一种能量吸收装置，包括复合材料或金属材料部件并包括聚合材料部件，其中复合材料或金属材料部件具有大于或等于三个的壁以形成具有一纵向长度的部件通道。聚合材料部件具有蜂窝结构，该蜂窝结构具有两个或更多个壁以限定蜂窝管，并且聚合材料部件被支撑在部件通道内，其中蜂窝管沿着部件通道的纵向长度横向地堆叠。蜂窝管的端部邻接复合材料或金属材料部件。复合材料或金属材料部件的弯曲刚度或者聚合材料部件的弯曲刚度大于蜂窝结构的弯曲刚度。还描述了侧梁组件和车身。度。还描述了侧梁组件和车身。度。还描述了侧梁组件和车身。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量吸收装置及其制造和使用方法
技术介绍
[0001]本公开总体上涉及用于在车身中使用的能量吸收装置，例如，以在车身的侧面碰撞过程中吸收能量。
[0002]诸如汽车的车辆通常包括由结构构件(诸如，横梁、柱和侧梁(rocker，侧连杆))构造的车身。侧梁通常沿着车辆的长度在车辆的前轮与后轮之间纵向地延伸，通常在车身的侧向边缘处且在车身的门环下方。由于侧梁在车身中的位置，侧梁有助于在撞击过程中通过车身向车辆乘员和某些车辆部件提供保护。例如，在车身的地板下方承载有电池的电动车辆和混合电动车辆中，侧梁在侧面碰撞过程中根据侧梁结构的弯曲刚度而抵抗对车辆电池隔室的入侵。为此，侧梁通常由具有高强度的金属材料(例如，钢)制成。侧柱碰撞测试(诸如，NCAP侧面碰撞刚性柱测试和IIHS侧面碰撞测试)通常表明，在侧面碰撞的情况下，这种侧梁能够为车辆乘员和部件提供足够的保护。
[0003]在侧梁构造的挑战之中，在材料选择上，要在弯曲刚度与重量之间进行权衡，并且侧梁内可用于封装能量吸收元件的空间通常非常有限。关于材料选择，与较低强度材料(例如，铝和塑料)相比，高强度金属(例如，钢)通常较重。因此，例如在通过变换材料或改变构造(例如使规格减小)而减轻重量从而有益地提高车辆效率的同时也可能降低某些车身的强度，这潜在地减少了由侧梁向车辆乘员和/或车辆部件提供的保护。关于封装，能量吸收元件通常与结构元件竞争侧梁内的空间。因此，汽车制造商持续寻求在不减少现有侧梁设计所提供的安全性的情况下从类似侧梁的结构中减轻重量的方法。
[0004]这种常规系统和方法对于它们的预期目的而言通常是可接受的。然而，在本领域中仍然需要改进的能量吸收装置、侧梁组件和车身以及制造和使用能量吸收装置、侧梁组件和车身的方法。本公开为该需求提供了解决方案。
技术实现思路
[0005]在多个实施方式中，公开了可以结合多种车辆部件使用的能量吸收装置。
[0006]在一个实施方式中，提供了一种能量吸收装置。该能量吸收装置包括：复合材料或金属材料部件，该复合材料或金属材料部件具有大于或等于三个的壁以形成具有纵向长度的部件通道；以及聚合材料部件，该聚合材料部件具有蜂窝结构，该蜂窝结构具有多个聚合材料壁，这些聚合材料壁限定蜂窝管。聚合材料部件被支撑在部件通道内，其中蜂窝管沿部件通道的纵向长度横向地堆叠，蜂窝管的端部与复合材料或金属材料部件相对。复合材料或金属材料部件的弯曲刚度或者聚合材料部件的弯曲刚度大于蜂窝结构的弯曲刚度，以在车辆的侧柱碰撞过程中为被逐渐挤压的蜂窝管提供后部支撑。
[0007]在另一实施方式中，提供了一种侧梁组件。该侧梁组件包括：底梁，具有一底梁弯曲刚度；饰梁，连接到底梁并在它们之间限定侧梁腔；以及如前述实施方式所述的能量吸收装置，该能量吸收装置被支撑在侧梁腔内并邻接底梁。
[0008]在实施方式中，提供了一种车身。该车身包括侧梁组件，该侧梁组件具有底梁以及根据前述实施方式所述的能量吸收装置，其中底梁具有一底梁弯曲刚度，能量吸收装置邻
接底梁。侧梁组件侧向地布置在车身内的受保护空间的外侧。电池布置在受保护空间内，带有马达的传动系与电池电连通。底梁弯曲刚度小于对抗底梁挤压蜂窝结构所需的弯曲刚度。
[0009]下文被更具体地描述这些及其他非限制性特性。
附图说明
[0010]以下是附图的简要说明，其中，相同元件标号相同，并且提供附图的目的是用于说明而不是用于限制在本文中公开的实施方式。
[0011]图1为包括根据本公开构造的能量吸收装置的车辆的侧视图，其示出了侧梁组件，该侧梁组件容纳能量吸收装置以吸收来自车辆的侧面碰撞的能量；
[0012]图2是图1的车辆的示意图，其示出了侧向地布置在电池外侧的侧梁组件，该侧梁组件经历侧柱碰撞并限制对容纳电池的受保护空间的入侵；
[0013]图3和图4分别是根据实施方式的图1的能量吸收装置的立体图和截面图，它们示出了能量吸收装置的复合材料或金属材料部件和聚合材料部件；
[0014]图5至图8是图3的复合材料或金属材料部件的截面图，它们分别示出由复合材料或金属材料部件的壁限定的轮廓；
[0015]图9至图14分别是在图3和图4的能量吸收装置中将多个聚合材料部件相互固定的零件间互锁结构的平面图和立体图，它们示出了燕尾形构件、半六边形构件、半圆形构件、卡扣构件和夹持构件；
[0016]图14和图15分别是根据实施方式的图1的能量吸收装置的立体图和截面图，它们示出了通过双壁管连接至蜂窝结构的复合材料或金属材料部件；
[0017]图17和图18分别是根据另一实施方式的图1的能量吸收装置的立体图，它们示出了共模制到具有w形轮廓的复合材料或金属材料部件的聚合材料部件；
[0018]图19至图21分别是根据实施方式的图17的复合材料或金属材料部件的端部的视图，它们示出了附加轮廓，聚合材料部件可以共模制到该附加轮廓中；
[0019]图22是根据又一实施方式的图1的能量吸收装置的立体图，其示出了被夹持到复合材料或金属材料部件上的聚合材料部件；
[0020]图23和图24分别是根据另外的实施方式的图1的能量吸收装置的立体图和截面图，其示出了不连续的复合材料或金属材料部件以及具有可滑动地接收在部件通道内的聚合材料部件的能量吸收装置。
具体实施方式
[0021]在多个实施方式中，本文公开了可以与车身结合使用的能量吸收装置，例如，以在碰撞过程中吸收能量并限制对车身内的受保护空间的入侵。能量吸收装置可包括复合材料或金属材料部件以及聚合材料部件(例如，热塑性的)，它们可利用各种共模制工艺制造并且组装在一起以成为长度足以在车身的侧梁组件中使用的一体的能量吸收装置。聚合材料部件提供车身所需的能量吸收特征，例如，以符合所谓的“侧柱碰撞”认证测试，聚合材料部件在碰撞过程中将入侵以及加速度和力保持在预定限制内，并且限制车辆的重量。复合材料或金属材料部件为聚合材料部件提供弯曲刚度和背部支撑，从而使得在碰撞过程中能够
通过挤压聚合材料部件来进行碰撞能量吸收。如在本文中使用的，术语“弯曲刚度”是指梁状结构(例如，聚合材料部件和/或复合材料或金属材料部件)抵抗响应于垂直于结构的纵向轴线施加的外部载荷而变形的能力。
[0022]已经尝试设置用于机动车辆的金属材料能量吸收插入件，其在撞击过程中吸收大部分碰撞能量。然而，金属材料能量吸收插入件虽然具有良好的能量吸收特性，但是相对于聚合材料的蜂窝结构相对较重。相对较轻的聚合材料的蜂窝结构可能难于制造成长车身(诸如，车辆地板侧梁组件)通常需要的长度。在后部支撑(即，在挤压的方向上)不足以提供聚合材料的蜂窝结构所需的弯曲刚度的情况下，聚合材料的蜂窝结构也可能缺乏足够的弯曲刚度来使与碰撞相关的能量分散开并吸收与碰撞相关的能量。此外，就零件生产要求和组装工艺的一致性(例如，在车身的静电涂覆期间，在暴露于高达200℃的温度之后，形成蜂窝结构的聚合材料保持尺寸稳定性和机械性能的能力)而言，在诸如侧梁的结构内分配封装空间可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种能量吸收装置，包括：复合材料或金属材料部件，具有大于或等于三个的壁以形成具有一纵向长度的部件通道；以及聚合材料部件，具有蜂窝结构，所述蜂窝结构具有多个聚合材料壁，这些聚合材料壁限定蜂窝管；其中，所述聚合材料部件被支撑在所述部件通道内，其中所述蜂窝管沿着所述部件通道的纵向长度横向地堆叠，所述蜂窝管的端部与所述复合材料或金属材料部件相对；其中，所述复合材料或金属材料部件的弯曲刚度或者所述聚合材料部件的弯曲刚度大于所述蜂窝结构的弯曲刚度，并且所述复合材料或金属材料部件选择性地被构造为对于挤压所述蜂窝结构而言提供背部支撑。2.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中，所述复合材料或金属材料部件的长度大于所述聚合材料部件的长度。3.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中，所述复合材料或金属材料部件的长度小于所述聚合材料部件的长度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的能量吸收装置，其中，所述聚合材料部件是第一聚合材料部件，并且所述能量吸收装置还包括第二聚合材料部件，所述第二聚合材料部件被支撑在所述部件通道中并且邻接所述第一聚合材料部件。5.根据权利要求4所述的能量吸收装置，还包括零件间互锁结构，所述零件间互锁结构将所述第二聚合材料部件固定到所述第一聚合材料部件。6.根据权利要求1至5中任一项所述的能量吸收装置，其中，所述复合材料或金属材料部件具有用于将所述聚合材料部件固定在车辆侧梁组件内的固定凸片。7.根据前述权利要求中任一项所述的能量吸收装置，其中，所述复合材料或金属材料部件是具有固定凸片的第一金属材料部件，并且所述能量吸收装置还包括具有固定凸片的第二金属材料部件，所述第二金属材料部件相对于所述第一金属材料部件沿着所述聚合材料部件的长度偏移。8.根据前述权利要求中任一项所述的能量吸收装置，其中，所述复合材料或金属材料部件是具有w形轮廓或u形轮廓的复合材料部件，并且其中，所述聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪内希，
申请(专利权)人：高新特殊工程塑料全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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