CN207790861U - 一种车辆和具有从表面向外突出的多个肋的a柱结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆和具有从表面向外突出的多个肋的A柱结构，该A柱结构用于增加车辆刚度并减少对车辆电池和乘客的潜在损害。A柱结构可以包括表面和从表面向外突出的各种肋和凸台。A柱结构可以包括沿着A柱结构的前边缘并在纵向方向上朝向两个凸台向后延伸的三个主横肋。凸台可以经由附加的肋连接到锚结构，该锚结构固定到电动车辆的车身结构和/或底盘上。在发生碰撞的情况下，肋构造影响通过A柱结构的能量转移。本公开的电动车辆的A柱结构是对车辆性能的结构改进，增加安全性。

Description

一种车辆和具有从表面向外突出的多个肋的A柱结构

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月7日提交的题为“电动汽车部件(ELECTRIC VEHICLECOMPONENTS)”的美国临时申请No.62/384,298的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本实用新型总体涉及一种车辆。

背景技术

车辆制造商已经为车辆增加了许多新的结构特征，以提高安全性和/ 或性能。这些结构特征中的许多同样适用于电动、混合动力和非电动车辆，而另一些则更偏重于车辆电动机类型，例如用于在车辆的特定区域保护电动汽车电池而厚度增加的车辆底板。无需在其它方面作出重大妥协的情况下增加安全性或性能的结构改进仍然是车辆制造商的重要目标。

电动车辆正在成为具有内燃机的传统车辆日益可行的替代方案。电动车辆在其紧凑性、设计简单性以及在取决于最初生产车辆中使用电力的方式而潜在地更环保的方面具有优点。使用可再生能源替代汽油来给汽车供电的前景具有显著优点，因为全球石油储量日益枯竭。

实用新型内容

在本申请的第一实施例中，提供了一种车辆。车辆可以包括具有从表面向外突出的多个肋的A柱结构。A柱结构可以包括在横向方向上从表面向外突出的上凸台和下凸台。上凸台可以垂直地定位在下凸台的上方。A柱结构可以包括从表面向外突出并在A柱结构的前边缘和上凸台之间延伸的上横肋。A柱结构可以包括从表面向外突出并在前边缘和上凸台之间延伸的中横肋。A柱结构可以包括从表面向外突出并在前边缘和下凸台之间延伸的下横肋。A柱结构可以包括从表面向外突出并在垂直方向上在上凸台和下凸台之间延伸的凸台柱。

在一些实施例中，上横肋可以不直接连接到中横肋。在一些实施例中，中间横肋可以不直接连接到下横肋。在一些实施例中，下横肋可以不直接连接到上横肋。在一些实施例中，上横肋可以包括相对于彼此形成第一角度的两个基本上平面的非平行部分。在一些实施例中，中横肋可以基本上是平面的。在一些实施例中，下横肋可以包括相对于彼此形成第二角度的两个基本上平面的非平行部分。在一些实施例中，A柱结构可以包括从表面向外突出并在A柱结构的顶边缘和第一角度之间延伸的顶肋。在一些实施例中，第一角度和第二角度可以是钝角。在一些实施例中，第二角度可以大于第一角度。

在一些实施例中，A柱结构可以包括在横向方向上从表面向外突出并在垂直方向上在第一角度和第二角度之间延伸的中心肋。在一些实施例中，中心肋可以直接联接到上横肋、中横肋和下横肋中的每一个。在一些实施例中，A柱结构可以包括在横向方向上从表面向外突出的锚结构。在一些实施例中，凸台柱可以在垂直方向上在下凸台和锚结构之间延伸。在一些实施例中，锚结构可以连接到车辆的车身结构。在一些实施例中，A柱结构可以是铝铸件。在一些实施例中，上凸台和下凸台在横向方向上具有大于或等于多个肋的深度的最大深度。

在本申请的第二实施例中，提供如上所述的A柱结构。

本公开的电动车辆的A柱结构是对车辆性能的结构改进，增加安全性。

附图说明

以下附图被包括以提供对本申请的进一步理解，被引入并构成本说明书的一部分，示出了本申请的实施例，并且与具体描述一起用于解释本申请的原理。并不尝试更详细地展示本申请的结构细节，而是有必要地展示对本申请的基本理解和可以实践的各种方式。

图1示出了根据本申请的实施例的通用运输装置。

图2示出了根据本申请的实施例的A柱结构的侧视图。

图3示出了根据本申请的实施例的A柱结构的侧视图。

图4示出了根据本申请的实施例的A柱结构的侧视图。

图5示出了根据本申请的实施例的电动车辆内的A柱结构的透视图。

图6示出了根据本申请的实施例的A柱结构的透视图。

图7示出了根据本申请的实施例的上凸台的横截面图。

图8示出了根据本申请的实施例的用于接收与车辆碰撞相关的冲击力的方法。

在附图中，相似的部件和/或特征可以具有相同的数字参考标记。此外，可以通过在相似的部件和/或特征之间区分的跟随参考标记的字母来区分相同类型的各种部件。如果在说明书中仅使用第一数字参考标记，则该描述适用于具有相同第一数字参考标记的相似部件和/或特征中的任何一个，而与字母后缀无关。

具体实施方式

本申请的实施例涉及位于电动车辆中用于减少车辆碰撞影响的A柱结构。车辆的A柱通常是指在驾驶员门前或前排乘客门前的垂直支撑结构。所公开的A柱结构的安全益处包括但不限于：(1)增加车辆刚度，(2)增加能量吸收，和(3)增加源自于对车辆车身结构的前方或成角度的冲击的能量/力从纵向方向转移到垂直方向的效率，减轻施加到车辆电池和车辆中的乘客的潜在冲击。对于电动车辆，越来越偏重于对电池的保护，因为电池单元的损坏可能导致车内的爆炸和起火。由于在电动车辆内电池必须占用大量空间以便维持实际行驶范围，所以问题很复杂。因此，沿着车辆电池的边缘和拐角增加保护的车辆改动是有利的。

在一些实施例中，A柱结构包括表面和在横向方向上从表面向外突出的各种肋和凸台。具体地说，A柱结构可以包括沿着A柱结构的前边缘开始并在纵向方向上向后延伸穿过A柱结构的三个主横肋。这些主横肋在本文中被称为上横肋、中横肋和下横肋。这些主横肋的目的之一是将能量从纵向方向(由于正面碰撞)转移到向下的方向，其中能量可以更安全地处理。这些主横肋的另一个目的是将能量向两个凸台引导，本文称为上凸台和下凸台，然后这些凸台将能量向锚结构引导。这两个凸台和锚结构具有良好的能量吸收特性，并且可以固定到车辆的车身结构和/或底盘，这是比车辆电池和车辆乘客更理想的接收能量的目标。

除了三个主横肋之外，可以添加附加的肋以产生更复杂的肋构造。如本文所述，将每个肋添加到肋构造改善了A柱结构的性能。全面的分析和模拟实现了本文描述的特定的肋构造，因此与设计的某些偏差可能会从使用本文所述的特定肋构造所实现的性能降低A柱结构的性能。例如，如将要讨论的那样，可以通过添加以下中的一个或多个来改善A柱结构的性能：中心肋、顶肋、第一支撑肋、第二支撑肋、第三支撑肋、第四支撑肋、第五支撑肋、前基部肋和后基部肋。

本文所述的A柱结构可以是制造为单个整体件的铝铸件。在其它实施例中，A柱结构包括多个之后紧固在一起的不同的制造部件。此外，A 柱结构不一定是铝，而是可以由目前可用或将来将被开发的广泛范围的材料(例如碳纤维或钢)制造。

图1示出了根据本申请的实施例的通用运输装置100。运输装置100 可以包括远距离移动的任何装置。运输装置100的示例可以包括车辆，例如汽车、公共汽车、火车、卡车、电车或任何其它类型的车辆；可以包括船，例如小船、轮船、驳船、渡轮或任何其它类型的船只；可以包括飞行器，例如飞机、直升机、宇宙飞船或任何其它类型的飞行器；或者可以包括任何其它运输装置。在一些实施例中，运输装置100是电动汽车。如图所示，运输装置100可以包括具有一定体积的舱室150。

如图1所示，运输装置100可以包括在舱室150中的一个或多个方向盘152。尽管图1中仅示出了一个方向盘152，但这并非旨在限制性的。在一些示例中，运输装置100可以包括多于一个的方向盘152。例如，设想到运输装置100可以是包括用于主飞行员的至少一个主方向盘152和用于副飞行员的至少一个副方向盘152的飞行器。

还如图1所示，一个或多个用户154可以布置成占据其在舱室150 中的相应位置。用户154可以包括控制运输装置100的移动或导航的一个或多个驾驶员、一个或多个乘客和/或任何其它类型的用户154。在该示例中，用户154a是控制运输装置100的驾驶的驾驶员，而其他用户154 (例如，用户154b-d)是乘客。仍如图所示，在运输装置100的舱室150 内可能有多排用户154。

图2示出了根据本申请的实施例的A柱结构102的侧视图。为了便于描述A柱结构102，可以定义A柱结构102的各种边缘。A柱结构102 可以包括前边缘104，该前边缘包括在纵向方向上朝向电动车辆100的前方定位的A柱结构102的一个或多个边缘。前边缘104可以包括与前轮舱相邻的一个或多个边缘(前边缘104b)以及前轮舱上方的一个或多个边缘(前边缘104a)。A柱结构102还可以包括顶边缘106以及后边缘108 和底边缘110，该顶边缘包括在垂直方向上朝向电动车辆100的顶部定位的A柱结构102的一个或多个边缘，该后边缘和该底边缘分别包括朝向电动车辆100的后部和底部定位的一个或多个边缘。

图3示出了根据本申请的实施例的A柱结构102的侧视图。在一些实施例中，A柱结构102包括上横肋118、中横肋120和下横肋122以及上凸台112和下凸台114。尽管肋和凸台都从表面170向外突出，但它们的深度、厚度和长度不同。具体来说，在一些实施例中，凸台包含更多的材料并且在横向方向上具有比肋更大的深度。此外，凸台比在垂直和/ 或纵向方向上延伸更大长度的肋更集中。在一些实施例中，如图3中由较粗的线所示，上横肋118、中横肋120和下横肋122具有比肋构造中的其它肋更大的厚度。

在一些实施例中，上横肋118在前边缘104和上凸台112之间延伸。上横肋118直接连接到前边缘104、表面170和上凸台112。上横肋118 包括在上节点128处形成角度的两个基本上平面的非平行部分(标记为 118a和118b)。形成的角度大于90度以确保足够沿着上横肋118转移能量。

在一些实施例中，中横肋120在前边缘104和上凸台112之间延伸。中横肋120不直接连接到上横肋118，而是直接连接到前边缘104、表面 170和上凸台112。中横肋128基本上是平面的，以确保足够沿着中间横肋128转移能量。

在一些实施例中，下横肋122在前边缘104和下凸台114之间延伸。下横肋122不直接连接到上横肋118或中横肋120，而是直接连接到前边缘104、表面170和下凸台114。下横肋122包括在下节点132处形成角度的两个基本上平面的非平行部分(标记为122a和122b)。形成的角度大于90度，以确保足够沿着下横肋122转移能量。在一些实施例中，下横肋122基本上是平面的，然而当下横肋122在下节点132处具有小角度时，可以实现A柱结构102的性能改善。另外，当下横肋122具有比上横肋118更大的角度时，可以实现A柱结构102的性能改善。

在一些实施例中，上凸台112和下凸台114经由在两个凸台之间延伸的凸台柱126相互连接。凸台柱126可以包括两个单独的肋或单个肋。使用两个单独的肋可能是有利的，因为通过使它们之间的能量转移线性化来降低由上凸台112施加到下凸台114的扭矩。凸台柱126理想上足够牢固来至少转移与上横肋118和中横肋120组合同样多的能量。在一些实施例中，凸台柱126在垂直方向上向下延伸，使得上凸台112和下凸台114垂直对齐。

在一些实施例中，凸台柱126在垂直方向上向下延伸穿过下凸台114 到锚结构116。锚结构116类似于上凸台112和下凸台114，但理想上大于两个凸台。锚结构116可以连接到电动车辆100的车身结构和/或底盘，使得由锚结构116接收的能量被转移到车身结构和底盘中的一个或两个。在一些实施例中，锚结构116不连接到电动车辆100的车身结构和/或底盘，使得由锚结构116接收的能量不被转移。

在一些实施例中，A柱结构102包括在上节点128和下节点132之间延伸的中心肋124，使得其穿过中间节点130处的中横肋120。在一些实施例中，中心肋124在垂直方向上向下延伸，使得其平行于凸台柱126。在一些实施例中，A柱结构102包括在顶边缘106和上节点128之间延伸的顶肋134。顶肋134沿着车辆A柱的连续到车顶的部分(在图2中标记为106b)连接到顶边缘106。中心肋124和顶肋134为肋构造提供垂直的结构支撑并防止上横肋118和下横肋122分别在上节点128和下节点132处弯曲。

在一些实施例中，通过用附加材料加强上节点128、中间节点130和下节点132来改善A柱结构102的性能。例如，这些节点可以包括从表面170向外突出并且包围各种肋进入节点的部分的圆柱形结构。在一些实施例中，加强上节点128以确保该区域中的A柱结构102的刚度可能是有利的。加强部分可以在横向方向和纵向方向上从节点径向向外延伸，如图3所示的圆圈所示。

图4示出了根据本申请的实施例的A柱结构102的侧视图。在一些实施例中，A柱结构102可以包括附加的肋以产生更复杂的肋构造，这可以改善A柱结构102的性能。例如，A柱结构102可以包括：第一支撑肋136，其在顶边缘106和上节点128之间延伸；第二支撑肋138，其在前边缘104和后边缘108之间延伸，穿过下节点132和凸台柱126；第三支撑肋140，其在前边缘104和后边缘108之间延伸，穿过中心肋124、下横肋122和凸台柱126；第四支撑肋142，其在前边缘104和下凸台114 之间延伸，穿过中心肋124；以及第五支撑肋144，其在前边缘104和下凸台114之间延伸，穿过中心肋124。在一些实施例中，第一支撑肋136 与上横肋118b的一部分共面。

在一些实施例中，A柱结构102包括前基部肋146和后基部肋148，以在纵向方向上支撑锚结构116。前基部肋146在前边缘104和锚结构116 之间延伸，并且可以在中心肋124的端点处连接到中心肋124。通过与中心肋124的端点连接，前基部肋146进一步引导垂直能量通过锚结构116。前基部肋146和后基部肋148是共面的，以防止扭矩施加到锚结构116。

图5示出了根据本申请的实施例的电动车辆100内的A柱结构102 的透视图。

图6示出了根据本申请的实施例的A柱结构102的透视图，展示了肋构造和凸台的不同深度。例如，在一些实施例中，中横肋120在前边缘104处具有最大深度，并且随着中横肋120朝向中间节点130延伸逐渐减小深度，在中间节点130处具有最小深度。中横肋120的深度随着其从中间节点130朝向上凸台112延伸而增加。

图7示出了根据本申请的实施例的上凸台112的横截面图。上凸台 112的特征在于凸台盖深度160和凸台深度162。凸台盖深度160小于或等于凸台深度162。图7中还示出了肋深度164。肋深度164是取决于肋并取决于位置的变化量。例如，肋深度164对于不同的肋而变化，并且对于每个肋，肋深度164基于沿着特定肋的位置而变化。

图8示出了根据本申请的实施例的用于接收与车辆碰撞相关的冲击力的方法800。在步骤802中，发生车辆碰撞。碰撞可能是正面(前面)，侧面或成角度的冲击，或者是某一其它方向的冲击。在步骤804中，上横肋118接收与冲击力相关的第一力。在步骤806中，中横肋120接收与冲击力相关的第二力。在步骤808中，下横肋122接收与冲击力相关的第三力。在步骤810中，由上横肋118接收的第一力的第一部分被转移到上凸台112。在步骤812中，由中横肋120接收的第二力的第二部分被转移到上凸台112。在步骤814中，由下横肋122接收的第三力的第三部分被转移到下凸台114。在步骤816中，由上凸台112接收的力的第四部分被转移到下凸台114。在一些实施例中，由下凸台114接收的力的第五部分被转移到锚结构116。

上面讨论的方法、系统和装置是示例。各种配置可以适当地省略、替代或添加各种程序或部件。例如，在替代配置中，可以与所描述的不同的顺序执行方法，和/或可以添加、省略和/或组合各个阶段。此外，关于某些配置描述的特征可以与各种其它配置组合。配置的不同方面和元件可以以类似的方式组合。此外，技术也在发展，因此，许多元件是示例，并不限制本申请或权利要求的范围。

在描述中给出具体细节以提供对包括实现方案的示例性配置的全面理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施配置。例如，已经在没有不必要的细节的情况下示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术，以避免模糊该配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，对配置的前述描述将为本领域技术人员提供能够实现所描述的技术的描述。在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

此外，配置可以被描述为一个过程，该过程被描绘为示意性流程图或方框图。尽管每个操作都可以描述为顺序过程，但许多操作可以并行或同时执行。此外，操作的顺序可以重新安排。过程可能有不包括在图中的附加步骤。此外，方法的示例可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任何组合来实现。当在软件、固件、中间件或微代码中实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在非暂时性计算机可读介质例如存储介质中。处理器可以执行所描述的任务。

已经描述了若干示例配置，在不脱离本申请精神的情况下，可以使用各种修改、替代构造和等效物。例如，上述元件可以是较大系统的组件，其中其它规则可优先于或以其它方式修改该技术的应用。此外，在考虑上述元件之前、期间或之后可以进行若干步骤。因此，上述描述不限制权利要求的范围。

如本文和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。因此，例如，对“用户”的引用包括多个这类用户，并且对“处理器”的引用包括本领域技术人员所已知的一个或多个处理器及其等效物的引用等等。

此外，当在本说明书和所附权利要求中使用时，词语“包括”、“包含”、“含”、和“含有”旨在指定存在所描述的特征、数值、部件或步骤，但是并不排除存在或添加一个或多个其它特征、数值、部件、步骤、动作或群组。

术语列表

100-电动车辆/运输装置

102-A柱结构

104-前边缘

106-顶边缘

108-后边缘

110-底边缘

112-上凸台

114-下凸台

116-锚结构

118-上横肋

120-中横肋

122-下横肋

124-中心肋

126-凸台柱

128-上节点

130-中间节点

132-下节点

134-顶肋

136-第一支撑肋

138-第二支撑肋

140-第三支撑肋

142-第四支撑肋

144-第五支撑肋

146-前基部肋

148-后基部肋

150-舱室

152-方向盘

154-用户

160-凸台盖深度

162-凸台深度

164-肋深度

170-表面

Claims (18)

1.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

A柱结构，所述A柱结构具有从表面向外突出的多个肋，所述A柱结构包括：

上凸台和下凸台，所述上凸台和所述下凸台在横向方向上从所述表面向外突出，所述上凸台垂直地定位在所述下凸台的上方；

上横肋，所述上横肋从所述表面向外突出并在所述A柱结构的前边缘和所述上凸台之间延伸；

中横肋，所述中横肋从所述表面向外突出并在所述前边缘和所述上凸台之间延伸；

下横肋，所述下横肋从所述表面向外突出并在所述前边缘和所述下凸台之间延伸；以及

凸台柱，所述凸台柱从所述表面向外突出并且在垂直方向上在所述上凸台和所述下凸台之间延伸。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：

所述上横肋不直接连接到所述中横肋；

所述中横肋不直接连接到所述下横肋；以及

所述下横肋不直接连接到所述上横肋。

3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于：

所述上横肋包括相对于彼此形成第一角度的两个基本上平面的非平行部分；

所述中横肋基本上是平面的；以及

所述下横肋包括相对于彼此形成第二角度的两个基本上平面的非平行部分。

4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述A柱结构还包括：

顶肋，所述顶肋从所述表面向外突出并在所述A柱结构的顶边缘和所述第一角度之间延伸。

5.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述第一角度和所述第二角度是钝角，所述第二角度大于所述第一角度。

6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述A柱结构还包括：

中心肋，所述中心肋在所述横向方向上从所述表面向外突出并且在所述垂直方向上在所述第一角度和所述第二角度之间延伸，所述中心肋与所述上横肋、所述中横肋和所述下横肋中的每一个直接连接。

7.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述A柱结构还包括：

锚结构，所述锚结构在所述横向方向上从所述表面向外突出，其中所述凸台柱在所述垂直方向上在所述下凸台和所述锚结构之间延伸，并且其中所述锚结构连接到所述车辆的车身结构。

8.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述A柱结构是铝铸件。

9.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述上凸台和所述下凸台在所述横向方向上具有大于或等于所述多个肋的深度的最大深度。

10.一种具有从表面向外突出的多个肋的A柱结构，其特征在于，所述A柱结构包括：

上凸台和下凸台，所述上凸台和所述下凸台在横向方向上从所述表面向外突出，所述上凸台垂直地定位在所述下凸台的上方；

上横肋，所述上横肋从所述表面向外突出并在所述A柱结构的前边缘和所述上凸台之间延伸；

中横肋，所述中横肋从所述表面向外突出并在所述前边缘和所述上凸台之间延伸；

下横肋，所述下横肋从所述表面向外突出并在所述前边缘和所述下凸台之间延伸；和

凸台柱，所述凸台柱从所述表面向外突出并且在垂直方向上在所述上凸台和所述下凸台之间延伸。

11.根据权利要求10所述的A柱结构，其特征在于：

所述上横肋不直接连接到所述中横肋；

所述中横肋不直接连接到所述下横肋；以及

所述下横肋不直接连接到所述上横肋。

12.根据权利要求11所述的A柱结构，其特征在于：

所述上横肋包括相对于彼此形成第一角度的两个基本上平面的非平行部分；

所述中横肋基本上是平面的；以及

所述下横肋包括相对于彼此形成第二角度的两个基本上平面的非平行部分。

13.根据权利要求12所述的A柱结构，其特征在于，还包括：

顶肋，所述顶肋从所述表面向外突出并在所述A柱结构的顶边缘和所述第一角度之间延伸。

14.根据权利要求12所述的A柱结构，其特征在于，所述第一角度和所述第二角度是钝角，所述第二角度大于所述第一角度。

15.根据权利要求14所述的A柱结构，其特征在于，还包括：

中心肋，所述中心肋在所述横向方向上从所述表面向外突出并且在所述垂直方向上在所述第一角度和所述第二角度之间延伸，所述中心肋与所述上横肋、所述中横肋和所述下横肋中的每一个直接连接。

16.根据权利要求10所述的A柱结构，其特征在于，还包括：

锚结构，所述锚结构在所述横向方向上从所述表面向外突出，其中所述凸台柱在所述垂直方向上在所述下凸台和所述锚结构之间延伸，并且其中所述锚结构连接到车辆的车身结构。

17.根据权利要求10所述的A柱结构，其特征在于，所述A柱结构是铝铸件。

18.根据权利要求10所述的A柱结构，其特征在于，所述上凸台和所述下凸台在所述横向方向上具有大于或等于所述多个肋的深度的最大深度。