一种门槛结构及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆设计与制造领域，尤其涉及一种门槛结构及车辆。


背景技术：

2.c-ncap2021(中国新车评价规程)把柱碰测试作为纯电动汽车被动安全的重点考察项，动力电池包的电安全是其中非常关键的性能指标，门槛则是保障动力电池包电安全的重要结构。然而，在设计车辆过程中，为提升车辆的续驶里程，需要增大电池包的尺寸，这样必然会压缩门槛截面的y向尺寸，使得门槛的吸能空间显得局促。
3.因此，在增大电池包尺寸的情况下，为了使门槛的吸能能力不受过大影响，国内主机厂开发出了两种门槛结构，门槛结构一(如图3所示)和门槛结构二(如图4所示)，然而，门槛结构一的加强部件的横向截面为矩形，内部无支撑，导致门槛结构一在y向的承载能力有限，碰撞过程中门槛结构存在失稳的风险；门槛结构二的加强部件虽然内部有支撑，但是同门槛结构一的加强部件一样，均对门槛结构z向无支撑，在25％偏置碰撞测试中受较大的x向力时，门槛结构容易出现折弯的情况。
4.有鉴于此，提出了本发明。


技术实现要素：

5.针对现有技术中，门槛结构一在y向的承载能力有限，碰撞过程中受到较大的y向力时，门槛结构一存在失稳的风险，以及门槛结构一和门槛结构二的加强部件在z向上对其无支撑，25％偏置碰撞测试中受较大的x向力时，门槛结构容易出现折弯的情况。
6.本发明提供了一种门槛结构，该门槛结构包括门槛内板、门槛外板以及加强部件；门槛内板和门槛外板之间形成一容纳腔室，加强部件沿x向设置在容纳腔室内；加强部件包括在z向依次相连接的第一立边、主体和第二立边；主体包括沿着x向延伸的至少两个空腔以及处在空腔之间的z向支撑板；第一立边和第二立边分别固定在容纳腔室的顶部和底部。
7.在本技术中，车辆的横向为y向，车辆的纵向为x向，竖直方向为z向，则门槛的延伸方向为x向，加强部件沿x向延伸设置在由门槛内板和门槛外板形成的容纳腔室内，主体内设置有沿z向的支撑板，将主体内分割成多个沿x向延伸的空腔，进一步地，沿z向主体向上和向下分别延伸出第一立边和第二立边，且第一立边和第二立边的末端分别固定在门槛结构的顶部和底部。
8.相对现有技术中的门槛结构一，由于主体内增加了z向的支撑板，能够有效的提高加强部件的主体以及门槛结构的y向稳定性，使门槛结构能够承受更大的y向力。另外，相对现有技术中的门槛结构一和门槛结构二，由于主体的顶面和底面分别延伸出第一立边和第二立边，且第一立边和第二立边的末端分别固定在门槛的顶部和底部，强化了加强部件与门槛内板和门槛外板的连接以及对门槛结构的z向支撑，25％偏置碰撞时，门槛结构能承受更大的x向力，不容易出现折弯的情况。
9.优选的，加强部件为辊压成型结构；主体包括沿x向延伸的两个空腔以及处在两个
空腔之间的z向支撑板；主体与第一立边和第二立边的接触部固定连接，以形成闭合空腔；第一立边和第二立边沿z向延伸，并分别固定在容纳腔室的顶部和底部。
10.辊压，在材料成型中也叫冷弯成型，冷弯成型是通过顺序配置的多道次成形轧辊，把卷材、带材等金属板不断进行横向弯曲，以制成具有特定断面的型材。在本技术中断面指的是沿y向的截面，上述结构中，加强部件的y向截面包括具有两个空腔的主体以及在z向上辊压出的第一立边和第二立边，且第一立边和第二立边与主体的接触部焊接固定，以形成闭合空腔。在辊式冷弯成型过程中只有弯曲变形，除坯料弯曲角度局部有轻微减薄外，变形材料的厚度在成形过程中保持不变。这种加工方法特别适合于外形纵长的高精度产品的加工。
11.优选的，门槛结构还包括门槛加强板；门槛加强板沿着x向延伸设置在主体与门槛外板之间；门槛加强板的两端分别固定在容纳腔室的顶部和底部。
12.上述结构中，门槛加强板为板型结构，设置在加强部件与门槛外板之间，也就是主体与门槛外板之间，同加强部件一样，也是沿着x向延伸设置，且其一端固定在容纳腔室的顶部，另一端固定在容纳腔室的底部，进一步加强了对门槛结构的结构稳定性，即提高了门槛结构受到侧面碰撞时的抗弯能力。
13.具体的，门槛加强板设置在加强部件与门槛外边之间，在车辆受到来自侧面的碰撞时，门槛外板优先发生形变吸收碰撞的能量，门槛外板形变到与门槛加强板接触后，由门槛外边和门槛加强板一起吸收碰撞的能量，在门槛外板与门槛加强板一起形变到与加强部件接触后，由门槛外板、门槛加强板以及加强部件三者一起吸收碰撞的能量，由于门槛外板、门槛加强板以及加强部件逐级抵抗碰撞，在提高了门槛结构整体吸能能力的同时，降低了加强部件损坏的几率，便于对门槛结构进行维修。
14.优选的，第一立边存在与门槛加强板和门槛内板之间贴合焊接的部分；第二立边存在与门槛加强板和门槛内板之间贴合焊接的部分。
15.其中，在z向上第一立边和第二立边分别位于主体的上方和下方，门槛加强板的两个固定端也分别位于主体的上方和下方，从而门槛加强板的上端可以通过第一立边与门槛内板固定连接，三者的焊接方式优选的是多层焊；进一步地，门槛加强板的下端可以通过第二立边与门槛内板固定连接，同样三者的焊接方式优选的是多层焊。
16.需要说明的是，对于门槛内板、第一立边以及门槛加强版三者构成的厚壁结构，较之采用单层焊，多层焊的优势在于，可以减小输入的热量，从而可以减小变形，降低产生气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边、焊瘤等焊接缺陷的概率。
17.优选的，自远离主体的方向，第一立边和第二立边均存在同时与门槛外板和门槛内板焊接的部分。
18.其中，在z向上第一立边和第二立边分别位于主体的上方和下方，门槛外板的两个固定端也分别位于主体的上方和下方，且门槛外板位于门槛加强板的外侧，从而门槛外板的上端可以通过第一立边的上端与门槛内板的上端固定连接，三者的焊接方式优选的是多层焊；进一步地，门槛外板的下端可以通过第二立边的下端与门槛内板的下端固定连接，同样三者的焊接方式优选的是多层焊。
19.优选的，第一立边与门槛内板固定连接的一端沿x向设置有至少一个缺口；第二立边与门槛内板固定连接的一端沿x向设置有至少一个缺口。
20.第一立边与门槛内板固定连接的一端即第一立边的上端进行了切边优化，将第一立边上端的一些不需要焊接的部位切除，以减轻门槛结构的重量，从而第一立边的上端沿x向形成具有若干个缺口的结构。同样第二立边与门槛内板固定连接的一端即第二立边的下端也进行了切边优化，将第二立边下端的一些不需要焊接的部位切除，以减轻门槛结构的重量，从而第二立边的下端沿x向形成具有若干个缺口的结构。
21.优选的，第一立边、第二立边以及主体上均设置有减重孔。
22.在保证不影响加强部件的刚强度的前提下，为了进一步减轻门槛结构的重量，第一立边、第二立边以及主体上可以开设有若干减重孔，减重孔的形状可以为圆形孔、椭圆形孔、方孔或异形孔。
23.优选的，门槛加强板与门槛内板固定连接的两端沿x向均设置有至少一个缺口。
24.门槛加强板的上端通过第一立边与门槛内板焊接固定，下端通过第二立边与门槛内板固定，在不影响门槛加强板刚强度以及功能的情况下，门槛加强板的上端和下端也可以进行切边优化，切除一些不需要焊接的部位，在x向形成具有缺口的结构。
25.优选的，主体朝向门槛外板的一侧设置有向空腔内凹陷的第一引导部；门槛加强板上设置有与第一引导部相适应的第二引导部。
26.门槛加强板和主体上分别设置有相适应的第一引导部和第二引导部，在车辆发生碰撞的情况下，门槛加强板和主体可以沿第一引导部和第二引导部优先发生变形。
27.本发明还提供了一种车辆，该车辆包括固定板、座椅横梁、地板面以及上述的门槛结构；门槛内板过固定板与座椅横梁固定连接，且门槛内板与地板面固定连接。
28.由于该车辆门槛结构的加强部件增加了支撑板，有效地满足了车辆在柱碰时的吸能要求，除能够保护动力电池包及保障乘员生存空间外，还因为加强部件对门槛结构增加了z向支撑，能够有效的提升车辆的25％偏置碰撞及侧碰的性能，大幅提高车身的弯曲刚度。
29.综上所述，本发明提供了一种门槛结构，该门槛结构包括门槛内板、门槛外板、门槛加强板以及加强部件；门槛加强板设置在加强部件与门槛外板之间，且加强部件内部具有z向支撑板，以及分别向上和向下延伸并固定在门槛顶部和底部的第一立边和第二立边，增加了门槛y向和z向支撑。
30.从而解决了，由于门槛结构一的加强部件内部无支撑，导致门槛结构一y向承载能力有限，以及由于门槛结构一和门槛结构二的加强部件对门槛结构z向无支撑，在25％偏置碰的情况下，门槛结构一和门槛结构二容易出现折弯情况的技术问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为白车身总成图；
33.图2为本发明实施例提供的门槛结构的a-a剖面图；
34.图3为背景技术中的门槛结构一的a-a剖面图；
35.图4为背景技术中的门槛结构二的a-a剖面图。
36.附图中，各标号所代表的部件如下：
37.门槛内板
‑‑
1；门槛外板
‑‑
2；加强部件
‑‑
3；主体
‑‑
301；第一立边
‑‑
302；第二立边
‑‑
303；门槛加强板
‑‑
4；固定板
‑‑
5；座椅横梁
‑‑
6；地板面
‑‑
7。
具体实施方式
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
43.请参考图1-图2，在增大电池包尺寸的情况下，为了使门槛的吸能能力不受过大影响，本发明提供了一种门槛结构，该门槛结构包括门槛内板1、门槛外板2以及加强部件3；门槛内板1和门槛外板2之间形成一容纳腔室，加强部件3沿x向设置在容纳腔室内；加强部件3包括在z向依次相连接的第一立边302、主体301和第二立边303；主体301包括沿着x向延伸的至少两个空腔以及处在空腔之间的z向支撑板；第一立边302和第二立边303的分别固定在容纳腔室的顶部和底部。
44.作为进一步的优选实施方案，在上述方案的基础之上，本发明的具体实施例中，还
可以包括如下一项或者多项的增加或组合；
45.加强部件3为辊压成型结构；主体301包括沿x向延伸的两个空腔以及处在两个空腔之间的z向支撑板；主体301与第一立边302和第二立边303的接触部固定连接，以形成闭合空腔；第一立边302和第二立边303沿z向延伸，并分别固定在容纳腔室的顶部和底部。或门槛结构还包括门槛加强板4；门槛加强板4沿着x向延伸设置在主体301与门槛外板2之间；门槛加强板4的两端分别固定在容纳腔室的顶部和底部。或第一立边302存在与门槛加强板4和门槛内板1之间贴合焊接的部分；第二立边303存在与门槛加强板4和门槛内板1之间贴合焊接的部分。或自远离主体301的方向，第一立边302和第二立边303均存在同时与门槛外板2和门槛内板1焊接的部分。或第一立边302与门槛内板1固定连接的一端沿x向设置有至少一个缺口；第二立边303与门槛内板1固定连接的一端沿x向设置有至少一个缺口。或第一立边302、第二立边303以及主体301上均设置有减重孔。或门槛加强板4与门槛内板1固定连接的两端沿x向均设置有至少一个缺口。或主体301朝向门槛外板2的一侧设置有向空腔内凹陷的第一引导部；门槛加强板4上设置有与第一引导部相适应的第二引导部。
46.本发明还提供了一种车辆，车辆包括固定板5、座椅横梁6、地板面7以及上述的门槛结构；门槛内板1通过固定板5与座椅横梁6固定连接，且门槛内板1与地板面7固定连接。
47.在一个具体的实施例中，门槛结构包括门槛内板1、门槛外板2、门槛加强板4以及加强部件3；门槛外板2和门槛内板1固定连接，围成一个沿x向延伸的容纳腔室，门槛加强板4和加强部件3沿x向延伸设置在容纳腔室内，且门槛加强板4设置在加强部件3和门槛外板2之间，其中加强部件3为辊压成型结构，加强部件3包括y向截面具有两个相邻的空腔的主体301以及沿z向辊压出的第一立边302和第二立边303，第一立边302和第二立边303与主体301的接触部焊接固定，以形成闭合空腔。第一立边302和第二立边303的末端分别固定在容纳腔室的顶部和底部。其中，第一立边302的末端也就是第一立边302的上端，第二立边303的末端也就是第二立边303的下端，门槛加强板4的两端也分别固定在容纳腔室的顶部和底部。第一立边302的一段贴合焊接于门槛加强板4和门槛内板1之间，第二立边303的一段贴合焊接于门槛加强板4和门槛内板1之间。第一立边302的末端贴合焊接于门槛外板2和门槛内板1之间，第二立边303的末端贴合焊接于门槛外板2和门槛内板1之间。第一立边302的末端、第二立边303的末端以及门槛加强板4的两个固定端均进行切边优化。第一立边302、第二立边303以及主体301上均设置有减重孔。
48.在另一个具体的实施例中，门槛结构包括门槛内板1、门槛外板2、以及加强部件3；门槛外板2和门槛内板1固定连接，围成一个沿x向延伸的容纳腔室，加强部件3沿x向延伸设置在容纳腔室内，其中加强部件3为辊压成型结构，加强部件3包括y向截面具有两个相邻的空腔的主体301以及沿z向辊压出的第一立边302和第二立边303，第一立边302和第二立边303与主体301的接触部焊接固定，以形成闭合空腔。第一立边302和第二立边303的末端分别固定在容纳腔室的顶部和底部。第一立边302的末端贴合焊接于门槛外板2和门槛内板1之间，第二立边303的末端贴合焊接于门槛外板2和门槛内板1之间。第一立边302的末端、第二立边303的末端均进行切边优化。第一立边302、第二立边303以及主体301上均设置有减重孔。
49.在一些优选的实施例中，门槛结构包括门槛内板1、门槛外板2、门槛加强板4以及加强部件3；门槛外板2和门槛内板1固定连接，围成一个沿x向延伸的容纳腔室，门槛加强板
4和加强部件3沿x向延伸设置在容纳腔室内，且门槛加强板4设置在加强部件3和门槛外板2之间，其中加强部件3为辊压成型结构，加强部件3包括y向截面具有两个相邻的空腔的主体301以及沿z向辊压出的第一立边302和第二立边303，第一立边302和第二立边303与主体301的接触部焊接固定，以形成闭合空腔。第一立边302和第二立边303的末端分别固定在容纳腔室的顶部和底部。门槛加强板4的两端也分别固定在容纳腔室的顶部和底部。第一立边302的一段贴合焊接于门槛加强板4和门槛内板1之间，第二立边303的一段贴合焊接于门槛加强板4和门槛内板1之间。第一立边302的末端贴合焊接于门槛外板2和门槛内板1之间，第二立边303的末端贴合焊接于门槛外板2和门槛内板1之间。
50.在另一些优选的实施例中，门槛结构包括门槛内板1、门槛外板2、以及加强部件3；门槛外板2和门槛内板1固定连接，围成一个沿x向延伸的容纳腔室，加强部件3沿x向延伸设置在容纳腔室内，其中加强部件3为辊压成型结构，加强部件3包括y向截面具有两个相邻的空腔的主体301以及沿z向辊压出的第一立边302和第二立边303，第一立边302和第二立边303与主体301的接触部焊接固定，以形成闭合空腔。第一立边302和第二立边303的末端分别固定在容纳腔室的顶部和底部。第一立边302的末端贴合焊接于门槛外板2和门槛内板1之间，第二立边303的末端贴合焊接于门槛外板2和门槛内板1之间。
51.本发明还提供了一种车辆，该车辆包括固定板5、座椅横梁6、地板面7以及上述的门槛结构；门槛内板1过固定板5与座椅横梁6固定连接，且门槛内板1与地板面7固定连接。
52.由于该车辆门槛结构的加强部件3增加了内部支撑，有效地满足了车辆在柱碰时的吸能要求，除能够保护动力电池包及保障乘员生存空间外，还因为加强部件3对门槛结构增加了z向支撑，提升了车辆的25％偏置碰撞及侧碰的性能，也大幅提高了车身的弯曲刚度。
53.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。