具有多中空梁的车辆部件的制作方法

具有多中空梁的车辆部件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术根据《美国法典》第35编第119(e)条要求享有于2020年4月6日提交的第63/005，519号美国临时专利申请的优先权，该在先申请的公开内容被视为本技术的一部分，并通过引用将其全部并入本技术。
技术领域
3.本发明总体上涉及结构性构件和梁，更具体地涉及车辆部件，例如用作车辆框架或相关车辆组件上的结构性梁和加强梁。


背景技术：

4.诸如汽车的车辆通常具有稳固的结构性框架或车身结构，其通常被称为白车身或黑车身。车辆框架或车身结构被设计为承受并吸收一定水平的冲击力，例如以满足保险要求及其他监管和法律要求。关于在车身或框架中使用的冲击加强件和结构性梁，众所周知这些梁可以被加强，例如通过更坚固的加强梁结构或通过加强内部插件(例如，管状加强插件或隔板加强插件)来增加刚度。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种车辆结构性部件，例如踏脚(rocker)部件，其包括多中空加强梁。加强梁可以包括具有多中空横截面形状的梁部分和从该梁部分一体地延伸的至少一个凸缘部分。加强梁可以由金属板制成，例如通过对金属板的辊轧成形，使得具有在该梁部分处的多中空横截面，并且具有从梁部分一体地延伸并且例如在金属板的边缘处的凸缘部分。加强梁可以沿车辆部件延伸，或布置在车辆部件的所需部段，以加强车辆部件的相应部段。车辆部件可以是踏脚部件，使得加强梁的一个或多个凸缘部分可以附接到车辆结构，例如附接到框架、门槛(sill)板、门槛、底板、立柱、横构件或相似部件。
6.根据本发明的一个方面，车辆的踏脚部件包括加强梁，该加强梁具有金属板，该金属板成形为具有沿着加强梁的长度平行延伸的多个细长弯曲部，这些弯曲部共同形成沿加强梁长度连续延伸的横截面形状。加强梁的横截面形状包括梁部分以及从梁部分一体地延伸的凸缘部分。梁部分具有多中空形状，其包围多个中空腔，这些中空腔在加强梁的相对端处的开口之间纵向延伸。凸缘部分从梁部分一体地延伸，并包括金属板的边缘。凸缘部分构造为附接到车辆，用于沿着车辆的外侧区域支撑该踏脚部件。
7.本公开的实施方式可以包括以下一个或多个可选特征。在一些实施方式中，加强梁包括由金属板的相对边缘形成的第二凸缘部分。在一些示例中，凸缘部分相对于车辆从梁部分向上延伸，第二凸缘部分相对于车辆一体地从梁部分向下延伸。在一些实施方式中，凸缘部分沿加强梁的长度连续延伸。
8.在一些实施方式中，踏脚部件包括门槛板，该门槛板具有通道部段以及相对于车辆沿该通道部段的上边缘和下边缘纵向延伸的相对凸缘。在一些示例中，通道部段成形为
限定门槛板的凹侧，其中加强梁的凸缘部分在门槛板的凹侧处接合到凸缘中的一个，以将加强梁固定到门槛板。
9.在其他实施方式中，踏脚部件包括门槛内部，其具有沿该门槛内部纵向延伸的上凸缘内部；以及门槛外部，其具有沿该门槛外部纵向延伸的上凸缘外部。在一些示例中，加强梁的凸缘部分接合在门槛内部和门槛外部的上凸缘内部与上凸缘外部之间。在一些示例中，凸缘部分可以焊接在门槛内部与门槛外部之间。在一些示例中，加强梁的长度占由在门槛内部与门槛外部之间限定的中空内部空间的纵向尺寸的40％至100％。
10.在进一步的实施方式中，加强梁的梁部分包括设置在细长弯曲部之间的壁部段，使得壁部段相对于彼此成角度以围绕沿加强梁纵向延伸的多个中空腔中的每一个，并共同形成多中空形状。在一些示例中，梁部分的壁部段包括剪切壁部段，其大致垂直于凸缘部分的平面延伸部，或者在其他示例中，相对于凸缘部分的平面延伸部成约30至60度的角度。
11.在一些示例中，踏脚部件包括具有门槛板，其具有相对于车辆沿该门槛板的上边缘和下边缘延伸的凸缘。加强梁的凸缘部分可以接合至门槛板的凸缘中的一个，以将加强梁固定到门槛板。梁部分的壁部段可以包括沿门槛板的内部表面纵向接触的接合壁部段。在其他示例中，接合壁部段大致与凸缘部分的平面延伸部平行。在其他实施方式中，梁部分的壁部段包括门槛壁部段，该门槛壁部段与沿门槛板的通道部段延伸的竖直壁横向相对。
12.根据本发明的另一方面，车辆的踏脚部件包括加强梁，该加强梁包括金属板，该金属板具有多个细长弯曲部，其沿加强梁长度平行延伸并在多个细长弯曲部之间限定加强梁的平面壁部段。加强梁包括沿该加强梁长度延伸的梁部分以及从该梁部分一体地延伸的凸缘部分。梁部分的平面壁部段相对于彼此成角度，以围绕在加强梁的相对端处的开口之间延伸的多个细长中空腔。凸缘部分从梁部分一体地延伸，并包括金属板的边缘。凸缘部分构造为附接到车辆，用于支撑车辆中的踏脚部件。
13.在一些实施方式中，多个细长弯曲部中的至少一个沿着金属板的一部分被焊接，以包围多个细长中空腔中的至少一个。在一些示例中，加强梁包括第二凸缘部分，该第二凸缘部分由金属板的相对边缘形成，使得凸缘部分相对于车辆从梁部分向上延伸并且第二凸缘部分从梁部分向下延伸。
14.在一些示例中，踏脚部件包括门槛板，其具有沿该门槛板的上边缘和下边缘相对于车辆纵向延伸的凸缘，其中加强梁的凸缘部分接合至门槛板的凸缘中的一个，以将加强梁固定到门槛板上。在其他的实施方式中，梁部分的壁部段包括剪切壁部段以及门槛壁部段，其中剪切壁部段相对于凸缘部分的平面延伸部成约30至60度的角度，门槛壁部段大致与凸缘部分的平面延伸部平行。
15.根据本公开的另一方面，一种用于车辆的踏脚部件包括加强梁，该加强梁包括金属板，该金属板具有布置在金属板相对横向边缘之间的板体。板体包括多个细长弯曲部，这些细长弯曲部沿着加强梁的长度延伸，并在多个细长弯曲部之间限定加强梁的平面壁部段。加强梁包括梁部分，该梁部分由相对于彼此成角度的平面壁部段限定，以围绕沿加强梁长度延伸的多个细长中空腔。加强梁包括凸缘部分，该凸缘部分从梁部分一体地延伸并终止于金属板的横向边缘中的一个。凸缘部分构造为附接到车辆，用于支撑该踏脚部件。踏脚部件还包括门槛板，该门槛板具有通道部段以及相对于车辆沿该通道部段的上边缘和下边缘纵向延伸的相对凸缘。加强梁的凸缘部分接合至门槛板的相对凸缘中的一个，以将加强
梁固定到门槛板。
16.本公开的上述每一个独立的方面，以及下文详细说明中描述的方面，可以包括本公开及附图中列出的任何特征、选择及可能性，包括其他独立的方面下的任何特征、选择及可能性，还可以包括本公开和附图中列出的任何特征、选择及可能性的任意组合。
17.本公开的一个或多个实施方式的细节将在附图及下文的说明中阐述。结合附图阅读以下说明后，本发明的其他方面、优点、目的和特征将变得明显的。
附图说明
18.图1是车辆的立体图，其以虚线示意性地示出了各种车辆部件；
19.图1a和图1b是示例车辆侧面部分的横截面图；
20.图2是图1中所示车辆的侧视图；
21.图3a和图3b是具有加强梁的踏脚部件的横截面图；
22.图4a和图4b是具有不同示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
23.图5a和图5b是具有另一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
24.图6a和图6b是具有又一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
25.图7a和图7b是具有不同示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
26.图8a和图8b是具有另一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
27.图9a至图9d是具有又一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
28.图10a至图10d是具有不同示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
29.图11a至图11d是具有另一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
30.图12a至图12d是具有又一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
31.图13a至图13d是具有不同示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
32.图14a至图14d是具有另一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
33.图15a至图15d是具有又一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
34.图16是具有另一示例的加强梁的踏脚部件的横截面图；
35.所有附图中相似的附图标记表示相似的部件。
具体实施方式
36.现在参考附图及其示出的说明性实施例，提供了一种用于车辆100的车辆部件，例如用于如图1和图2所示的车身结构或框架101。车辆框架101和相关部件可以具有各种设计及构造，例如用于不同风格及类型的车辆。例如图1和图2所示，车辆部件可以实现为踏脚部件102，以及其他车辆部件，例如b柱103、铰链柱104、底板横构件105、车顶弯梁106、或窗眉107，以及其他可想到的车辆结构性部件。此外，车辆可以部分地由使用电池的推进系统操作，例如牵引电池或电池模块，这些电池可以支撑在通常位于车轴之间及车辆底板附近的电池托盘中，以分配电池的重量并为车辆建立低重心。例如图1a和图1b所示，多中空车辆部件可以是踏脚部件102(例如，如图16中进一步所示)，其与电池托盘108并排布置，其中底板横构件105附接到踏脚部件102，以便横向跨越在电池托盘108的上方。因此，在其他实施方式中，车辆部件也可以或替代地设置为电池托盘框架部件，例如电池托盘的纵向取向的侧壁部段109。此外，车辆部件可以实现为各自车辆部件的整个部分或者其一部分。
37.例如，车辆部件可以用作结构性部件或电池托盘部件，因此可以设计为承受各种冲击力，并支撑和维持不同的载荷条件。当设计具有本公开中的加强梁的车辆部件时，在满足所需的冲击和载荷条件的同时，可以减少车辆部件的外部尺寸，降低车辆部件的整体重量。加强梁可以跨越车辆部件的局部部段或部件的整个长度，例如延伸到该部件之外并进入相邻部件中，从而加强相邻部件。本公开的加强梁可包括整个车辆部件或可以接合至其他加强件或车辆部件的一部分，例如在车辆部件的所需部段。例如，加强梁的一体式凸缘部分可以附接到门槛板上，而无需增加明显的加工步骤，例如无需在踏脚部件的门槛板上包括进入孔，该进入孔通常被包括以接近踏脚部段插件的内部焊接位置。此外，加强梁到车辆部件的凸缘附接可以允许轻松实现点焊以将加强梁附接到车辆部件的门槛板上，这可以消除或减少对更昂贵的焊接技术(例如中空部件内的激光焊接或熔化极惰性气体保护焊接(mig焊接))的依赖。此外，本公开的加强梁可以通过板材形成，例如通过辊轧成形金属板，以向梁提供与普通踏脚板相比相对较高的强度(用于剪切和轴向载荷)以及相对较低的重量，例如以允许相应车辆部件的门槛板(如果有)使用更少的材料、占用更小的封装空间、并且在外形设计上具有更大的灵活性。
38.车辆部件和加强梁的不同示例的横截面形状可能包括车辆组件所需应用的各种形状和厚度。车辆部件还可以包括一个或多个门槛板，例如绕内部区域附接在一起的门槛内板和门槛外板，其中术语“内”和“外”是指车辆上的面向内部的或向内面向的方向和面向外部的或外向面向的方向，如图1所定向。除非有相反的规定，应大体理解的是，踏脚部件的其他实施方式可以具有与所示和所描述的例子相反的方向，例如其中标记为内板的门槛板可以用作外板，标记为外板的门槛板可以用作内板。内板和外板的横截面形状可以沿着车辆部件而变化，例如，在末端向外展开(可以用于b柱的实施方式)。加强梁可以具有多管状形状，其具有在车辆部件内部区域延伸的两个或多个中空内部区域。加强梁的横截面形状或轮廓可大体沿着加强梁的长度具有一致的形状，以便例如沿着加强梁提供一致的结构性支撑、刚度以及强度。
39.现在参考图3a和图3b所示的车辆部件10，第一门槛板12和第二门槛板14附接在一起以围绕门槛板12、14之间的中空内部空间16。图3a中所示的车辆部件10实现为车辆踏脚部件，例如图1和图2中所示的踏脚部件102。第一门槛板12可以称为踏脚部件的门槛内板，该第一门槛板具有带凸缘18、20的c形横截面，该c形横截面与凸缘18、20共同提供通常呈帽状的横截面。凸缘18、20可以称为第一门槛板12的上凸缘18和下凸缘20。第二门槛板14可以称为踏脚部件的门槛外板，该第二门槛板也具有带凸缘22、24的c形横截面，凸缘22、24也可类似地称为上凸缘22和下凸缘24。因此，门槛板12、14具有相对的c形横截面形状。图3a所示的每一门槛板12、14的上凸缘18、22和下凸缘20、24沿踏脚部件的边缘纵向连续延伸；然而，可以设想在选定区域中对凸缘进行修整，以便于框架附接或减轻重量。
40.如图3a中进一步所示，门槛板12、14定向为使得由各自门槛板12、14的c形横截面彼此面对形成通道部段，并且使得门槛板12、14的凸缘18、20、22、24接合在一起以在门槛板12、14之间限定中空内部空间16。门槛板12、14接合在一起以形成部件的至少一部分，例如图3a中所示的成形为细长的管状构件的踏脚部件。上凸缘18、22和下凸缘20、24基本上是平面的，并定向为大致竖直的构造，以便沿着部件的长度以大致连续接触的方式配合。上凸缘18、22和下凸缘20、24可以通过焊接接合在一起，优选地是通过点焊，但是可以想象在踏脚
部件的不同实施方式中可以使用替代的焊接方法或接合手段作为点焊的补充或代替。
41.第一门槛板12，或踏脚部件的内板，具有大致为平面的内壁26，该内壁26在其各自的上下端与上壁28和下壁30一体地互连。内壁26与上下壁28、30之间约100度的转角过渡由形成第一门槛板12的板材的纵向弯曲部限定，该板材例如是金属板(如高级高强度钢板)。类似地，上壁28也具有与上凸缘18成约100度的转角过渡，并且下壁30也具有与下凸缘20成约100度的转角过渡，它们各自也由第一门槛板12的板材的纵向弯曲部限定。同样如图3a所示，上凸缘18和下凸缘20大致呈平面，并且定向为与内壁26的平面范围平行对齐。第一门槛板12的上壁28和下壁30也大致呈平面，并且如图3所示，其与内壁26和凸缘18、20的垂直方向略有倾斜。上壁28和下壁30、上凸缘18和下凸缘20及内壁26之间的转角过渡可以具有大于或小于图3a所示的转角过渡，例如约在80度至160度之间，90度至120度之间，95度至110度之间或97度至105度之间。
42.同样如图3a所示，第二门槛板14，或踏脚部件10的外板，具有大致呈平面的外壁32，该外壁32在其各自的上下端与上壁34和下壁36一体地互连。外壁32与上壁34和下壁36之间约100度的转角过渡由形成第二门槛板14的板材的纵向弯曲部限定。该板材可以与第一门槛板12的板材相同或不同，并且可以包括金属板(如高级高强度钢板或铝板)。类似地，上壁34也具有与上凸缘22的转角过渡，并且下壁36也具有与下凸缘24的转角过渡，它们自也由第二门槛板14的板材的纵向弯曲部限定。同样地，上壁34和下壁36、上凸缘22和下凸缘24及内壁32之间的转角过渡可以具有大于或小于图3所示的转角过渡，例如约在80度至160度之间，90度至120度之间，95度至110度之间或97度至105度之间。
43.如图3a所示，上凸缘22和下凸缘24大致呈平面，并且定向为与外壁32的平面范围平行对齐。第二门槛板14的上壁34和下壁36也大致呈平面，但与内壁32和凸缘22、24的垂直方向略有倾斜。通过将门槛板12、14的凸缘18、20、22、24附接在一起，其壁限定大致呈六边形的横截面形状；然而应当理解，梁结构的其他示例可以具有各种替代的横截面形状(例如，大致呈矩形的形状)以及用于相应车辆设计的不同壁构造(例如，内壁或外壁的非竖直取向的部分)。
44.例如图3a所示的加强梁40设置为包括具有多中空横截面形状的梁部分42。梁部分42设置在第一门槛板12与第二门槛板14之间的踏脚部件10的中空内部空间16内，例如设置在由内板12形成的c形通道空间中，以加强踏脚组件的内部部分。通过将梁部分42设置在由踏脚部件10的内板12与外板14之间限定的内部空间内，因此可不包括隔板构件，该隔板构件否则以其他方式是需要的以加固踏脚部件的内部部分。加强梁40还包括从梁部分42一体地延伸的凸缘部分44。凸缘部分44构造为接合到第一门槛板12和第二门槛板14，例如将凸缘部分44接合在门槛板12、14的边缘或凸缘之间，以相对于门槛板12、14固定加强梁40。在一些示例中，凸缘部分44点焊在第一门槛板12与第二门槛板14之间。然而，可以设想车辆部件的其他实施方式中也可以或替代地使用替代性焊接方法或不同附接方式将加强梁的凸缘部分接合或连接到部件门槛板，例如粘合剂、机械紧固件或其组合。
45.如图3a所示，加强梁40由金属板辊轧成形，以提供梁部分42和凸缘部分44作为金属板的一体式部段。加强梁40的凸缘部分44设置在金属板的边缘45处并包括金属板的边缘45。凸缘部分44沿加强梁40的长度纵向且连续地延伸。加强梁40的长度大致等于限定在第一门槛板12与第二门槛板14之间的中空内部空间16的长度。在其他实施方式中，加强梁的
长度可以短于相应部件的中空内部空间的长度，例如在加强梁长度的40％至100％之间、在30％至90％之间、或在30％至60％之间。例如，在燃油动力车辆中，加强梁的长度可以小于踏脚部件长度的90％，或在其他示例中小于60％，该加强梁设置在踏脚部件的所需纵向部段处，例如中心部段，其可能更容易受到冲击或车辆立柱或横构件之间的无支撑区域的影响。
46.如图3a中进一步所示，加强梁40的梁部分42在金属板中具有多个纵向弯曲部，每个纵向弯曲部在梁部分42之间形成转角过渡并限定梁部分42的单独壁部段。几个壁部段相对于彼此成一定角度以形成管状形状，该管状形状围绕沿加强梁纵向延伸的内部区域。如图3a所示，梁部分42的壁部段包括上壁部段46、内壁部段48、下壁部段50、外壁部段52、下剪切壁部段54、中壁部段56以及上剪切壁部段58。上壁部段46、内壁部段48、上剪切壁部段58、以及由凸缘部分44的下端形成的壁部段59，共同形成管状形状，其总体围绕上部内部区域60。此外，内壁部段48、下壁部段50、外壁部段52以及下剪切壁部段54形成管状形状，其总体围绕下部内部区域62。围绕上部内部区域60和下部内部区域62的管状形状沿加强梁彼此平行对齐地纵向延伸，并显示为在中壁部段48上彼此镜像。然而，加强梁的其他示例可能具有管状形状大小不等及形状不同的情况。
47.图3a所示的梁部分42具有与凸缘部分44相对的金属板的相对边缘64，其附接在金属板的中间部分处以包围至少一个管状形状。具体地，相对边缘64被弯曲以从上壁部段46向下弯曲到上部内部区域60中，以搭接的方式附接到壁部段59，从而当焊接暴露的裂缝时(例如通过与用于形成加强梁40的辊轧成形操作一致的激光焊接)，允许相对边缘64偏向壁部段59。中壁部段56也可以焊接到内壁部段48，例如通过在辊轧成形操作期间的激光焊接或点焊。在其他实施方式中，边缘可以焊接为不同构造，例如t型接头，并且焊接可以通过粘合剂、紧固件或其组合进行补充或替换。
48.当加强梁40具有单个凸缘部分44时，如图3a所示，梁部分42可以固定在踏脚部件10的门槛板12、14之间的中空内部空间16内，例如将内壁部段48与第一门槛板12的内壁26的大致平行的内表面接触并且可以通过焊接点55附接到其上。因此，内壁26可以由内壁部段48加强。此外，梁部分42的壁部段通过大致垂直于内壁26的壁部段提供剪切支撑，该内壁26平行于凸缘部分44的平面延伸部。图3a中所示的剪切支撑由上壁部段46、下壁部段50以及相对于上壁部段46、下壁部段50成约30度角的剪切壁部段54、58提供。因此，剪切支撑可以由与踏脚部件10的内壁26的垂直延伸成0至60度角的壁部段提供，或者在其他实施方式中，剪切支撑可以由角度范围为0至45度、0至30度或0至15度的壁部段提供。
49.加强梁40可由抗拉强度高于1,000mpa，例如约1,500mpa的高级高强度钢辊轧成形。用于辊轧成形加强梁的金属板厚度可以为约1mm至2mm，例如在1.2mm至1.6mm之间。此外，用于加强梁和车辆部件板的钢板是镀锌的，以便有一层防腐蚀的锌涂层。然而，在一些示例中，加强梁的钢板可以不镀锌，并且在其他示例中，形成车辆部件的钢板可以不镀锌。在进一步的示例中，形成加强梁的金属板是铝板。
50.参照图3b，踏脚部件10的另一示例省略了内部门槛板，相反，加强梁40的内壁部段48限定了踏脚部件10的最内壁。为了避免重复，不再详细描述图3b中示出的踏脚部件10的与图3a的踏脚部件10相同或相似的其他特征，包括具有相似附图标记的特征。图3b所示的加强梁40接合到外部门槛板14，其中加强梁40的一体式凸缘部分44焊接到外部门槛板14的
上凸缘22，例如通过点焊工艺等。为了进一步将加强梁保持在外部门槛板14上，外部门槛板14的下凸缘24可直接或间接接合到加强梁40的下部。如图3b所示，可以设置内部支架13，以连接在下凸缘24与加强梁40之间。内部支架13可以沿着踏脚部件10的长度连续延伸，或者可以分成单独的多个支架，这些支架沿着加强梁40和外部门槛板14的长度在间隔的位置附接。当连续设置时，内部支架13可以将踏脚部件10的中空内部空间16封闭在外部门槛板14和加强梁40之间。内部支架13包括下凸缘20和上部段，该下凸缘20接合到外部门槛板14的下凸缘24，该上部段从下凸缘24一体地延伸并限定下壁30。下壁30通过焊接与加强梁40的下壁部段50的外侧部分接合。然而，可以设想内部支架13的其他实施方式可以在加强梁40上的替代位置处接合(例如通过向上延伸而无弯曲过渡以附接到外壁部段52或加强梁40)，并且可以通过可替代的接合特征(例如紧固件、粘合剂等)接合。
51.参照图4a所示的车辆部件110，第一门槛板112和第二门槛板114以类似于图3a所示的方式附接在一起，以包围门槛板112、114之间的中空内部空间116。图4a所示的车辆部件110也实现为车辆踏脚部件，第一门槛板112称为门槛内板，第二门槛板板114称为门槛外板。与踏脚组件10和相关门槛板12、14相似的踏脚部件110和相关门槛板112、114的其他特性不再详细描述，并使用相似的附图标记(增加100)。
52.同样如图4a所示，加强梁140设置为包括具有多中空横截面形状的梁部分142以及从梁部分142一体地延伸的凸缘部分144。梁部分142设置在踏脚部件110的中空内部空间116内，并且具体地设置在由内板112形成的内部空间内。凸缘部分144例如通过点焊附接在门槛板112、114的边缘或凸缘之间，以将加强梁140相对于门槛板112、114固定。加强梁40的梁部分142在用于形成加强梁140的金属板中具有多个纵向弯曲部，每个纵向弯曲部在梁部分142的单独壁部段之间形成转角过渡并限定梁部分142的单独壁部段。
53.如图4a中进一步所示，上壁部段146、内壁部段148、上剪切壁部段158、以及由凸缘部分144的下端形成的壁部段159，共同形成管状形状，其总体围绕上部内部区域160。此外，内壁部段148、下壁部段150、外壁部段152以及下剪切壁部段154形成管状形状，其总体围绕下部内部区域162。围绕上部内部区域160和下部内部区域162的管状形状沿加强梁彼此平行对齐地纵向延伸，并各自具有大致呈矩形的横截面形状。因此，当固定在踏脚部件的中空内部空间116内时，上壁部段146、下壁部段150以及剪切壁部段154、158通过大致垂直于内壁126，向内壁126提供剪切支撑。同样为了加强内壁126，加强梁140的内壁部段148与大致平行于第一/内板112的内壁126的内表面接触连接并且可以附接在其上(例如，通过焊接)。与加强梁40相似的加强梁140的其他特征不再详细描述，并使用相似的附图标记(增加100)。
54.如图4b所示，踏脚部件110的另一示例省略了内部门槛板，相反，加强梁140的内壁部段148限定了踏脚部件110的最内壁。为了避免重复，不再详细描述图4b中示出的踏脚部件110的与图4a的踏脚部件110相同或相似的其他特征，包括具有相似附图标记的特征。图4b所示的加强梁140接合到外部门槛板114，其中加强梁40的一体式凸缘部分144焊接到外部门槛板114的上凸缘122，例如通过点焊工艺等。为了进一步将加强梁保持在外部门槛板114上，外部门槛板114的下凸缘124可直接或间接接合到加强梁140的下部。如图4b所示，可以设置内部支架113，以连接在下凸缘124与加强梁140间。内部支架113可以沿着踏脚部件110的长度连续延伸，或者可以分成单独的多个支架，这些支架沿着加强梁140和外部门槛
板114的长度在间隔的位置附接。当连续设置时，内部支架113可以将踏脚部件110的中空内部空间116封闭在外部门槛板114和加强梁140之间。内部支架113包括下凸缘120和上部段，该下凸缘120接合到外部门槛板114的下凸缘124，该上部段从下凸缘124一体地延伸并限定下壁130。下壁130通过焊接与加强梁140的下壁部段150的外侧部分接合。然而，可以设想内部支架113的其他实施方式可以在加强梁140上的替代位置处接合(例如通过向上延伸而无弯曲过渡以附接到外壁部段152或加强梁140)，并且可以通过可替代的接合特征(例如紧固件、粘合剂等)接合。
55.现在参考图5a所示的车辆部件210，两个门槛板212、214再次以与图3所示相似的方式附接在一起，以围绕门槛板212、214之间的中空内部空间216，例如实现为车辆踏脚部件。与踏脚组件10相似的踏脚部件210的其他特性不再详细描述，并使用相似的附图标记(增加200)。如图5a所示，加强梁240设置为包括具有多中空横截面形状的梁部分242以及从梁部分242一体地延伸的凸缘部分244。梁部分242的多中空横截面形状有两个中空内部区域260、262，它们由单个公共中心壁部段(示出为中心剪切壁部段254)划分。加强梁240可以由金属板辊轧成形，以便在金属板中形成多个纵向弯曲部，每个弯曲部在梁部分242的单独壁部段之间形成转角过渡。
56.如图5a中进一步所示，上壁部段246、上内壁部段248a、中心剪切壁部段254，以及上外壁部段257形成管状形状，其总体围绕上部内部区域260。此外，下内壁部段248b、下壁部段250、下外壁部段252，以及中心剪切壁部段254形成管状形状，其总体围绕下部内部区域262。下外壁部段252与凸缘部分244平面对齐，并设置在凸缘部分244的下端。此外，紧靠下外壁部段252上方的壁部段259是凸缘部分244的平面延伸部，并且与上外壁部段257重叠以提供双壁厚度。
57.图5a所示的梁部分242具有与凸缘部分244相对的金属板的相对边缘264，其附接在金属板的中间部分处以绕上部内部区域260包围管状形状。具体地，相对边缘264从上内壁部段248a向内弯曲进入上部内部区域260，从而以搭接方式附接到中心壁部段254，并进而焊接所暴露的裂缝(例如通过激光焊接)。壁部段259也可以焊接到上内壁部段257(例如通过激光焊接)。在其他实施方式中，边缘可以焊接为不同构造，例如搭接到下外壁部段或具有中心壁部段与下外壁部段之间的转角过渡的t形接头。
58.围绕出上部内部区域260和下部内部区域262的管状形状沿加强梁彼此平行对齐地纵向延伸，并各自具有大致呈矩形的横截面形状。因此，当固定在踏脚部件的中空内部空间216内时，上壁部段246、下壁部段250以及中心剪切壁部段254通过大致垂直于内壁226，向内壁226提供剪切支撑。同样为了加强内壁226，加强梁240的上内壁部段248a、下内壁部段248b与大致平行于内板212的内壁226的内表面接触连接并且可以附接在其上。不再详细描述与加强梁40相似的加强梁240的其他特征，并使用相似的附图标记(增加200)。
59.图5b中示出的踏脚部件210的进一步示例省略了内部门槛板，相反，加强梁240的内壁部段248限定了踏脚部件210的最内壁。为了避免重复，不再详细描述图5b中示出的踏脚部件210的与图5a的踏脚部件210相同或相似的其他特征，包括具有相似附图标记的特征。图5b所示的加强梁240接合到外部门槛板214，其中加强梁240的一体式凸缘部分244焊接到外部门槛板214的上凸缘222，例如通过点焊工艺等。为了进一步将加强梁保持在外部门槛板214上，外部门槛板214的下凸缘224可直接或间接接合到加强梁240的下部。如图5b
所示，可以设置内部支架213，以连接在下凸缘224与加强梁214之间。内部支架213可以沿着踏脚部件210的长度连续延伸，或者可以分成单独的多个支架，这些支架沿着加强梁240和外部门槛板214的长度在间隔的位置附接。当连续设置时，内部支架213可以将踏脚部件210的中空内部空间216封闭在外部门槛板214和加强梁240之间。内部支架213包括下凸缘220和上部段，该下凸缘220接合到外部门槛板214的下凸缘224，该上部段从下凸缘224一体地延伸并限定下壁230。下壁230通过焊接与加强梁240的下壁部段250的外侧部分接合。然而，可以设想内部支架213的其他实施方式可以在加强梁240上的替代位置处接合(例如通过向上延伸而无弯曲过渡以附接到外壁部段252或加强梁240)，并且可以通过可替代的接合特征(例如紧固件、粘合剂等)接合。
60.现在参考图6a，示出了具有加强梁340的踏脚部件310，该加强梁340由金属板辊轧成形以提供梁部分342，该梁部分342包括具有四个封闭内部区域360、361、362、363和五个壁部段346、354、350的多中空横截面形状，这些壁部段提供剪切支撑并划分被封闭的内部区域。凸缘部分344从梁部分342一体地延伸，并由用于形成梁部分342的金属板的边缘提供。如图6a所示，凸缘部分344沿梁部分342的外侧线性向下延伸到下壁部段350，从而限定了上外壁部段359和下外壁部段352。从下壁部段350的内端开始，金属板以蛇形弯曲形式向上过渡以提供三个中间剪切壁部段354，然后在上壁部段346处向外过渡，然后沿梁部分342的内侧线性向下过渡。梁部分342的内侧限定出上内壁部段348a和下内壁部段348b。
61.如图6a所示，梁部分342包括上壁部段346、上内壁部段348a、中心剪切壁部段354，以及上外壁部段357共同形成管状形状，其总体围绕出上部内部区域360。与上部内部区域360相邻并在其下方，中间内部区域361由相同的中心剪切壁部段354、中间壁部段356、另一中心剪切壁部段354和上外壁部段359界定。与中间内部区域361相邻并在其下方，另一中间内部区域362由相同的中心剪切壁部段354(其与中间内部区域361相邻)、下内壁部段348b、另一中心剪切壁部段354和下外壁部段357界定。最后，与中间内部区域362相邻并在其下方，下部内部区域363由相同的中心剪切壁部段354(与中间内部区域362相邻)、下中间壁部段356、下壁部段350和下外壁部段352界定。
62.同样如图6a所示，内壁部段348a、348b与第一门槛板312的内壁326的大致平行的内表面接触连接。梁部分342的壁部段通过大致垂直于内壁326的壁部段提供剪切支撑，该内壁326平行于加强梁340的凸缘部分344的平面延伸部。图6a中所示的剪切支撑由下壁部段350以及剪切壁部段354和上壁部段345提供，它们各自相对于凸缘部分344成大约30度角。在其他实施方式中，蛇形弯曲可以提供不同形状的壁部段，例如与车辆部件310的内壁326垂直延伸成0至60度、或0至45度或0至30度角的剪切壁部段。不再详细描述与车辆组件10和加强梁40相似的车辆部件310和相关加强梁340的其他特性，并使用相似的附图标记(增加300)。
63.图6b中示出的踏脚部件310的另一实施方式省略了内部门槛板，相反，加强梁340的内壁部段348限定了踏脚部件310的最内壁。为了避免重复，不再详细描述图6b中示出的踏脚部件310的与图6a的踏脚部件310相同或相似的其他特征，包括具有相似附图标记的特征。图6b所示的加强梁340接合到外部门槛板314，其中加强梁340的一体式凸缘部分344焊接到外部门槛板314的上凸缘322，例如通过点焊工艺等。为了进一步将加强梁保持在外部门槛板314上，外部门槛板314的下凸缘324可直接或间接接合到加强梁340的下部。如图6b
所示，可以设置内部支架313，以连接在下凸缘324与加强梁314之间。内部支架313可以沿着踏脚部件310的长度连续延伸，或者可以分成单独的多个支架，这些支架沿着加强梁340和外部门槛板314的长度在间隔的位置附接。当连续设置时，内部支架313可以将踏脚部件310的中空内部空间316封闭在外部门槛板314和加强梁340之间。内部支架313包括下凸缘320和上部段，该下凸缘320接合到外部门槛板314的下凸缘324，该上部段从下凸缘324一体地延伸并限定下壁330。下壁330通过焊接与加强梁340的下壁部段350的外侧部分接合；然而，可以设想内部支架313的其他实施方式可以在加强梁340上的替代位置处接合(例如通过向上延伸而无弯曲过渡以附接到外壁部段352或加强梁340)，并且可以通过可替代的接合特征(例如紧固件、粘合剂等)接合。
64.现在参照图7a至图16，加强梁可以包括第二凸缘部分，例如由金属板的相对边缘部分形成的凸缘部分466、566(图7a和8a)。第二凸缘部分可以附接在第一门槛板与第二门槛板的下凸缘之间(例如通过点焊)。如此，加强梁可以避免使用能够在凸缘之间延伸的一个或两个门槛板，以便集成各个门槛板的一些或全部结构性特征。此外，在将第二凸缘部分设置为从加强梁的梁部分的一体地延伸时，在一些示例中，加强梁的梁部分可以与车辆部件的内板和外板的内表面间隔开或分开，以便例如在加强梁和内外板之间提供两个连接点以及额外的中空区域或横向挤压区域。
65.如图7a所示，加强梁440设置为包括具有多中空横截面形状的梁部分442以及从梁部分442一体地延伸的两个凸缘部分444、466。梁部分442的多中空横截面形状具有三个中空内部区域460、461、462，该三个中空内部区域由中心壁部段454、464划分。加强梁440由金属板辊轧成形，以便在金属板中形成多个纵向弯曲部，每个弯曲部在梁部分442的单独壁部段之间形成转角过渡。
66.如图7a所示，梁部分442的横截面形状提供了上凸缘部444，其沿着梁部分442的外侧向下线性延伸至下壁部段450，从而限定了加强梁440的外壁部段452。从下壁部段450的内端开始，金属板以对角形式向上过渡以在上壁部段446向内过渡之前提供两个中间剪切壁部段454，并且然后沿着梁部分442的内侧线性地向下过渡以限定上外壁部段448a和下外壁部段448b。上壁部段446、上内壁部段448a、中心剪切壁部段454，以及上外壁部段457共同形成管状形状，其总体围绕出上部内部区域460。与上部内部区域460相邻并在其下方，中间内部区域461由相同的中心剪切壁部段454、中间壁部段456、另一中心剪切壁部段454和外壁部段452界定。与中间内部区域461相邻并在其下方，下部内部区域462由相同的中心剪切壁部段454(与中间内部区域461相邻)、下内壁部段448b和下壁部段450界定。梁部分442的壁部段通过大致垂直于内壁426的壁部段提供剪切支撑，这些壁部段例如下壁部段450、上壁部段446，以及相对于凸缘部分444成大约45度角的剪切壁部段454。不再详细描述与车辆组件10和加强梁40相似的车辆部件410和相关加强梁440的其他特性，并使用相似的附图标记(增加400)。
67.如图7b所示，踏脚部件410的另一实施方式省略了内部门槛板，相反，加强梁440的内壁部段448限定了踏脚部件410的最内壁。因此，加强梁440利用单个金属板将门槛板与加强结构集成在一起。为了避免重复，不再详细描述图7b中示出的踏脚部件410的与图7a的踏脚部件410相同或相似的其他特征，包括具有相似附图标记的特征。图7b所示的加强梁440接合到外部门槛板414上，其中一体式上凸缘部分444和下凸缘部分466焊接到外部门槛板
414的相应的上凸缘422和下凸缘424，例如通过点焊或激光焊接等。
68.如图8a所示，加强梁540设置有与图7a所示的加强梁440相似的构造，所设置的梁部分542具有由中心壁部段554、564划分的三个中空内部区域560、561、562。与加强梁440不同，中心壁部段554定向为相对于内壁526以及上内壁部548a、下内壁部548b垂直。因此，上外壁部段557和中壁部段556沿着各自的外壁部段552和内壁部段548a、548b的更大范围延伸。
69.同样如图8b所示，踏脚部件510的另一实施方式省略了内部门槛板，相反，加强梁540的内壁部段548限定了踏脚部件510的最内壁。因此，加强梁440利用单个金属板将门槛板与加强结构集成在一起。图8b所示的加强梁540接合到外部门槛板514上，其中一体式上凸缘部分544和下凸缘部分566焊接到外部门槛板514的相应的上凸缘522和下凸缘524，例如通过点焊或激光焊接等。不再详细描述与车辆组件10、410和加强梁40、440相似的车辆部件510和相关加强梁540的其他特性，并使用相似的附图标记(增加500)。
70.参考图9a至图16，加强梁可以具有横向向外扩展的横截面形状，以大致填充限定在车辆部件的内板和外板之间的内外中空内部空间。如此，踏脚部件的外部部分可以被加强，例如用于降低冲击侵入阻力，这可能对于具有布置在踏脚组件之间的电池模块的电动车辆是需要的。如图9a至图12d所示，加强梁的梁部分包括两个中空内部区域，其由共同的中心壁部段654、754、854、954划分，这些壁部段定向为大致竖直地与相应加强梁的上凸缘和下凸缘以及凸缘部分对齐。竖直中心壁部段654、754、854、954由相似于图5a所示的加强梁240的横截面形状提供，并且绕加强梁的纵向轴线旋转大约90度，以竖直定向剪切壁部段254。
71.关于图9a所示的加强梁640，内板612和外板614的上凸缘618、622和下凸缘620、624彼此竖直偏移，使得凸缘部分644、666也竖直偏移以设置在相应的上凸缘618、622和下凸缘620、624之间。利用这种偏移，外下壁部段651设置在内下壁部段650的下方并向外延伸以与内下壁部段650的一部分重叠。中心壁部段654向上延伸超过内上壁部段646以部分重叠凸缘部分644的下端，使得从中心壁部段654的上端一体地延伸的外上壁部段645竖直设置在内上壁部段646上方。不再详细描述与车辆组件10、410和加强梁40、440相似的车辆部件610和相关加强梁640的其他特性，并使用相似的附图标记(增加600)。
72.如图9b、图9c和图9d所示，踏脚部件610的其他实施方式省略了内部门槛板(图9b)、外部门槛板(图9c)、以及全部两个门槛板(图9d)。在这些示例中，与省略的门槛板相邻的加强梁的壁部段限定了踏脚部件610对应的最内壁或最外壁。因此，加强梁640可以利用单个金属板将一个或两个门槛板与加强结构集成在一起。为了避免重复，不再详细描述图9b至9d中示出的踏脚部件610的与图9a的踏脚部件610相同或相似的其他特征，包括具有相似附图标记的特征。
73.如图10a所示，加强梁740设置有与图9a所示的加强梁640相似的构造，所设置的梁部分742具有由中心壁部段754划分的两个中空内部区域760、762。与加强梁640不同，外下壁部段751设置在内下壁部段750的上方并且不与内下壁部段750的一部分重叠。因此，中心壁部段754向下延伸超过外下壁部段751以部分重叠第二凸缘部分766的上端，使得从中心壁部段754的下端一体地延伸的内下壁部段750竖直设置在外下壁部段751下方。
74.如图10b至图10d所示，踏脚部件710的其他实施方式省略了内部门槛板(图10b)、
外部门槛板(图10c)、以及全部两个门槛板(图10d)。在这些示例中，与省略的门槛板相邻的加强梁的壁部段限定了踏脚部件710对应的最内壁或最外壁。因此，加强梁740可以利用单个金属板将一个或两个门槛板与加强结构集成在一起。不再详细描述与车辆组件10、610和加强梁40、640相似的车辆部件710和相关加强梁740的其他特性，并使用相似的附图标记(增加700)。
75.如图11a至图11d以及图12a至图12d所示，加强梁840、940也设置有与图9a至9d所示的加强梁640相似的构造，所设置的梁部分842、942各自具有由中心壁部段854、954划分的两个中空内部区域860、862、960、962。与加强梁640不同，外上壁部段845、945设置在内下壁部段846、946的上方并且与内上壁部段846、946的一部分重叠。因此，中心壁部段854、954不与凸缘部分844、866、944、966中的任一个重叠，使得中心壁部段854、954终止于外上壁部段845、945的上端的中间范围和内下壁部段850、950的中间范围。然后，例如当与图12a至图12d中所示的相对较短的横向偏移相比时，当如图11a至图11d中所示横向偏移更大的距离时，中心壁部段854、954可以在横向偏移的凸缘之间大致居中。不再详细描述与车辆组件10、610和加强梁40、640相似的车辆部件810、910和相关加强梁840、940的其他特性，并使用相似的附图标记(分别增加800、900)。
76.如图13a至图13d所示，上凸缘1018、1022和下凸缘1020、1024可以竖直对准。图13a至图13d中所示的加强梁1040是与图11a至图11d中所示的加强梁840相似的构造，其中上壁部段1045、1046的部分重叠，并且下壁部段1050、1051的部分重叠。然而，中心壁部段1054设置为相似于图6a中所示的加强梁340，其中金属板以交替对角形式向上过渡，以在上壁部段1046向内过渡之前提供三个中间剪切壁部段1054，并且然后沿梁部分1042的内侧线性向下过渡以限定上内壁部段1048a和下内壁部段1048b。不再详细描述与车辆组件10和加强梁40相似的车辆部件1010和相关加强梁1040的其他特性，并使用相似的附图标记(各自增加1000)。在其他实施方式中，中心壁部段的角定向布置为大致在偏移凸缘之间延伸，使得从上凸缘朝向从上凸缘向内偏移的下凸缘成角度。
77.参考图14a至图14d，示出了具有与图9a至图9d中示例相似构造的踏脚部件1110的其他示例，其中加强梁1140的横截面形状主要在梁部分1142的壁部段之间以及梁部分1142和凸缘部分1144、1166之间的角度过渡的程度上改变。例如，加强梁1140的梁部分1142包括沿着中心壁部段1154的一部分大致水平的壁部段1153，以提供除了上下剪切壁部段1145、1146、1150之外的剪切壁部段。
78.图15a至图15d中示出了踏脚部件1210的其他示例，其具有与图7a至图7d中示例相似的构造，其中加强梁1240的横截面形状在形成加强梁1240的金属板的辊轧成形弯曲结构或花形图案中改变。具体地，加强梁1240形成围绕出上中空区域1260的上管状部分和围绕出下中空区域1262的下管状部分，其中板材沿着加强梁1240的外壁部段1232连接上管状部分和下管状部分以包围第三中空区域1261。加强梁1240的这种构造如图15d所示，没有内门槛板或外门槛板。与图15d的加强梁1240和踏脚部件相似，踏脚部件1310的另一个示例在图16中示出，相似的附图标记由图15a至15d中所示的标记增加100。如图16所示(同样如图1a所示)，踏脚部件1310位于电池托盘的外侧和车身侧板的内侧。此外，底板横构件显示为横跨在电池托盘上方并与踏脚部件1310的内部、上中空区域160上方和上凸缘1344内侧相互连接。其他示例也考虑了其他连接构造，例如图1b中的示例。
79.尽管加强梁可以在梁部分处具有提供足够刚度和强度的结构，可以设想车辆部件可以包括一个或多个隔板构件，这些隔板构件与踏脚部件的纵向范围大致正交地设置。例如，当需要进一步加强外踏脚板时，例如为了保护设置在踏脚部件间的托盘中的电池模块，一系列隔板构件可以沿加强梁的外壁部段和踏脚部件的外板之间的中空内部间隔设置。隔板构件可以通过机械紧固件、焊接、粘合剂或其任何组合连接到外板和/或加强梁。此外，可以设想内板和外板可以包括可附接在内板和外板的选定位置处的壁加强件。例如，壁加强件可以附接在形成内板和外板的金属板的圆角处并对其进行加固。可以设想，在其他示例中可以使用额外或可替代的附接位置。
80.还可以设想，所公开的车辆部件的内部加强件可以结合到其他类型的结构性梁中，例如汽车和船用车辆的框架和结构、建筑物、储罐、家具等。关于车辆应用，此处公开的车辆部件可以与不同结构性部件的各种应用相结合。车辆部件可以设计为支持和维持不同的载荷条件，例如支持特定水平跨度或轴向载荷条件。此外，车辆部件可以设计为承受各种冲击力，例如所示的踏脚组件、立柱结构等。车辆部件横截面轮廓的横截面几何形状、材料类型选择以及材料厚度可以配置为用于这种特定用途和所需的载荷和性能特征，例如梁的重量、载荷能力、力挠曲性能和车辆部件的冲击性能。
81.为了本公开的目的，冠词“一”、“一个”及“该”旨在表示在前的描述中存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在具有包容性，并且表示可能存在除所列元件之外的其他元件。此外，应当理解，对本公开的“一个实施例”或“实施例”的引用不旨在解释为排除同样包含所述特征的其他实施方式的存在。而且，此处使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用来表示另一个元件。
82.本文规定的数字、百分比、比率或其它值旨在包括该值，且“大约”或“近似”所述值的其它值，如本公开的实施方式所涵盖的本领域普通技术人员可以理解的。因此，应该对规定值进行足够广泛的解释，以包含至少足够接近规定值的值，以执行期望的功能或实现期望的结果。例如，术语“近似”、“大约”以及“大致”可以指与规定值相比小于5％、小于1％、小于0.1％以及小于0.01％的值。
83.此外，应当理解，前述任何方向或参考框架仅仅是相对方向或运动。例如，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”、“内侧”、“外侧”及其派生词应与图1所示的方向相关。然而，应当理解，可以提供各种替代方向，除非另有明确相反规定。还应当理解，附图中所示和本说明书中所描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求中定义的本发明内容的示例性实施例。因此，与本发明公开的实施例相关的具体尺寸和其它物理特性不应被视为限制性的，除非权利要求中另有明确规定。
84.在不脱离本发明原理的情况下，可以对具体描述的实施例进行变化和修改，本发明的原理旨在仅限于根据专利法规定解释的所附权利要求的范围。已经以说明性的方式描述了本公开，并且应当理解，所使用的术语的性质是描述性的，而不是限制性的。根据上述教导，本公开的多种修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的方式实施。