CN209258253U - 减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构 - Google Patents

Abstract

一种减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，包括安装侧面和安装面；安装面包括凸台、下凹结构；凸台设置在前座椅后横梁垂直长度方向的对称轴上；下凹结构以上述对称轴为中心轴，在前座椅后横梁长度方向上对称设置于凸台的两侧，下凹结构包括离凸台由近到远依次连续设置的沉台、畸变口和斜翘边；畸变口的口径沿距离凸台由近到远方向先减小后增大，且畸变口设置在前座椅后横梁整体靠近两端的1/6长度范围内；斜翘边设置在前座椅后横梁长度方向的两侧端部位置，包括下凹斜面和第二凸棱，下凹斜面偏离水平面斜向上翘起。本实用新型通过增加前座椅后横梁在侧碰发生时的抗折弯强度和改变折弯变形方式来保护汽车动力电池，提升碰撞安全性。

Description

减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构

技术领域

本实用新型涉及汽车工程技术领域，尤其涉及一种减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构。

背景技术

随着工业革命的迅速发展，汽车已成为道路通行的一种常见的交通工具，围绕着社会进步和社会和谐，安全、节能、环保日益成为汽车行业发展的核心主题，汽车发展面临巨大的挑战，电动汽车的出现有效的应对了这一考验。但是在实际生产过程中，技术人员发现电动汽车电池的续航能力和安全性能时制约电动汽车高速发展的决定性因素。电动汽车的电池单元时电动汽车的重要组的成部分，约占电动汽车整体质量的三分之一，当前汽车制造中主要将电池单元设置在汽车地板的下方，通过汽车的机舱框架结构对电池单元进行保护。其中当车辆受到冲击后，一方面机舱框架经常发生高度变形，造成侵入量过大，进而挤压到电池单元；另一方面如图1和图2所示，前座椅后横梁在长度方向 1/4-3/4会发生向汽车地板的折弯变形，当向下折弯量过大时，容易挤压到动力电池，造成电池单元的损坏甚至自然现象，造成乘务人员损伤。

目前欧洲新车评估程序已经开始考虑车辆发生侧面柱撞时的评价，当车辆发生侧面柱撞的情况下，通常情况下允许车辆侧面车体结构发生一定的变形，否则无法充分吸收碰撞能量来达到降低人体伤害的目的,因此针对汽车发生侧面柱碰时车身及乘务人员安全性能，技术人员对汽车侧面通过加装稳定支撑结构和侧面结构改进两种方式提高汽车安全性能，在汽车的侧面结构中，除了门槛梁起到柱碰支撑的作用，还有座椅横梁也是起到非常关键的作用，一般车辆地板上有2根座椅横梁，而且其截面高度较高，从而能够在侧面柱碰过程中起到抵挡的作用，而不至于出现地板严重向上拱起的现象。

现有技术中，通过加固侧面支撑结构的方式提高侧面柱碰安全的结构有：加强横梁或加强纵梁的门槛支撑、增添门槛脚撑、铝合金门槛加强支撑、网状铝合金门槛梁两个门槛内板之间设置加强板等新结构；通过对汽车自身结构进行改进的新设计包括新的汽车门槛结构、车身前地板新设计和新的汽车横梁结构等。例如第201520775444.2号中国专利申请“汽车前座椅后横梁结构及汽车”设计了一种新的汽车前座椅后横梁结构，通过在后横梁上设置至少两个凸起结构，并且凸起结构的高度尺寸沿汽车前行的方向逐渐变大，在突起架构之间设置有凹槽，后横梁的高度较高部分正好位于前座椅的下端，增大后排乘员的脚部空间，提高后排乘员的乘坐舒适程度，但是该结构在汽车发生柱碰时不利于横梁结构的稳定性，容易在后横梁结构中间部位发生向汽车地板的大幅度折弯，不利于电动汽车的电池单元保护。在第201720787818.1号中国专利申请“汽车前座椅后横梁及汽车前座椅后横梁安装结构”设计了一种包括外连接板和横梁本体的汽车前座椅后横梁，外连接板与汽车门槛和横梁本体固定，横梁本体另一端连接汽车中央通道，外连接板连接在门槛上，可以加强门槛的强度，在车辆发生侧碰时有效地防止门槛翻转，并能将侧碰能量快速传递到车身另一侧，减少前座椅前横梁变形。又例如第200920266808.9号中国专利申请“一种车身前地板结构”提供一种包括前地板、中央通道、前座椅前横梁和前座椅后横梁的车身前地板结构，其中前座椅前横梁和前座椅后横梁均沿车辆的左右方向在中央通道两侧与前地板固定均匀连接，该设计能够增强车身前地板结构的强度，使前地板在前座椅压力的作用下不易变形，避免了安装在前地板下面的电池的损害。

虽然上述针对电动汽车的侧面柱碰安全都提供了新的方向和保证，加强汽车侧面支持结构的方案较多，但成本较高或者影响后续汽车美观涂装；通过改善汽车固定结构的设计的结构一方面稳定性低，另一方面占用的汽车内部空间较大，影响乘坐人员舒适度。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，以提高电动汽车的安全性。

为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，分别与汽车地板和前座椅后侧安装支架固定连接，且垂直于汽车前进方向，包括与汽车地板连接的安装侧面和与汽车座椅连接的安装面，所述安装面包括凸台和下凹结构；

所述凸台设置在前座椅后横梁垂直长度方向的对称轴上；

在前座椅后横梁长度方向上，所述下凹结构以上述对称轴为中心轴对称设置于凸台的两侧，并分别延伸至前座椅后横梁的端部；

所述对称轴每一侧的下凹结构包括离凸台由近到远依次连续设置的沉台、畸变口和斜翘边；

所述沉台沿前座椅后横梁长度方向设置，沿上述方向所述沉台与安装侧面之间形成第一凸棱；

所述沉台第一端连接所述凸台，所述沉台第二端连接所述畸变口；

所述畸变口的口径从距离凸台由近到远先减小后增大；

所述斜翘边设置在下凹结构前座椅后横梁长度方向的端部位置；

所述斜翘边包括下凹斜面和第二凸棱，所述第二凸棱为下凹斜面沿前座椅后横梁长度方向与安装侧面之间形成，配合下凹斜面向上翘起；

所述下凹斜面沿距离凸台由近到远的方向逐渐向上翘起，与水平面形成夹角；

所述下凹斜面与下凹结构的底面在畸变口处平滑过渡；

所述第一凸棱与第二凸棱在畸变口处平滑过渡；

所述前座椅后横梁整体长度为L，所述畸变口与其所在侧的前座椅后横梁的端部之间的距离为L1，参数L和L1满足：L1≤1/6L；

所述畸变口在前座椅后横梁长度方向的中间部位至其所在侧的斜翘边，全部安装在前座椅后外侧安装支架内部。

进一步的，所述凸台靠近下凹一侧的顶端所在水平面与下凹结构第一凸棱所在水平面在竖直方向的高度差为H1，H1＜20mm，既能满足增强前座椅后横梁在中间部分的抗折弯能力，减少侧碰发生时前座椅后横梁在中间位置的向上折弯量，又能满足脚部乘车舒适度需求。

进一步的，所述沉台深度为H2，H2≥3mm，沉台能加强前座椅后横梁在侧面方向的抗折弯强度。

进一步的，所述下沉斜面与所述畸变口远离凸台一端所在水平面形成的夹角为а，3°＜а＜20°，汽车发生侧面柱碰时，斜翘边引导传送到前座椅后横梁上的侧面力斜向上转移，还可以促进前座椅后横梁在畸变口位置发生向上的折弯形变。

进一步的，所述畸变口在前座椅后横梁长度方向的中间部位与前座椅后外侧安装支架顶端在竖直方向的高度差为H3，所述第二凸棱所在水平面与前座椅后横梁安装侧面最底端所在水平面在竖直方向的高度差为H4，参数H3和H4满足： H3＞3/4H4。

进一步的，所述前座椅后横梁为热成型件，材料的厚度为D，D≥1.5mm，材料过薄，不利于前座椅后横梁的抗折弯性能。

进一步的，所述前座椅后横梁与前座椅后侧安装支架固定连接，所述固定连接为焊接。

由以上技术方案可知，本实用新型的技术方案提供了一种减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，获得了如下有益效果：

本实用新型通过对前座椅后横梁结构进行设计改造，提升侧碰安全性。在实际车辆设计过程中，通常会存在受限于零部件供应商平台的原因，比如座椅，如果一旦供应商选定，且又没有替代可用的座椅平台，则将给车身设计带来限制。

本实用新型设计正好能够解决上述前座椅后横梁出现变高度截面以及局部截面高度较小情况的侧面柱碰情况下的安全需求，不用更改常规设计流程，其具体为，通过在前座椅后横梁下凹结构上设置沉台、畸变口和斜翘边，改变碰撞时汽车前座椅后横梁的折弯变形方式，使前座椅后横梁在其长度方向小于横梁整体长度1/6尺寸内折弯，减少侧碰车身侵入量，保护电动汽车汽车地板下方的电池单元，又能增加供应商的选择范围，实施简单方便。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1示出了前座椅后横梁中部折弯变形示意图；

图2示出了前座椅后横梁长度1/4-3/4部折弯变形图；

图3示出了前座椅后横梁的立体结构图；

图4示出了前座椅后横梁的主视图；

图5示出了前座椅后横梁长度方向截面图；

图6示出了前座椅后横梁与安装支架连接图；

图7示出了前座椅后横梁侧碰时的折弯形变图。

图中，各标记的具体意义为：

1-连接侧面，2-安装面，2.1-凸台，2.2-下凹结构，2.3-沉台，2.4-畸变口，2.5- 斜翘边。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

本实用新型，针对前座椅后横梁截面高度较小且截面前后长度也较小的情况下，通过改良创新前座椅后横梁的结构，减少侧面柱碰过程中的车体侵入量。下面结合附图所示，对本实用新型公开的减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构作进一步具体介绍。

结合图3至图4，本实用新型提供的减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，包括与汽车地板连接的安装侧面1和与汽车座椅连接的安装面2，所述安装面2包括凸台2.1和下凹结构2.2；所述凸台2.1设置在前座椅后横梁垂直长度方向的对称轴上，凸台2.1的设计增大了前座椅后横梁在中间部分的抗折弯能力，因此汽车侧碰发生时，能减少前座椅后横梁在中间位置的向上折弯量。

在前座椅后横梁长度方向上，所述下凹结构2.2以上述对称轴为中心轴对称设置于凸台2.1的两侧，并分别延伸至前座椅后横梁的端部；所述对称轴每一侧的下凹结构2.2包括离凸台2.1由近到远依次连续设置的沉台2.3、畸变口2.4和斜翘边2.5。其中，设置下凹结构2.2结构主要是基于空调吹脚风道布置的要求，在前座椅后横梁中间部位抗折弯能力加强的前提下，在下凹结构2.2处容易发生折弯，因此，为了提高下凹结构2.2处的抗折弯强度，在下凹2.2结构内部设置沉台2.3。

所述沉台2.3沿前座椅后横梁长度方向设置，沿上述方向所述沉台2.3与安装侧面1之间形成第一凸棱；所述沉台2.3第一端连接所述凸台2.1，所述沉台 2.3第二端连接所述畸变口2.4；所述畸变口2.4的口径从距离凸台2.1由近到远先减小后增大；所述斜翘边2.5设置在下凹结构2.2前座椅后横梁长度方向的端部位置；所述斜翘边2.5包括下凹斜面和第二凸棱，所述第二凸棱为下凹斜面沿前座椅后横梁长度方向与安装侧面1之间形成，配合下凹斜面向上翘起；所述下凹斜面沿距离凸台2.1由近到远的方向逐渐向上翘起，与水平面形成夹角，与水平面形成夹角а，3°＜а＜20°；所述下凹斜面与下凹结构2.2的底面在畸变口2.4处平滑过渡；所述第一凸棱与第二凸棱在畸变口2.4处平滑过渡。

所述前座椅后横梁整体长度为L，所述畸变口2.4与其所在侧的前座椅后横梁的端部之间的距离为L1，参数L和L1满足：L1≤1/6L；所述畸变口2.4在前座椅后横梁长度方向的中间部位至其所在侧的斜翘边2.5，全部安装在前座椅后外侧安装支架内部。

汽车发生侧面柱碰时，斜翘边2.5引导传送到前座椅后横梁上的侧面力斜向上转移，又因为畸变口2.4设置的位置范围，在前座椅后横梁凸台2.1和下凹结构2.2抗折弯强度高的情况下，会在畸变口2.4处发生向上的折弯形变，减少了前座椅后横梁在长度方向1/4-3/4范围内向下折弯形变的可能，有效的保护了前座椅后横梁主体下方的电池单元。

前座椅后横梁安装侧面1外翻形成的焊接边与汽车地板焊接，所述焊接边在前座椅后横梁长度方向的两端再焊接前座椅后侧安装支架，焊接包括但不限于点焊和激光焊接。另外，本实用新型的前座椅后横梁材料优选为热成型件，材料的厚度为D，D≥1.5mm。

结合图5和图6，所述凸台2.1靠近下凹结构2.2一侧的顶端所在水平面与下凹结构2.2第一凸棱所在水平面在竖直方向的高度差为H1，H1＜20mm，基于空调吹脚风道布置的要求和后排乘员脚部人机舒适性的要求，限定前座椅后横梁后凸台2.1靠近下凹结构2.2一侧的顶端与下凹结构2.2第一凸棱在垂直水平面方向的高度差，达到提高后排乘员脚部的人机舒适性需求；所述沉台2.3深度为H2，H2≥3mm，沉台2.3的设计用于增加前座椅后横梁下凹结构2.2的侧面抵抗力和抗折弯能力；所述畸变口2.4在前座椅后横梁长度方向的中间部位与前座椅后外侧安装支架顶端在竖直方向的高度差为H3，所述第二凸棱所在水平面与前座椅后横梁安装侧面1最底端所在水平面在竖直方向的高度差为H4，参数H3和H4满足：H3＞3/4H4，加强前座椅后外侧安装支架对前座椅后横梁的固定，进一步减小前座椅后横梁在中间凸台2.1位置向下发生形变的可能，并且能协助斜翘边2.5引导畸变口2.4发生向上的折弯形变。

本实用新型提供的前座椅后横梁结构，在前座椅后横梁垂直长度方向的对称轴上设置有凸台2.1，凸台2.1左右侧分别设置有下凹结构2.2，下凹结构2.2 包括沉台2.3、畸变口2.4和斜翘边2.5，斜翘边2.5偏离畸变口2.4一端所在水平面向上翘起，畸变口2.4设置在前座椅后横梁长度方向小于横梁整体长度1/6 尺寸内。

通过在前座椅后横梁上设置凸台2.1和沉台2.3加强横梁整体的抗折弯强度，不在前座椅后横梁1/4-3/4长度范围发生折弯变形，又因为斜翘边2.5引导传送到前座椅后横梁上的侧面力斜向上转移，致使前座椅后横梁在畸变口2.4位置发生如图7所示的折弯变形，达到本方案技术效果，减少汽车侧碰发生时车体内部的侵入量，进而保护前座椅后横梁下方的电池单元。

因此本实用新型可以解决前座椅后横梁出现变高度截面以及局部截面高度较小情况的侧面柱碰情况下的动力电池保护，提升碰撞安全性，另外本实用新型不额外增加其他工艺结构，实施简单方便。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，包括与汽车地板连接的安装侧面(1)和与汽车座椅连接的安装面(2)，其特征在于：所述安装面(2)包括凸台(2.1)和下凹结构(2.2)；

所述凸台(2.1)设置在前座椅后横梁垂直长度方向的对称轴上；

在前座椅后横梁长度方向上，所述下凹结构(2.2)以上述对称轴为中心轴对称设置于凸台(2.1)的两侧，并分别延伸至前座椅后横梁的端部；

所述对称轴每一侧的下凹结构(2.2)包括离凸台(2.1)由近到远依次连续设置的沉台(2.3)、畸变口(2.4)和斜翘边(2.5)；

所述沉台(2.3)沿前座椅后横梁长度方向设置，沿上述方向所述沉台(2.3)与安装侧面(1)之间形成第一凸棱；

所述沉台(2.3)第一端连接所述凸台(2.1)，所述沉台(2.3)第二端连接所述畸变口(2.4)；

所述畸变口(2.4)的口径从距离凸台(2.1)由近到远先减小后增大；

所述斜翘边(2.5)设置在下凹结构(2.2)前座椅后横梁长度方向的端部位置；

所述斜翘边(2.5)包括下凹斜面和第二凸棱；

所述下凹斜面沿距离凸台(2.1)由近到远的方向逐渐向上翘起，与水平面形成夹角；所述第二凸棱为下凹斜面沿前座椅后横梁长度方向与安装侧面(1)之间形成，所述第二凸棱配合下凹斜面向上翘起；

所述下凹斜面与下凹结构(2.2)的底面在畸变口(2.4)处平滑过渡；

所述第一凸棱与第二凸棱在畸变口(2.4)处平滑过渡；

所述前座椅后横梁整体长度为L，所述畸变口(2.4)与其所在侧的前座椅后横梁的端部之间的距离为L1，参数L和L1满足：L1≤1/6L；

所述畸变口(2.4)在前座椅后横梁长度方向的中间部位至其所在侧的斜翘边(2.5)，全部安装在前座椅后外侧安装支架内部。

2.根据权利要求1所述的减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，其特征在于：所述凸台(2.1)靠近下凹结构(2.2)一侧的顶端所在水平面与下凹结构(2.2)第一凸棱所在水平面在竖直方向的高度差为H1，H1＜20mm。

3.根据权利要求2所述的减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，其特征在于：所述沉台(2.3)深度为H2，H2≥3mm。

4.根据权利要求3所述的减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，其特征在于：所述下凹斜面与水平面形成的夹角为а，3°＜а＜20°。

5.根据权利要求4所述的减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，其特征在于：所述畸变口(2.4)在前座椅后横梁长度方向的中间部位与前座椅后外侧安装支架顶端在竖直方向的高度差为H3，所述第二凸棱所在水平面与前座椅后横梁安装侧面(1)最底端所在水平面在竖直方向的高度差为H4，参数H3和H4满足：H3＞3/4H4。

6.根据权利要求5所述的减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，其特征在于：所述前座椅后横梁为热成型件，材料的厚度为D，D≥1.5mm。

7.根据权利要求6所述的减少汽车侧面柱碰侵入量的前座椅后横梁结构，其特征在于：所述前座椅后横梁与前座椅后侧安装支架固定连接，所述固定连接为焊接。