用于能量管理的碰撞支架的制作方法与工艺

本发明总体上涉及用作机动车辆的能量吸收装置及系统。具体说，本发明涉及一种用于机动车辆、例如电动车辆后端的能量吸收装置。

背景技术：
在传统的汽油和柴油车辆中，后端冲击碰撞时的能量吸收及管理正在成为一种挑战与需要考虑的事项。近些年，这种挑战已转向电动车辆的设计及研发。例如，在下一代替代式推进式车辆中，一个关键目标就是，在保持传统的后端样式（也就是说，短的整体后端悬挂）的同时提供对封装在车辆后部、如电池系统中的感应系统的等效保护级别。很多电池供电的车辆尺寸小，因而在设计及制造中考虑车辆内部的空间管理也是非常重要的。因此，车辆存在这样一种需求：其能实现指定的安全目标、提供高效的电池系统的封装，同时在小尺寸电动车辆中提供足够的存储空间。

技术实现要素：
根据本发明的多个示例性实施例，本发明提供一种用作能量吸收及管理装置的碰撞支架。该碰撞支架具有后拱形结构，前拱形结构，一组具有多个触发器的纵向结构，该纵向结构将后拱形结构与前拱形结构相连接且在前拱形结构、后拱形结构及纵向结构之间形成第一空间，第一空间具有确定的截面形状和体积，一组固定至后拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构的后安装支架，固定至前拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构的前支架总成，车身结构的一部分及前拱形结构部分地形成第二空间，第二空间具有确定的截面形状和体积，其中，碰撞支架配置成吸收和管理冲击能量并防止冲击影响第二空间的截面形状和体积。本发明进一步提供了一种碰撞支架，进一步包括一个或多个沿前拱形结构布置的固定支架，其中，该固定支架方便将碰撞支架固定至车身结构。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，通过一组车身后梁架进一步部分地形成第二空间，碰撞支架配置成与车身后梁架共同工作。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，后拱形结构由高强度钢组成。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，前拱形结构由高强度钢组成。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，该组纵向结构由高强度钢组成。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，后拱形结构的截面为正方形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，后拱形结构的截面为矩形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，前拱形结构的截面为正方形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，前拱形结构的截面为矩形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，纵向结构的截面为正方形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中纵向结构的截面为矩形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，后拱形结构配置成在碰撞过程中受到载荷冲击时变形并弯曲。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，该组纵向结构配置成，在碰撞过程中受到从后拱形结构传递冲击能量的冲击载荷时，轴向且与车身后梁架平行地溃缩。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，前拱形结构配置成，在受到从纵向结构传递冲击能量的碰撞时，将冲击能量消散至车身后梁架，其中，前拱形结构为电池提供保护，因此在碰撞过程中对电池零冲击。根据本发明的多个不同示例性实施例，本发明提供一种用作能量吸收及管理装置的碰撞支架，其包括后拱形结构，前拱形结构，一组具有多个触发器的纵向结构，该纵向结构将后拱形结构与前拱形结构相连接且在前拱形结构、后拱形结构及纵向结构之间形成第一空间，第一空间具有确定的截面形状和体积，一组以第一端部固定至后拱形结构的管状支架，一组在管状支架的第二端部固定至管状支架的后安装支架，其与管状支架的第一端部相对，后安装支架适于固定至车体结构，固定至前拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构的前支架总成，车身结构的一部分及前拱形结构部分地形成第二空间，第二空间具有确定的截面形状和体积，其中，碰撞支架配置成吸收和管理后方冲击能量并防止冲击影响第二空间的截面形状和体积。本发明进一步提供了碰撞支架，其进一步包括一个或多个沿前拱形结构布置的固定支架，其中，该固定支架方便将碰撞支架固定至车身结构。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，通过一组车身后梁架进一步部分地形成第二空间，碰撞支架配置成与车身后梁架共同工作。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，后拱形结构由高强度钢组成。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，前拱形结构由高强度钢组成。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，管状支架由高强度钢组成。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，该组纵向结构由高强度钢组成。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，后拱形结构的截面是正方形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，后拱形结构的截面是矩形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，前拱形结构的截面是正方形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，前拱形结构的截面是矩形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，管状支架的截面是正方形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，管状支架的截面是矩形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，纵向结构的截面是正方形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，纵向结构的截面是矩形。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，后拱形结构配置成在碰撞过程中受到载荷冲击时变形并弯曲。本发明进一步提供了碰撞支架，其中，该组纵向结构配置成，在碰撞过程中受到从后拱形结构传递冲击能量的冲击载荷时，轴向且与车身后梁架平行地溃缩。本发明进一步提供了一种碰撞支架，其中，前拱形结构配置成，在受到从纵向结构传递冲击能量的碰撞时，将冲击能量消散至车身后梁架，其中，前拱形结构为电池提供保护，因此在碰撞过程中对电池零冲击。根据本发明的多个示例性实施例，本发明提供了一种制造用于管理车辆后方冲击能量的碰撞支架的方法，该方法包括：将后拱形结构固定在一组纵向结构的第一端部，将后安装支架固定至后拱形结构的每个端部，每个后安装支架固定至车辆车身结构的车身后梁架，将前拱形结构固定至该组纵向结构的第二端部，将支架总成固定至前拱形结构的每个端部，每个支架总成固定至车辆车身结构的车身后梁架，碰撞支架配置成与车身后梁架共同工作。本发明提供的方法，进一步包含将一个或多个固定支架固定至前拱形结构，固定支架方便固定至车身结构。根据本发明的多个示例性实施例，本发明提供了一种制造用于管理车辆后方冲击能量的碰撞支架的方法，该方法包含将后拱形结构固定至一组纵向结构的第一端部，将一组管状支架的第一端部固定至后拱形结构的每个端部，将该组管状支架的第二端部固定至一组后安装支架，每个后安装支架固定至车辆车身结构的后梁架，将前拱形结构固定至该组纵向结构的第二端部，将支架总成固定至前拱形结构的每个端部，每个支架总成固定至车辆车身结构的车身后梁架，碰撞支架配置成与车身后梁架共同工作。本发明进一步提供了一种方法，进一步包含将一个或多个固定支架固定至前拱形结构，其中，固定支架方便固定至车身结构。根据本发明的多个示例性实施例，本发明提出一种在后方碰撞时通过碰撞支架消散冲击载荷的冲击能量的方法，该方法包括将保险杠接收到的冲击能量传送至碰撞支架，碰撞支架包括后拱形结构，前拱形结构，一组具有多个触发器的纵向结构，该纵向结构将后拱形结构与前拱形结构相连接并在前拱形结构、后拱形结构及纵向结构之间形成第一空间，第一空间具有确定的截面形状和体积，一组后安装支架，其固定至后拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构，及前拱形结构支架总成，其固定至前拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构，车身结构的一部分和前拱形结构部分地形成第二空间，第二空间具有确定的截面形状和体积，其中，碰撞支架配置成吸收和管理冲击能量并防止该冲击影响第二空间的截面形状和体积；将冲击能量从碰撞支架的后拱形结构传递至车身结构的一组车身后梁架，碰撞支架配置成与车身后梁架共同工作，将冲击能量从后拱形结构传递至纵向结构，将冲击能量从纵向结构传递至前拱形结构，将冲击能量从前拱形结构传递至车身后梁架，其中，将传递的能量从冲击载荷消散至车身后梁架，防止冲击影响第二空间的截面形状和体积。根据本发明的多个示例性实施例，本发明提供了一种在后方碰撞时通过碰撞支架消散冲击载荷的冲击能量的方法，该方法包括将保险杠接收到的冲击能量传送至碰撞支架，该碰撞支架包括后拱形结构，前拱形结构，一组具有多个触发器的纵向结构，该纵向结构将后拱形结构与前拱形结构相连接并在前拱形结构、后拱形结构及纵向结构之间形成第一空间，第一空间具有确定的截面形状和体积，一组以第一端部固定至后拱形结构的管状支架，一组在管状支架的第二端部固定至管状支架的后安装支架，其与管状支架的第一端部相对，后安装支架适于固定至车体结构，固定至前拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构的前支架总成，车身结构的一部分及前拱形结构部分地形成第二空间，第二空间具有确定的截面形状和体积，其中，碰撞支架配置成吸收和管理后方冲击能量并防止冲击影响第二空间的截面形状和体积；将冲击能量从碰撞支架的后拱形结构传送到管状支架，将冲击能量从管状支架传送至车身结构的一组车身后梁架，碰撞支架配置成与车身后梁架共同工作，将冲击能量从后拱形结构传送至纵向结构，将冲击能量从纵向结构传送至前拱形结构，将冲击能量从前拱形结构传送至车身后梁架，其中，将传递的能量从冲击载荷消散至车身后梁架，防止冲击影响第二空间的截面形状和体积。根据本发明的多个示例性实施例，本发明提供了一种在车辆侧方碰撞时通过碰撞支架消散冲击载荷的冲击能量的方法，该方法包括将具有车身后梁架的车辆一侧接收到的冲击能量传送至碰撞支架，碰撞支架包括后拱形结构，前拱形结构，一组具有多个触发器的纵向结构，该纵向结构将后拱形结构与前拱形结构相连接并在前拱形结构、后拱形结构及纵向结构之间形成第一空间，第一空间具有确定的截面形状和体积，一组后安装支架，其固定至后拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构，及前拱形结构支架总成，其固定至前拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构，车身结构的一部分和前拱形结构部分地形成第二空间，第二空间具有确定的截面形状和体积，其中，碰撞支架配置成吸收和管理冲击能量并防止该冲击影响第二空间的截面形状和体积；将冲击能量从冲击侧的车身后梁架传送至碰撞支架的后拱形结构，碰撞支架配置成与车身后梁架共同工作；将冲击能量从后拱形结构传送至冲击相对侧的车身后梁架；将冲击能量从冲击侧的车身后梁架传送至前拱形结构；将冲击能量从前拱形结构传送至冲击相对侧的车身后梁架，其中，将传送的能量从冲击载荷消散至车身后梁架，防止冲击影响第二空间的截面形状和体积。根据本发明的多个示例性实施例，本发明提供了一种在车辆侧方碰撞时通过碰撞支架消散冲击载荷的冲击能量的方法，该方法包括将具有后梁架的车辆一侧接收到的冲击能量传送至碰撞支架，该碰撞支架包括后拱形结构，前拱形结构，一组具有多个触发器的纵向结构，该纵向结构将后拱形结构与前拱形结构相连接并在前拱形结构、后拱形结构及纵向结构之间形成第一空间，第一空间具有确定的截面形状和体积，一组以第一端部固定至后拱形结构的管状支架，一组在管状支架的第二端部固定至管状支架的后安装支架，其与管状支架的第一端部相对，后安装支架适于固定至车体结构，固定至前拱形结构的每个端部且适于固定至车身结构的前支架总成，车身结构的一部分及前拱形结构部分地形成第二空间，第二空间具有确定的截面形状和体积，其中，碰撞支架配置成吸收和管理后方冲击能量并防止冲击影响第二空间的截面形状和体积；将冲击侧的车身后梁架的冲击能量传送至冲击侧的碰撞支架的管状支架，碰撞支架配置成与车身后梁架共同工作，将冲击侧的管状支架的冲击能量传送至后拱形结构及相冲击相对侧的管状支架，将冲击相对侧的管状支架的冲击能量传送至冲击相对侧的车身后梁架，将冲击侧的车身后梁架的冲击能量传送至前拱形结构，将冲击能量由前拱形结构传送至冲击相对侧的车身后梁架，其中，将传送的能量从冲击载荷消散至车身后梁架，防止冲击影响第二空间的截面形状和体积。附加目标及益处将会在接下来的说明书中部分地指出，其由说明书中将会显而易见，或是被本发明的教导所知晓。本发明教导的多种目标和益处可通过权利要求及其组合来实现或获得。应该了解的是，上述的总体描述及接下来的详细的阐述仅仅是示例性和解释性的，而并非用于限制本发明。说明书附图，其包含于说明书中并组成说明书的一部分，阐述了本发明的实施例及结合说明书的实施例，用于解释本发明的原理。附图说明本发明的至少某些特征及优势通过下述详细的示例性阐述而变得显而易见，这种阐述应参考说明书附图，其中：图1是根据本发明制造的包括有能量吸收装置的机动车辆的碰撞支架的示例性实施例的俯视透视图；图2是布置在机动车辆的车身结构内的图1的碰撞支架的示例性实施例的仰视透视图；图3是布置在机动车辆的车身结构内的图1的碰撞支架的示例性实施例的俯视透视图；图4是布置在含有电池的机动车辆的车身结构内的根据本发明制造的含有能量吸收装置的机动车辆的碰撞支架的示例性实施例的仰视透视图；图5是布置在含有电池的机动车辆的车身结构内的图1的碰撞支架的示例性实施例的俯视透视图；图6是碰撞支架的仰视图，显示后端碰撞时潜在的能量路径，以及图7是碰撞支架的仰视图，显示车辆后端侧方碰撞时潜在的能量路径；虽然下述说明参考了示例性实施例，但其中的一些替代、修改及变换对本领域人员而言是显而易见的。因此，所要求保护的主题应广泛审视。具体实施方式详细参考多种实施例，其中的例子通过说明书附图来阐释。所阐述的实施例并不是为了限制本发明。相反，公开的内容是为了覆盖替代、修改及等同的方式。在机动车辆中，车身结构典型地固定在车辆内某种能够提供稳定性、强度及增加的安全性的支承结构上。如图1所示，碰撞支架10可以集成在车身结构中作为前述的支承结构之一且可设计成抵抗后方冲击碰撞或侧方冲击碰撞，并吸收和管理冲击能量。此外，碰撞支架10可设计成保护周围结构，包括稳定封装区域，其为容纳电池组的空间，并保护车辆车架的完整性。碰撞支架10提供附加的冲击能量路径作为车身结构内的第二轨道系统，允许更小尺寸的电动车辆具有适宜的完整性和安全性特征。碰撞支架10可被设计成冲击时与多种车辆项目的已有车身后梁架系统共同工作，且那些在说明中阐述系统的并不意味着限制。碰撞支架10可被设计成吸收和管理后方和/或侧方冲击碰撞载荷，使得部分冲击载荷的冲击能量从冲击点分配至车辆相对侧，从而改善后方碰撞性能且最小化、控制和稳定后底板总成结构。由于纳入了大的结构、比如电池，在车辆后部具有限制空间的更小型机动车辆中，这一点尤其有益。后保险杠是车辆外部设计的标准组件。总体上，如图2-7所示的保险杠52受到冲击时可以立即吸收后方碰撞的能量。碰撞支架10与保险杠52共同工作开始（几乎立刻）吸收和管理后方碰撞的能量。碰撞支架10进一步与也是车辆设计中的标准组件的车辆梁架系统共同工作。总体上，梁架系统可具有车身后梁架54、56，其可以协助支承及稳定车身结构50及周围结构和附件。碰撞支架10将碰撞的冲击载荷的冲击能量分配至梁架系统内的车身后梁架54、56的两侧，如此，当碰撞支架10导引力并消散电池40周围的能量时，可以平衡和稳定车辆后端部（如图4-7所示）。碰撞支架10在应用于需要短的可挤压长度的项目中时，例如在包含任何封装在车辆后部的感应系统的车辆中，特别地有益及有用。碰撞支架10在应用于装有电池的车辆时特别有用，其中该车辆具有安装在车辆后部或车尾行李箱区域的电池。例如，碰撞支架10在具有安装在车辆后部的锂电池模块的电动车辆（BatteryElectricVehicle，BEV）中会特别有用。可以预期的是，碰撞支架10可有利于其他应用，例如，外国的OEM，他们的车辆也许不能满足针对美国市场的用于混合动力的气体/电子机动车辆的联邦机动车辆安全标准（FMVSS301），因而可以将碰撞支架或其变型加至已有的车身结构以增强能量管理及潜在地满足FMVSS301或FMVSS305（纯电动车辆）或用于压缩天然气结构的FMVSS303（混合动力和天然气车辆）以保护他们的能量存储系统。碰撞支架10及其各个组件可以由一种或多种坚固的、能抵抗冲击载荷的材料冲压在一起或以其他方式制成，所述材料包括但不限于，钢、铝或聚合物。例如，碰撞支架10可以几乎完全由高强度钢组成，比如，具有class600的双相钢（DP600）、具有class780的双相钢(DP780)，或具有class980(DP980)的双相钢。所选的制造碰撞支架10的材料可以基于例如能量吸收和管理目标、重量原因及价格和材料的可用性的因素在项目之间变化。可以预期的是，可以使用其它形成碰撞支架10及其各个组件的方法，比如拉模铸造、铸模或其它公知的工艺。基于多种不同车辆的特征、车身结构50及能量吸收和管理的目标，碰撞支架10可设计成适应多种不同车辆（或项目）。可用作为给定车辆调节碰撞支架10的特征除了其它方面之外可以包括：碰撞支架10的尺寸和截面形状，任何已有的特征、比如触发器的存在，制造碰撞支架的材料，以及碰撞支架在车辆车身结构内的位置及布置方式。对于给定的项目，合适的碰撞支架的设计优选考虑与能量吸收和管理相关的因素，例如后方或侧方冲击碰撞中及碰撞后车辆车体结构的结构完整性，以及周围结构、比如电池的保护。很多时候，这种设计指的是调节（调整）。此处的术语“已调节的”、“正在调节的”和“调节”以及他们的变换，指的是碰撞支架基于不同的结构配置、设计说明及不同的冲击场景为特定车辆项目中的车身结构调节的特征（比如，尺寸、强度、及挤压模式）。典型地，在将碰撞支架固定至车身结构之后，碰撞支架10的调节与车辆结构的调节协作完成。很多时候，调节可以包括在设计结构时使用计算机辅助工程（CAE）模拟工具以保证精确性。可以预期的是依赖于所涉及的车辆结构可以实施其它方式的调节并且这种说明并非意味着限制。图1是碰撞支架10的示例性实施例的俯视透视图。在图1中，碰撞支架10包括两个拱形结构，即后拱形结构12和前拱形结构14，它们通过纵向结构20和22相连接，在后拱形结构12和前拱形结构14之间形成第一空间Z1，其可以适于作为例如存储空间或车尾行李箱空间，比如图4所描述的（碰撞支架10的另一个示例性实施例的仰视透视图）。大的车辆组件，比如电池40（如图4所示），可以位于第二空间Z2，第二空间Z2由前拱形结构14及靠近前拱形结构14的一部分车身结构50部分地限定。部分地限定第二空间Z2的车身结构50的部分的尺寸和数量可以在车辆之间变化，此处对由车身结构50部分和前拱形结构14部分地限定的第二空间的阐述并非意味着限制。例如，第二空间Z2可进一步由车身后梁架54、56部分形成，其中，车身后梁架54、56可以在车身结构50和前拱形结构14之间塑造并限定第二空间的侧边。第二空间Z2可以具有限定的截面形状和体积，其可以在具有不同车身后梁架构造的车辆项目之间变化，包括使车身后梁架与碰撞支架10的前拱形结构14和车身结构50相连接。附加结构可与前拱形结构14一起进一步限制和/或限定第二空间Z2，在此处并未列出前拱形结构14，然而其是公知的。第二空间Z2与可具有限定的截面形状和体积，其调节为适于接收并容纳大的车辆组件，比如电池40。碰撞支架10及其各个组件可由实质上一件式的坚固材料制成，比如钢、铝或者聚合物，例如高强度钢，且制成管件或由具有例如正方形或矩形截面形状的壁的实质上中空的结构。本领域技术人员可以理解的是，碰撞支架组件的截面形状是可以改变的，且可以在调节碰撞支架10时被选择，以获得对于车辆中给定的可用空间的期望的碰撞支架特征。在一个实施例中，后拱形结构12可实质上由一件式的坚固材料制成并能抵抗碰撞的冲击、吸收并控制冲击能量且保护周围的结构，比如电池40（如图4所示）。后拱形结构12可制成正方形管状结构，其实质上包含坚固的材料，比如钢、铝或聚合物，例如，高强度钢，包括DP600,DP780,或DP980。后拱形结构12设计并构建成当保险杠52达到最大载荷冲击之后与车身梁架共同工作以吸收最初的冲击，这几乎可以发生在碰撞的瞬间。如此，后拱形结构12的管状结构配置成冲击时变形并被挤压。在一个实施例中，后拱形结构12可以是正方形，其截面面积约为44.4mmx44.4mm的，或约为50.8mmx50.8mm，或约为57.1mmx57.1mm，或约为63.5mmx63.5mm，及其间的面积。在特定实施例中，后拱形结构12也可制成矩形的管状拱形结构，其具有大约63.5mmx38.1，大约57.1mmx31.7mm，大约50.8mmx24.4mm，大约44.4mmx19.0mm，及其间面积的截面面积。依赖于其所要加入的项目的能量吸收和管理目标，包括，例如，保护周围结构，比如被碰撞支架10部分地封闭的电池，可以对后拱形结构12的截面面积进行调节。因此，后拱形结构12的截面面积可以配置成抵抗后方冲击或侧方冲击的冲击载荷，同时能够吸收碰撞时的能量并保护电池40以避免任何冲击。在本发明的特定实施例中，后拱形结构12的管状结构的壁可以具有实质上均匀的大约1.5mm到大约2.5mm，或大约1.7mm到大约2.2mm，或最好大约1.9mm到大约2.0mm，或其间的任意厚度，包括但不限于大约1.7mm、大约1.9mm或大约2.1mm。根据碰撞支架10和车辆项目之间的能量吸收和管理目标，后拱形结构12的壁厚可以调节为不同的厚度。本发明也预期后拱形结构12的壁具有不均匀的厚度，比如用以控制碰撞支架10的挤压和溃缩行为。可以根据碰撞支架10的能量吸收和管理目标选择或调节后拱形结构12的曲率，尤其是能够抵抗后方碰撞或侧方碰撞的冲击及并吸收和管理冲击的能量以保护周围结构，比如电池40和车身结构的完整性。后拱形结构12的曲率可适于安装在不同车辆中以便使后拱形结构的曲率依据给定车辆的宽度而变化。因此，曲率拱形结构角度从大约180度至360度，包括其间的任意角度。可以预期的是，后拱形结构12可选地具有梭角拱形结构，如此拱形结构更多地类似八角形拱形结构，且可以包含被焊接和/或被紧固在一起的连接段以形成后拱形结构12，如图1的前拱形结构所述。拱形结构的形状和角度可以在车辆项目之间变化且在附图中所描述的并非是限制性的。本发明特定的实施例试图容纳预先形成的车辆项目，后拱形结构12可具有总长度L1，其从实质上邻接后梁架系统的一侧的端部至实质上邻接后梁架系统一侧的第二端部测量，其比如为大约450mm至大约1100mm，或大约500mm至大约1100mm，或大约550mm至大约1050mm，或大约600mm至大约950mm，或其间的任意长度，包括但不限于大约561mm,或大约568mm,或大约766,或大约867,或大约924mm,或大约1030mm。可以预期的是，根据车辆的制造及车型、成本和材料考虑、以及车辆的能量吸收和管理目标，后拱形结构的总长度L1可以调节以适应不同的车辆项目。在特定的实施例中，为了形成单一的单元，可以将后拱形结构12的每一个端部一体成型固定至一组管状支架16、18。特别地，管状支架16、18的第一端部固定至后拱形结构12。在特定实施例中，可以预期的是，管状支架16、18也可以将与管状支架16、18的第一端部相对的管状支架16、18的第二端部固定至纵向结构20、22的一部分或固定至后拱形结构12和纵向结构20、22，如图1和图2所示。这种固定方式能够单独使用焊接或与公知的紧固件结合。可以焊接管状支架16、18或以其他方式将其固定或安装至后拱形结构12的端部且将其作为后拱形结构12的延伸，继续消散冲击的能量。在包括位于后拱形结构12的端部的管状支架16、18的示例性实施例中，由于长度L1并未因为添加管状支架16、18而显著增加，因此，后拱形结构12的总长度L1实质上保持相同。例如，当管状支架24、25加入碰撞支架10时，可以使用较短长度的后拱形结构12。管状支架24、25可具有从端部至端部测量的总长度，其大约为375mm至大约500mm,或大约400mm至大约475mm,或大约450mm至大约465mm,或其间的任意长度,包括但不限于大约458mm,或大约462mm,或大约466mm,或其间的任意长度。可以预期的是，后拱形结构12可以包括附加组件，比如安装支架以增强功能结构并支承装入车身结构50中的后拱形结构12。例如，为了与后拱形结构12形成单一的单元，一组后安装支架24、25可以固定至后拱形结构12的每一个端部且适于固定至车架50，特别地，以进一步方便将后拱形结构12固定至车身后梁架54、56。可以将后安装支架24、25焊接至后拱形结构或使用公知的紧固件f固定或二者结合。在特定的实施例中，其中管状支架16、18是现有的，在相对于将安装支架16、18固定至后拱形结构12的端部可以将后安装支架24、25焊接至管状支架16、18，或使用公知的紧固件f或二者结合固定。可以将后安装支架24、25本身焊接至车身后梁架54、56的底部，以进一步使车身结构50内的碰撞支架10保持稳定。后安装支架24、25可以具有一个或多个孔，比如图1所描述的，以方便通过使用单独焊接或与公知的紧固件f相结合将后安装支架24、25并从而将后拱形结构12和/或管状支架16、18固定至车身结构50，更具体地，固定至车身后梁架54、56的底部。此处所使用的术语“紧固件”、“紧固机构”或及其变换指的是任何本领域公知的紧固件，包括但不限于粘合剂、销钉、螺钉、M8或M12的螺栓、螺栓、夹子及支架。在特定的实施例中，后安装支架24、25可以具有实质上均匀的厚度，大约是1.5mm至大约3.5mm，或大约2.0mm至大约3.2mm，或优选大约2.5mm至大约3.0mm，或其间的任意厚度,包括但不限于大约2.5mm，大约3.0mm，或大约3.5mm。根据固定方式、碰撞支架10的重量、碰撞支架10以及车辆项目之间的能量吸收和管理目标，可以将后安装支架24、25的厚度调节为不同的厚度。后安装支架24、25的布置、尺寸及形状可根据它们所固定到的车身后梁架54、56的构造而变化。因此，可以预期的是，在项目之间且根据车辆构造以及能量吸收与管理目标，可以调节后安装支架24、25的布置、尺寸及形状。制成后安装支架24、25的材料可以是与制成后拱形结构12相同的材料或另外的能够抵抗后方碰撞或侧方碰撞的冲击载荷的坚固材料，比如，钢、铝或聚合物，例如具有350等级的高强度钢(HSLA350)。前拱形结构14可制成正方形管状结构，包含实质上与后拱形结构12相同的坚固材料，比如钢、铝或聚合物，例如高强度钢，包括DP600、DP780、或DP980。前拱形结构14设计并构建成加强车辆端部并将能量及载荷（由侧方冲击或后方冲击引起）转移至后梁架54、56，因为前拱形结构14吸收由纵向结构20、22传送来的冲击载荷的能量。前拱形结构14配置成保护电池40，电池40位于由前拱形结构14部分地限定的第二空间Z2内，因此在碰撞时或碰撞后对碰撞支架的冲击为零或对具有电池40的车身框架的冲击为零。第二空间Z2进一步由车身结构50的一部分及车身后梁架54、56限定。如此，前拱形结构14可配置成具有大约为44mmx44mm，或大约51mmx51mm，或大约57mmx57mm，或大约64mmx64mm，及其间面积的截面面积。在特定实施例中，前拱形结构14也可以制成矩形管状拱形结构，其具有大约为63.5mmx38.1mm，大约57.1mmx31.7mm，大约50.8mmx24.4mm，大约44.4mmx19.0mm，及其间面积的截面面积。依赖于其所要加入的项目的能量吸收和管理目标，包括，例如，保护周围结构的同时提供短的整体后端悬挂，周围结构比如是由碰撞支架10的前拱形结构14部分地封闭且进一步由车身后梁架54、56和车身结构50的一部分部分地限定并封闭的电池40，可以调节前拱形结构14的截面面积。因此，前拱形结构14的截面面积和总强度可配置成抵抗后方冲击或侧方冲击的冲击载荷，同时能够在碰撞时吸收能量和保护电池40避免冲击。前拱形结构14的管状结构的壁可具有实质上均匀的大约1.5mm至大约2.5mm，或大约1.7mm至大约2.2mm，或最好大约1.9mm至大约2.0mm，以及其间的任意厚度，包括但不限于大约2.5mm，大约3.0mm或大约3.5mm。根据碰撞支架10及车辆项目之间的能量吸收和管理目标，前拱形结构14的壁厚可以调节为不同的厚度。本领域技术人员了解壁厚不必是均匀的。也可以根据碰撞支架10的能量吸收和管理目标调节前拱形结构14的曲率，尤其是能够抵抗后方碰撞或侧方碰撞的冲击并吸收和管理冲击的能量以保护周围结构，比如电池40和车身结构的完整性。前拱形结构14的曲率可适于安装在不同车辆中以便前拱形结构的曲率根据给定车辆的宽度而变化。因此，曲率或拱形结构角度从大约180度至360度，包括其间的任意角度。可以预期的是，前拱形结构14可选地具有梭角拱形结构，如此拱形结构的弯曲部分更多的是八角形，且可以包含被焊接和/或被紧固在一起的连接段以形成完整的前拱形结构14，如本发明所阐述的。拱形结构的形状和角度可以在车辆项目之间变化且此处的描述并非是限制性的。前拱形结构14可具有总长度L2，其从端部至端部测量，大约为450mm至大约1100mm，或大约500mm至大约1100mm，或大约550mm至大约1050mm，或大约600mm至大约950mm或其间的任意长度，包括但不限于，大约561mm，或大约568mm，或大约766mm，或大约867mm，或大约924mm，或大约1030mm。可以预期的是，根据车辆制造及车型、成本、材料的考虑以及车辆的能量吸收和管理目标，可以调节前拱形结构14的总长度L2以适应不同车辆项目。可以预期的是，前拱形结构14可以包括附加组件，比如安装支架以增强功能结构并支承装入车身结构50中的前拱形结构14。例如，前支架总成26、27可以一体固定至前拱形结构14的每一个端部且适于固定至车架50，特别地，以进一步方便将前拱形结构14固定至周围车身结构50。前支架总成可以包括两个或多个附加的支架组件，比如如图1和2所描述的，其进一步方便将前拱形结构14固定并安装至车身结构50，特别地，固定至车身后梁架54、56的内侧。可以单独使用焊接或与公知的紧固件相结合将前支架总成26、27的组件彼此固定。可以将前支架总成26、27焊接至前拱形结构14或使用公知的紧固件或二者结合将前支架总成26、27固定至前拱形结构14。每个前支架总成26、27具有一个或多个孔，比如如图1所描述的，以方便固定至前拱形结构14以及固定至车身后梁架54、56的内侧。前支架总成26、27的尺寸和形状可以根据前支架总成26、27与每一个前拱形结构14和车身结构50的位置关系而改变。因此，可以预期的是，可以在项目之间并根据能量吸收和管理目标调节前支架总成26、27的尺寸和形状。前支架总成26、27可以由与制成前拱形结构14的材料相同的材料制成，其可以抵抗后方碰撞或侧方碰撞的冲击载荷，比如，HSLA350。前支架总成26、27及其各个组件可以具有实质上均匀的厚度，其在大约1.5mm至大约3.5mm之间，或在大约2.0mm至大约3.2mm之间，或最好大约在2.5mm至3.0mm之间，或其间的任意厚度，包括但不限于大约2.5mm，大约2.7mm，或大约3.0mm。可以根据碰撞支架10以及车辆项目之间的能量吸收和管理目标将前支架总成26、27的厚度调节为不同的厚度。在本发明特定的实施例中，一个或多个固定支架34可以在着前拱形结构14周围布置且可适于方便将碰撞支架10固定至车身结构50，如图2和图3描述的。一个或多个固定支架34可以用公知的紧固件、比如M12螺栓配置成对，和/或焊接至前拱形结构14和车身结构50以进一步方便将前拱形结构14固定并稳定至车身结构50。固定支架34的布置、尺寸和形状以及制成材料，可以根据其固定到的前拱形结构14的构造而变化。因此，可以预期的是，固定支架34的布置、尺寸和形状可以在项目之间并根据车辆构造以及能量吸收和管理目标调节。固定支架34可以由钢、铝或聚合物制成，例如，高强度钢HSLA350。固定支架34可以是工字型支架或金属板，当将其焊接至前拱形结构14及车身结构50时，其可以与M12螺栓共同使用。在本发明的多个实施例中，可以将一个或多个突出物（pantab）36沿后拱形结构12和前拱形结构14布置以方便将碰撞支架10固定至车身结构50。可以将底板突出物36焊接至前拱形结构14和后拱形结构12，以及车身结构50，以进一步方便将碰撞支架10固定并稳定至车身结构50。可以预期的是，公知的紧固件可以与底板突出物36一起使用以将碰撞支架10固定至车身结构50。底板突出物36的布置、尺寸以及形状可以根据碰撞支架10及其所固定到的底板总成50的构造而变化。因此，可以预期的是，底板突出物36的布置、尺寸以及形状可以在项目之间并根据车辆构造以及能量吸收和管理目标调节。底板突出物36可以由钢、铝或聚合物制成，例如，高强度钢HSLA350，且可以焊接至碰撞支架10和车身结构50。底板突出物36可以具有1.5mm的厚度，尽管可以预期，其它公知的固定支架也可以单独使用或与底板突出物36一起使用以固定及稳定碰撞支架10。纵向结构20、22一体连接以形成单一的单元、后拱形结构12以及前拱形结构14。在放入机动车以前，可以将后拱形结构12和前拱形结构14焊接或以其他方式固定至纵向结构20、22。实际上，在特定的实施例中，在固定至车架50之前组装碰撞支架10。可以预期的是，可以单独使用焊接或与公知的紧固机构相结合将纵向结构20、22固定至后拱形结构12和前拱形结构14。纵向结构20、22在后拱形结构12和前拱形结构14之间形成桥梁，其长度可以在车辆之间调节。例如，可以基于期望的和/或所需的适于放置电池和/或提供存储空间的面积，以及车辆项目的其它设计限制（例如，后端样式）及该车辆的能量吸收和管理目标选择纵向结构20、22的长度。在特定的实施例中，纵向结构20、22的长度可以是大约225mm至大约350mm，或大约235mm至大约325mm，或大约245mm至大约300mm，或其间的任意长度，包括但不限于大约220mm，或大约230mm，或大约245mm，或大约250mm。可以预期的是，可以根据车辆制造和车型、成本、材料考虑以及车辆的能量吸收和管理目标调节纵向结构20、22的长度以适于不同的车辆项目。在碰撞支架10中，可以为特定的车辆项目调节纵向结构20、22相对于后拱形结构12及前拱形结构14的位置以及布置以满足预定的能量吸收和管理目标。例如，由纵向结构20、22、后拱形结构12及前拱形结构14限定的第一空间Z1可以在纵向结构20、22之间形成宽度W1，例如大约450mm至大约650mm，或大约500mm至大约600mm，或大约550mm至大约575mm，或其间的任意宽度，包括但不限于大约561mm，或大约568mm，或大约576mm。由纵向结构20、22、后拱形结构12及前拱形结构14限定的第一空间Z1可以在后拱形结构12与前拱形结构14之间具有深度D1，例如，大约250mm至大约450mm，或大约275mm至大约425mm，或大约300mm至大约375mm，或其间的任意深度，包括但不限于大约304mm，或大约312mm，或大约330mm。可以预期的是，可以基于对特定车辆项目的要求、成本、材料考虑以及车辆的能量吸收和管理目标调节由纵向结构20、22、后拱形结构12及前拱形结构14限定的第一空间Z1。由前拱形结构14、车身后梁架54、56以及一部分车身结构50部分地限定的第二空间Z2可以在车身后梁架54、56之间具有宽度W2，其大约是600mm至大约1000mm，或大约650mm至大约950mm，或大约700mm至大约900mm，或其间的任意宽度，包括但不限于大约728mm，或大约766mm，或大约867mm。第二空间Z2可以在前拱形结构14和车身结构50的一部分之间具有深度D2，例如，其大约为300mm至大约475mm，或大约325mm至大约450mm，或大约350mm至大约425mm，或其间的任意深度，包括但不限于大约330mm，或大约375mm，或大约412mm。可以预期的是，可以根据大的车辆组件、比如位于第二空间Z2的电池的尺寸、车辆制造及车型、成本和材料考虑，以及车辆的能量吸收和管理目标，调节由前拱形结构14、车身后梁架54、56以及一部分车身结构50部分地限定的第二空间Z2以适于不同的车辆项目。每个纵向结构20、22可以制成正方形管状结构，其包含实质上相同的坚固材料，比如钢、铝或聚合物，例如，高强度钢，包括DP780。纵向结构20、22配置成当有至少一个后冲击时与车身梁架54、56共同工作并在沿每个纵向结构20、22的长度方向且与车身后梁架54、56平行轴向溃缩以便吸收和管理冲击碰撞能量。例如，纵向结构20、22配置成响应于由后拱形结构12吸收并传送的冲击载荷的冲击能量而溃缩，因此后拱形结构12依靠碰撞的冲击载荷以一定速度和距离移向前拱形结构14。纵向结构20、22可以制成正方形管状结构，其截面面积大约是44.4mmx44.4mm，或大约50.8mmx50.8mm，或大约57.1mmx57.1mm，或大约63.5mmx63.5mm，以及其间的面积。可以预期的是，纵向结构20、22可以可选地制成正方形的管状拱形结构，其截面面积大约是63.5mmx38.1mm，或大约57.1mmx31.7mm，或大约50.8mmx24.4mm，或大约44.4mmx19.0mm，以及其间的面积。纵向结构20、22的截面面积可以根据要加入的项目的能量吸收和管理目标，包括，例如，保护周围结构，比如由碰撞支架10部分地封闭的电池，进行调节。因此，纵向结构20、22的截面面积可以配置成在正常情况下稳定并支承碰撞支架10同时方便在碰撞冲击时溃缩。纵向结构20、22的管状结构的壁可以具有实质上均匀的厚度，大约是1.25mm至大约2.5mm，或大约1.5mm至大约2.2mm，或最好大约1.7mm至大约2.0mm，或其间的任意厚度，包括但不限于大约1.3mm，或大约1.5mm，或大约1.7mm，或大约1.9mm。纵向结构20、22的壁厚可以根据碰撞支架10的能量吸收和管理目标并在车辆项目之间调节以改变厚度。本领域技术人员应当了解，纵向结构20、22的管状结构的壁不必具有均匀的厚度。在本发明特定的实施例中，纵向结构20、22可以具有多个沿每个纵向结构20、22边缘布置的凹口或触发器21，比如图1所示。多个触发器21（如图1所示）配置成在冲击时协助能量吸收和管理并方便后方冲击碰撞或侧方冲击碰撞时纵向结构20、22的变形。基于特定车辆项目的需要，可以将纵向结构调节成期望的能量吸收强度和有利的变形模式。每个车辆系统依其重量、形状和车身结构的防撞性而具有不同的能量吸收强度以及不同的碰撞变形模式。能量吸收强度和碰撞变形模式依据车辆的不同而不同。碰撞支架10可以调节成与已有的车辆结构共同工作，比如车身结构50，以优化车辆的已有强度、防撞性和变形模式。在操作中，碰撞支架10可以配置成与车身梁架共同工作以吸收和管理后方碰撞或侧方碰撞的冲击能量并稳定电池中及周边的安装区域。在一种场景下，例如，速度为55公里/小时的具有左侧或右侧偏移70%的后方冲击，保险杠52接收冲击的初始载荷然后后拱形结构12吸收冲击能量并将其传送至纵向结构20、22以及将冲击能量消散至车身后梁架54、56。在多个实施例中，管状支架16、18装入碰撞支架10，后拱形结构12通过管状支架16、18将冲击载荷的冲击能量传送至车身后梁架54、56。因此，冲击能量从后拱形结构12传送至车身结构50的梁架系统，如图6所示的，因而保护固定在由前拱形结构14部分地限定的第二空间Z2内的电池40。当纵向结构20、22轴向且与车身后梁架54、56平行溃缩时，前拱形结构14通过将冲击能量从纵向结构20、22传送至车身后梁架54、56以保持结构的完整性，防止冲击载荷影响装有电池40的第二空间Z2。碰撞支架10可以具有封闭的环形设计，因为其配置成从不同的几个方向消散冲击能量，因而有利于最大化结构稳定性。通过这种方式，电池40能够经历碰撞时的零冲击。此处使用的术语“封闭的环形”可以包括碰撞时当能量通过碰撞支架消散时流过冲击能量的路径，在冲击时刻开始，沿着碰撞支架行进至相对侧，最终结束于非冲击侧。在一种场景下，例如，从左侧或右侧以50公里/小时的速度在接近电池中央的位置侧方冲击，车身后梁架54或56（取决于接收到冲击的一侧）承受初始的冲击载荷然后后拱形结构12吸收冲击侧的冲击能量，并将冲击能量沿后拱形结构12的路径向后拱形结构12的相对的非冲击侧并朝向相对的后梁架54或56传送。在多个实施例中，将管状支架16、18装入碰撞支架10，冲击侧的管状支架16或18将冲击载荷的冲击能量传送至后拱形结构12然后传送至相对的非冲击侧的管状支架16或18并传送至车身后梁架54或56。车身后梁架54、56也将冲击能量传送至前拱形结构14，允许冲击能量行进在前拱形结构14的路径上，将能量消散至非冲击侧的车身后梁架54、56。因此，冲击在封闭的环形中行进并被从冲击侧的车身后梁架54、56传送至后拱形结构12并传送至非冲击侧的车身后梁架54、56，如图6中的箭头所示。此外，冲击能量从冲击侧的车身后梁架54、56传送至前拱形结构14并传送至非冲击侧的车身后梁架54、56。因而电池40得到保护，因此电池40接收到侧方冲击碰撞的零冲击。侧方冲击碰撞时纵向结构20、22向碰撞支架10的结构提供附加支承。可以预期的是，在车架总成的可替代配置中，根据本发明的碰撞支架的尺寸、形状、位置和布置以及组成材料可以改变，目的是向特定的具有该碰撞支架的机动车辆提供最大效率的能量吸收和管理。尽管为了方便更好的理解本发明，本发明公开了多个实施例，但应该了解的是，可以使用多种方式实现本发明而并未脱离本发明的原理。因此，本发明应该被理解成包括所有可能的实施方式，其能够不脱离本发明权利要求中提出的原理。对于说明书和权利要求书，除非指明，否则所有表达数量、百分比或比例的数字以及其它在说明书中和权利要求书中使用的数值，都应理解为在所有例子中被术语“大约”修饰。相应地，除非指明相反，说明书和权利要求书中的数值参数是近似的，其取决于期望的寻求被获取的本发明的特征。至少，并不是试图限制权利要求保护范围的等同原则的应用，每个数值参数应该至少按照报道的有效数字并通过四舍五入来解释。应当注意的是，如说明书和权利要求中使用的，单数形式“一个”、“这个”包括复数形式，除非表述的和明确的限制为单数。因此，例如，参考“传感器”包含两个或多个不同的传感器。此处使用的，术语“包括”及其它的语法变换并非试图不限制，如此，列表中条目的引用不是排除其它能被替代或添加至列表条目的条目。对本领域技术人员显而易见的是，对于本发明公开的系统和方法的多种变换并未脱离本发明的范围。通过此处公开的说明书的考虑和教导的练习，其它公开的实施例对于本领域技术人员是显而易见的。此处所阐述的说明书和实施例都应该视为仅仅是示例性的。