CN107554620B - 一种电动汽车复合材料发罩内板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车复合材料发罩内板，发罩内板与发动机罩盖的外板通过粘胶剂胶粘连接，发罩内板具有翻边，胶粘连接的连接结构包括料斗、阻挡块和防溢块；多个料斗分别设置在发罩内板的翻边上；阻挡块设置在料斗内靠近外板的一侧；阻挡块的外形与料斗相匹配，阻挡块高于内板平面；通过阻挡块能够分离两种不同性能的粘胶剂，实现混元胶接；防溢块位于外板上靠近内板的一侧，防溢块的外形根据内板的边缘形状而定，防溢块高于内板平面，能够防止粘胶剂溢出。本发明采用复合材料一体化注塑而成，开模成本低，生产效率高，通过混元连接，合理利用不同粘接胶层的力学特性，降低端头的应力集中，达到更好的粘接性能，保证粘接的美观性，节约成本。

Description

一种电动汽车复合材料发罩内板

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车复合材料发罩内板。

背景技术

随着环境问题的日益突出，汽车节能减排越来越受到汽车厂商的重视。一方面，汽车的轻量化程度越来越高，而使用复合材料产品代替传统钣金件是一种轻量化的重要途径；另一方面，新能源汽车快速发展，其结构不同于传统汽车，首先其前端不设有发动机，因此发动机罩不需要考虑由于发动机散热而导致的热变形；其次，新能源汽车的发动机罩尺寸也小于传统汽车发动机罩，结构刚度更易达到；尤其纯电动汽车不会有发动机导致的NVH性能，发动机罩盖不用过多考虑隔音隔热性能。因此，复合材料发动机罩在新能源汽车上能得到更广泛的应用。

使用复合材料设计的发动机罩具有良好的轻量化效果，达到节能减排的目的，且能一次整体成型，减少零部件数量，节约开模成本，提高生产效率。但目前选用的复合材料小丝束碳纤维价格昂贵，不适合应用于商业汽车零部件。

另外对于复合材料发动机罩盖，其内板与外板常通过胶粘连接，胶粘连接相比于传统连接具有不破坏外观，使用寿命长，减重等优点。但是现有粘接结构通过一整块粘胶剂连接，容易造成搭接区域端头的应力集中，连接不稳定等情况，同时有时候为了提高连接强度，使用过多的粘胶剂，会造成原料浪费，提高生产成本等情况。

发明内容

针对目前发动机罩盖存在的上述问题，本发明提供一种电动汽车复合材料发罩内板，其采用玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料一体化注塑而成，极大地减轻汽车整车质量，实现轻量化。同时根据新能源汽车的特点，复合材料发罩内板无需考虑传统汽车中因发动机引起的热变形和隔音隔热性能，其刚度也更易达到新能源汽车的要求。

另外，针对目前复合材料发动机罩内外板连接采用的胶粘连接，本发明提出了一种新的连接结构，通过阻挡块实现使用两种粘胶剂的混元连接，从而实现胶层受力均匀，防止搭接区应力集中，达到良好的粘接性能。同时，阻挡块限制内外板的间距，保证粘胶的厚度，提高连接可靠性。防溢块能有效防止粘胶溢出，保证美观性，节约成本。此种连接结构能减少高性能粘胶剂的使用，同样也削减了成本。另外，该连接结构易于实现，可推广应用到其他粘接零件上。

本发明的具体技术方案如下：

一种电动汽车复合材料发罩内板，所述发罩内板与发动机罩盖的外板通过粘胶剂胶粘连接，其特征在于，所述发罩内板具有翻边，所述胶粘连接的连接结构包括料斗、阻挡块和防溢块；

所述连接结构包括多个所述料斗，多个所述料斗分别设置在所述发罩内板的翻边上，用以盛放所述粘胶剂；

所述阻挡块设置在所述料斗内靠近所述外板的一侧；所述阻挡块的外形与所述料斗相匹配，所述阻挡块高于所述内板平面；通过所述阻挡块能够分离两种不同性能的所述粘胶剂，实现混元胶接；

所述防溢块位于所述外板上靠近所述内板的一侧，所述防溢块的外形根据所述内板的边缘形状而定，所述防溢块高于内板平面；所述防溢块能够防止所述粘胶剂溢出。

进一步地，所述发罩内板和所述外板分别采用玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料一体化注塑而成。

进一步地，所述发罩内板包括内板、主连接板和筋条；

所述内板内部开设弱化开口，所述弱化开口位于所述内板的中部；所述主连接板设置在所述弱化开口上；

所述发罩内板包括多根所述筋条，所述筋条均匀交叉设置在所述内板和所述主连接板上。

进一步地，所述发罩内板包括多种厚度的所述内板和所述筋条。

进一步地，所述主连接板包括纵向主连接板和斜向主连接板；所述纵向主连接板从后向前穿过所述弱化开口；多根所述斜向主连接板分别将所述内板中后部和所述内板的左前部和右前部对称分布连接。

进一步地，所述料斗为封闭式或开放式，所述阻挡块也相应呈封闭式或开放式。

进一步地，所述阻挡块的截面为上小下大的梯形。

进一步地，所述防溢块的截面为下小上大的梯形。

进一步地，所述粘胶剂包括低模量延展性胶和高模量脆性胶，所述低模量延展性胶分布在所述阻挡块外部，搭接接头的边缘，所述高模量脆性胶分布在所述阻挡块内部，搭接接头的中间区。本发明的有益效果：

本发明采用玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料一体化注塑而成，比强度高、比刚度大的复合材料的使用和弱化开口的设置，极大地减轻汽车整车质量，达到了轻量化效果，有利于节能减排，保护环境；且能整体一次成型，简化了发罩内板的零部件组成，节约开模成本，提高了生产效率。另外在其弱化开口上设有主连接板，以及内板和主连接板上设有筋条，使其强度满足发动机罩要求。

本发明的连接结构，通过阻挡块将两种不同性能的粘胶剂分离，使涂胶时有准确的定位，在内外板连接时低模量延展性胶和高模量脆性胶都有充分的接触面积，实现混元连接，避免了传统胶接接头应力集中、连接不稳定和粘胶剂浪费等问题，实现了合理利用不同粘接胶层的力学特性，胶层受力均匀，防止搭接区应力集中，达到良好的粘接效果；同时，阻挡块限制了内板和外板之间的间距，保证了粘接的厚度，提高了可靠性。通过设有防溢块防止粘胶剂溢出，保证了美观性，也减少了粘胶剂的浪费，节约成本。使用本发明的连接结构实现混元胶接，可减少性能较好的粘胶剂的使用量，从而节约成本，另外其易于实现，可推广到其他粘接零件上。

附图说明

图1为本发明电动汽车复合材料发罩内板中内板示意图；

图2为本发明中内板中A处放大图；

图3为本发明中连接结构示意图；

图4为本发明中料斗为封闭式时连接结构的示意图一；

图5为本发明中料斗为封闭式时连接结构的示意图二；

图6为本发明中料斗为开放式时连接结构的示意图一；

图7为本发明中料斗为开放式时连接结构的示意图二。

其中：

1-内板、2-弱化开口、3-纵向主连接板、4-斜向主连接板、5-筋条、6-料斗、7-发罩锁扣安装板、8-铰链安装板、9-阻挡块、10-外板、11-防溢块、12-低模量延展性胶、13-高模量脆性胶。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，“多个”的含义是指两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实施例记载了一种电动汽车复合材料发罩内板，该发罩内板即发动机罩内板，其用于新能源汽车上。本例中发罩内板采用玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料一体化注塑而成，极大地减轻汽车整车质量，实现轻量化。

如图1所示，该发罩内板包括内板1、主连接板、筋条5、发罩锁扣安装板7、铰链安装板8。

内板1采用玻璃纤维材料，配合聚丙烯热塑性树脂，通过树脂传递模塑成型制造而成。

在内板1的内部开设弱化开口2，弱化开口2位于内板1的中部，弱化开口2配合上重量轻、比强度和比刚度高的复合材料，使发罩内板的质量大大减轻，达到了轻量化效果。

主连接板设置在弱化开口2上，主连接板将弱化开口2划分成左右对称的三角形弱化开口和四边形弱化开口。主连接板用于保证内板1的强度和扭转性能。主连接板的位置和尺寸是在整体弱化开口2的基础上拓扑优化而得，其包括纵向主连接板3和斜向主连接板4。纵向主连接板3从后向前穿过弱化开口2；多根斜向主连接板4分别将内板1中后部和内板1的左前部和右前部连接起来，呈对称分布。纵向主连接板3和上部斜向主连接板4的设置增加了发罩内板的纵向稳定性，下部斜向主连接板4和上部斜向主连接板4的设置增加了发罩内板的横向稳定性。

同时，在内板1和主连接板上设置有多根筋条5，筋条5均匀交叉分布在内板1和主连接板上。由于内板1前部和后部的折边相距距离较大，在中间设置“米”字型筋条5；主连接板折边之间的距离较小，在其中间设置“×”字型筋条5，设置后的筋条5形成了较多的稳定三角形。通过设置主连接板和筋条5使内板1的强度满足发动机罩要求。

发罩内板可包括多种厚度的内板1和筋条5，复合材料的内板1和筋条5的厚度可变，通过注塑成型工艺实现较为简单。如本例中，在内板1左前部和右前部和内板1的中后部的内板厚度为3mm，而其他区域的内板厚度为2mm。筋条5的厚度也可随高度而变化，如本例中，在筋条5底部的厚度为3mm，而顶部的厚度为2mm。通过设置主连接板和筋条5及改变其厚度，使发罩内板在轻量化的基础上满足发动机罩刚度要求。

发罩锁扣安装板7用于安装锁扣，设置在内板1的前部中间位置；铰链安装板8用于安装铰链，多个铰链安装板8对称地设置在内板1的后部两侧位置，本例中为两个铰链安装板8。

发罩锁扣安装板7和铰链安装板8上分别具有安装孔，安装孔的大小、数量及分布形式根据实际安装需求设定。发罩锁扣安装板7和铰链安装板8形成相对于内板1的凸台结构，这也增加了发罩内板的刚度。

本例中内板1和发动机罩盖的外板10之间通过胶粘连接，胶粘连接的连接结构包括料斗6、阻挡块9和防溢块11，如图2和图3所示。

本例中设有多个料斗6，多个料斗6分别设置在内板1和主连接板的翻边上，用以盛放粘胶剂。本例中在弱化开口2边缘内板1的翻边上设置的料斗6，在三角形弱化开口上设置有三个料斗6，在四边形弱化开口上，为了提高其稳定性，设置有六个料斗6。为了保证内、外板1、10之间的连接可靠性，两个相邻料斗6之间的间距不宜过大，本例设定为140-160mm。

阻挡块9设置在料斗6内靠近外板10的一侧，阻挡块9的外形与料斗6相匹配，阻挡块9的高度超出内板1平面1-3mm，其截面是上小下大的梯形，方便注塑成型后模具和内板1分离。可利用阻挡块9指示涂粘胶剂的位置，分离两种不同性能的粘胶剂，如本例中粘胶剂采用低模量延展性胶12和高模量脆性胶13。将低模量延展性胶12分布在阻挡块9外部，搭接接头的边缘，而将高模量脆性胶13分布在阻挡块9内部，搭接接头的中间区，这样就使涂抹粘胶剂时有更准确的定位。分离两种不同性能的粘胶剂，保证低模量延展性胶12和高模量脆性胶13与外板10的粘接面积，最终实现混元胶接，从而实现胶层受力均匀，防止搭接区应力集中，最终达到更好的粘接性能。同时，阻挡块9也可起到限位作用，限制内板1和外板10之间的距离，从而保证内板1和外板10之间的粘胶剂的厚度均匀适中，提高粘接的可靠性。

本例采用的混元胶接，在提高粘接性能的同时，仅需要在阻挡块9内部使用剪切模量较大、性能较好的高模量脆性胶13，相比于传统粘接形式减少了性能较好的粘胶剂的使用量，进而节约成本。

防溢块11位于外板10上靠近内板1的一侧，距离内板1边缘具有一定距离，如1-2mm。防溢块11的外形根据内板1的边缘形状而定，防溢块11的高度为超过内板1平面1-2mm，其截面是下小上大的梯形，方便注塑成型后模具与外板10分离。防溢块11能够防止粘胶剂溢出，保证了美观性，同时减少胶水的浪费，节约成本。

内板1和外板10的材质均为玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料，通过注塑工艺成型，因此其阻挡块9和防溢块11的设计易于实现，减少成本。另外其也可推广应用到其他注塑粘接零件上。

本实施例中的料斗6可为封闭式或开放式。

如图4和图5所示，当料斗6为封闭式时，阻挡块9在料斗6中也呈封闭式。

如图6和图7所示，当料斗6设置在靠近主连接板处而呈开放式时，阻挡块9布置也呈开放式，靠近内板1或筋条5的一边不设有阻挡块9。该种形式布置更加简洁。

上述胶粘连接的连接结构不限于本例内板1的结构形式，其他结构形式的内板与外板胶粘时同样适用。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车复合材料发罩内板，所述发罩内板与发动机罩盖的外板(10)通过粘胶剂胶粘连接，其特征在于，所述发罩内板采用玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料一体化注塑而成；所述发罩内板包括内板(1)和翻边，所述胶粘连接的连接结构包括料斗(6)、阻挡块(9)和防溢块(11)；

所述连接结构包括多个所述料斗(6)，多个所述料斗(6)分别设置在所述发罩内板的翻边上，两个相邻所述料斗(6)之间的间距为140-160mm，用以盛放所述粘胶剂；

所述阻挡块(9)设置在所述料斗(6)内靠近所述外板(10)的一侧；所述料斗(6)为封闭式或开放式，所述阻挡块(9)也相应呈封闭式或开放式；所述料斗(6)为开放式时，靠近所述发罩内板的一边不设有所述阻挡块(9)；所述阻挡块(9)高于所述内板(1)平面；通过所述阻挡块(9)能够分离两种不同性能的所述粘胶剂，实现混元胶接；

所述防溢块(11)位于所述外板(10)上靠近所述内板(1)的一侧，所述防溢块(11)的外形根据所述内板(1)的边缘形状而定，所述防溢块(11)高于所述内板(1)平面；所述防溢块(11)能够防止所述粘胶剂溢出。

2.根据权利要求1所述的电动汽车复合材料发罩内板，其特征在于，所述外板(10)采用玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料一体化注塑而成。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车复合材料发罩内板，其特征在于，所述发罩内板包括主连接板和筋条(5)；

所述内板(1)内部开设弱化开口(2)，所述弱化开口(2)位于所述内板(1)的中部；所述主连接板设置在所述弱化开口(2)上；

所述发罩内板包括多根所述筋条(5)，所述筋条(5)均匀交叉设置在所述内板(1)和所述主连接板上。

4.根据权利要求3所述的电动汽车复合材料发罩内板，其特征在于，所述发罩内板包括多种厚度的所述内板(1)和所述筋条(5)。

5.根据权利要求3所述的电动汽车复合材料发罩内板，其特征在于，所述主连接板包括纵向主连接板(3)和斜向主连接板(4)；所述纵向主连接板(3)从后向前穿过所述弱化开口(2)；多根所述斜向主连接板(4)分别将所述内板(1)中后部和所述内板(1)的左前部和右前部对称分布连接。

6.根据权利要求1所述的电动汽车复合材料发罩内板，其特征在于，所述阻挡块(9)的截面为上小下大的梯形。

7.根据权利要求1所述的电动汽车复合材料发罩内板，其特征在于，所述防溢块(11)的截面为下小上大的梯形。

8.根据权利要求1所述的电动汽车复合材料发罩内板，其特征在于，所述粘胶剂包括低模量延展性胶(12)和高模量脆性胶(13)，所述低模量延展性胶(12)分布在所述阻挡块(9)外部，搭接接头的边缘，所述高模量脆性胶(13)分布在所述阻挡块(9)内部，搭接接头的中间区。

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