CN112969633B - 用于具有置于通道中的电池组的车辆的前底板加强结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在通道(7)中具有电池组(5)的车辆(3)的前底板加强结构(1)的设计和制造方法，该前底板加强结构(1)被设计为通过使前底板面板(11)在侧面冲击期间参与能量吸收来改善车辆在侧面冲击期间的能量吸收。前底板加强结构(1)包括前底板横向构件(13)，该前底板横向构件(13)具有位于前底板横向构件(13)的最靠近侧梁(9)的端部上的不可变形部分(14)和位于前底板横向构件(13)的最靠近通道(7)的端部上的可变形部分(16)。不可变形部分(14)的抗塑性变形能力大于可变形部分(16)的抗塑性变形能力，可变形部分(16)的抗塑性变形能力本身大于前底板面板(11)的抗塑性变形能力。

Description

用于具有置于通道中的电池组的车辆的前底板加强结构

本发明涉及在通道中具有电池组的车辆的前底板加强结构。本发明还涉及用于制造这种前底板加强结构的方法。

前底板加强结构包括前底板面板、至少一个前底板横向构件、侧梁和通道。

前底板横向构件是附接至车辆的前底板、从车辆的侧梁沿横向方向延伸至车辆的通道的结构部件。前底板横向构件被设计为在整体刚度方面并且在侧面冲击的情况下加强车辆的结构。车辆中可以存在几个前底板横向构件：因为前底板横向构件跨越车辆的宽度的一半，所以通常在通道的左右两侧上存在至少两个前底板横向构件，至少两个前底板横向构件通常在横向方向上对准以形成一对。此外，沿着车辆的长度可以存在几个所述横向构件对，所述横向构件对位于例如前排座椅下方或者在B柱的高度处。

本发明更具体地涉及电动车辆或混合动力车辆的前底板加强结构，其中，车辆的通道的体积被电池组占据。通道是位于乘客舱的前底板加强结构中的中空凹部，该凹部在传统的内燃机车辆中容纳排气系统。在当前情况下，我们考虑混合动力或全电动车辆，其中，通道内部的体积被用于为车辆的一个或多个电动马达提供动力的电池组的至少一部分占据。

当车辆发生碰撞时，期望车辆结构通过避免冲击物侵入到乘客舱中(这被称为结构的防侵入作用)并且通过由结构的机械变形来吸收碰撞的机械能(这被称为结构的能量吸收作用)来保护乘员。

前底板加强结构涉及车辆的性能，更具体地涉及车辆在下文中被称为侧面冲击的、其中冲击物与车辆的侧面接触的碰撞期间的性能。在各种标准化碰撞测试比如说例如EuroNCAP杆侧面冲击中描述了这种侧面冲击，在EuroNCAP杆侧面冲击中，车辆在其侧面上受到具有在32km/h时的相对初始速度的固定杆的冲击。另一标准化侧面冲击测试是EuroNCAP高级欧洲移动可变形障碍物(AE-MDB)侧面冲击，其中，车辆在其侧面上受到跨越长度的一部分、以50km/h的速度行进的1300kg标准化障碍物的冲击。

从现有技术中已知以这样的方式设计前底板加强结构：前底板横向构件在侧面冲击的情况下用作防侵入部件。前底板横向构件也可以在侧面冲击期间通过以有限和受控的方式变形而具有对能量吸收的有限贡献。

然而，在碰撞期间，前底板面板本身并未显著参与保护乘员。本发明的目的之一是通过提供一种前底板加强结构来克服前底板加强结构的这种局限性，该前底板加强结构利用前底板面板来增加在侧面冲击期间的能量吸收。

为此，本发明涉及一种用于在通道中具有电池组的车辆的前底板加强结构，该前底板加强结构至少包括：

-前底板面板；

-前底板横向构件，该前底板横向构件从侧梁沿横向方向延伸至通道并且至少附接至前底板面板，

所述前底板横向构件包括位于前底板横向构件的最靠近侧梁的端部上的不可变形部分和位于前底板横向构件的最靠近通道的端部上的可变形部分，不可变形部分的抗塑性变形能力大于可变形部分的抗塑性变形能力，并且所述可变形部分的抗塑性变形能力大于所述前底板面板的抗塑性变形能力。

通过应用本发明，由前底板加强结构在侧面冲击期间吸收的能量将由于前底板面板的大的表面区域的拉伸变形而增加。因此，作为任何车辆的已经存在的部件的前底板面板被给予在侧面冲击期间吸收能量的附加功能。通过对该已经存在的部件赋予附加的作用，本发明可以适用于减轻车辆的重量和/或减少车辆的制造成本和/或增加车辆的安全性。

根据本发明的前底板加强结构的单独考虑或根据任何技术上可能的组合考虑的其他可选特征：

-前底板横向构件仅由可变形部分和不可变形部分组成，

-前底板横向构件的不可变形部分在横向方向上测量的长度包括在前底板横向构件的总长度的40％至90％的范围内，

-前底板横向构件的不可变形部分包括位于不可变形部分的最靠近侧梁的端部处的加强的不可变形部分和位于不可变形部分的最靠近通道的端部处的未加强的不可变形部分，其中，所述加强的不可变形部分的抗塑性变形能力大于所述未加强的不可变形部分的抗塑性变形能力，

-前底板横向构件的不可变形部分具有至少1300MPa的极限抗拉强度，

-前底板横向构件的可变形部分具有至少500MPa的抗拉强度、至少0.6的断裂应变和至少75°的临界弯曲角，

-前底板横向构件由钢拼焊板热冲压而成，

-前底板横向构件由钢连续变截面辊轧板热冲压而成，

-前底板面板具有至少210MPa的屈服强度，

-前底板加强结构还包括侧梁加强部件，该侧梁加强部件位于前底板横向构件上方并从侧梁沿横向方向朝向通道延伸，其中，所述侧梁加强部件附接至侧梁，

-前底板加强结构还包括通道加强部件，该通道加强部件位于前底板横向构件上方并从通道沿横向方向朝向侧梁延伸，其中，所述通道加强部件附接至通道。

本发明还涉及一种用于制造根据本发明的前底板加强结构的方法，该方法包括以下步骤：

-提供前底板面板，

-提供通道，

-提供侧梁，

-提供至少一个前底板横向构件，

-将所述通道、所述侧梁和所述前底板横向构件附接至所述前底板面板。

根据本发明的方法的单独考虑或根据任何技术上可能的组合考虑的其他可选特征，该方法还包括以下步骤：

-提供侧梁加强部件并且将所述侧梁加强部件附接至侧梁，

-提供通道加强部件并且将所述通道加强部件附接至通道。

本发明的其他方面和优点将通过阅读以下以示例的方式给出并参照附图进行的描述变得清楚，在附图中：

-图1是根据本发明的车辆的整体立体图，

-图2是根据本发明的前底板加强结构的一部分的俯视立体图，

-图3是根据本发明的前底板加强结构的一部分的仰视立体图(注意，在该图中未描绘电池组)，

-图4是根据本发明的前底板加强结构的一部分的俯视图，

-图5A、图5B和图5C是根据本发明的前底板加强结构的通过EuroNCAP杆侧面冲击的数值模拟获得的一系列三个俯视图。图5A示出了冲击之前的情况，图5B示出了冲击之后30ms的情况，图5C示出了冲击之后65ms的情况。

在以下的描述中，术语“上方”、“下方”、“下”、“上”，“前方”、“后方”、“横向”、“横向的”和“纵向的”根据安装的车辆的惯常方向来限定。更具体地，术语“上方”、“下方”，“下”和“上”根据车辆的高度方向来限定，术语“前方”、“后方”和“纵向的”根据车辆的前/后方向来限定，并且术语“横向”和“横向的”根据车辆的宽度来限定。术语“右手侧”和“左手侧”根据车辆的面向车辆的正常向前行驶方向的乘员的参照来限定。通过“基本上平行”或“基本上垂直”表示可以偏离平行方向或垂直方向不多于15°的方向。

更具体地，术语“断裂应变”和“临界弯曲角”表示由Pascal Dietsch等人在Metallurgical Research Technology(冶金研究技术)，2017年，第6期，第114卷中的“Methodology to assess fracture during crash simulation:fracture straincriteria and their calibration”(碰撞模拟期间评估断裂的方法：断裂应变标准及其校准)中限定的断裂应变标准和临界弯曲角标准。临界弯曲角限定了在已经根据标准化VDA-238-100标准变形的样品的拱背上检测到第一个裂纹的角度。断裂应变是在已经达到临界弯曲角时在变形点处的材料内的相关等效应变。

术语“受控屈曲”表示承受压缩载荷的部件的变形模式，其中，该部件通过形成一系列连续波从而引起该部件的连续局部屈曲变形来逐渐吸收压缩载荷的机械能。因此，该部件的在变形之后沿压缩载荷方向测量的长度小于该部件的沿所述方向的初始长度。换句话说，当部件通过受控屈曲对压缩载荷做出反应时，该部件以与在瓶顶部与瓶底部之间被施加了压缩载荷的塑料瓶相同的方式折叠到自身上。

参照图1，描述了用于在通道7中具有电池组5的混合动力或电动车辆3的前底板加强结构1。

参照图2和图4，前底板加强结构1包括前底板面板11和前底板横向构件13。根据图2中描绘的特定实施方式，前底板加强结构1还包括侧梁加强部件15。根据图2中描绘的特定实施方式，前底板加强结构1还包括通道加强部件17。

参照图3和图4，侧梁9位于车辆的侧面上并且沿着车辆的侧面纵向延伸。侧梁9例如由组装在一起的几个部件制成。

参照图1、图2、图3和图4，通道7在横向方向上位于乘客舱的中部中，并且封闭所述乘客舱的中央底部区域。通道7从仪表板19纵向延伸至后底板加强结构21。通道7包括两个竖向壁8以及水平顶壁9。根据特定实施方式，通道7还包括位于两侧的通道凸缘10，以将所述通道7组装至车辆结构的其余部分。根据如图2中描绘的特定实施方式，通道7可以包括位于不同高度处的几个不同的水平顶壁9，以优化通道的内部体积内的空间和乘客舱内的空间。根据未在附图中描绘的特定实施方式，通道7还包括位于通道7的前端处的称为通道鼻部的部分，该部分包括水平顶壁9的向上弯曲部分。根据如图2中描绘的特定实施方式，通道的竖向壁8渐缩以形成朝向车辆后部逐渐变窄的通道内部体积，从而优化通道的内部体积内的空间和乘客舱内的空间。通道7可以由单个部件制成，或者可以由单独制造并例如通过点焊组装在一起的几个部件制成。

通道7内部的电池组5包括一个或几个电池单元以及电池组结构。电池单元被设计为存储并提供电能以使车辆的一个或多个电动马达运行。出于安全原因并且为了提供最佳的大气条件和温度条件以确保电池单元的良好功能，电池组结构被设计为使电池单元与外部环境以及车辆乘客舱两者隔离。电池组结构还具有在冲击的情况下保护电池单元的作用以及确保电池组与车身的良好固定的作用。电池组5例如通过电池组托盘与车辆结构的机械螺栓固定而附接至车身。电池组5具有很大的质量，例如大约200kg。

参照图1、图2和图3，前底板面板11是大体上平坦的面板，该面板封闭车辆的乘客舱的前部部分的底部并且从乘客舱的前部朝向乘客舱的后部延伸。根据特定实施方式，前底板面板11包括被设计为增加其刚度的前底板面板肋12。

前底板面板11由位于通道7的两侧上的两个单独的面板制成，并且在其四个侧面中的每个侧面上例如通过点焊或通过激光焊接分别附接至乘客舱的前部处的仪表板19、后部处的后底板加强结构21、侧梁9和通道7。在特定实施方式中，前底板面板11通过将前底板面板11附接至所述通道7的凸缘10上而附接至通道7。在特定实施方式中，前底板面板11未直接附接至侧梁9或通道7，而是附接至未在附图中描绘的中间连接部件，所述中间连接部件本身附接至侧梁9或通道7。

根据特定实施方式，前底板面板11还附接至至少一个加强元件18，所述至少一个加强元件18被设计为确保车辆的整体刚度并且在冲击的情况下保护车辆乘员。如图2中描绘的，所述横向加强元件18例如在所述前底板面板11上方例如通过点焊或通过激光焊接而附接至前底板面板11。

根据特定实施方式，前底板面板11还附接至至少一个纵向加强元件28，所述至少一个纵向加强元件28被设计为确保车辆的整体刚度并且在冲击的情况下保护车辆乘员。如图3中所描绘的，所述纵向加强元件28例如在所述前底板面板11下方例如通过点焊或通过激光焊接而附接至前底板面板11。

参照图2和图4，前底板横向构件13位于前底板面板11上方，并且从侧梁9沿大致横向方向延伸至通道7。前底板横向构件13例如通过将前底板横向构件13的横向构件凸缘20点焊至前底板面板11而附接至前底板面板11。前底板横向构件13和前底板面板11一起限定了前底板横向构件内部体积，前底板横向构件内部体积在其下侧通过前底板面板11封闭，而在其上侧、前侧和后侧通过前底板横向构件13封闭。前底板横向构件13在一侧与侧梁9相邻，而在另一侧与通道7相邻，然而，前底板横向构件13不必接触侧梁9或通道7。

应该注意的是，在图2和图4中，所描绘的前底板横向构件13位于车辆的左手侧。然而，所有描述对于位于车辆的右手侧的对称的前底板横向构件13也是有效的。

前底板横向构件13包括位于前底板横向构件13的最靠近侧梁9的端部上的不可变形部分14和位于前底板横向构件13的最靠近通道7的端部上的可变形部分16。不可变形部分14的抗塑性变形能力大于可变形部分16的抗塑性变形能力。此外，可变形部分16的抗塑性变形能力大于前底板面板11的抗塑性变形能力。例如，为了获得更大的抗塑性变形能力，不可变形部分14的屈服强度与所述不可变形部分14的厚度的乘积大于可变形部分16的屈服强度与所述可变形部分16的厚度的乘积，可变形部分16的屈服强度与所述可变形部分16的厚度的乘积本身大于前底板面板11的屈服强度与所述前底板面板11的厚度的乘积。

根据如图4中所描绘的特定实施方式，横向构件不可变形部分14还包括从前底板横向构件13的最靠近侧梁9定位的端部沿横向方向延伸的加强的不可变形部分36以及从所述加强的不可变形部分36的端部延伸至所述横向构件不可变形部分16的端部的未加强的不可变形部分37。所述加强的不可变形部分36的抗塑性变形能力大于所述未加强的不可变形部分37的抗塑性变形能力。例如，所述加强的不可变形部分36的屈服强度与所述加强的不可变形部分36的厚度的乘积大于所述未加强的不可变形部分37的屈服强度与所述未加强的不可变形部分37的厚度的乘积。

参照图4，前底板面板11包括侧梁面板部分24，侧梁面板部分24被限定为前底板面板11的表面的下述部分：该部分从侧梁9跨越至垂直于前底板横向构件13并且在不可变形部分14的最远离侧梁9定位的端部处与所述前底板横向构件13相交的线。前底板面板11还包括通道面板部分26，通道面板部分26被限定为前底板面板11的表面的下述部分：该部分从通道7跨越至垂直于前底板横向构件13并且在可变形部分16的最远离通道7定位的端部处与所述前底板横向构件13相交的线。

根据图2中描绘的特定实施方式，前底板加强结构1还包括侧梁加强部件15，该侧梁加强部件15在前底板横向构件13上方从侧梁9沿横向方向朝向通道7延伸。侧梁加强部件15在所述侧梁加强部件15的侧梁加强凸缘30上例如通过焊接而附接至侧梁9。根据特定实施方式，侧梁加强部件15还例如通过将其焊接到横向构件凸缘20上而附接至前底板横向构件13。根据特定实施方式，侧梁加强部件15还例如通过焊接而附接至前底板面板11。

根据图2中描绘的特定实施方式，前底板加强结构1还包括通道加强部件17，该通道加强部件17在前底板横向构件13上方从通道7沿横向方向朝向侧梁9延伸。通道加强部件17在所述侧部通道加强部件17的通道加强凸缘40上例如通过焊接而附接至通道7。根据特定实施方式，通道加强部件17还例如通过将其焊接到横向构件加强凸缘20上而附接至前底板横向构件13。根据特定实施方式，通道加强部件17还例如通过焊接而附接至前底板面板11。

在侧面冲击期间，车辆结构经受施加在车辆的侧面上并且沿着朝向通道7的大致横向方向的冲击力F。在压缩冲击力F的作用下，前底板加强结构1经受由侧梁9上的冲击力F和由通道7对所述冲击力F施加的反作用力R的组合作用而产生的压缩载荷。因为通道7容纳具有很大质量、例如200kg的电池组5，因此通道7表现出很高的机械惯性，很高的机械惯性产生在强度上与冲击力F相当的很高的反作用力R。另一方面，应该注意的是，在具有大体中空的通道7的车辆的情况下，比如说例如在通道7中不具有电池组5的传统内燃机车辆的情况下，通道7将具有非常低的机械惯性。在这种情况下，通道7将在冲击力F的作用下变形并且将不产生很大的反作用力R。因此，当通道7中不存在电池组5时，前底板加强结构1在侧面冲击期间将不会承受很大的压缩载荷。

在通道7容纳电池组5的情况下，在所述压缩载荷的影响下，可变形部分16将通过受控屈曲而变形，而不可变形部分14将基本保持其初始形状并且将几乎不会因压缩载荷而变形。以此方式，前底板横向构件13有利地既充当防侵入部件又充当能量吸收部件。

参照图5A、图5B和图5C，根据本发明的前底板横向构件13的前述设计还表现出通过拉伸前底板面板11的一部分来吸收一部分冲击能量的优点。在图5B和图5C中所描绘的碰撞测试模拟结果中，通过形成褶皱25证明了前底板面板11的所述拉伸，褶皱25在前底板面板11的侧梁面板部分24内沿大致不垂直于冲击力F的方向延伸。实际上，沿大致垂直于冲击力F的方向形成褶皱将表示前底板面板11的纯压缩变形，这将吸收非常少量的能量。另一方面，沿大致不垂直于冲击力F并且包含大致平行于所述冲击力F的很大分量的方向定向的褶皱的形成表示前底板面板11在变形期间已经被拉伸。这里在下面给出前底板面板11的这种有利的拉伸特性的物理解释。

因为前底板横向构件13相比于前底板面板11具有对塑性变形的更大的抵抗力，并且因为所述两个部件彼此附接，所以在侧面冲击期间施加在所述前底板面板11上的物理力以及所述前底板面板11的随后的机械变形由所述前底板横向构件13的变形来支配。在由冲击力F和反作用力R产生的压缩载荷的影响下，可变形部分16通过受控屈曲而变形，这导致所述可变形部分16的如沿着横向方向测量的长度逐渐缩短。另一方面，不可变形部分14的如沿着横向方向测量的长度不受压缩载荷的影响，但是因为不可变形部分14被附接至可变形部分16，所以所述不可变形部分14在侧面冲击期间沿着大致横向的路径朝向通道7行进。

在前底板横向构件13的不同部分的上述运动的影响下，前底板面板11的在通道面板部分26中的材料在侧面冲击期间被压缩，而横向构件不可变形部分14防止了前底板面板11的在侧梁面板部分24中的材料的压缩。所述侧梁面板部分24通过不可变形部分14沿大致横向方向朝着通道7的运动被移走。同时，侧梁面板部分24中的材料如上所述直接地或经由中间部件间接地附接至侧梁9和其他部件，比如后底板加强结构21、仪表板19和其他结构部件比如说例如横向加强元件18或例如纵向加强元件28。因为侧梁面板部分24所附接至的所述结构部件在侧面冲击期间不变形或仅略微变形，所以侧梁面板部分24在侧面冲击期间在附接区域中不移动或几乎不移动。为了适应在侧梁面板部分24附接至不可变形部分14的区域中朝向通道7的这种组合的横向运动以及在附接至除前底板横向构件13以外的其他部件的区域中相对缺乏运动，侧梁面板部分24的材料必须经受拉伸型的变形。有利地，侧梁面板部分24的材料的这种拉伸变形确保了在侧面冲击期间对前底板面板11的能量吸收的高贡献。

在特定实施方式中，如在横向方向上测量的不可变形部分14的长度与前底板横向构件13的总长度之间的长度比在40％至90％的范围内。有利地，将最小长度比固定为40％确保了前底板横向构件13在侧面冲击期间起重要的防侵入作用，这是因为该部件的长度的至少40％在侧面冲击期间不变形的事实。此外，因为前底板面板11的上述拉伸变形实际上位于侧梁面板部分24内，侧梁面板部分24在横向方向上的长度为不可变形部分14的长度，因此将最小长度比固定为40％还确保了侧梁面板部分24的最小区域，并且因此确保了前底板面板11在侧面冲击期间的拉伸变形发生在很大的区域上，从而有利地有助于前底板加强结构的整体能量吸收特性。另一方面，将长度比限制为90％使得前底板横向构件13的长度的至少10％留在横向构件可变形部分16上。有利地，赋予横向构件可变形部分16最小长度确保了前底板横向构件13在侧面冲击期间起到重要的能量吸收作用，这是因为该部件的长度的至少10％在压缩载荷的影响下可以通过受控屈曲来吸收能量的事实。此外，赋予横向构件可变形部分16最小长度还确保了横向构件不可变形部分14在侧面冲击期间的上述横向运动是显著的，并且因此确保了前底板面板11的良好拉伸特性，从而有利地进一步有助于前底板加强结构1的能量吸收特性。

应该注意的是，如果前底板横向构件13仅由横向构件可变形部分16组成，则前底板面板11在侧面冲击期间的上述拉伸特性将不会发生。在这种情况下，前底板面板11的整个表面将由于横向构件可变形部分16的受控屈曲运动而经受压缩变形，并且将不存在防止前底板面板11在其整个表面上被压缩的元件。因此，前底板面板11将通过屈曲来适应压缩载荷，其中，形成了沿大致垂直于冲击力F的方向定向的褶皱。这种变形相比于通过本发明可能产生的拉伸特性将吸收远远更低的能量。

另一方面，如果前底板横向构件13仅由横向构件不可变形部分14组成，则前底板面板11将通过前底板横向构件13保持其原始形状，并且将几乎不变形，从而不吸收碰撞的能量。

还应该注意的是，如果横向构件可变形部分14和横向构件不可变形部分16的位置颠倒，则前底板面板11在侧面冲击期间的上述拉伸特性将不会发生。换句话说，如果前底板横向构件13的最靠近侧梁9定位的部分抗塑性变形能力比前底板横向构件13的最靠近通道7定位的部分抗塑性变形能力低，则将不会观察到拉伸特性。在这种情况下，在压缩载荷的作用下，前底板横向构件13的最靠近侧梁9定位的部分将通过受控屈曲而变形，而前底板横向构件13的最靠近通道7定位的部分将基本上保持其初始形状。前底板面板11的朝向侧梁9定位的部分将通过前底板横向构件13的最靠近侧梁9定位的部分的受控屈曲运动而进行压缩变形，并且前底板面板11的最靠近通道7定位的部分将基本上保持其形状。与本发明相反，前底板横向构件13的具有对塑性变形的最高抵抗力的部分在侧面冲击期间不会以横向运动行进。因此，前底板面板11不会经受前底板横向构件13的一部分的横向运动和前底板面板11所附接至的其他部件的相对缺乏运动的组合影响。因此，前底板面板11将不会表现出拉伸特性。实施这种设计将导致前底板面板11的能量吸收贡献远弱于本发明中的情况。

在侧面冲击期间，在冲击开始时，由冲击物施加的冲击力F集中在侧梁9及其相邻区域上。类似地，随后的反作用力R集中在通道7及其相邻区域上。由于在冲击开始期间的这种非常高的应力集中，在前底板横向构件13的两个末端处存在裂纹形成的风险。在如图2中所描绘的特定实施方式中，前底板加强结构1配备有附接至侧梁9的侧梁加强部件15。有利地，所述侧梁加强部件15吸收在冲击开始时由于冲击力F的影响而产生的局部应力集中的一部分，从而使前底板横向构件13的最靠近侧梁9定位的区域中的裂纹形成的风险最小化。在如图2中所描绘的特定实施方式中，前底板加强结构1配备有附接至通道7的通道加强部件17。有利地，所述通道加强部件17吸收在冲击开始时由于反作用力R的影响而产生的局部应力集中的一部分，从而使前底板横向构件13的最靠近通道7定位的区域中的裂纹形成的风险最小化。

根据如图4中所描绘的特定实施方式，横向构件不可变形部分16还包括加强的不可变形部分36和未加强的不可变形部分37。在冲击开始时，应力集中将位于最靠近侧梁9定位的加强的不可变形部分36中。有利地，所述加强的不可变形部分36相比于所述未加强的不可变形部分37具有对塑性变形的更高抵抗力的事实使在侧面冲击期间横向构件不可变形部分14中的裂纹形成的风险最小化。

在本发明的特定实施方式中，前底板面板11由屈服强度高于210MPa的钢制成。有利地，因为前底板面板11在侧面冲击期间被拉伸，因此增加所述前底板面板11的屈服强度将使在侧面冲击期间由所述前底板面板11吸收的能量增加。例如，前底板面板11由具有在0.6mm至0.9mm的范围内的厚度的双相钢、比如根据EuroNorm EN 10346的HCT450X制成。

在本发明的特定实施方式中，前底板横向构件13的不可变形部分14由抗拉强度大于1300MPa的压制硬化钢制成。根据实施方式，不可变形部分14的钢组成按重量％计包括例如：0.20％≤C≤0.25％，1.1％≤Mn≤1.4％，0.15％≤Si≤0.35％，≤Cr≤0.30％、0.020％≤Ti≤0.060％，0.020％≤Al≤0.060％，S≤0.005％、P≤0.025％，0.002％≤B≤0.004％，其余为铁和由钢精炼过程导致的不可避免的杂质。在该组成范围内，不可变形部分14在压制硬化之后的抗拉强度为1300MPa至1650MPa。例如，不可变形部分14由Usibor

制成。例如，不可变形部分14具有在1.4mm至1.6mm的范围内的厚度。

在本发明的特定实施方式中，前底板横向构件13的未加强的不可变形部分37由抗拉强度大于1300MPa的压制硬化钢制成。根据实施方式，未加强的不可变形部分37的钢组成按重量％计包括例如：0.20％≤C≤0.25％，1.1％≤Mn≤1.4％，0.15％≤Si≤0.35％，≤Cr≤0.30％，0.020％≤Ti≤0.060％，0.020％≤Al≤0.060％，S≤0.005％，P≤0.025％，0.002％≤B≤0.004％，其余为铁和由精炼导致的不可避免的杂质。在该组成范围内，未加强的不可变形部分37在压制硬化之后的抗拉强度为1300MPa至1650MPa。例如，未加强的不可变形部分37由Usibor

制成。例如，未加强的不可变形部分37具有在1.4mm至1.6mm范围内的厚度。

在本发明的特定实施方式中，前底板横向构件13的加强的不可变形部分36由抗拉强度大于1800MPa的压制硬化钢制成。例如，加强的不可变形部分36的钢组成按重量％计包括：0.24％≤C≤0.38％，0.40％≤Mn≤3％，0.10％≤Si≤0.70％，0.015％≤Al≤0.070％，Cr≤2％，0.25％≤Ni≤2％，0.015％≤Ti≤0.10％，Nb≤0.060％，0.0005％≤B≤0.0040％，0.003％≤N≤0.010％，S≤0.005％，P≤0.025％，％，其余是铁和由精炼导致的不可避免的杂质。在该组成范围内，加强的不可变形部分36在压制硬化之后的抗拉强度高于1800MPa。例如，加强的不可变形部分36由Usibor

制成。例如，加强的不可变形部分36具有在1.4mm至1.6mm的范围内的厚度。

在本发明的特定实施方式中，前底板横向构件13的可变形部分16由抗拉强度大于500MPa、断裂应变为至少0.6且临界弯曲角为至少75°的压制硬化钢制成。例如，这种钢的组成按重量％计可以包括：0.04％≤C≤0.1％，0.3％≤Mn≤2％，Si≤0.3％，Ti≤0.08％，0.015％≤Nb≤0.1％，Al≤0.1％，S≤0.05％，P≤0.1％，少于0.1％的Cu、Ni、Cr和Mo，其余为铁和由精炼导致的不可避免的杂质。在该组成范围内，可变形部分16在压制硬化之后的抗拉强度大于500MPa。例如，可变形部分16由Ductibor

制成。例如，可变形部分16具有在1.5mm至1.7mm的范围内的厚度。

以上所述的用于在通道中具有电池组的车辆的前底板加强结构具有多个优点，其中，可以使侧梁面板部分在侧面冲击期间参与碰撞的能量吸收。以下是对用于制造这种前底板加强结构的方法的描述。

该方法包括提供前底板面板11的步骤。例如，前底板面板11通过对金属板坯料进行冷冲压而制成。

该方法还包括提供通道7的步骤。例如，通道通过将几个不同的部件焊接在一起而制成，这些不同的部件分别通过冲压或通过弯曲而制成。

该方法还包括提供侧梁9的步骤。例如，侧梁9通过将几个不同的部件焊接在一起而制成，这些不同的部件分别通过冲压或通过弯曲而制成。

该方法还包括提供前底板横向构件13的步骤。根据特定实施方式，前底板横向构件13通过对拼焊板(tailor welded blank)或连续变截面辊轧板(tailor rolled blank)进行热冲压而制成，具有在热冲压之后对应于不可变形部分14的第一部分以及在热冲压之后对应于可变形部分16的第二部分。根据特定实施方式，前底板横向构件13通过对拼焊板或连续变截面辊轧板进行热冲压而制成，具有在热冲压之后对应于加强的不可变形部分36的第一部分、在热冲压之后对应于未加强的不可变形部分37的第二部分以及在热冲压之后对应于可变形部分16的第三部分。

该方法还包括将所述通道7、所述侧梁9和所述前底板横向构件13附接至所述前底板面板11的步骤。例如，通道7通过将通道凸缘10焊接至前底板面板11而附接。例如，前底板横向构件13通过将横向构件凸缘20焊接至前底板面板11而附接。

根据特定实施方式，该方法还包括提供侧梁加强部件15的步骤和将所述侧梁加强部件15附接至侧梁9的步骤。例如，侧梁加强部件15通过冲压或弯曲而制成。例如，侧梁加强部件通过将侧梁加强凸缘30焊接至侧梁9而附接。

根据特定实施方式，该方法还包括提供通道加强部件17的步骤和将所述侧部通道加强部件17附接至通道7的步骤。例如，通道加强部件17通过冲压或弯曲而制成。例如，通道加强部件17通过将通道加强凸缘40焊接至通道7而附接。

根据特定实施方式，该方法还包括提供至少一个横向加强元件18的步骤和将所述横向加强元件18附接至前底板面板11的步骤。例如，所述横向加强元件18通过冲压或弯曲而制成。例如，横向加强元件18通过焊接附接到所述前底板面板11上。

根据特定实施方式，该方法还包括提供至少一个纵向加强元件18的步骤和将所述纵向加强元件18附接至前底板面板11的步骤。例如，所述纵向加强元件18通过冲压或弯曲而制成。例如，纵向加强元件18通过焊接附接到所述前底板面板11上。

Claims (14)

1.一种用于车辆(3)的前底板加强结构(1)，所述车辆(3)在通道(7)中具有电池组(5)，所述前底板加强结构(1)至少包括：

-前底板面板(11)；

-前底板横向构件(13)，所述前底板横向构件(13)从侧梁(9)沿横向方向延伸至所述通道(7)并且至少附接至所述前底板面板(11)，

所述前底板横向构件(13)包括位于所述前底板横向构件(13)的最靠近所述侧梁(9)的端部上的不可变形部分(14)和位于所述前底板横向构件(13)的最靠近所述通道(7)的端部上的可变形部分(16)，所述不可变形部分(14)的抗塑性变形能力大于所述可变形部分(16)的抗塑性变形能力，并且所述可变形部分(16)的抗塑性变形能力大于所述前底板面板(11)的抗塑性变形能力。

2.根据权利要求1所述的前底板加强结构(1)，其中，所述前底板横向构件(13)仅由所述可变形部分(16)和所述不可变形部分(14)组成。

3.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，其中，所述前底板横向构件(13)的所述不可变形部分(14)在所述横向方向上测量的长度包括在所述前底板横向构件(13)的总长度的40％至90％的范围内。

4.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，其中，所述前底板横向构件(13)的所述不可变形部分(14)包括位于所述不可变形部分(14)的最靠近所述侧梁(9)的端部处的加强的不可变形部分(36)以及位于所述不可变形部分(14)的最靠近所述通道(7)的端部处的未加强的不可变形部分(37)，其中，所述加强的不可变形部分(36)的抗塑性变形能力大于所述未加强的不可变形部分(37)的抗塑性变形能力。

5.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，其中，所述前底板横向构件(13)的所述不可变形部分(14)具有至少1300MPa的极限抗拉强度。

6.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，其中，所述前底板横向构件(13)的所述可变形部分(16)具有至少500MPa的抗拉强度、至少0.6的断裂应变和至少75°的临界弯曲角。

7.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，其中，所述前底板横向构件(13)由钢拼焊板热冲压而成。

8.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，其中，所述前底板横向构件(13)由钢连续变截面辊轧板热冲压而成。

9.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，其中，所述前底板面板(11)具有至少210MPa的屈服强度。

10.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，还包括侧梁加强部件(15)，所述侧梁加强部件(15)位于所述前底板横向构件(13)的上方并且从所述侧梁(9)沿横向方向朝向所述通道(7)延伸，其中，所述侧梁加强部件(15)附接至所述侧梁(9)。

11.根据权利要求1或2所述的前底板加强结构(1)，还包括通道加强部件(17)，所述通道加强部件(17)位于所述前底板横向构件(13)的上方并且从所述通道(7)沿横向方向朝向所述侧梁(9)延伸，其中，所述通道加强部件(17)附接至所述通道(7)。

12.一种用以制造根据权利要求1至9中的任一项所述的前底板加强结构(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供前底板面板(11)；

-提供通道(7)；

-提供侧梁(9)；

-提供至少一个前底板横向构件(13)；

-将所述通道(7)、所述侧梁(9)和所述前底板横向构件(13)附接至所述前底板面板(11)。

13.一种用以制造根据权利要求10所述的前底板加强结构(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供前底板面板(11)；

-提供通道(7)；

-提供侧梁(9)；

-提供至少一个前底板横向构件(13)；

-将所述通道(7)、所述侧梁(9)和所述前底板横向构件(13)附接至所述前底板面板(11)；

-提供侧梁加强部件(15)；

-将所述侧梁加强部件(15)附接至所述侧梁(9)。

14.一种用以制造根据权利要求11所述的前底板加强结构(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供前底板面板(11)；

-提供通道(7)；

-提供侧梁(9)；

-提供至少一个前底板横向构件(13)；

-将所述通道(7)、所述侧梁(9)和所述前底板横向构件(13)附接至所述前底板面板(11)；

-提供通道加强部件(17)；

-将所述通道加强部件(17)附接至所述通道(7)。

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