用于车辆的槛板组件的制作方法

本公开涉及一种用于车辆的槛板组件，该槛板组件包括槛板和在槛板内侧的槛板加强件。本公开还涉及一种用于制造车辆的槛板组件的方法。

背景技术：

1、诸如汽车的车辆结合有设计成承受车辆在其寿命期间可能经受的所有负荷的结构骨架。结构骨架或“白车身(biw)”还被设计成在例如与其他汽车碰撞的情况下经受和吸收冲击。结构骨架还被设计成尽可能轻，以便减少污染物(诸如co2)排放到环境中或减少电动车辆中的电消耗。

2、汽车的结构骨架或biw可以例如包括保险杠、支柱(例如，a-支柱、b-支柱、c-支柱)、侧面防撞梁和门槛。这些和其他结构部件可以具有一个或多个具有大致u形(也称为“帽”形)横截面的区域。这些结构构件可以以多种方式制造并且可以由多种材料制成。例如，门槛可以由钢，特别是超高强度钢(uhss)制成，并且可以通过压制硬化来制造。

3、超高强度钢(uhss)在汽车工业中对于车辆的结构框架或至少其多个部件表现出优化的单位重量最大强度和有利的成形性能。在本公开中，uhss可以被视为具有至少1000mpa，优选至多约1500mpa或至多2000mpa或更高的最大拉伸强度(热冲压后)的钢。在汽车工业中使用的uhss的示例是22mnb5钢。

4、加工用于车辆的部件可以包括形成金属板、特别是钢板，以便使板具有期望的形状。特别用于汽车工业的一种方法是热成形模压淬火(hfdq)。在hfdq方法中，将钢坯料加热至高于奥氏体化温度、高于ac1或高于ac3。在加热到奥氏体化温度以上之后，将坯料置于热成形压力机中。坯料变形，同时淬火(快速冷却)。冷却通常可以以高于所谓临界冷却速率的速率进行。hfdq中钢的临界冷却速率可以为约27℃/s。由于淬火，变形的坯料可以获得马氏体微结构。根据确切的温度和加热时间，可以获得完全马氏体微结构。以该方式得到的产品可以获得高硬度、对应高极限拉伸强度和高屈服强度。另一方面，最大伸长率(断裂伸长率)可以相对较低。

5、定制的加热或定制的模内冷却可以用于设置所谓的“软区”，即具有较高延展性和较低极限拉伸强度和屈服强度的区域。由于选择性加热(例如，并非坯料的所有区域都被加热到奥氏体化温度)或由于定制的冷却(例如，并非所有区域都以相同的冷却速率冷却)，这些区域中的微结构可能不是完全马氏体的。它们可以包括马氏体、贝氏体、铁素体和珠光体中的一种或多种，这取决于它们经受的热处理。

6、除了定制的加热或冷却之外，还可以使用hfdq之后的部分热处理。例如，感应加热器或激光可以用于局部热处理压制硬化产品的区域。加热时间、最高温度和冷却速率可以适于获得延展性、硬度、屈服强度等方面的所需机械性能和对应微结构。

7、槛板沿车辆的一侧位于门的开口下方，并在前轮开口和后轮开口之间延伸。槛板有时被称为“底梁”。槛板通常包括两个部分或板，它们在对应凸缘处沿槛板的纵向方向(因此也沿车辆的纵向方向)彼此连接，即内门槛和外门槛。内门槛面向车辆内部，而外门槛背离车辆。槛板对于吸收足够的能量同时避免在撞击过程中，特别是在横向撞击期间车辆侧面的过度侵入是重要的。槛板的性能，例如在能量吸收和侵入方面，可以用例如euro ncap的测试来测试。

8、槛板不仅可以用于保护车辆中的乘客，而且可以用于保护电动(全部或部分电动)车辆中的电池盒。电池盒通常布置在车辆的底部、在车辆的前轴和后轴之间延伸。其被配置为用于支撑和容纳车辆的电池。如果车辆发生碰撞，特别是冲击车辆的横向面，则槛板可以避免或至少减少对电池盒的损坏。槛板应能够吸收尽可能多的能量，以最大化电池盒保护。

9、加强能量吸收同时设置足够水平的槛板变形的方法可以是在槛板上，例如在内门槛和外门槛之间增加加强件。优化将槛板加强件附接到槛板上的材料、几何形状和装置对于在横向撞击期间改善槛板的能量吸收和完整性同时保持轻重量件是重要的。

10、本公开旨在提供对槛板加强件的改进。

技术实现思路

1、贯穿本公开，纵向方向、竖直方向和横向方向被限定用于提供槛板和附接到槛板的槛板加强件的空间取向。这些方向大致相互垂直。因此，槛板具有沿纵向方向的长度(纵向方向将平行于安装有槛板的车辆的驱动方向)、沿竖直方向的高度和沿横向方向的宽度；槛板的横截面由大致垂直于纵向的平面限定，因此包括竖直方向和横向方向。同样地，槛板加强件具有沿纵向方向的长度、沿竖直方向的高度和沿横向方向的宽度；并且该槛板加强件的横截面大致垂直于该纵向方向并且包括该竖直方向和该横向方向。

2、因此，当槛板接收到侧面冲击时，例如在车辆在道路上撞击期间，在标准化撞击测试中侧面冲击可以被假定为大致沿横向方向。实际上，冲击可以至少包括大致平行于横向方向的分量。

3、在正面撞击或sorb测试(“小重叠刚性屏障”)中，可以假定冲击大致沿着根据上述界定的纵向方向。在本公开中，重点将主要在于侧面冲击。

4、在本公开的一个方面，提供了一种用于车辆的槛板组件。槛板组件包括槛板和在槛板内部沿槛板的纵向方向延伸的细长加强件。竖直方向和横向方向限定槛板组件的大致垂直于纵向方向的横截面。槛板包括外板和内板。槛板加强件由单元的网格制成。单元由形成封闭横截面的多个壁形成。单元的网格包括横截面大致呈六边形的中心组单元。中心组单元包括由六个相邻单元包围的中心单元。

5、根据该方面，蜂窝状加强件可以设置在槛板内部。加强件具有横截面大致呈六边形的中心组单元。中心组包括由六个相邻单元包围的中心单元，即中心单元的每个壁是与相邻周围单元的壁共享的壁。在本公开中，此类一组七个单元可以被称为瓦片。因此，中心组单元包括至少一个瓦片，即，如本文所示布置的至少七个单元。中心组单元的该配置可以加强在侧面冲击中吸收的能量，同时保持加强件的合理重量。

6、贯穿本公开，单元的网格可以理解为多个互连的单元。相邻单元可以在它们之间共享壁。单元的壁可以大致是笔直的，尽管在一些示例中，一个或多个单元壁可以是弯曲的。单元沿着加强件的纵向方向形成通道，因此沿着槛板的纵向方向形成通道。单元的网格可以是或至少可以类似于蜂窝网格。

7、贯穿本公开，可以理解，单元的六边形横截面可以包括正六边形，即六边形的六个壁具有大致相同的长度并且六边形的六个中心角为约120°，以及不规则六边形。不规则六边形可以理解为其中出现以下两个条件中的至少一个的六边形：不是所有的中心角都是大约120°，并且不是所有的壁都具有相同的长度。

8、在一些示例中，中心组单元的所有单元在横截面中可以形成正六边形。在侧面撞击期间，具有正六边形单元的横截面可以增加由槛板加强件吸收的能量，并因此增加由槛板组件吸收的能量。

9、在一些示例中，单元的网格还可以包括横向组单元。该横向组单元包括外组单元和内组单元，该外组单元包括被配置为接收该槛板的该外板的冲击的一个或多个外单元，该内组单元包括被配置为将该冲击传递到该槛板的该内板的一个或多个内单元。在这些示例中的一些示例中，被配置为面向外门槛和内门槛的一部分单元符合外门槛和内门槛的形状。

10、由于与中心组单元相邻的外组单元和内组单元中的外单元和内单元可以具有与外门槛和内门槛的形状相适应的形状，所以在撞击中吸收的能量可以最大化，同时优化槛板内部可用的空间。内单元和外单元的单元壁还可以有助于在侧面冲击期间支撑槛板、减少槛板变形和侵入，同时仍具有高的能量吸收。在门槛的一部分之后的单元壁提供用于接收来自外门槛的冲击的表面，并且可以有助于在侧面撞击期间提供变形的稳定性。

11、在一些示例中，槛板加强件可以被布置成使得当槛板组件安装至车辆时槛板加强件在车辆的电池盒上方。例如，槛板加强件可以放置在槛板的中心或上部。如果车辆发生损坏槛板的撞击，则槛板加强件可以吸收能量，同时引导或导向电池盒上方的负载，因此进一步保护电池盒和电池。可以避免或至少减少槛板组件在电池盒位置中的侵入。还可以避免或至少减少电池盒与槛板之间的接触。

12、在一些示例中，中心组单元中的每个单元的两个相对壁在横截面中可以大致平行于横向方向。因此，沿横向延伸的单元的两个相对壁可以被称为该单元的顶壁和底壁。换言之，中心组单元的所有单元可以被取向成使得连接单元的两个相对顶点的横截面中的对应六边形单元的一条对角线大致平行于横向方向。单元的该取向还可以有助于增加由槛板加强件吸收的能量。

13、在一些示例中，单元的网格可以组织成列。中心组单元可以具有具有至少两个单元的第一列、与第一列邻接的具有至少三个单元的第二列，以及与第二列邻接的具有至少两个单元的第三列。第一列、第二列和第三列沿横向方向邻接。

14、贯穿本公开，一列单元可以理解为一组相邻的单元，即两个或多个单元，它们沿竖直方向堆叠。包括在列中的单元的两个相对壁大致平行于横向方向。列中的每个单元在横截面中具有沿横向方向延伸的顶壁和底壁。因此，在列中彼此上下堆叠的两个单元共用底部/顶壁(一个单元的顶壁对应于另一个单元的底壁)。

15、在这些示例的一些示例中，第一列中心组单元可以由两个单元组成、第二列内组单元可以由三个单元组成，并且第三列内组单元可以由三个单元组成。该特定的配置可以在减小加强件重量的同时实现高能量吸收。如果中心组单元由这三列组成，并且因此没有另外的列，则这可能特别适用。

16、在一些示例中，外组单元中的外单元可以形成外列，而内组单元中的内单元可以形成内列。即该横向组单元包括外列和内列，该外列被配置为接收具有至少两个外单元的槛板的外板的冲击，并且该内列被配置为接收具有至少两个内单元的槛板的内板的冲击。面对外门槛和内门槛的外列部和内列的一部分单元符合外门槛和内门槛的形状。

17、在一些示例中，加强件是挤压型材。在其他示例中，型材可以通过辊轧成形来形成。挤压可以被认为更适合于具有封闭横截面的型材。

18、在一些示例中，加强件由挤压铝制成。这减小了槛板加强件的重量。这里，铝可以覆盖铝及其合金。特别地，可以使用铝6xxx和7xxx(“6000”和“7000”系列)。

19、在一些示例中，单元的网格的单元壁的厚度，例如在横截面中的槛板加强件的所有壁的厚度，可以在1.5和5.5mm之间，特别地在2和4mm之间，并且更特别地约3mm。这些尺寸，特别是对于挤压铝制槛板加强件，可以赋予加强件足够的强度，同时对于给定的重量最大化能量吸收。

20、在一些示例中，槛板的内板和外板可以由超高强度钢制成，特别是压制硬化超高强度钢，例如硼钢。用于吸收能量的轻质铝和用于强度的uhss的组合可以导致能量吸收和抗冲击性的良好组合。

21、在另一方面，设置了制造用于车辆的槛板组件的方法，该槛板组件具有如本文所述的附接至槛板的槛板加强件。该方法包括：提供包括内门槛和外门槛的槛板；提供具有根据贯穿本公开描述的任何示例的横截面的铝制槛板加强件；以及将该槛板加强件机械地附接至该槛板，使得当取该槛板组件的横截面时，该加强件的中心组单元的单元大致呈六边形。

22、该方法可以加强侧面撞击中的能量吸收。因此可以提高乘客的安全性。

23、在一些示例中，加强件可以被附接为使得中心组单元中的每个单元的两个相对的单元壁在横截面中沿着横向方向延伸。即中心组单元中的每个单元可以具有大致平行于横向方向的底壁和顶壁。在该特定取向上附接槛板加强件可以增加侧面撞击期间吸收的能量。

24、在一些示例中，加强件可以附接为使得当槛板组件安装至车辆时，加强件在车辆的电池盒上方。这可以使力和能量转向离开车辆的电池，特别是在电池盒上方。可以减少对电池盒的损坏。还可以减少对电池盒的侵入。在一些示例中，加强件可以附接至槛板的上部。