车辆底盘以及可展开的加强装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种车辆底盘，包括：彼此间隔开的一对纵梁；设置在一对纵梁之间并限定空腔的梁；梁包括以绕空腔的交替布置的方式连接的壁和铰链，每个铰链连接至壁中的两个；以及邻近空腔设置在纵梁中的一个与梁之间的楔形件。本实用新型的目的在于提供一种可在纵梁之间提供加强，同时使在电池隔间和车辆座舱中的封装限制最小化的车辆底盘。本实用新型还提供一种可展开的加强装置。
【专利说明】
车辆底盘以及可展开的加强装置
技术领域
[0001]本实用新型总的来说涉及车辆领域，尤其涉及一种车辆底盘以及可展开的加强装置。
【背景技术】
[0002]车辆，例如汽车，包括框架和支撑在框架上的车身。框架可被设计为提供结构刚度以防不期望的变形和/或防止碰撞过程中的侵入。例如，电动车辆包括电池，并且框架可设计为加强其中支撑有电池的隔间。例如，框架可包括一对彼此间隔开的纵梁，并且该纵梁向前后方向延伸以限定位于纵梁之间的电池隔间。电池可从纵梁中的一个延伸到纵梁中的另一个。
[0003]纵梁的结构刚度对于限制电池附近变形的可能性和/或防止入侵到电池隔间很重要。然而，增加到框架上的结构，例如，增加到纵梁上的结构，可能不利地产生无法将电池容纳在纵梁之间的封装限制。这种增加的结构还可能占用应当由车辆的座舱使用的空间，因此不利地减少座舱的尺寸。
[0004]仍然存在机会以在纵梁之间提供加强，同时使在电池隔间和车辆座舱中的封装限制最小化。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种可在纵梁之间提供加强，同时使在电池隔间和车辆座舱中的封装限制最小化的车辆底盘。
[0006]根据本实用新型提供一种车辆底盘，包括:彼此间隔开的一对纵梁;设置在一对纵梁之间并限定空腔的梁;梁包括以绕空腔的交替布置的方式连接的壁和铰链，每个铰链连接至壁中的两个;以及邻近空腔设置在纵梁中的一个与梁之间的楔形件。
[0007]根据本实用新型的一实施例，楔形件在壁之间延伸。
[0008]根据本实用新型的一实施例，楔形件包括与壁中的一个平行地延伸的第一表面和从第一表面横向地延伸的楔形表面。
[0009]根据本实用新型的一实施例，第一表面和楔形表面设置在壁之间。
[0010]根据本实用新型的一实施例，第一表面和楔形表面以锐角相交。
[0011]根据本实用新型的一实施例，每个铰链包括连接至壁中的一个的空心圆柱形构件和连接至壁中的另一个并可旋转地设置在空心圆柱形构件内的内部圆柱形构件。
[0012]根据本实用新型的一实施例，空心圆柱形构件包括向内突起，并且内部圆柱形构件包括配置为与向内突起接触的向外突起。
[0013]根据本实用新型的一实施例，楔形件被固定到纵梁上。
[0014]根据本实用新型的一实施例，车辆底盘进一步包括邻近空腔设置在另一个纵梁与梁之间的第二楔形件。
[0015]根据本实用新型的一实施例，梁从楔形件延伸至第二楔形件。
[0016]根据本实用新型的一实施例，车辆底盘进一步包括设置在梁上方的电池。
[0017]根据本实用新型，提供一种可展开的加强装置，包括:梁，梁从第一端延伸至第二端并限定从第一端延伸至第二端的空腔;梁包括以绕空腔交替布置的方式连接的壁和铰链，每个铰链连接至壁中的两个;以及与空腔邻近设置在梁的第一端的楔形件。
[0018]根据本实用新型的一实施例，楔形件在壁之间延伸。
[0019]根据本实用新型的一实施例，楔形件包括与壁中的一个平行地延伸的第一表面和从第一表面横向延伸的楔形表面。
[0020]根据本实用新型的一实施例，第一表面和楔形表面设置在壁之间。
[0021]根据本实用新型的一实施例，第一表面和楔形表面以锐角相交。
[0022 ]根据本实用新型的一实施例，每个铰链包括连接至壁中的一个的空心构件和连接至壁中的另一个并可旋转地设置在空心构件内的内部构件。
[0023]根据本实用新型的一实施例，空心构件包括向内突起，并且内部构件包括配置为与向内突起接触的向外突起。
[0024]根据本实用新型的一实施例，可展开的加强装置进一步包括与空腔邻近设置在梁的第二端处的第二楔形件。
[0025]根据本实用新型的一实施例，梁从楔形件延伸至第二楔形件。本实用新型的有益效果在于，本实用新型的车辆底盘可在纵梁之间提供加强，同时使在电池隔间和车辆座舱中的封装限制最小化。
【附图说明】
[0026]图1是车辆一部分的透视图，该车辆包括车身、具有两条纵梁的框架和在纵梁之间延伸的可展开的加强装置。
[0027]图2是车辆一部分的仰视图。
[0028]图3是车辆一部分的透视图，其为了说明的目的去除了地板以示出设置在可展开的加强装置上方的电池。
[0029]图4是纵梁中的一个和可展开的加强装置的一部分的截面图。
[0030]图5A是位于纵梁(为了说明的目的以虚线示出)之间的可展开的加强装置的透视图，其中可展开的加强装置在折叠位置。
[0031]图5B是纵梁中的一个受到侧面撞击变形并且可展开的加强装置位于展开位置的透视图。
[0032]图6是可展开的加强装置在折叠位置的截面图。
[0033]图7是图6中示出的铰链的放大部分。
[0034]图8是可展开的加强装置在展开位置的截面图。
【具体实施方式】
[0035]参照附图，其中在若干视图中同样的数字始终表示同样的部件，总的来说示出了用于车辆12的可展开加强装置10。装置10包括从第一端16延伸至第二端18的梁14。梁14限定了从第一端16延伸至第二端18的空腔20。梁14包括在空腔20的周围交替布置连接的壁22和铰链30。每个铰链30连接到壁22中的两个。楔形件32被设置在梁14的第一端16，与空腔20邻近。
[0036]参照图5A-B，在车辆碰撞过程中，楔形件32可被迫进入位于壁22、24、26、28之间的空腔20中以绕铰链30旋转壁。换句话说，楔形件32迫使梁14从如图5A所示的折叠位置到如图5B所示的展开位置。如下文进一步讨论的，在展开位置，梁14提供结构刚度。在折叠位置，壁22、24、26、28和铰链30相对于彼此折叠以减小梁14的尺寸。
[0037]参照图1-3，车辆12包括底盘34，底盘34包括框架36和电池38(图3中示出)。框架36包括一对纵梁40、42，即，彼此间隔开并且在前后方向延伸的第一纵梁40和第二纵梁42。纵梁40、42可彼此基本平行地延伸。除了纵梁40、42以外，框架36可包括在纵梁40、42之间延伸的横梁(未示出)、发动机室44等。
[0038]如下文进一步阐述，装置10从第一纵梁40延伸至第二纵梁42。装置10可由第一纵梁40和第二纵梁42支撑，例如，如下文进一步阐述，装置10可直接连接到第一纵梁40和第二纵梁42。在展开位置，装置10加强车辆12的框架36，例如，在第一纵梁40和第二纵梁42之间刚性地延伸以加强第一纵梁40和第二纵梁42。装置10可可选择地设置在车辆12的任意合适的位置中。例如，装置10可沿车辆12的柱设置，例如A柱、B柱、C柱等。在这样的配置中，当在车辆翻转期间轴向力被施加在柱上时，装置10可被迫进入展开位置以抵抗车顶变形。如另一个实例，装置10可沿车顶弯梁和/或车顶盖设置以当装置10被迫进入展开位置时加强车辆的车顶以抵抗车顶变形和/或由于侧面碰撞导致的变形。
[0039]参照图4-5B，纵梁40、42可具有大致矩形的截面。纵梁40、42可包括例如通过焊接固定在一起的两半，如图4所示，或者可替代地，可为单件式或者可包括任意合适数量的件数。纵梁40、42可由金属形成，例如钢或铝。
[0040]参照图3，纵梁40、42可限定位于纵梁40、42之间的电池隔间72，并且电池38可被支撑在电池隔间72中。电池38可被支撑在纵梁40、42上，例如，可包括连接到纵梁40、42中的一个或两个的箱体46 (图3中示出)。电池38可从纵梁40、42中的一个延伸至纵梁40、42中的另一个。例如，电池38的箱体46可从纵梁40、42中的一个到纵梁40、42中的另一个，如图3所示。[0041 ]再次参照图1-3，车辆12包括支撑在框架36上的车身48。车身48可以任意合适的方式(例如，焊接)支撑在框架36上。车身48的至少一部分可支撑在框架36的纵梁40、42上。框架36和车身48可具有在框架上的车身结构、单片式车身48结构或任意其他合适的结构。
[0042]主体48可包括多个面板。面板可包括侧面板50、地板52等。面板，例如，地板52，可固定到框架36的纵梁40、42上。车身48可由任意合适的材料形成，例如钢、铝等。例如，车身48可由合适材料的板件形成，例如，金属板。
[0043 ] 地板5 2可在电池38的下方从纵梁40、42中的一个延伸至纵梁40、42中的另一个。电池38，例如，电池38的箱体46，可被支撑在和/或固定至底板52和/或纵梁40、42。
[0044]装置10可包括任意合适数量的楔形件32，例如，一个、两个或更多。如图5A-B所示的装置10包括四个楔形件32，例如，一对楔形件54和第二对楔形件56。图5A-B中示出的每个楔形件32是完全相同的，并且一对楔形件54和第二对楔形件56布置为镜像。楔形件32可由金属、塑料或任意其他合适的材料形成。
[0045]参照图4和5，一对楔形件54与空腔20邻近地设置在梁14的第一端16。第二对楔形件56与空腔20邻近地设置在梁14的第二端18。具体地，一对楔形件54与空腔20邻近地设置在第一纵梁40和梁14之间，并且第二对楔形件56与空腔20邻近地设置在第二纵梁42和梁14之间。
[0046]一对楔形件54和第二对楔形件56可分别地由第一纵梁40和第二纵梁42支撑。例如，一对楔形件54可被固定到第一纵梁40上，并且第二对楔形件56可被固定到第二纵梁42上，例如，通过焊接、粘接或任意其他合适的方式。
[0047]继续参照图4至图5B，每个楔形件32可包括楔形表面58，用于楔入腔体20中以将梁14从折叠位置移动到展开位置。例如，楔形件32可为三角形。特别地，每个楔形件32可包括与壁22、24、26、28中的一个平行延伸的第一表面60，从第一表面60横向延伸的楔形表面58，和从第一表面60延伸至楔形表面58的后表面62。第一表面60和楔形表面58可以锐角64相交。第一表面60可设置在楔形件32的顶部，并且，据此，也可被称为顶表面。后表面62可被固定到相应的纵梁40、42。第一表面60可与相应的纵梁40、42间隔开以在楔形件32移动进入空腔20时容纳梁14。
[0048]当梁14在折叠位置时，楔形件32可在壁22、24、26、28之间延伸。例如，如图4和5A所示，当梁14在折叠位置时，第一表面60和楔形表面58可设置在位于壁22、24、26、28之间的空腔20内。换句话说，当梁14在折叠位置时，角64可设置在位于壁22、24、26、28之间的空腔20内。
[0049]参照图6和8，梁14的截面可为矩形。在这样的配置中，梁14包括顶壁22、与顶壁22间隔开的底壁24和彼此间隔开并从顶壁22延伸至底壁24的两个侧壁26、28。空腔20被限定在顶壁22和底壁24和侧壁26、28之间。如上所述，壁22、24、26、28和铰链30以绕空腔20交替布置的方式连接。换句话说，铰链30被设置在相邻壁之间，S卩，铰链30分别设置在顶壁22和每个侧壁26、28之间，并且铰链30分别设置在底壁24和每个侧壁26、28之间。
[0050]梁14可包括第五壁66，即，分隔壁，该分隔壁从顶壁22延伸至底壁24并将空腔20分隔成第一部分68和第二部分70。铰链30设置在分隔壁66和顶壁22之间，并且铰链30设置在分隔壁66和底壁24之间。当梁14位于展开位置时，分隔壁66可增加梁14的刚性。除了在附图中所示的矩形形状之外，梁14可具有任意合适的形状。
[0051 ] 梁14从一对楔形件54延伸到第二对楔形件56。特别地，一对楔形件54中的一个可被设置在空腔20的第一部分68中，第二对楔形件56中的一个可被设置在空腔20的第一部分68中。同样地，一对楔形件54中的另一个可被设置在空腔20的第二部分70中，第二对楔形件56中的另一个可被设置在空腔20的第二部分70中。
[0052]梁14的顶壁22可与楔形件32的第一表面60平行地延伸。具体地，梁14的顶壁22可抵靠第一表面60。当楔形件32被迫进入腔体20中以将梁14从折叠位置移动至展开位置，第一表面60沿顶壁22滑动，并且楔形表面58沿底壁24滑动以绕铰链30旋转壁22、24、26、28，以将梁14从折叠位置移动至展开位置。
[0053]梁14可被支撑在楔形件32上。当梁14在折叠位置时可安置在楔形件32上，并且梁14通过角64与腔体20的接合可保持在纵梁40、42之间。具体地，如图5A-B所示，顶壁22可被支撑在第一表面60和侧壁26、28上，并且底壁24可通过顶壁22支撑在楔形件32上，即，可从顶壁22向下悬挂。梁14，例如，顶壁22，可通过易碎的连接附接至楔形件32，例如，通过点焊、易碎粘合剂、易碎紧固件等。可替代地，或者此外，梁14，例如，顶壁22，可通过易碎的连接附接至纵梁40、42，例如，通过点焊、易碎粘合剂、易碎紧固件等。
[0054]梁14可例如由诸如铝的金属形成。如另一个实例，梁14可由碳纤维增强聚合物(CFRP)形成。可替代地，梁14可由钢、塑料或任意其他合适的材料形成。
[0055]电池38可设置在梁14的上方。如下文进一步所述，当梁14位于展开位置时梁14可增加车辆的框架36的结构刚度以降低侵入电池隔间72的可能性。
[0056]参照图6-8，铰链30允许壁22、24、26、28相对彼此旋转以当楔形件32被迫进入壁22、24、26、28之间时允许梁14从折叠位置打开至展开位置。图6-8中的梁14包括分别位于顶壁22、侧壁26、28和底壁24的交汇处的四个铰链30。图6_8中的梁14还包括位于分隔壁66和顶壁22之间以及位于分隔壁66和底壁24之间的铰链30。在正常操作期间，铰链30可受弹力加载(未示出)以将梁14朝向折叠位置偏置。
[0057]每个铰链30，例如，可包括连接至壁22、24、26、28中的一个的空心构件74和连接至壁22、24、26、28中的另一个的内部构件76。具体地，每个壁22、24、26、28包括一个空心构件74和一个内部构件76，空心构件74接收相邻壁22、24、26、28的内部构件76以限定一个铰链30，内部构件76被接收在相邻壁的空心构件74中以限定另一个铰链30。每个铰链30的内部构件76可旋转地设置在该铰链30的空心构件74中。空心构件74和内部构件76可为圆柱形的，如图6-8所示，并且空心构件74可绕内部构件76环形地延伸。除了空心构件74和内部构件76，铰链30还可为任意合适的构造。
[0058]空心构件74限定槽78，连接到内部构件76的壁22、24、26、28通过槽78延伸，如图7中最佳地示出。每个空心构件74的槽78可从梁14的第一端16延伸至第二端18。
[0059]继续参照图6-8，铰链30可配置为停止在展开位置。例如，空心构件74可包括向内突起80，并且内部构件76可包括向外突起82，向外突起82配置为在展开位置与向内突起80接触。具体地，空心构件74可包括四个彼此之间间隔大约90°的向内突起80 ο内部构件76包括两个彼此之间间隔大约180°的向外突起82，其中连接至内部构件76的壁设置成与每个向外突起82呈大约90°。槽78可在两个向内突起80之间延伸。
[0060]参照图6和7，当梁14在折叠位置时，向外突起82接触向内突起80，并且连接至内部构件76的壁22、24、26、28在槽78处接触向内突起80。当梁14移动到展开位置时，如图8所示，空心构件74和内部构件76相对于彼此旋转大约90° (例如，如图6-8所示的顺时针方向)直到向外突起82和向内突起80在图8所示出的位置彼此接触。向内突起80和向外突起82之间的接触阻止铰链30和壁的进一步旋转以阻止铰链30和壁在展开位置的旋转。换言之，向内突起80和向外突起82作为止动件以阻止梁14在展开位置的运动。
[0061 ] 参照图8，对于每个铰链30，连接到内部构件76的壁22、24、26、28可在展开位置在槽78中抵靠空心构件74以防止铰链30和壁22、24、26、28的进一步旋转，从而将梁14停止在展开位置。在图中，内部构件76在槽78中的邻接与向内突起80和向外突起82的邻接协同操作。然而，应当理解，除了或替代向内突起80和向外突起82，可使用壁22、24、26、28与空心构件74在槽78中的邻接。换句话说，壁22、24、26、28可被设计为没有向内突起80和向外突起82，这样壁22、24、26、28和铰链30的旋转在展开位置仅通过连接到内部构件76的壁22、24、26、28和空心构件74之间在槽78中的接触而停止。
[0062]在操作中，当车辆在正常状况下运行时，梁14被维持在折叠位置。这样，在正常状况下，装置10具有较小的轮廓，即，消耗较很小空间。
[0063]在具有足够量级以弯曲纵梁40、42的侧面碰撞事件中，如图5B所示，梁14迫使楔形件32进入空腔20中。具体地，当纵梁40、42弯曲时，一对楔形件32中的每一个被迫在第一端16处进入空腔20，并且第二对楔形件32中的每一个被迫在第二端18处进入空腔20。当楔形表面58沿梁14的底壁24滑动时，楔形表面58迫使底壁24向下远离顶壁22。在底壁24的向下运动期间，侧壁26、28和分隔壁66相对于顶壁22和底壁24在铰链30处旋转。当底壁24向下远离顶壁22移动时，顶壁22可相对于纵梁40、42保持静止。当梁14到达展开位置时，向内突起80和向外突起82彼此接触以防止壁22、24、26、28的进一步相对旋转，从而将梁14停止在展开位置。
[0064]在展开位置，梁14加强纵梁40、42，即，将力从变形的纵梁40、42传递至其他纵梁40、42以抵抗该纵梁40、42的进一步变形。由于当纵梁40、42变形时楔形件32将梁14从折叠位置移动至展开位置，因此装置10对纵梁40、42进行加强的响应是根据纵梁40、42中的一个的初始变形立即作出的。
[0065]本公开以说明性的方式被描述，并且可理解，所使用的术语意在描述词语的本质而不是限制。根据上述启示，本公开的许多修改和变更是可能的，并且除了如具体描述的，本公开还可以其他方式实施。
【主权项】
1.一种车辆底盘，其特征在于，包括: 彼此间隔开的一对纵梁； 设置在所述一对纵梁之间并限定空腔的梁； 所述梁包括以绕所述空腔的交替布置的方式连接的壁和铰链，每个所述铰链连接至所述壁中的两个；以及 邻近所述空腔设置在所述纵梁中的一个与所述梁之间的楔形件。2.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，所述楔形件在所述壁之间延伸。3.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，所述楔形件包括与所述壁中的一个平行地延伸的第一表面和从所述第一表面横向地延伸的楔形表面。4.根据权利要求3所述的车辆底盘，其特征在于，所述第一表面和所述楔形表面设置在所述壁之间。5.根据权利要求3所述的车辆底盘，其特征在于，所述第一表面和所述楔形表面以锐角相交。6.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，每个所述铰链包括连接至所述壁中的一个的空心圆柱形构件和连接至所述壁中的另一个并可旋转地设置在所述空心圆柱形构件内的内部圆柱形构件。7.根据权利要求6所述的车辆底盘，其特征在于，所述空心圆柱形构件包括向内突起，并且所述内部圆柱形构件包括配置为与所述向内突起接触的向外突起。8.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，进一步包括邻近所述空腔设置在另一个所述纵梁与所述梁之间的第二楔形件。9.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，进一步包括设置在所述梁上方的电池。10.一种可展开的加强装置，其特征在于，包括: 梁，所述梁从第一端延伸至第二端并限定从所述第一端延伸至所述第二端的空腔； 所述梁包括以绕所述空腔交替布置的方式连接的壁和铰链，每个所述铰链连接至所述壁中的两个；以及 与所述空腔邻近设置在所述梁的所述第一端的楔形件。
【文档编号】B62D21/15GK205524465SQ201620223707
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】赛伊德·努希尔, 穆罕默德·里达·巴库什, 郑质·詹姆斯, 贾梅尔·E·贝尔瓦法
【申请人】福特环球技术公司