CN205239123U - 撞击吸收系统以及电池支撑件 - Google Patents

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Abstract

一种撞击吸收系统包括第一门槛板和与第一门槛板间隔开的第二门槛板；壳体，壳体包括在第一门槛板与第二门槛板之间延伸的底部以及从底部延伸的侧部；以及能量吸收件，能量吸收件可相对于侧部变形并且形成有重复图案的单元。能量吸收件在侧部与第一门槛板之间结合至侧部并且每个单元具有横向于侧部的中心轴线。本实用新型还提供了一种电池支撑件。本实用新型的目的在于提供撞击吸收系统以及电池支撑件以至少实现在车辆碰撞期间吸收撞击能量并且能够有效避免电池的包装限制。

Description

撞击吸收系统以及电池支撑件
技术领域
本实用新型涉及车辆领域，更具体地，涉及撞击吸收系统以及电池支撑件。
背景技术
电动车辆包括为车辆供电的一个或多个电池。电池相对较大且较重，并且在车辆的撞击期间(即，在车辆与车辆碰撞期间)电池会遭受损坏。这些因素的每一者都对车辆中的电池布置造成支撑和包装限制。
具体地，电池的重量通常要求电池以通过车辆框架支撑的方式安装。此外，电池的相对尺寸以及在车辆撞击期间的电池损坏的敏感性使电池的布置限制于这样的位置：不仅具有用于包覆电池的合适的尺寸，而且适合于在车辆撞击期间限制电池的暴露。因此，存在设计一种用于在电动车辆中支撑电池的支撑系统以解决这些包装限制的机会。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供撞击吸收系统以及电池支撑件以至少实现在车辆碰撞期间吸收撞击能量并且能够有效避免电池的包装限制。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种撞击吸收系统，包括：第一门槛板和与第一门槛板间隔开的第二门槛板；壳体，壳体包括在第一门槛板与第二门槛板之间延伸的底部以及从底部延伸的侧部；以及能量吸收件，能量吸收件可相对于侧部变形并且形成有重复图案的单元；其中，能量吸收件在侧部与第一门槛板之间结合至侧部并且每个单元具有横向于侧部的中心轴线。
根据本实用新型的一个实施例，每个单元都具有垂直于中心轴线的侧部长度，并且每个单元都包括具有单元壁厚度的单元壁，每个单元的侧部长度与单元壁厚度的比率为170-190。
根据本实用新型的一个实施例，每个单元的单元壁从暴露端延伸至直接结合至侧部的结合端。
根据本实用新型的一个实施例，单元为六边形，其中能量吸收件和壳体由铝制成并且能量吸收件钎焊至壳体，并且其中每个单元都具有侧部长度，并且每个单元都包括具有单元壁厚度的单元壁，每个单元的侧部长度与单元壁厚度的比率为170-190。
根据本实用新型的一个实施例，每个单元具有沿中心轴线的50mm的长度。
根据本实用新型的一个实施例，能量吸收件和壳体为铝。
根据本实用新型的一个实施例，单元的中心轴线彼此平行。
根据本实用新型的一个实施例，进一步包括从底部延伸且与侧部间隔开的第二侧部，以及在第二侧部与第二门槛板之间结合至第二侧部的第二能量吸收件。
根据本实用新型的一个实施例，进一步包括彼此间隔开且从侧部延伸至第二侧部的第三侧部和第四侧部，并且进一步包括结合至第三侧部的第三能量吸收件和结合至第四侧部的第四能量吸收件。
根据本实用新型的一个实施例，进一步包括在侧部与第二侧部之间支撑在底部上的电池，并且进一步包括支撑第一门槛板的第一门槛凸缘，第一门槛凸缘设置在第一门槛板的一部分和壳体之间。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种电池支撑件，包括：壳体，壳体包括底部和从底部延伸的侧部，侧部呈现内表面和外表面，壳体被构造成在内表面处接收用于电动车辆的电池；以及能量吸收件，能量吸收件可相对于侧部变形并且形成有重复图案的单元；其中，能量吸收件结合至侧部的外表面并且每个单元都具有横向于外表面的中心轴线。
根据本实用新型的一个实施例，每个单元都具有垂直于中心轴线的侧部长度，并且每个单元都包括具有壁厚度的单元壁，每个单元的侧部长度和壁厚度的比率为170-190。
根据本实用新型的一个实施例，单元壁在暴露端与直接结合至侧部的外表面的结合端之间延伸。
根据本实用新型的一个实施例，单元为六边形，其中能量吸收件和壳体由铝制成并且能量吸收件钎焊至壳体，并且其中每个单元都具有侧部长度，并且每个单元都包括具有单元壁厚度的单元壁，每个单元的侧部长度与单元壁厚度的比率为170-190。
根据本实用新型的一个实施例，每个单元都具有沿中心轴线的50mm的长度。
根据本实用新型的一个实施例，能量吸收件和壳体为铝。
根据本实用新型的一个实施例，单元的中心轴线彼此平行。
根据本实用新型的一个实施例，进一步包括与侧部间隔开地从底部延伸以形成电池隔间的第二侧部，第二侧部呈现第二外表面和面向侧部的内表面的第二内表面。
根据本实用新型的一个实施例，第二能量吸收件结合至第二外表面。
根据本实用新型的一个实施例，进一步包括在侧部与第二侧部之间从底部延伸的第三侧部，其中第三能量吸收件结合至第三外表面；以及在侧部与第二侧部之间且与第三侧部间隔开地从底部延伸的第四侧部，其中第四能量吸收件结合至第四外表面。
本实用新型的有益效果在于至少能够实现在车辆碰撞期间吸收撞击能量并且能够有效避免电池的包装限制。
附图说明
图1为车辆的立体图，其中该车辆的撞击吸收系统包括从车辆的其余部分露出的电池支撑件以及门槛板。
图2为撞击吸收系统的能量吸收件的侧视图，其示出了重复图案的六边形单元。
图2A为图2的一部分的放大视图。
图3为具有连接至侧部和第二侧部的两个能量吸收件的电池支撑件的立体图。
图4为沿图3的线4-4的电池支撑件的横截面视图。
图5为带有连接至侧部、第二侧部、第三侧部和第四侧部的四个能量吸收件的电池支撑件的可替代实施例的立体图。
具体实施方式
参照附图，其中贯穿几个附图的相同标号指示相同的部件，用于电动车辆EV的电池40的电池支撑件50被大致地示出。参照图3，该电池支撑件50包括壳体20，壳体20包括底部30和从底部30延伸的侧部120。侧部120呈现内表面122和外表面124。壳体20被构造成在内表面122处接收用于电动车辆的电池40。电池支撑件50包括能量吸收件126，该能量吸收件126可相对于侧部120变形并且形成有重复图案的单元130。该能量吸收件126结合至侧部120的外表面124并且每个单元130具有横向于外表面124的中心轴线132。
参照图1，电池支撑件50为车辆的撞击车辆吸收系统10的一个部件。该撞击吸收系统10包括第一门槛板106以及与第一门槛板106间隔开的第二门槛板206。电池支撑件50的壳体20在第一门槛板106与第二门槛板206之间延伸。能量吸收件126在侧部120与第一门槛板106之间结合至侧部120。
通过将能量吸收件126结合至侧部120，电池支撑件50能够在第一门槛板106与第二门槛板206之间延伸，从而在撞击期间限制电池40的暴露。具体地，电池40可横跨车辆的宽度同时保持更不易遭受撞击且更容易安装的更薄的轮廓。此外，在撞击期间能量吸收件126通过在平行于撞击的方向上的弹性地和塑性地变形可吸收更多的能量。单元130吸收沿中心轴线132的更多能量，从而限制能量传递至侧部120和电池40。
车辆为由电池40提供动力的电动车辆EV。该车辆具有支撑车辆100的车身102的框架(未示出)。车身102包括第一门槛凸缘104和第二门槛凸缘204。第一门槛凸缘104支撑第一门槛板106，并且第二门槛凸缘204支撑第二门槛板206。电池支撑件50由框架支撑，例如，可直接地安装至框架，以使电池支撑件50将电池40支撑在框架上。
电池40可为用于为电动车辆EV的推进系统提供动力的任意合适的类型。例如，电池40可为铅酸蓄电池、镍金属氢化物电池、钠电池、锂离子电池等。电池40可沿电动车辆EV的下部延伸，例如，在乘客舱室的下面，从电池支撑件50的侧部120延伸至电池支撑件50的第二侧部220，如以下进一步所述。在一个实施例中，电池可具有400-500kg的质量，例如450kg。
壳体20定位在第一门槛板106与第二门槛板206之间。壳体20的底部30可在第一门槛板106与第二门槛板206之间延伸，并且更具体地，可从第一门槛板106延伸至第二门槛板206。在这样的实施例中，第一门槛凸缘104可设置在第一门槛板106的一部分与壳体20之间，并且第二门槛凸缘204可设置在第二门槛板206的一部分与壳体20之间。在一个实施例中，如在附图中所示，侧部120可垂直于底部30。在这样的实施例中，侧部120可从底部30竖直地延伸200-300mm，例如266mm。可替代地，侧部120可以相对于底部30以非垂直的角度延伸。电池40可在第一门槛板106与第二门槛板206之间延伸，从而使车辆100下面的电池40的深度最小并且减轻包装限制。
能量吸收件126结合至侧部120的外表面124并且在侧部120与第一门槛板106之间延伸。将能量吸收件126结合至侧部120可增加在撞击期间能量吸收件126的能量吸收。图4示出了能量吸收件126通过结合材料60结合至外表面124。结合材料60可为钎焊材料、粘合剂、或用于将能量吸收件126结合至外表面124的任意合适的中间材料。能量吸收件126可以任意合适的构造(包括焊接、钎焊、粘合剂或压缩配合)固定至外表面124。
能量吸收件126和壳体20可由相同类型的材料制成。作为一个实例，能量吸收件126和壳体20可以为铝。例如，铝可为铝合金6111-T4，其屈服强度为220MPa、杨氏模量为70GPa、以及密度为2.7×10-6kg/mm3。该6111-T4合金可以点焊且为轻质的，以实现减少重量同时易于制造以及保持合适的能量吸收特性。可替代地，能量吸收件126和壳体可由不同类型的材料制成。在一种情况中，能量吸收件126和壳体20可由任意合适的材料制成。
如上所述，能量吸收件126形成有重复图案的单元130。当被撞击时，例如，在车辆100的侧面碰撞期间，单元130通过弹性和塑性变形吸收撞击能量。变形特性可由单元130的形状和构造限定。重复图案的单元130实现易于制造以及沿能量吸收件126的一致的变形特性。
如前所述，每个单元130具有横向于侧部120的中心轴线132。每个单元130的中心轴线132可与每个其他的单元130的中心轴线132彼此平行。每个单元130的中心轴线132可垂直于侧部120。在这样的构造中，所有单元130的中心轴线132都彼此平行并且垂直于侧部120，中心轴线132可平行于撞击(例如车辆100的侧面撞击)中的负载，从而使能量吸收件126相对于其变形增加其能量吸收。
单元130可为多边形的，例如三角形的或六边形的。多边形单元的使用可实现统一的平面镶嵌(tiling)，从而节省单元130之间的空间。例如，六边形单元能够被镶嵌成蜂巢结构，如在图2中所示。单元130还可为用于菱形镶嵌(rhombilletiling)的菱形、三角化三角形镶嵌(triakistriangulartiling)中的等腰三角形、或开罗五边形镶嵌(Cairopentagonaltiling)中的五边形。单元130还可包括在相同镶嵌中的不同的多边形，例如斜方三角六边形镶嵌(rhombitrihexagonaltiling)(六边形、矩形和三角形)或斜方截半六边形镶嵌(truncatedtrihexagonaltiling)(十二边形、六边形和矩形)。能量吸收件126可使用任意合适的多边形单元的组合。
对于多边形单元，侧部长度134由多边形的其中一个侧边的长度限定。例如，在规则多边形中，所有的侧部长度134都相同。例如，图2A示出了作为规则多边形的具有侧部长度134的单元130。
如在图2中所示，每个单元130都具有单元壁135，且单元壁135具有单元壁厚度136。每个单元130的单元壁135从暴露端142延伸至直接地结合至侧部120的结合端140，如在图4中所示。
可对侧部长度134与单元壁厚度136之间的比率进行优化以用于能量吸收件126的受控的变形。该比率取决于能量吸收件126的材料、几何结构以及期望负载。在一个实施例中，侧部长度134与单元壁厚度136之间的比率介于170与190之间。具体地，在图2A中的单元130的侧部长度134可为19mm，并且单元壁厚度136可为0.1mm，从而产生190的比率。变形的合适的控制可实现在该能量吸收件126中的更大的能量吸收以及向壳体20的更低的能量转移。例如，通过190的比率，能量吸收件126的变形吸收撞击能量同时减少能量吸收件126需要的材料的量。
每个单元130都具有沿中心轴线132的长度138，如在图3中所示。可基于若干因素选择长度138，例如，侧部120与第一门槛板106和第二门槛板206之间的距离或单元130的期望变形。在一个实施例中，长度138可为50mm。
电池支撑件50可包括与侧部120间隔开的第二侧部220，如在图3中所示。第二侧部220呈现面向侧部120的内表面122的第二内表面222、以及第二外表面224。在一个实施例中，侧部120和第二侧部220间隔800-1000mm，例如间隔900mm。
第二能量吸收件226可结合至第二外表面224。第二能量吸收件226在第二侧部220与第二门槛板206之间延伸。第二能量吸收件226可实现在车辆撞击(例如侧面撞击)期间在壳体20上的减少的撞击能量。第二能量吸收件226和第二侧部220可与第一能量吸收件126和第一侧部120相同且镜像，并且对于第一能量吸收件126的以上描述(包括在第一能量吸收件126与第一侧部120之间的作用)也可应用于第二能量吸收件226。
如在图5中所示，电池支撑件50可进一步地包括第三侧部320以及与第三侧部320间隔开的第四侧部420。第三侧部320和第四侧部420都在侧部120与第二侧部220之间从底部30延伸。第三侧部320和第四侧部420两者可从侧部120延伸至侧部220并且可与侧部120和第二侧部220重叠。在一个实施例中，第三侧部320和第四侧部420可间隔1600-1800mm，例如间隔1690mm。
第三侧部320呈现第三内表面322和第三外表面324。第四侧部420呈现第四内表面422和第四外表面424。第三能量吸收件326结合至第三外表面324。第四能量吸收件426结合至第四外表面424。可通过与如上所述的在能量吸收件126和第二能量吸收件226分别地结合至外表面126和第二外表面226之间的结合相同的方式将第三能量吸收件326和第四能量吸收件426分别地结合至外表面324和第四外表面424。四个能量吸收件120、220、320、420从若干方向吸收撞击能量，从而降低转移至电池支撑件50和电池40的能量。
在车辆100的侧面撞击期间，物体(例如，另一车辆)可撞击第一门槛板106和第一能量吸收件126。由于第一能量吸收件126的单元130直接地面向该物体，因此来自该物体的负载直接地平行于单元130的轴线132，或负载包括平行于单元130的轴线132的分量。由此，该负载传递能量至第一门槛板106以及第一能量吸收件126的单元130。如前所述，在一个实施例中，单元130可为六边形的并且由铝合金6111-T4制成。在这样的实施例中，由于单元130为空心六边形管，因此负载由单元130沿中心轴线132吸收。单元130可沿中心轴线132吸收能量，并且因此可在弹性和塑性变形前从负载吸收更多的能量。由此，单元130吸收来自撞击第一门槛板106和第一能量吸收件126的物体的能量，从而减少传递至侧部120和电池40的能量。
已经以示例性的方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语本质上意为描述性而非限制性。根据以上教导的本公开的许多修改和改变是可行的，并且可通过除具体描述的方式以外的方式实施本公开。

Claims (20)

1.一种撞击吸收系统，其特征在于，包括：
第一门槛板和与所述第一门槛板间隔开的第二门槛板；
壳体，所述壳体包括在所述第一门槛板与所述第二门槛板之间延伸的底部以及从所述底部延伸的侧部；以及
能量吸收件，所述能量吸收件可相对于所述侧部变形并且形成有重复图案的单元；
其中，所述能量吸收件在所述侧部与所述第一门槛板之间结合至所述侧部并且每个所述单元具有横向于所述侧部的中心轴线。
2.根据权利要求1所述的撞击吸收系统，其特征在于，每个所述单元都具有垂直于所述中心轴线的侧部长度，并且每个所述单元都包括具有单元壁厚度的单元壁，每个所述单元的所述侧部长度与所述单元壁厚度的比率为170-190。
3.根据权利要求2所述的撞击吸收系统，其特征在于，每个所述单元的所述单元壁从暴露端延伸至直接结合至所述侧部的结合端。
4.根据权利要求1所述的撞击吸收系统，其特征在于，所述单元为六边形，其中所述能量吸收件和所述壳体由铝制成并且所述能量吸收件钎焊至所述壳体，并且其中每个所述单元都具有侧部长度，并且每个所述单元都包括具有单元壁厚度的单元壁，每个所述单元的所述侧部长度与所述单元壁厚度的比率为170-190。
5.根据权利要求1所述的撞击吸收系统，其特征在于，每个所述单元具有沿所述中心轴线的50mm的长度。
6.根据权利要求1所述的撞击吸收系统，其特征在于，所述能量吸收件和所述壳体为铝部件。
7.根据权利要求1所述的撞击吸收系统，其特征在于，所述单元的所述中心轴线彼此平行。
8.根据权利要求1所述的撞击吸收系统，其特征在于，进一步包括从所述底部延伸且与所述侧部间隔开的第二侧部，以及在所述第二侧部与所述第二门槛板之间结合至所述第二侧部的第二能量吸收件。
9.根据权利要求8所述的撞击吸收系统，其特征在于，进一步包括彼此间隔开且从所述侧部延伸至所述第二侧部的第三侧部和第四侧部，并且进一步包括结合至所述第三侧部的第三能量吸收件和结合至所述第四侧部的第四能量吸收件。
10.根据权利要求8所述的撞击吸收系统，其特征在于，进一步包括在所述侧部与所述第二侧部之间支撑在所述底部上的电池，并且进一步包括支撑所述第一门槛板的第一门槛凸缘，所述第一门槛凸缘设置在所述第一门槛板的一部分和所述壳体之间。
11.一种电池支撑件，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体包括底部和从所述底部延伸的侧部，所述侧部呈现内表面和外表面，所述壳体被构造成在所述内表面处接收用于电动车辆的电池；以及
能量吸收件，所述能量吸收件可相对于所述侧部变形并且形成有重复图案的单元；
其中，所述能量吸收件结合至所述侧部的所述外表面并且每个所述单元都具有横向于所述外表面的中心轴线。
12.根据权利要求11所述的电池支撑件，其特征在于，每个所述单元都具有垂直于所述中心轴线的侧部长度，并且每个所述单元都包括具有壁厚度的单元壁，每个所述单元的所述侧部长度和所述壁厚度的比率为170-190。
13.根据权利要求11所述的电池支撑件，其特征在于，所述单元壁在暴露端与直接结合至所述侧部的所述外表面的结合端之间延伸。
14.根据权利要求11所述的电池支撑件，其特征在于，所述单元为六边形，其中所述能量吸收件和所述壳体由铝制成并且所述能量吸收件钎焊至所述壳体，并且其中每个所述单元都具有侧部长度，并且每个所述单元都包括具有单元壁厚度的单元壁，每个所述单元的所述侧部长度与所述单元壁厚度的比率为170-190。
15.根据权利要求11所述的电池支撑件，其特征在于，每个所述单元都具有沿所述中心轴线的50mm的长度。
16.根据权利要求11所述的电池支撑件，其特征在于，所述能量吸收件和所述壳体为铝部件。
17.根据权利要求11所述的电池支撑件，其特征在于，所述单元的所述中心轴线彼此平行。
18.根据权利要求11所述的电池支撑件，其特征在于，进一步包括与所述侧部间隔开地从所述底部延伸以形成电池隔间的第二侧部，所述第二侧部呈现第二外表面和面向所述侧部的所述内表面的第二内表面。
19.根据权利要求18所述的电池支撑件，其特征在于，第二能量吸收件结合至所述第二外表面。
20.根据权利要求19所述的电池支撑件，其特征在于，进一步包括在所述侧部与所述第二侧部之间从所述底部延伸的第三侧部，其中第三能量吸收件结合至第三外表面；以及在所述侧部与所述第二侧部之间且与所述第三侧部间隔开地从所述底部延伸的第四侧部，其中第四能量吸收件结合至第四外表面。
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