CN111746655A - 一种汽车顶盖及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车顶盖及汽车，涉及汽车应用领域，所述汽车顶盖包括防护层、光电转换层和基板，所述光电转换层设置于所述防护层和所述基板之间，且所述防护层设置于所述光电转换层的受光侧，所述基板的周向端部与汽车的前风挡玻璃、车身侧围钣金和汽车后背门中的至少一者连接。本发明的汽车顶盖能够将太阳能转换为电能，为车载电源提供能源，并能够为车辆减轻重量，降低制造成本，增加续航能力。
Description
技术领域
本发明涉及汽车应用技术领域，尤其涉及一种汽车顶盖及汽车。
背景技术
现有电动乘用车车型顶盖为整车驾驶室密封的重要组成部分，一般为金属钣金或者SMC等玻璃纤维材质，铺盖面积大，空间利用率低。
为了充分应用太阳能，现有技术中将太阳能电池与汽车顶盖进行结合，但主要存在以下缺陷：顶盖的上下盖板均采用玻璃基，增加了顶盖的重量，影响汽车的续航；上下盖板与太阳能芯片之间仅用胶粘结，不易操作且长时间曝晒会出现气泡，影响顶盖外观和太阳能芯片的转化率；顶盖周边胶条包边无法与车身配合，不能实现量产；个别产品的太阳能芯片与顶盖之间的间隙达到3-9cm，留出的间隙会降低太阳能芯片的转化率，汽车行驶颠簸路段时，太阳能芯片会出现晃动异响现象，影响整车品质，降低乘客满意度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车顶盖及汽车，能够在利用汽车顶盖为车载电源提供能源的同时，为车辆减轻重量，降低成本，增加续航能力。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一方面，本发明实施例提供一种汽车顶盖，包括防护层、光电转换层和基板，所述光电转换层设置于所述防护层和所述基板之间，且所述防护层设置于所述光电转换层的受光侧，所述基板的周向端部与汽车的前风挡玻璃、车身侧围钣金和后背门中的至少一者连接。
另一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述的汽车顶盖。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的汽车顶盖的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的汽车顶盖纵向剖视图；
图3为图1中A处(除去防护层)的局部放大图；
图4为本发明实施例提供的汽车顶盖与前风挡玻璃的连接示意图；
图5为本发明实施例提供的汽车顶盖与汽车后背门的连接示意图；
图6为本发明实施例提供的汽车顶盖与车身侧围钣金的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，本发明实施例提供了一种基于太阳能发电的汽车顶盖100，包括防护层110、光电转换层120和基板130，所述光电转换层120设置于防护层110和基板130之间，且所述防护层110设置于光电转换层120的受光侧，所述基板130的周向端部与汽车的前风挡玻璃200、车身侧围钣金400和汽车后背门300中的至少一者连接。
其中，上述的汽车顶盖100应用于汽车顶部，通过汽车顶盖100的基板130分别与汽车的前风挡玻璃200、车身侧围钣金400和汽车后背门300固定安装，其不仅可以作为汽车顶盖100使用，还可以利用太阳能进行发电，产生的电能供给车载电源使用。其中，防护层110作为汽车顶盖100的主体防护结构，用于与汽车车身构成密闭的车内空间，防护层110可以设置在汽车顶盖100的最外侧(即最上侧)，暴露于自然环境当中，除此之外，防护层110还用于保护汽车顶盖100内的光电转换层120，以提高光电转换层120的使用寿命。基板130通过选择力学性能较好的热塑性材料，既降低顶盖质量，为车辆减轻重量，增加续航能力，也能够与汽车车身之间安装稳固，形成良好的密封，并支撑光电转换层120和防护层110。
其中，防护层110可以采用透光材质，使太阳光可以透过防护层110进入至光电转换层120内，被光电转换层120所吸收，以产生电能。目前透光率在90％以上的汽车常用材料有PC板、弗膜、亚克力板等，由于气流和沙石等因素，汽车顶盖100需要一定的耐磨性能，考虑到成本和重量，优先选用PC板。所述光电转换层120包括柔性薄膜太阳能电池。光电转换层120使用柔性薄膜太阳能电池，可以满足汽车顶盖100弧度的要求。进一步，所述柔性薄膜太阳能电池为非晶硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、砷化镓薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机柔性太阳能电池中的至少一种。在实际应用中，可结合生产成本与转换效率进行选择使用。此外，汽车顶盖100的基板130选用热塑性材料制成，热塑性材料的力学性能较好，主要有LFT-D、SMC、PP-LGF30/45、PA6-GF30/45、POM和PC板。在对以上材料进行选择时，可结合钢板(8mm厚)和玻璃与上述热塑性材料进行性能比较。通过将以上材料在密度、厚度和单位面积质量等方面进行性能上的比较，如表1所示：
| 材料 | LFT-D | SMC | PP-LGF30/45 | PA6-GF30/45 | POM | 钢板 | PC | 玻璃 |
| 密度(g/cm3) | 1.0-1.2 | 1.7-2.0 | 0.91-1.20 | 1.14 | 1.4 | 7.85 | 1.2 | 2.7 |
| 厚度(mm) | 2.5 | 3 | 3 | 3 | 2 | 0.8 | 0.8-3 | 3 |
| 单位面积质量(kg) | 3.42 | 4.2 | 5.85 | 2.4-9 | 8.1 | 3.42 | 4.2 | 5.85 |
表1多种材料的性能参数表
综合各个材料的密度、厚度和单位面积质量等方面的参数，LFT-D材料的密度较小，且厚度仅为2.5mm，且密度小，单位面积质量轻，优先选用LFT材料作为基板130，能够降低汽车顶盖100的质量，为汽车减轻了自重，增加汽车的续航能力。选用透光材料的防护层110和选用LFT材料的基板130均为塑料件，便于成型采用注塑工艺制作，同时也可以采用模压或3D打印技术进行制作。
在汽车顶盖100进行封装时，在所述防护层110与光电转换层120之间敷设有第一胶膜层，在所述光电转换层120与基板130之间敷设有第二胶膜层。防护层110、第一胶膜层、光电转换层120、第二胶膜层和基板130之间采用真空层压工艺进行处理，层压设备选用光伏层压机，光伏层压机可将型腔内部抽成真空，同时给型腔加热，使型腔内部零部件加热真空，层压温度视透光材料和基板130的材料特性而定，一般设定在100℃以上，若材料耐热性能良好可尽量升高温度，时间视型腔温度而定，若设定温度较高，时间可相对较短。第一胶膜层和第二胶膜层均属于粘接膜，主要作为热熔胶使用，在进行层压时，第一胶膜层将防护层110与光电转换层120粘接在一起，第二胶膜层将光电转换层120与基板130粘接在一起，进而实现整个汽车顶盖100的封装。可选的，从成本和透明度角度考虑，第一胶膜层和第二胶膜层采用热熔胶膜，例如POE、EVA、PVB等粘接膜，首选为POE膜。
在进行层压封装时，主要包括步骤：步骤1，按照由下往上的放置顺序依次放置：基板130(若为曲面，下部放置同等弧度的胎具)、第一胶膜层、光电转换层120、第二胶膜层、防护层110；步骤2，设定层压机温度和时间；步骤3，将叠放在一起的组件放置在层压机型腔内，开始进行真空层压；步骤4，层压完成后将组件从型腔取出，降温，完成层压。这样，即可获取经过层压制成的汽车顶盖100。
图3为图1中A处在汽车顶盖100的基础上去除防护层110后的局部放大图，所述基板130与防护层110周向端部相对应的位置开设有涂胶槽131，所述涂胶槽131内填充有密封胶132。涂胶槽131开设于基板130上，与防护层110的周向端部相对应，且位于光电转换层120的周向外侧。此外，由于涂胶槽131对应防护层110的周向端部，开设在基板130上的涂胶槽131呈围绕在光电转换层120周向外侧的方形环状。在涂胶槽131内填充密封胶132，可将光电转换层120密封在内部起到防水密封的作用，且在涂胶槽131内填充密封胶132的工艺在进行层压工艺之前完成，以达到更佳的密封效果。可选地，涂胶槽131的宽度为7.5mm，厚度为1mm。密封胶132选用3M防水胶。
此外，如图4-6所示，在所述基板130上位于涂胶槽131周向外侧的部分朝向防护层110一侧突出形成凸出部133，且与所述防护层110之间形成第一预设间隙134，用于填充玻璃胶。预留该第一预设间隙134是为了避免材料由于热胀冷缩出现干涉现象，也就是说，在该第一预设间隙134之间填充玻璃胶，可应对材料的热胀冷缩，在保证外观美观的同时起到防水密封的作用，需要说明的是，在层压工艺之后进行填充玻璃胶的操作，以预防玻璃胶在层压时融化外溢。可选的，在防护层110的端部与凸出部133之间的第一预设间隙134的宽度为0.5mm。涂胶槽131内填充的密封胶132和第一预设间隙134内填充的玻璃胶，使得汽车顶盖100的密封效果得到双重保证，加强了对光电转换层120的防护效果，增加了光电转换层120的使用寿命。
如图4-6所示，本发明的汽车顶盖100通过基板130分别与汽车的前风挡玻璃200、车身侧围钣金400、后风挡玻璃310进行连接，与汽车的车身形成一个密封的车内空间。所述基板130的周向端部向外延伸，分别形成与所述前风挡玻璃200连接的第一连接部210、与汽车后背门300连接的第二连接部320和与车身侧围钣金400连接的第三连接部410。
如图4所示，本发明实施例的汽车顶盖100通过基板130与前风挡玻璃200进行连接，其中，基板130通过第一连接部210与前风挡玻璃200进行连接固定，第一连接部210为基板130朝向前风挡玻璃200方向延伸的部分。具体的，所述第一连接部210包括相互连接的第一连接段211和第二连接段212，所述第一连接段211与前风挡玻璃200的边缘部分通过密封条213连接，所述第二连接段212与前风挡玻璃200通过风挡玻璃胶214连接。第一连接段211朝向基板130内侧进行弯折，第二连接段212与前风挡玻璃200相对平行设置，随前风挡玻璃200的形状进行设计，且与前风挡玻璃200通过前风挡玻璃胶214进行连接，以增强二者连接的稳固性。第一连接段211与前风挡玻璃200之间用密封条213进行搭接，密封条213卡接至前风挡玻璃200上，起到美观及密封作用。密封条213的一端与第一连接段211进行连接，另一端呈U型结构，前风挡玻璃200的端部插接在该U型结构内，并与密封条213形成连接。这样，基板130与前风挡玻璃200之间通过密封条213和前风挡玻璃胶214的连接，连接稳固牢靠，稳定性强。可选的，第一连接段211与前风挡玻璃200之间的距离为5mm。
如图5所示，本发明实施例的汽车顶盖100通过基板130与后风挡玻璃310进行连接，其中，基板130通过第二连接部320与后风挡玻璃310进行连接固定，第二连接部320为基板130朝向后风挡玻璃310方向延伸的部分。具体的，所述第二连接部320相对于防护层110向内弯折，并与汽车后背门300的旋转机构330的轮廓(大小和形状)相适配，所述第二连接部320固定于与汽车后背门300的旋转机构330，具体的，所述第二连接部320与汽车后背门300之间通过紧固件固定。紧固件可选用螺栓321或螺钉进行螺接。首选为螺栓321。第二连接部与汽车的后风挡玻璃310之间有间隙(第二预设间隙)。由于后背门旋转机构330的存在，基板130并不直接与后风挡玻璃310进行连接，而是通过与后背门的旋转机构330进行连接，后背门旋转机构330与后风挡玻璃310连接，进而实现基板130与后风挡玻璃310之间的连接。第二连接部320与后背门的旋转机构330的固定端的形状和大小相适配，且二者之间通过螺栓321进行固定，固定稳固；后风挡玻璃310与后背门的旋转机构330的转动端进行连接，随旋转机构330的转动而转动。需要说明的是，后风挡玻璃310与第二连接部320之间预留有第二预设间隙，可以避免第二连接部320影响后风挡玻璃310的转动，产生干涉并对后风挡玻璃310形成损坏。可选的，第二预设间隙为4mm。
如图6所示，本发明实施例的汽车顶盖100通过基板130与汽车的车身侧围钣金400进行连接，其中，基板130通过第三连接部410与车身侧围钣金400进行连接固定，第三连接部430为基板130朝向侧围车身钣金400方向延伸的部分。所述第三连接部410固定于车身侧围钣金400，具体的，所述第三连接部410与车身侧围钣金400之间通过紧固件固定。紧固件可选用螺栓或螺钉进行螺接。第三连接部410为基板130沿车身前后方向向两侧延伸的部分，第三连接部410向远离防护层110的一侧弯折，弯折后的部分搭接在车身侧围钣金400上，搭接的部分通过螺栓进行固定。螺栓每500mm布置一个，以保证车顶与车身侧围钣金400之间安装牢固。此外，为保证车身与顶盖的连接处外观的视觉效果，所述第三连接部410远离车身侧围钣金400的一侧设置有顶盖装饰条420。所述顶盖装饰条420包括装饰条内板421和装饰条外板422，所述装饰条内板421与第三连接部410通过螺栓连接，所述装饰条外板422卡接于装饰条内板421的外侧。在对装饰条内板421进行安装时，可通过螺栓螺接至第三连接部410与车身侧围钣金400上。装饰条外板422的两个端部分别与基板130和车身侧围钣金400进行连接，装饰条外板422朝向装饰条内板421的一侧与装饰条内板421卡接固定，既保证汽车顶盖100与车身侧围钣金400的安装牢固性，同时保证汽车顶盖100的美观性。顶盖装饰条420采用应用较为广泛的车身装饰条，增加了车身侧围钣金400与汽车顶盖100连接处的美感，与汽车顶盖100的弧度高度吻合，持久耐用不变形。可选的，基板130与车身侧围钣金400之间还可通过卡接、熔接等方式进行固定连接。
本发明实施例还提供一种汽车，包括上述的汽车顶盖100，该汽车顶盖100应用于汽车车身的顶部，其基板130分别与汽车的前风挡玻璃200、车身侧围钣金400和汽车后背门300连接，共同形成一个密闭的乘车空间。汽车顶盖100装设于车身顶部，用于将太阳能转换为电能，为车载电源提供能源，并能够为车辆减轻重量，降低制造成本，增加续航能力。
本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种汽车顶盖，其特征在于，包括防护层、光电转换层和基板，所述光电转换层设置于所述防护层和所述基板之间，且所述防护层设置于所述光电转换层的受光侧，所述基板的周向端部与汽车的前风挡玻璃、车身侧围钣金和后背门中的至少一者连接。
2.根据权利要求1所述的汽车顶盖，其特征在于，所述防护层与所述光电转换层之间敷设有第一胶膜层，所述光电转换层与所述基板之间敷设有第二胶膜层。
3.根据权利要求1所述的汽车顶盖，其特征在于，所述基板与所述防护层周向端部相对应的位置开设有涂胶槽，所述涂胶槽内填充有密封胶。
4.根据权利要求3所述的汽车顶盖，其特征在于，所述基板上位于所述涂胶槽周向外侧的部分朝向所述防护层一侧突出，且与所述防护层之间形成第一预设间隙，用于填充玻璃胶。
5.根据权利要求1至4任一项中的所述的汽车顶盖，其特征在于，所述基板采用热塑性材料制成。
6.根据权利要求1所述的汽车顶盖，其特征在于，所述基板包括第一连接部，所述第一连接部包括相互连接的第一连接段和第二连接段，所述第一连接段与所述前风挡玻璃的边缘部分通过密封条连接，所述第二连接段与所述前风挡玻璃通过风挡玻璃胶连接。
7.根据权利要求1所述的汽车顶盖，其特征在于，所述基板包括第二连接部，所述第二连接部朝向远离所述防护层的一侧弯折，并与所述后背门的旋转机构的轮廓相适配，所述第二连接部固定于所述后背门的旋转机构，与所述后风挡玻璃之间有间隙。
8.根据权利要求1所述的汽车顶盖，其特征在于，所述基板包括第三连接部，所述第三连接部固定于所述车身侧围钣金，所述第三连接部远离所述车身侧围钣金的一侧设置有顶盖装饰条。
9.根据权利要求8所述的汽车顶盖，其特征在于，所述顶盖装饰条包括装饰条内板和装饰条外板，所述装饰条内板固定于所述第三连接部，所述装饰条外板卡接于所述装饰条内板的外侧。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9中的任一项所述的汽车顶盖。
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2019
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