CN112477993A - 一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，涉及氢能汽车技术领域，包括侧围内板本体和B柱，所述侧围内板本体包括有第一预制体、第二预制体、第三预制体、第四预制体、第五预制体和第六预制体围合而成，所述B柱竖直设置在所述第一预制体和所述第四预制体之间，其上下两端分别与所述第一预制体和所述第四预制体固定连接。本发明的有益效果是：该装置侧围内板本体主体部分采用碳纤维复合材料，B柱采用高强钢，不仅满足了刚度、强度方面的加强以及碰撞吸能方面的性能要求，而且还实现较大幅度的减重。

Description

一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构
技术领域
本发明涉及氢能汽车侧围内板加工技术领域，具体为一种燃料电池氢能 汽车碳纤维复合材料侧围内板结构。
背景技术
氢能汽车是以氢作为能源的汽车，将氢反应所产生的化学能转换为机械 能以推动车辆。侧围内板属于一种重要的汽车部件，随着汽车节能减排要求 的不断提高，对车身轻量化的要求也日渐严苛。为了适应轻量化的要求，同 时满足对车身性能的要求，侧围内板的设计方面，采用碳纤维复合材料结构 代替钢板结构时，需要考虑替代过程中刚度、强度方面的加强办法以及碰撞 吸能要求。
现有的氢能汽车侧围内板不能够在适应轻量化要求的同时满足对车身性 能的追求，因此不能够在满足结构性能要求的同时实现较大幅度的减重，并 且不便于进行大批量生产，为此，我们提出一种燃料电池氢能汽车碳纤维复 合材料侧围内板结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板 结构，以解决上述背景技术中提出的现有的氢能汽车侧围内板不能够在适应 轻量化要求的同时满足对车身性能的追求，因此不能够在满足结构性能要求 的同时实现较大幅度的减重，并且不便于进行大批量生产的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池氢能汽车碳 纤维复合材料侧围内板结构，包括侧围内板本体和B柱，所述侧围内板本体 包括有第一预制体、第二预制体、第三预制体、第四预制体、第五预制体和 第六预制体围合而成，所述B柱竖直设置在所述第一预制体和所述第四预制 体之间，其上下两端分别与所述第一预制体和所述第四预制体固定连接。
优选的，所述B柱的上下两端均通过结构胶层与所述第一预制体和所述 第四预制体固定连接。
优选的，所述结构胶层的厚度为2mm。
优选的，所述第一预制体、所述第二预制体、所述第三预制体、所述第 四预制体、所述第五预制体和所述第六预制体均由碳纤维织物材料制成。
优选的，所述B柱由高强钢制成。
优选的，所述第一预制体、所述第二预制体和所述第三预制体的碳纤维 织物材料的铺层厚度为3.0mm，且铺层数为11层。
优选的，所述第一预制体、所述第二预制体和所述第三预制体的11层碳 纤维织物材料的铺层角度依次为±45°、0°、0/90°、±45°、0/90°、0°、 0/90°、±45°、0/90°、0°、±45°。
优选的，所述第四预制体、所述第五预制体和所述第六预制体的碳纤维 织物材料的铺层厚度为2.4mm，且铺层数为8层。
优选的，所述第四预制体、所述第五预制体和所述第六预制体的8层碳 纤维织物材料的铺层角度依次为±45°、0/90°、±45°、0/90°、0/90°、 ±45°、0/90°、±45°。
本发明提供了一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，具 备以下有益效果：
1、本发明侧围内板本体主体部分采用碳纤维复合材料，B柱采用高强钢， 不仅满足了刚度、强度方面的加强以及碰撞吸能方面的性能要求，而且还实 现较大幅度的减重，其中侧围内板本体碳纤维织物材料制成，能够起到防碰 撞吸能的作用。
2、本发明在预制体时将侧围内板本体进行分区域，使得第一预制体、第 二预制体、第三预制体、第四预制体、第五预制体和第六预制体均单独作为 一个预成型体，且各个预成型体之间采用搭接的方式进行连接，能够解决碳 纤维织物缺乏拉延性的问题，并节省碳纤维材料。
3、本发明通过结构胶层的设置便于B柱的端头与侧围内板本体之间的连 接固定，在侧围内板本体的四周设置翻边，宽度尽量在20mm以上，能够保证 侧围内板本体与侧围外板及其他加强件的粘接强度，并且侧围内板本体的下 侧前后两端设置有适当的螺栓过孔，可用于连接车体的前后纵梁接头。
附图说明
图1为本发明一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构的组 装后结构示意图；
图2为本发明一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构B柱 结构示意图；
图3为本发明的侧围内板本体1分区结构示意图；
图4为本发明第一预制体、第二预制体和第三预制体铺层方向设计图；
图5为本发明第四预制体、第五预制体和第六预制体铺层方向设计图。
图中：1、侧围内板本体；101、第一预制体；102、第二预制体；103、 第三预制体；104、第四预制体；105、第五预制体；106、第六预制体；2、B 柱；3、翻边；5、结构胶层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动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。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上； 术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后 端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位 或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理 解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于 描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆 卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相 连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以 具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种燃料电池氢能汽车碳纤维 复合材料侧围内板结构，包括侧围内板本体1和B柱2，侧围内板本体1由第 一预制体101、第二预制体102、第三预制体103、第四预制体104、第五预 制体105和第六预制体106围合而成，所述B柱2竖直设置在第一预制体101 和第四预制体104之间，其上下两端分别与第一预制体101和第四预制体104 固定连接，其中，第一预制体101、第二预制体102、第三预制体103、第四预制体104、第五预制体105和第六预制体106均由碳纤维织物材料制成，B 柱2由高强钢制成。B柱2的上下两端均通过结构胶层5与第一预制体101和 第四预制体104固定连接，此外，为了提高固定效果，还可在B柱2与第一 预制体101和第四预制体104的连接处设置铆钉进行二次加固。其中，结构 胶为聚氨酯胶，其厚度为2mm。第一预制体101、第二预制体102、第三预制 体103、第四预制体104、第五预制体105和第六预制体106的外侧均进行翻 边处理，且翻边3的宽度大于20mm，以实现侧围内板与侧围外板及其他加强 件的粘接强度。在本发明中，将侧围内板设计成碳纤维材料、钢混合的结构， 既满足强度刚度性能要求，又能满足碰撞时的吸能要求。
具体的，由于第一预制体101、第二预制体102和第三预制体103的区域 受载较大，可增大碳纤维织物材料的铺层厚度和铺层数，优选的，第一预制 体101、第二预制体102和第三预制体103的碳纤维织物材料的铺层厚度为 3.0mm，且铺层数为11层，其铺层方法如图4所示，即11层碳纤维织物材料 的铺层角度依次为±45°、0°、0/90°、±45°、0/90°、0°、0/90°、 ±45°、0/90°、0°、±45°。
第四预制体104、第五预制体105和第六预制体106的区域受载相对较小， 可适当减少铺层厚度和铺层数，优选的，第四预制体104、第五预制体105和 第六预制体106的碳纤维织物材料的铺层厚度为2.4mm，且铺层数为8层，其 铺层方法如图5所示，即8层碳纤维织物材料的铺层角度依次为±45°、 0/90°、±45°、0/90°、0/90°、±45°、0/90°、±45°。
在此，需要说明的是，采用碳纤维织物材料制备复合材料零件的工艺为 现有技术，本发明对采用碳纤维织物材料制备第一预制体101、第二预制体 102、第三预制体103、第四预制体104、第五预制体105和第六预制体106 的具体工艺方法没有改进，主要涉及的是对一预制体101、第二预制体102、 第三预制体103、第四预制体104、第五预制体105和第六预制体106铺层厚 度、铺层数量和铺层方向的改进。
在本发明中，第一预制体101、第二预制体102、第三预制体103、第四 预制体104、第五预制体105和第六预制体106之间采用搭接的方式进行连接， 且搭接宽度设置为50mm，侧围内板碳纤维复合材料部分采用分区域进行铺贴， 能够解决碳纤维织物缺乏拉延性的问题，并节省碳纤维材料。其中，搭接的 连接方式也为现有技术。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保 护范围之内。

Claims (9)

1.一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：包括侧围内板本体和B柱，所述侧围内板本体包括有第一预制体、第二预制体、第三预制体、第四预制体、第五预制体和第六预制体围合而成，所述B柱竖直设置在所述第一预制体和所述第四预制体之间，其上下两端分别与所述第一预制体和所述第四预制体固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：所述B柱的上下两端均通过结构胶层与所述第一预制体和所述第四预制体固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：所述结构胶层的厚度为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：所述第一预制体、所述第二预制体、所述第三预制体、所述第四预制体、所述第五预制体和所述第六预制体均由碳纤维织物材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：所述B柱由高强钢制成。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：所述第一预制体、所述第二预制体和所述第三预制体的碳纤维织物材料的铺层厚度为3.0mm，且铺层数为11层。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：所述第一预制体、所述第二预制体和所述第三预制体的11层碳纤维织物材料的铺层角度依次为±45°、0°、0/90°、±45°、0/90°、0°、0/90°、±45°、0/90°、0°、±45°。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：所述第四预制体、所述第五预制体和所述第六预制体的碳纤维织物材料的铺层厚度为2.4mm，且铺层数为8层。
9.根据权利要求8所述的一种燃料电池氢能汽车碳纤维复合材料侧围内板结构，其特征在于：所述第四预制体、所述第五预制体和所述第六预制体的8层碳纤维织物材料的铺层角度依次为±45°、0/90°、±45°、0/90°、0/90°、±45°、0/90°、±45°。
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