УСИЛИТЕЛЬ ПОРОГА ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ Российский патент 2023 года по МПК B62D25/20 

Изобретение относится к элементам конструкции кузова автомобиля, в частности к усилителям боковых порогов электромобилей [B62D25/02].

Из уровня техники известна СТРУКТУРА ПОРОГОВОЙ БАЛКИ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ [CN111319683, опубл. 23.06.2020] которая включает наружные панели боковых стенок, внутренние панели боковых стенок, соединительные пластины и металлические профили, при этом низ соединительных пластин совместим с верхом металлических профилей и жестко соединен клеем, толщина клея между соединительной пластиной и металлическим профилем не менее 3 мм, наружная панель боковой стенки изогнута, нижний конец жестко соединен с наружным концом соединительной пластины, а боковая внутренняя стеновая панель выполнена изогнутой, нижний конец неподвижно соединен с внутренним концом соединительной пластины, а верхний конец наружной пластины боковой стенки неподвижно соединен с верхним концом внутренней пластины боковой стенки, таким образом, внешняя пластина боковой стенки, внутренняя пластина боковой стенки в поперечном сечении с соединительной пластиной образуют закрытую полость, а материал внешней панели боковой стенки, внутренней панели боковой стенки и соединительной пластины представляет собой композит из углеродного волокна.

Недостатком аналога является большие габариты конструкции из-за ее геометрической формы, вследствие чего при ее монтаже к кузову автомобиля образуется массивный выступ.

Также из уровня техники известен КАРКАС КУЗОВА [CN207257348, опубл. 20.04.2018] который содержит аккумуляторную батарею первого типа или аккумуляторную батарею второго типа, установленную на боковой балке порога рамы кузова через фиксирующую деталь.

Недостатком аналога является сложность монтажа усилителя порога из-за его высокой степени интеграции в каркас кузова.

Наиболее близкой по технической сущности является ПОРОГОВАЯ ОПОРНАЯ ПЛАСТИНА [CN110654467, опубл. 07.01.2020] состоящая из пола автомобиля, внутренняя пластина порога установлена на краю пола автомобиля, внутренняя пластина порога соединена с полом автомобиля, а передняя балка после сварки задней балки сиденья - приваривается к наружной пластине порога; полость порога, образованная внутренней пластиной порога и наружной пластиной порога, отличается тем, что в полости порога расположены U-образная первая опорная пластина и П-образная первая опорная пластина; выполнены два раскоса, первый раскос приварен к наружной панели порога, а второй раскос приварен к внутренней панели порога; первая распорка и вторая распорка соединены с сиденьем, передняя балка сиденья и задняя балка сиденья центрированы, а первая распорка и вторая распорка выровнены, образуя конструкцию «спина к спине».

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является низкий уровень пассивной безопасности транспортного средства при боковом ударе, из-за того, что указанные конструкции имеют неоптимальные формы внешней и внутренней части усилителей. В частности, указанные в решениях аналогов и прототипа ячеистые структуры профилей усилительных элементов не выполнены оптимальным образом с точки зрения равномерного поглощения энергии бокового удара.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом является повышение пассивной безопасности транспортного средства.

Указанный технический результат достигается за счет того, что усилитель порога электромобиля, структура которого в поперечном сечении выполнена ячеистой, а внешняя часть профиля имеет трапециевидную форму, при этом внешняя часть профиля трапециевидной формы выполнена со смещением меньшего основания трапеции к нижней части с образованием длиной и короткой боковых сторон трапеции, внутренняя часть профиля выполнена с первой горизонтальной частью сверху, переходящей в наклонную поверхность, переходящую в первую вертикальную поверхность, переходящую во вторую горизонтальную поверхность, переходящую во вторую вертикальную поверхность, переходящую в третью нижнюю горизонтальную поверхность внутренней части, отличающийся тем, что структура ячеек образована четырьмя горизонтальными и двумя вертикальными перемычками, при этом первая горизонтальная перемычка соединяет длинную боковую сторону трапеции внешней части профиля и перовую вертикальную поверхность внутренней части профиля, вторая горизонтальная перемычка соединяет длинную боковую сторону трапеции внешней части профиля и место пересечения первой вертикальной поверхности и второй горизонтальной поверхности, третья горизонтальная перемычка соединяет место пересечения длинной боковой стороны и малого основания трапеции внешней части профиля со второй вертикальной поверхностью внутренней части профиля, четвертая горизонтальная перемычка соединяет малое основание трапеции внешней части профиля со второй вертикальной поверхностью внутренней части профиля, первая вертикальная перемычка соединяет первую горизонтальную перемычку с местом соединения меньшей боковой стороны трапеции внешней части профиля и третьей горизонтальной поверхностью, вторая вертикальная перемычка соединяет место пересечения первой вертикальной поверхности и второй горизонтальной поверхности с третьей горизонтальной поверхностью.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид профиля усилителя порога электромобиля в поперечном сечении.

На фиг. 2 общий вид профиля усилителя порога электромобиля смонтированного к нижней части кузова.

На фигурах обозначено: 1 - усилитель порога; 2 - нижний фиксатор; 3 - верхний фиксатор; 4 - внутренняя часть профиля; 5 - внешняя часть профиля; 6 - отверстия; 7 - первая горизонтальная поверхность; 8 - наклонная поверхность; 9 - первая вертикальная поверхность; 10 - вторая горизонтальная поверхность; 11 - вторая вертикальная поверхность; 12 - третья горизонтальная поверхность; 13 – первая горизонтальная перемычка; 14 – вторая горизонтальная перемычка; 15 – третья горизонтальная перемычка; 16 – четвертая горизонтальная перемычка; 17 – первая вертикальная перемычка; 18 – вторая вертикальная перемычка.

Усилитель порога 1 автомобиля выполнен из экструдированного алюминиевого профиля. Профиль выполнен ячеистым в поперечном сечении. Нижняя часть профиля зафиксирована при помощи нижнего фиксатора 2, выступающего из порога автомобиля. Верхняя часть профиля зафиксирована при помощи верхнего фиксатора 3, выступающего из боковых элементов кузова автомобиля. Внутренняя часть профиля 4, прилегающая к боковым элементам кузова автомобиля, выполнена по форме, обеспечивающей прилегание к порогу, в нижней части; батареи и несущим элементам, в боковой части. Внешняя часть профиля 5 (в поперечном сечении), выступающая снаружи автомобиля между нижним 2 и верхним 3 фиксаторами, имеет трапециевидную форму. При этом боковые стороны трапеции расположены под различными углами, так нижняя боковая сторона расположена под большим углом, по сравнению с верхней стороной, что обеспечивает смещение меньшего основания трапеции ближе к нижней части. По длине профиля, в месте меньшего основания трапеции интервально выполнены отверстия 6 для монтажа усилителя порога 1 к боковой части автомобиля. Внутренняя часть профиля 4 (в поперечном сечении) выполнена сложной геометрической формой. Верхняя первая горизонтальная поверхность 7, которая соприкасается с верхом фиксатором 3, переходит в наклонную поверхность 8, которая прилегает к наклонной поверхности кузова электромобиля. Наклонная поверхность 8 переходит к первой вертикальной поверхности 9, которая под прямым углом переходит во вторую горизонтальную поверхность 10. Угол, образованный первой вертикальной поверхностью 9 и второй горизонтальной поверхность 10, обеспечивает плотное прилегание усилителя порога 1 к полу электромобиля. Вторая горизонтальная поверхность 10 под прямым углом переходит во вторую вертикальную поверхность 11. Вторая вертикальная поверхность 11 обеспечивает плотное прилегание усилителя порога 1 к батарее электромобиля. Вторая вертикальная поверхность 11 под прямым углом переходит в третью горизонтальную поверхность 12, которая переходит к трапециевидной внешней части профиля 5.

Ячеистая структура профиля усилителя порога 1 выполнена следующим образом. Структура ячеек образована четырьмя горизонтальными перемычками располагаемых одна под другой (первая 13, вторая 14, третья 15 и четвертая 16 горизонтальные перемычки) и двумя вертикальными перемычками (первая 17 и вторая 18 вертикальные перемычки).

Первая горизонтальная перемычка 13 соединяет длинную боковую сторону трапеции внешней части профиля 5 и перовую вертикальную поверхность 9 внутренней части профиля 4.

Вторая горизонтальная перемычка 14 соединяет длинную боковую сторону трапеции внешней части профиля 5 и место пересечения первой вертикальной поверхности 9 и второй горизонтальной поверхности 10.

Третья горизонтальная перемычка 15 соединяет место пересечения длинной боковой стороны и малого основания трапеции внешней части профиля 5 со второй вертикальной поверхностью 11 внутренней части профиля 4.

Четвертая горизонтальная перемычка 16 соединяет малое основание трапеции внешней части профиля 5 со второй вертикальной поверхностью 11 внутренней части профиля 4.

Первая вертикальная перемычка 17 соединяет первую горизонтальную перемычку 13 с местом соединения меньшей боковой стороны трапеции внешней части профиля 5 и третьей горизонтальной поверхностью 12.

Вторая вертикальная перемычка 18 соединяет место пересечения первой вертикальной поверхности 9 и второй горизонтальной поверхности 10 с третьей горизонтальной поверхностью.

Усилитель порога 1 используется следующим образом.

При боковом ударе усилитель порога 1 является сминаемым элементом и обеспечивает повышение пассивной безопасности пассажиров. Наличие заявленной ячеистой структуры влияет на общую энергоёмкость поглощения бокового удара, что подтверждено результатами математического и имитационного моделирования.

Заявленный технический результат повышение пассивной безопасности транспортного средства обеспечивается за счет заявленной формы профиля усилителя порога 1 с указанной ячеистой структурой. В частности, наличие четырех горизонтальных и двух вертикальных перемычек обеспечивают равномерное поглощение энергии бокового удара всей поверхностью усилителя порога 1. Указанная структура ячеек профиля была получена при помощи средств математического и имитационного моделирования. Уменьшение количества вертикальных или горизонтальных перемычек приводит к ухудшению показателей пассивной безопасности транспортного средства, а именно к увеличению вероятности получить травму пассажиром или водителем при боковом ударе. Это обосновывается тем, что при уменьшении вертикальных или горизонтальных перемычек распределение энергии удара становиться неравномерным. При увеличении количества перемычек, существенно повышается материалоемкость и сложность производства без существенного увеличения пассивной безопасности.

Заявителем в 2023 г. был изготовлен опытный и промышленный образец заявленного технического решения, эксплуатация которого подтвердила заявленный технический результат, вероятность получения травм средней и тяжелой степени тяжести водителем и пассажирами транспортного средства при боковом ударе снизилась на 30-40%, относительно решений известных из уровня техники.

Пример достижения технического результата

Заявленное решение было использовано в конструкции малогабаритного легкового электромобиля. В частности, вариант реализации с креплением к кузову показан на фиг. 2. По результатам предварительных испытаний, а также математическому и имитационному моделированию для указанного транспортного средства вероятность получения травм средней и тяжелой степени тяжести водителем и пассажирами транспортного средства при фронтальном ударе снизилась на 30-40% относительно решений аналогов и прототипа. Таким образом, проведенные предварительные испытания и результаты математического и имитационного моделирования подтверждают заявленный технический результат - повышение пассивной безопасности.

Изобретение относится к элементам конструкции кузова автомобиля. Усилитель порога электромобиля имеет структуру в поперечном сечении, выполненную ячеистой, а внешняя часть профиля имеет трапециевидную форму. Внешняя часть профиля трапециевидной формы выполнена со смещением меньшего основания трапеции к нижней части с образованием длиной и короткой боковых сторон трапеции. Внутренняя часть профиля выполнена с первой горизонтальной частью сверху, переходящей в наклонную поверхность, переходящую в первую вертикальную поверхность, переходящую во вторую горизонтальную поверхность, переходящую во вторую вертикальную поверхность, переходящую в третью нижнюю горизонтальную поверхность внутренней части. Структура ячеек образована четырьмя горизонтальными и двумя вертикальными перемычками. Техническим результатом является повышение пассивной безопасности транспортного средства. 2 ил.

Усилитель порога электромобиля, структура которого в поперечном сечении выполнена ячеистой, а внешняя часть профиля имеет трапециевидную форму, при этом внешняя часть профиля трапециевидной формы выполнена со смещением меньшего основания трапеции к нижней части с образованием длиной и короткой боковых сторон трапеции, внутренняя часть профиля выполнена с первой горизонтальной частью сверху, переходящей в наклонную поверхность, переходящую в первую вертикальную поверхность, переходящую во вторую горизонтальную поверхность, переходящую во вторую вертикальную поверхность, переходящую в третью нижнюю горизонтальную поверхность внутренней части, отличающийся тем, что структура ячеек образована четырьмя горизонтальными и двумя вертикальными перемычками, при этом первая горизонтальная перемычка соединяет длинную боковую сторону трапеции внешней части профиля и первую вертикальную поверхность внутренней части профиля, вторая горизонтальная перемычка соединяет длинную боковую сторону трапеции внешней части профиля и место пересечения первой вертикальной поверхности и второй горизонтальной поверхности, третья горизонтальная перемычка соединяет место пересечения длинной боковой стороны и малого основания трапеции внешней части профиля со второй вертикальной поверхностью внутренней части профиля, четвертая горизонтальная перемычка соединяет малое основание трапеции внешней части профиля со второй вертикальной поверхностью внутренней части профиля, первая вертикальная перемычка соединяет первую горизонтальную перемычку с местом соединения меньшей боковой стороны трапеции внешней части профиля и третьей горизонтальной поверхностью, вторая вертикальная перемычка соединяет место пересечения первой вертикальной поверхности и второй горизонтальной поверхности с третьей горизонтальной поверхностью.