吸能盒

摘要

本发明公开了一种吸能盒，包括横截面为矩形的空心盒体所述空心盒体包括上壳体和下壳体，所述上壳体包括顶面和两个第一侧壁，所述下壳体包括底面和两个第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁对接，所述上壳体的断面反力小于所述下壳体的断面反力。本发明将吸能盒分为上壳体和下壳体，并且使得上壳体断面反力小于所述下壳体的断面反力。当偏置碰壁障的突起部与吸能盒碰撞试验时，避免偏置碰中吸能盒下弯，进而避免影响前纵梁等后续结构的变形模式。

权利要求

1.一种吸能盒，包括横截面为矩形的空心盒体，其特征在于，所述空心盒体包括上壳体和下壳体，所述上壳体包括顶面和两个第一侧壁，所述下壳体包括底面和两个第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁对接，所述上壳体的断面反力小于所述下壳体的断面反力，所述空心盒体安装在前保险杠与前纵梁之间，所述上壳体和所述下壳体均与所述前保险杠平面接触连接，所述吸能盒沿所述前纵梁的长度方向延伸；

所述上壳体与所述下壳体之间的分缝线与壁障的突起部的上表面在同一高度上，所述分缝线沿所述前纵梁的中心轴线水平延伸。

2.根据权利要求1所述的吸能盒，其特征在于，所述上壳体和所述下壳体使用相同的材料制成时，所述上壳体的壁厚小于所述下壳体的壁厚。

3.根据权利要求1所述的吸能盒，其特征在于，所述上壳体的材料抗拉强度小于所述下壳体的材料抗拉强度。

4.根据权利要求3所述的吸能盒，其特征在于，所述上壳体的材料抗拉强度为270Mpa～

590Mpa，壁厚为1.0mm～2.3mm；所述下壳体的材料抗拉强度为370Mpa～780Mpa，壁厚为

1.0mm～2.3mm。

5.根据权利要求1所述的吸能盒，其特征在于，所述上壳体的高度大于所述下壳体的高度。

6.根据权利要求5所述的吸能盒，其特征在于，所述上壳体与所述下壳体的高度比例为

1.2:1～4:1。

7.根据权利要求1-6任一项所述的吸能盒，其特征在于，所述上壳体的所述顶面上设有溃缩筋，所述下壳体的所述底面上没有所述溃缩筋。

8.根据权利要求7所述的吸能盒，其特征在于，所述上壳体的所述第一侧壁上设有所述溃缩筋，所述下壳体的所述第二侧壁上也设有所述溃缩筋。

9.根据权利要求8所述的吸能盒，其特征在于，同一表面上的相邻所述溃缩筋间隔为凸筋和凹筋。

10.根据权利要求9所述的吸能盒，其特征在于，相邻两个表面上的相连的所述溃缩筋分别为凸筋和凹筋。

11.根据权利要求7所述的吸能盒，其特征在于，所述溃缩筋沿车身的前后方向分布在所述吸能盒的变形正弦波的波峰或波谷位置上，所述吸能盒分布有1-5个变形正弦半波。

说明书

吸能盒

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种吸能盒。

背景技术

[0002] 随着紧凑型三厢车轮胎越来越大，紧凑型SUV大量涌现，那么高车姿紧凑型车型进行C-NCAP的64KM/H可溃缩壁障40％偏置碰撞(以下简称“偏置碰”)时，势必面临吸能盒(BMPR STAY)与壁障的突起部仅仅有一半(或者不足一半)重叠量的情况，因在碰撞早期，副车架根本无法在下方提供有力支撑，所以吸能盒下弯几乎是必然，这会影响吸能盒本身的能量吸收，并直接影响后续前纵梁以及副车架的变形模式，有可能会导致原来一直满足要求的结构，在提高车姿之后就变为不符合要求，考虑到C-NCAP实验公差在高度方向上有±10mm的公差，这一影响更加不能忽视。

[0003] 因此，有必要设计一种吸能盒，能够在吸能盒与壁障的突起部重叠量小的情况下，避免偏置碰中吸能盒下弯和影响前纵梁等后续结构的变形模式。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种吸能盒，能够在吸能盒与壁障的突起部重叠量小的情况下，避免偏置碰中吸能盒下弯和影响前纵梁等后续结构的变形模式。

[0005] 本发明提供一种吸能盒，包括横截面为矩形的空心盒体，所述空心盒体包括上壳体和下壳体，所述上壳体包括顶面和两个第一侧壁，所述下壳体包括底面和两个第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁对接，所述上壳体的断面反力小于所述下壳体的断面反力。

[0006] 进一步地，所述上壳体和所述下壳体使用相同的材料制成时，所述上壳体的壁厚小于所述下壳体的壁厚。

[0007] 进一步地，所述上壳体的材料抗拉强度小于所述下壳体的材料抗拉强度。

[0008] 进一步地，所述上壳体的材料抗拉强度为270Mpa～590Mpa，壁厚为1.0mm～2.3mm；所述下壳体的材料抗拉强度为370Mpa～780Mpa，壁厚为1.0mm～2.3mm。

[0009] 进一步地，所述上壳体的高度大于所述下壳体的高度。

[0010] 进一步地，所述上壳体与所述下壳体的高度比例为1.2:1～4:1。

[0011] 进一步地，所述上壳体的所述顶面上设有溃缩筋，所述下壳体的所述底面上没有所述溃缩筋。

[0012] 进一步地，所述上壳体的所述第一侧壁上设有所述溃缩筋，所述下壳体的所述第二侧壁上也设有所述溃缩筋。

[0013] 进一步地，同一表面上的相邻所述溃缩筋间隔为凸筋和凹筋。

[0014] 进一步地，相邻两个表面上的相连的所述溃缩筋分别为凸筋和凹筋。

[0015] 进一步地，多条所述溃缩筋沿车身的前后方向分布在所述吸能盒的变形正弦波的波峰或波谷位置上，所述吸能盒包括1-5个变形正弦半波。

[0016] 采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

[0017] 本发明将吸能盒分为上壳体和下壳体，并且使得上壳体断面反力小于所述下壳体的断面反力。当偏置碰壁障的突起部与吸能盒碰撞试验时，避免偏置碰中吸能盒下弯，进而避免影响前纵梁等后续结构的变形模式。

附图说明

[0018] 参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

[0019] 图1是本发明一实施例中吸能盒安装到汽车车身的结构示意图；

[0020] 图2是本发明一实施例中吸能盒的立体图；

[0021] 图3是本发明一实施例中壁障与吸能盒的结构示意图；

[0022] 图4是本发明一实施例中吸能盒的截面图；

[0023] 图5是本发明一实施例中吸能盒的溃缩筋的分布图；

[0024] 图6是本发明一实施例中吸能盒的一个溃缩筋的局部放大图；

[0025] 图7是本发明中又一实施例中吸能盒包括一个变形正弦半波的示意图；

[0026] 图8是本发明中又一实施例中吸能盒包括两个变形正弦半波的示意图；

[0027] 图9是本发明中又一实施例中吸能盒包括四个变形正弦半波的示意图；

[0028] 图10是本发明中又一实施例中吸能盒包括五个变形正弦半波的示意图。

[0029] 附图标记对照表：

[0030] 10-吸能盒            20-壁障           30-前保险杠

[0031] 40-前纵梁            50-水箱上横梁     60-机舱盖边梁

[0032] 1-上壳体             2-下壳体          11-顶面

[0033] 12-第一侧壁          21-第二侧壁       201-突起部

[0034] 111-溃缩筋           112-溃缩筋        113-溃缩筋

[0035] 121-溃缩筋           122-溃缩筋        123-溃缩筋

[0036] 211-溃缩筋           212-溃缩筋

具体实施方式

[0037] 下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

[0038] 容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

[0039] 在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

[0040] 本发明中的方位是以汽车整车的方位为基准的。图中包括了X、Y、Z三个方向。X方向是指汽车的前后方向，Y方向是指汽车的左右方向，Z方向是指汽车的上下方向。

[0041] 如图1所示，本发明一实施例中的汽车车身，包括前保险杠30、前纵梁40和吸能盒10，吸能盒10位于前保险杠30与前纵梁40之间。其中，吸能盒10与前纵梁40之间还设有水箱上横梁50，水箱上横梁50的后端还连接有机舱盖边梁60。

[0042] 在做碰撞试验时，需要用到壁障20，壁障20的下方为突起部201。碰撞时，突起部201最先与汽车车身进行碰撞。当车姿升高时，壁障20的试验位置不变，前保险杠30、吸能盒
10和前纵梁40的高度提升了。因此，突起部201与前保险杠30和吸能盒10之间的重叠量减少了。传统的吸能盒的上下部分的断面反力是相同的，因此碰撞时，吸能盒的下半部最先溃缩，导致吸能盒下弯，影响到前纵梁等后续结构的变形模式。

[0043] “断面反力”是指：在钣金结构件受到轴向或者偏心轴向受力时，其本身具有抵抗结构的力学特性，在具体到每个断面(截面)上时，称为断面反力。通常断面反力的获得方式有，通过CAE软件截取，通过断面分析软件计算，通过薄板溃缩理论计算，通过传统材料力学估算等。

[0044] 如图2所示，本发明一实施例中的吸能盒10，包括横截面为矩形的空心盒体，空心盒体由金属钣金制成，空心盒体包括上壳体1和下壳体2，上壳体1包括顶面11和两个第一侧壁12，下壳体2包括底面(图未示)和两个第二侧壁21，第一侧壁12与第二侧21壁对接，上壳体1的断面反力小于下壳体2的断面反力。

[0045] 本实施例中，由于将吸能盒10分为上下两部分，并且上壳体1的断面反力小于下壳体2的断面反力。当壁障20与吸能盒10碰撞时，由于下壳体2的断面反力较大，虽然突起部201最先碰撞到下壳体2上，但是下壳体2仍然可以保持与上壳体1同步溃缩。也就避免了吸能盒10出现下弯的情况，避免偏置碰和影响到前纵梁等后续结构的变形模式。

[0046] 较佳地，吸能盒10为左吸能盒。由于通常碰撞试验只针对左吸能盒，因此本实施例中对吸能盒10的改进是针对左吸能盒的。

[0047] 可选地，吸能盒10也可以为右吸能盒，或左吸能盒和右吸能盒均被改进。

[0048] 可选地，上壳体1和下壳体2使用相同的材料制成时，上壳体1的壁厚小于下壳体2的壁厚。

[0049] 由于上壳体1的壁厚比下壳体2的薄，使得上壳体1的断面反力小于下壳体2的断面反力。

[0050] 可选地，上壳体1的材料抗拉强度小于下壳体2的材料抗拉强度。当上壳体1和下壳体2的壁厚相同时，上壳体1的断面反力也可以小于下壳体2的断面反力。

[0051] 较佳地，上壳体1的材料抗拉强度为270Mpa～590Mpa，壁厚为1.0mm～2.3mm；下壳体2的材料抗拉强度为370Mpa～780Mpa，壁厚为1.0mm～2.3mm。

[0052] 进一步地，如图2-4所示，上壳体1的高度大于下壳体2的高度。上壳体1和下壳体2的高度沿整车的Z向。

[0053] 由于车姿提升后，吸能盒10的高度也提升。壁障20的突起部201的上表面对应吸能盒10的位置相对于吸能盒10的底面下降。因此，将上壳体1的高度设置为大于下壳体2的高度，使得上壳体1与下壳体2的分缝线(图3中的水平虚线)与壁障20的突起部201的上表面在同一高度上或者接近。有利于对吸能盒10的碰撞试验效果的控制，即以突起部201的上表面所在的水平线来划分上壳体1和下壳体2，这样突起部201最先碰撞到下壳体2。通过调整上壳体1和下壳体2的断面反力、或材料抗拉强度、或壁厚，就可以防止吸能盒10的下弯。

[0054] 较佳地，上壳体1与下壳体2的高度比例为1.2:1～4:1。

[0055] 进一步地，如图2所示，上壳体1的顶面11上设有溃缩筋(111、112、113)，下壳体2的底面上没有溃缩筋。上壳体1的溃缩筋的设置使得上壳体1更易于溃缩。

[0056] 进一步地，如图2所示，上壳体1的第一侧壁12上设有溃缩筋(121、122、123)，下壳体2的第二侧壁21上也设有溃缩筋(211、212)。

[0057] 其中，溃缩筋111、溃缩筋121和溃缩筋211相连，溃缩筋113、溃缩筋123与溃缩筋212相连，溃缩筋122位于溃缩筋121与溃缩筋123之间，溃缩筋112与溃缩筋122相连，溃缩筋
122只有溃缩筋121和溃缩筋123的长度的一半，并且对应的下壳体2上没有溃缩筋。

[0058] 进一步地，同一表面上的相邻溃缩筋间隔为凸筋和凹筋，相邻两个表面上的相连的溃缩筋分别为凸筋和凹筋。

[0059] 具体为，如图2所示，上壳体1的顶面11上，溃缩筋111、溃缩筋112和溃缩筋113间隔为凸筋和凹筋。即溃缩筋111为凸筋、溃缩筋112为凹筋、溃缩筋113为凸筋。

[0060] 上壳体1的第一侧壁12上，溃缩筋121、溃缩筋122和溃缩筋123间隔为凸筋和凹筋。并且顶面11与第一侧壁12是相邻面，因此溃缩筋121为凹筋，溃缩筋122为凸筋，溃缩筋123为凹筋。

[0061] 下壳体2的第二侧壁21上，由于溃缩筋211与溃缩筋121相连，溃缩筋212与溃缩筋123相连，并且第一侧壁12与第二侧壁21为相邻面，因此，溃缩筋211为凹筋，溃缩筋212为凹筋。

[0062] 这种间隔设置凸筋和凹筋的方式，有利于变形的稳定性。

[0063] 进一步地，多条溃缩筋沿车身的前后方向分布在吸能盒10的变形正弦波的波峰或波谷位置上，吸能盒10分布有1-5个变形正弦半波。

[0064] “变形正弦波”是指溃缩时，吸能盒变形的走向波形，吸能盒变形后呈褶皱状，变形正炫波表示出褶皱的个数和褶皱的方向。“变形正弦半波”为带有一个波峰或波谷的半个变形正弦波。溃缩筋布置在变形正弦波的波峰或波谷上，能够起到引导溃缩变形的作用，使吸能盒可控制的变形。

[0065] 本实施例中，如图5所示，吸能盒10的变形正弦半波的个数为N，N＝3，溃缩筋沿前后方向有3组。吸能盒10的3组溃缩筋与吸能盒的前端A、后端B的距离比例为1:2:2:1。吸能盒的前后端的外侧均预留有一定的工艺尺寸。

[0066] 由于吸能盒10的总长度受到车身内部空间的限制，总长度通常是确定的。吸能盒10的两个工艺尺寸之间的部分是溃缩变形的部分。当N＝3时，有2个波峰和1个波谷，因此沿车身的前后方向，设置有三组溃缩筋，波峰处的溃缩筋在顶面11、第一侧壁12和第二侧壁21均有设置，波谷处的溃缩筋只在顶面11和第一侧壁12上有设置，并且第一侧壁12上的溃缩筋的长度较短。

[0067] 如图7-10所示，同理：N＝1时，1组溃缩筋与吸能盒的前端A、后端B的距离比例为1:1；N＝2时，2组溃缩筋与吸能盒的前端A、后端B的距离比例为1:2:1；N＝4时，4组溃缩筋与吸能盒的前端A、后端B的距离比例为1:2:2:2:1；N＝5时，5组溃缩筋与吸能盒的前端A、后端B的距离比例为1:2:2:2:2:1。

[0068] 本实施例中，如图6所示，凹筋处的溃缩筋的横截面为半圆形，的凹陷深度为1-8mm，长度为1mm-2L。凹陷深度越深，断面峰值反力越小，反之亦然；长度越长断面峰值反力越小，断面反力波动越小，反之亦然。

[0069] 溃缩筋沿吸能盒10的溃缩方向布置，吸能盒的溃缩方向是沿车身的前后方向。溃缩筋在顶面11上的长度方向沿左右方向，在第一侧壁12和第二侧壁21上的长度方向沿上下方向，但是溃缩筋的宽度均是沿前后方向布置的。

[0070] 如图4所示，上壳体1与下壳体2的连接处之间有一定的重合量，即第一侧壁12与第二侧壁21之间有一定的重合量，重合量为16mm。该重合处可以通过点焊、弧焊、激光拼焊或其他连接方式进行连接。

[0071] 以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。