。在一些示例中，“被动冷却”(即让变形的坯料通过空气冷却)可能足以获得马氏体微观结构。

在间接热冲压中，坯料(并且在本公开中为拼缀坯料)在“冷条件”下变形，例如在室温下。只有在使坯料变形之后，坯料才可以经受热处理以获得前述马氏体微观结构。在变形之后，可以将坯料加热至奥氏体化温度以上，并且然后将其冷却。

在另外的示例中，可以使用多步过程和多步压机。在多步过程中，在单个压制设备中，不同的坯料同时经历不同的制造步骤。例如，在此类压制设备的第一站中，可以执行第一压制操作，在第二站中可以执行冷却操作，并且在第三站中可以执行修整过程。在另外的站中，可以执行另外的后处理步骤(例如，校准、切割、打孔)等。多步过程也可以组合一个以上的成形站。在示例中，不需要冷却站。多步过程既可以与可空气硬化钢一起使用，也可以与其他需要淬火以获得马氏体微观结构的UHSS一起使用。

在一些示例中，主坯料和中央部分可以由硼钢制成，并且具体地是由相同的硼钢制成。硼钢适用于热冲压，并且可以获得非常高的强度。例如，可以使用22MnB5或22MnB8钢。

可硬化硼钢的示例包括UHSS，诸如22MnB5钢或1500或2000，/>可从Arcelor Mittal商购获得。

为了避免成形过程期间的脱碳和氧化皮形成，22MnB5可以呈现有铝硅涂层。下面按重量百分率汇总了22MnB5的组分(其余为铁(Fe)和杂质)：

具有相似化学组分的几种22MnB5钢可商购获得。然而，22MnB5钢中每种成分的确切量可能因制造商不同而略有不同。其他特高强度钢包括例如BTR 165，其可从本特勒(Benteler)商购获得。

1500以铁素体-珠光体相供应。它是以均匀图案分布的细晶粒结构。机械属性与这种结构相关。在加热、热冲压过程和随后的淬火之后，产生马氏体微观结构。因此，最大强度和屈服强度明显增加。

下面以重量百分率汇总了1500的组分(其余为铁(Fe)和不可避免的杂质)：

2000是另一种具有更高强度的硼钢。在热冲压模具淬火过程之后，2000的屈服强度可以为1400MPa或更高，并且极限抗拉强度可以在1800MPa以上。2000的组分按重量计包括最多0.37％的碳、最多1.4％的锰、最多0.7％的硅和最多0.005％的硼。

第一补片坯料的用于形成底板面板的要附接到门槛的区域的左部分和右部分可以由比主坯料更易延展的钢(在热成形之后)制成。这些部分可以例如由也可从ArcelorMittal商购获得的500或/>1000制成，或者由CRL 340LA制成。

另一方面，和其他较软的钢也可以在热成形或在热成形模具淬火中使用。然而，这些钢将因此不具有马氏体微观结构。得到的钢将具有较低的极限抗拉强度和较低的屈服强度，但将具有较高的断裂伸长率。

400可以具有450MPa或更高的极限抗拉强度，/>500为550MPa或更高，并且/>1000为1000MPa或更高。

CRL-340LA是可从SSAB商购获得的钢。它是意图用于一般压制作业、弯曲和成形的高强度低合金钢。在下文中概括了其组分(重量百分率)。

在示例中，补片被设计成具有比主工件更易延展的属性。在示例中，补片可以由适用于成形(包括热成形和冷成形)并且在此类过程之后提供合适的机械属性的任何钢制成。CRL-340LA和相似的钢(例如，低合金钢)可以适用于“较软”的补片。

较软的补片与“较硬”的主工件的组合允许底板面板在例如撞击的情况下吸收更多能量。另一方面是底板面板的主坯料在经受弯曲负载时的破裂可以避免或者仅发生在显著变形之后。

补片坯料一般可以由具有比主坯料的材料大的延展性的钢制成，例如，补片可以由甚高强度钢(VHSS)或极高强度钢(EHSS)制成。

在本文中，EHSS可以被视为具有在550MPa与800MPa之间的屈服强度的钢(在成形之后、或在最终产品中)。VHSS可以被视为具有在390MPa与550MPa之间的屈服强度的钢(在成形之后、或在最终产品中)。

在一些示例中，主坯料可以具有在0.5mm与3mm之间、并且具体地在0.8mm与1.5mm之间的厚度。主坯料和补片坯料可以具有相同或相似的厚度。一般而言，在大多数车辆应用中，厚度可以在0.5mm与6mm之间，并且具体地在0.5mm与3mm之间，并且更具体地在0.8mm与1.5mm之间。

在另外一方面，提供了一种由单个整体式工件制成的用于车辆框架的底板面板。该底板面板在纵向方向上从前向后延伸，并且在横向方向上在用于附接到左门槛的左附接区域与用于附接到右门槛的右附接区域之间延伸。该底板面板包括前座椅横向构件和后座椅横向构件，并且前座椅横向构件和后座椅横向构件包括用于分别附接到左门槛和右门槛的左附接部分和右附接部分。该底板面板包括主硬质区域和次延展区域，其中，主硬质区域包括前座椅横向构件和后座椅横向构件的中央部分，并且第二延展区域包括左附接部分和右附接部分，次延展区域具有低于主硬质区域的抗拉强度的抗拉强度，以及高于主硬质区域的断裂伸长率的断裂伸长率。

根据这一方面，提供了底板面板，在相对轻的重量下，该底板面板在刚度与强度以及在冲击的情况下的能量吸收与安全性之间提供了良好平衡。

根据本公开的车辆底板的示例可以显著减少获得最终的车辆底板所需的部件数量。这引起制造过程中的简化和成本降低，因为需要单独形成并在之后通过焊接接合在一起的部件更少。此外，使用更多热冲压金属片坯料的可能性、部件的厚度也可以减小，并且连同单个部件减小量一起，可以实现相关重量减轻。

在一些示例中，次延展区域可以基本上沿着左附接区域和右附接区域从前向后延伸。在这些示例中，基本上沿着门槛的整个长度，提供了更易延展的区域。可以减少或避免沿着门槛和底板面板(两者都可以由延展性但高强度的UHSS形成)的整个焊接接头的裂纹。

在一些示例中，次延展区域可以基本上对应于前座椅横向构件和后座椅横向构件的左附接部分和右附接部分。

在一些示例中，次延展区域可以具有沿着纵向长度的在10cm与50cm之间的长度，以及沿着横向方向的在15cm与60cm之间的宽度。

在一些示例中，主硬质区域的抗拉强度可以高于1.200MPa，并且具体地高于1.400MPa，并且其中，次延展区域的抗拉强度可以具有在500MPa与1.000MPa之间的抗拉强度。

在示例中，补片坯料(在热成形之后)的延展性可以比主坯料大10％与80％之间。补片坯料的极限抗拉强度(在热成形之后)可以比主坯料的极限抗拉强度低25％与70％之间。

极限抗拉强度(UTS)(也称为“抗拉强度”)在本文中可以被视为材料在断裂之前拉伸或拉开时可以承受的最大应力。

可以通过执行抗拉试验并记录工程应力与应变来找到极限抗拉强度。应力-应变曲线的最高点为极限抗拉强度，并且具有应力单位。

在示例中，底板面板可以通过根据本文所解释示例中的任何一个的方法来获得。

如在本公开中使用的术语“延展性”是指材料在断裂之前经历塑性变形的能力的量度。延展性可以更常见地被表达为根据以下ISO标准进行的标准抗拉试验的断裂伸长百分比或面积减小百分比：ISO 6892-1:2016金属材料抗拉试验。室温试验方法。

用于计算延展性的一种办法基于此类抗拉试验期间的金属探针的伸长百分率，如下：

伸长％＝(Lf-Lo)/Lo

这里，Lo为初始探针长度，而Lf为断裂时的探针长度。

测量延展性的另一种办法是面积减小。

面积减小％＝(Ao-Af)/Ao

这里，Ao为探针横截面的初始横截面，而Af为断裂时的探针横截面。

附图说明

在下文中将参考附图描述本公开的非限制性示例，其中：

图1A示意性地示出了根据现有技术的车辆底板的透视图；

图1B示意性地示出了根据本公开的车辆底板面板的示例的透视图；

图2A至图2C示意性地示出了车辆底板面板的另外的示例；

图3A至图3C示意性地示出了与替代设计相比，根据本公开的车辆底板面板的示例的性能；

图4示意性地示出了根据本公开的车辆底板面板的又一示例；并且

图5A和图5B示意性地示出了制造车辆底板面板的方法的两个示例。

具体实施方式

图1A示出了根据现有技术的车辆底板200。现有技术的该车辆底板包括多个金属片部件，包括前面板202、横梁204、纵梁206、梁加强件208、后面板210、中间面板212及其他。

该车辆底板200可以由总共16个独立的金属片部件构成。这16个部件是独立形成的(在单独的成形过程中)，并且然后通过任何合适的焊接过程接合，诸如点焊、激光焊接等。一旦完成，车辆底板200可以具有超过30kg的重量。

图1B示意性地示出了根据本公开示例的底板面板和制造方法。可以看出，单个整体式工件10合并有例如前座椅横向构件和后座椅横向构件，并且还有纵梁部分和面板，在图1的示例中，这些组件是单独制造的，并且在后来接合。

图1B示出了如何可以将两个补片坯料添加到主工件，如用断续线绘制的箭头所示。尽管补片和主工件在该图1B中被示出为处于其“就绪”状态，即在热成形之后，但是应当注意的是，在该示例中，平坦的补片坯料和平坦的主工件坯料在热冲压过程前彼此接合。

用于车辆框架的底板面板10由单个整体式工件制成。底板面板10在纵向方向上从前14向后12延伸，并且在横向方向上在用于附接到左门槛的左附接区域18(在驾驶员侧)与用于附接到右门槛的右附接区域16之间延伸。

底板面板包括前座椅横向构件20和后座椅横向构件30，并且前座椅横向构件20和后座椅横向构件30包括用于分别附接到左门槛和右门槛的左附接部分和右附接部分(也参见图2A)。

底板面板包括主硬质区域19(较浅阴影)和次延展区域21、31(较浓阴影)。主硬质区域包括前座椅横向构件20和后座椅横向构件30的中央部分，并且次延展区域21、31包括左附接部分和右附接部分。次延展区域具有低于主硬质区域的抗拉强度的抗拉强度，以及高于主硬质区域的断裂伸长率的断裂伸长率。

底板面板10可以使用一种方法来制造，该方法包括提供由可压制硬化钢制成的主坯料19，提供一个或多个第一补片坯料22，以及将第一补片坯料22焊接到主坯料以形成拼缀坯料。

该方法还可以包括压制拼缀坯料以形成底板面板10，其中，第一补片坯料22沿着主坯料19的用于形成第一座椅横向构件20的一部分布置。第一补片坯料22可以从一个门槛附接区域至另一门槛附接区域，基本上覆盖底板面板的完整宽度。

第一补片坯料22的在主坯料19的用于形成底板面板10的要附接到门槛的区域的区域中的左部分和右部分21由比主坯的钢更易延展的钢制成。

在一些示例中，延展区域可以具有沿着纵向方向的在10cm与50cm之间的长度，以及沿着横向方向的在15cm与60cm之间的宽度。

在图1B的示例中，第一补片坯料22的在左部分和右部分之间的中央部分23可以由可压制硬化钢制成，并且具体地是与主坯料相同的钢。

在图1B的示例中，在座椅横向构件(集成在底板面板中)的附接中提供了局部延展性。参考图3，将解释此类底板面板在冲击的情况下的优点。

在图1B的示例中，提供一个或多个第一补片坯料包括形成要沿着主坯料的用于形成第一座椅横向构件20的该部分布置的第一拼焊坯料(TWB)22，其中，第一拼焊坯料22包括第一补片坯料的左部分21、中央部分23和右部分21。在其他示例中，可以使用几个单独的补片坯料来代替单个TWB。

在图1B的示例中，该方法还包括提供一个或多个第二补片坯料24，以及将第二补片坯料24焊接到主坯料19。第二补片坯料沿着主坯料的用于形成第二座椅横向构件30(在这种情况下为后座横向构件)的一部分布置。第二补片坯料24可以基本上在底板面板的整个宽度上方延伸，即从到一个门槛的附接区域至到另一个门槛的附接区域。

第二补片坯料的在主坯料的用于形成底板面板的要附接到门槛的区域的区域中的左部分和右部分31由比主坯料的钢更易延展的钢制成。在该示例中，后座椅横向构件和前座椅横向构件两者可以具有相似的构造，并且两者可以通过提供TWB 22、24来制成，该TWB基本上从底板面板的一个侧面18延伸到其另一个侧面16并且被焊接在主坯料的顶部上。即坯料重叠。

可以使用任何合适的焊接技术，包括例如电阻点焊、标准激光焊接、远程激光焊接(激光焊接，其中激光头可以具有到焊接区的50cm或更大的距离)、电阻缝焊(RSEVV)、气体金属电弧焊以及激光和电弧混合焊接。

主坯料19和中央部分23、33可以由硼钢制成，并且具体地是由相同的硼钢制成。例如，可以使用22MnB5或22MnB8钢。钢可以具有涂层，例如AlSi涂层或Zn涂层。

图2A和图2B分别示意性地示出了根据不同示例的底板面板10的俯视图和仰视图。一般而言，相同的附图标记已经用于表示相同或相似的元件，包括底板面板的后部12和前部14，以及要附接到车辆框架的右门槛或左门槛的区域18、16。

如在图1中的示例中，在冲压过程前，可以将补片坯料焊接到主坯料19。然而，在该示例中，在这种情况下提供主坯料包括通过切掉主坯料19的左部分和右部分27在主坯料中产生左开口和右开口27，并且其中，第一补片坯料的前部分和后部分29(在图中为左侧和右侧)被焊接到主坯料以覆盖左开口和右开口27。因此在补片坯料与主坯料之间存在较少的重叠。可以优化底板面板的重量。在该示例中，为前座椅横向构件20和后座椅横向构件30两者提供了前开口27和后开口37以及对应的前部分29和后部分39。

图2C示出了被添加到座椅横向构件20、30的补片坯料29、39的详细视图。如在图2C中可以看到的，座椅横向构件可以具有U形横截面，包括底部部分52以及第一侧壁54和第二侧壁56。

在图2C的示例中，补片坯料可以覆盖横向构件的U形横截面的底部壁。特别地，补片坯料可以覆盖底部壁并延伸到第一侧壁54和第二侧壁56中。补片坯料可以从在第一侧壁54与底部52之间的圆角延伸到在第二侧壁56与底部52之间的圆角。

在该示例中，底板面板到门槛的附接区域16可以包括附接到门槛的不同平面支撑区域的第一基本平面部分16A和第二基本平面部分16B。

在图1B的示例中，补片坯料的第一部分和第二部分较宽，并且可以延伸到底板面板的边缘。

图3A至图3C示意性地示出了在不同配置的侧杆碰撞中的变形比较。在图3A至图3C中，提供了在座椅横向构件的纵向位置处的底板面板的横截面视图。在试验中，杆60冲击左门槛面板42。面板10的座椅横向构件从右门槛44延伸到左门槛42。

在图3A中，该示例中的座椅横向构件通过更易延展的补片在主坯料上的重叠形成。延展部分基本上在底板面板的整个宽度上方延伸，即从左门槛42至右门槛44。

在碰撞的情况下，如由附图标记19所示，存在过大变形的危险。底板面板的局部高变形表示对电池区域50的损坏的风险。

在图3B中，为了避免该问题，在座椅横向构件的整个宽度上方延伸的补片坯料由与主坯料相同的材料制成，例如硼钢。得到的结构更坚固且更坚硬，并且因此比图3A的示例中变形小。然而，在靠近附图标记16的区域中存在破裂的显著风险。局部弯曲可能接近断裂极限。

在图3C中，示出了在杆碰撞的情况下的根据本公开(在该特定情况下是根据图1B)的底板面板。也就是说，在座椅横向构件到门槛的附接区域中局部地提供了延展补片。在图3C中可以看出，变形小于图3A的情况，因此电池盒50的完整性不存在风险。与图3B的示例相比，区域16中的局部变形和弯曲可以稍微减小。即使存在相同的局部变形和弯曲，破裂的风险也会小得多，因为延展补片在破裂之前允许较高的弯曲角度。

图4示意性地示出了根据本公开的车辆底板面板的又一示例。在图4的情况下，底板面板10可以在关于图1B和图2的示例的单个冲压程序中由单个整体式工件形成。

在图4的示例中，次延展区域基本上沿着左附接区域15A和右附接区域15B从前向后延伸。也就是说，沿着底板面板的整个长度，在到门槛的附接区域处，延展性增加。这可以通过以下来实现：提供相对大的补片坯料并将它们沿着附接区域焊接到主坯料，并且随后对底板面板进行热冲压。

在另外的示例中，底板面板可以由单个主坯料制成，其中，要附接到门槛的区域经历不同的热处理。在示例中，主坯料的侧面部分可能没有被加热至奥氏体化温度。在另外的示例中，可以在熔炉中进行部分回火，以在变形之前在主坯料中产生具有不同温度的不同区域。

图5A和图5B示意性地示出了制造车辆底板面板的方法的两个示例。图5A所示的方法可能特别地适用于图1B的底板面板。图5B所示的方法可能特别地适用于图2的底板面板。

在框110处，可以提供主坯料。主坯料可以由UHSS制成，特别地是硼钢。主坯料可以具有例如在0.5mm与3mm之间的厚度。

在框120处，提供第一和第二TWB。第一TWB可以布置在主坯料的将变形以形成第一座椅横向构件(例如，前座椅横向构件)的区域中。第二TWB可以布置在主坯料的将变形以形成第二座椅横向构件(例如，后座椅横向构件)的区域中。

第一和第二TWB可以包括比主坯料的钢更易延展的钢的部分。TWB的将被布置在附接到门槛的区域中的部分可以是更易延展的。TWB的中央部分可以是较硬的钢。

在框130处，可以将两个TWB焊接到主坯料以形成拼缀坯料。

然后，在框140处，可以将拼缀坯料加热至奥氏体化温度以上，特别是Ac3以上。加热温度可以在Ac3 a以上并且在坯料的涂层的蒸发温度以下。在示例中，加热温度可以在870℃与950℃之间

在适当的加热时间(例如，几分钟)之后，为了确保整个拼缀坯料具有奥氏体微观结构，在框150处，可以对拼缀坯料进行淬火。特别地，用于使拼缀坯料变形的模具或压机可以具有集成的冷却通道。可以通过冷却通道提供冷液体(例如，水)，以将拼缀坯料快速冷却至400℃以下，具体地在300℃以下，或冷却至约200℃或更低。

主坯料和座椅横向构件的中央部分的钢可以因此获得马氏体微观结构，并且可以具有在1.400MPa与约2.000MPa之间的极限抗拉强度。这些部件的屈服强度可以在800MPa以上。

坯料的延展部分的钢可以具有在400MPa与1.000MPa之间的极限抗拉强度，并且具体地在500MPa与1.000MPa之间。

在框160处，可以将获得的底板面板接合到车辆的框架的其余部分。底板面板可以接合到例如门槛。点焊和其他接合操作可以用于此类操作。在接合到框架的其他部分之前，可以进行后处理操作，包括例如修整、开槽、校准。在示例中，此类后处理操作可以在同一(多步)压制设备中进行。

在图5B的示例中，提供了底板面板的替代制造方法190。在框110处，可以提供主坯料110。在框122处，在使主坯料变形之前，即当主坯料基本平坦时，可以在主坯料中切割(例如，利用激光切割)孔。

在框132处，可以将补片坯料焊接到主坯料以覆盖孔。方法190的剩余步骤可以与图5A的方法100基本相同。

在本公开的示例中，与图1中的现有技术底板面板相比，可以提供具有足够强度和刚度以及吸收能力以符合相关试验(包括碰撞试验)的底板面板，其重量减轻为10％或更多，甚至20％。

尽管本文仅公开了若干示例，但其他替代方案、修改、用途和/或其等同物是可能的。此外，还涵盖了所述示例的所有可能组合。因此，本公开的范围不应受特定示例的限制，而应仅由对以下权利要求的合理解读来确定。

Claims (15)

1.一种用于形成用于车辆框架的底板面板的方法，包括：

提供由可压制硬化钢制成的主坯料；

提供一个或多个第一补片坯料；

将第一补片坯料焊接到所述主坯料以形成拼缀坯料；以及

压制所述拼缀坯料以形成所述底板面板，其中，

所述第一补片坯料沿着所述主坯料的用于形成第一座椅横向构件的一部分布置，其中，

在主坯料的区域中，所述第一补片坯料的左部分和右部分形成所述底板面板与门槛连接的区域，所述第一补片坯料由比所述主坯料的钢材更易延展的钢材制成，并且其中，

所述第一补片坯料的在所述左部分和所述右部分之间的中央部分由可压制硬化钢制成。

2.根据权利要求1所述的方法，提供所述一个或多个第一补片坯料包括形成要沿着所述主坯料的用于形成所述第一座椅横向构件的所述部分布置的第一拼焊坯料，其中，所述第一拼焊坯料包括所述第一补片坯料的所述左部分、所述中央部分和所述右部分。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，还包括：

提供一个或多个第二补片坯料；

将所述第二补片坯料焊接到所述主坯料，其中，

所述第二补片坯料沿所述主坯料的一部分布置，以形成第二座椅横向构件，并且其中，在主坯料的区域中，所述第二补片坯料的左部分和右部分形成所述底板面板与所述门槛连接的区域，所述第二补片坯料由比所述主坯料的钢材更易延展的钢材制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，提供所述主坯料包括通过切掉所述主坯料的左部分和右部分在所述主坯料中产生左开口和右开口，并且其中，所述第一补片坯料的所述左部分和所述右部分被焊接到所述主坯料以覆盖所述左开口和所述右开口。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述压制所述拼缀坯料包括将所述拼缀坯料加热至奥氏体化温度以上，并且对所述拼缀坯料进行热冲压。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述压制所述拼缀坯料包括冷压制所述拼缀坯料，并且随后将所述压制的拼缀坯料加热至奥氏体化温度以上，以及随后将所述加热的和压制的拼缀坯料冷却。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述主坯料和所述中央部分由硼钢制成。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述主坯料和所述中央部分由相同的硼钢制成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述主坯料具有在0.5mm与3mm之间、并且具体地在0.8mm与1.5mm之间的厚度。

10.一种由单个整体式工件制成的用于车辆框架的底板面板，其中，所述底板面板在纵向方向上从前向后延伸，并且在横向方向上在用于附接到左门槛的左附接区域与用于附接到右门槛的右附接区域之间延伸，并且其中，

所述底板面板包括前座椅横向构件和后座椅横向构件，并且所述前座椅横向构件和所述后座椅横向构件包括用于分别附接到所述左门槛和所述右门槛的左附接部分和右附接部分，以及

所述底板面板包括主硬质区域和次延展区域，

其中，所述主硬质区域包括所述前座椅横向构件和所述后座椅横向构件的中央部分，并且第二延展区域包括所述左附接部分和所述右附接部分，

其中，所述次延展区域具有低于所述主硬质区域的抗拉强度的抗拉强度，以及高于所述主硬质区域的断裂伸长率的断裂伸长率。

11.根据权利要求10所述的底板面板，其中，所述次延展区域基本上沿着所述左附接区域和所述右附接区域从前向后延伸。

12.根据权利要求10所述的底板面板，其中，所述次延展区域基本上对应于所述前座椅横向构件和所述后座椅横向构件的所述左附接部分和所述右附接部分。

13.根据权利要求10所述的底板面板，其中，所述次延展区域具有沿着所述纵向方向的在10cm与50cm之间的长度，以及沿着所述横向方向的在15cm与60cm之间的宽度。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的底板面板，其中，所述主硬质区域的所述抗拉强度高于1.200MPa，并且具体地高于1.400MPa，并且其中，所述次延展区域的所述抗拉强度具有在500MPa与1.000MPa之间的抗拉强度。

15.根据权利要求10至13中任一项所述的底板面板，其中，所述底板面板可通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法获得。