CN114348123A - 一种集成式中后地板及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成式中后地板及车辆，包括通过热压成型的地板本体，所述地板本体包括前板、后板和中间板，前板为非连续纤维增强树脂板，后板为连续纤维增强树脂板；中间板包括上面板、芯板和下面板，芯板为非连续纤维增强树脂板且与前板一体注塑成型，上面板和下面板为连续纤维增强树脂板且与后板一体成型；或者芯板为连续纤维增强树脂板且与后板一体成型，上面板和下面板为非连续纤维增强树脂板且与前板一体注塑成型。其能够实现中地板和后地板的集成，采用连续纤维增强树脂板和非连续纤维增强树脂板结合的方式，实现中后地板的一体集成和高性能、精准化设计。
Description
技术领域
本发明涉及汽车轻量化领域，具体涉及集成式中后地板及车辆。
背景技术
汽车轻量化可以有效降低整车质量，提高燃油效率/续航里程，从而降低成本。传统燃油车对油耗法规及新能源车对续航里程的需求日益迫切，轻量化成为汽车重要的发展趋势之一。中地板和后地板是汽车车身的大型结构件，与前地板、侧围、后裙板、后排座椅等车身结构连接。传统的汽车中、后地板一般由钢制件冲压和焊接工艺制成，零件数量多且整体重量大。
CN109398501A公开了一种电动汽车用复合材料集成式中后地板，在后部电池组承载区轮廓周边设后厚度过渡区，局部通过蜂窝夹层材料进行区域增强。在中后地板主体的前端设有前地板粘接区域，在中后地板主体的中部两侧区域设有左右侧围粘接区域，在中后地板主体的后部区域设有后围板及左右侧围粘接区域，具有结构集成性，局部强度可设计性，重量轻，刚度高等优势。但是，其零件本身拓扑结构复杂，造成纤维铺覆效率低，无法满足量产节拍要求。且大面积连续纤维、蜂窝夹层材料的使用，也会造成零件成本居高不下。
CN109625098A公开了一种集成式车身后地板及其制造方法，包括模压成型的地板本体，地板本体中间采用长纤维增强热塑性复合材料成型有凹陷的备胎池，围绕备胎池的前侧后左右两侧成型具有采用连续纤维增强热塑性复合材料和长纤维增强热塑性复合材料共同构成的缓冲台阶。通过长纤维复合材料和连续纤维复合材料的结合，将前者流动性好和后者强度高、模量高的特点有机结合，兼顾复杂结构与高强度要求。但是，将长纤维复合材料区域和连续纤维复合材料区域直接连接，无法保证连接界面的一致性和稳定性，其连接区域在受外力冲击或疲劳耐久后很容易发生界面失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种集成式中后地板及车辆，其能够实现中地板和后地板的集成，采用连续纤维增强树脂板和非连续纤维增强树脂板结合的方式，实现中后地板的一体集成和高性能、精准化设计。
本发明所述的集成式中后地板，包括地板本体，所述地板本体通过热压成型，包括作为中地板的前板、作为后地板的后板以及连接前板和后板的中间板，所述前板为非连续纤维增强树脂板，所述后板为连续纤维增强树脂板；所述中间板包括上面板、芯板和下面板，所述芯板为非连续纤维增强树脂板且与前板一体注塑成型，所述上面板和下面板为连续纤维增强树脂板且与后板一体成型；或者所述芯板为连续纤维增强树脂板且与后板一体成型，所述上面板和下面板为非连续纤维增强树脂板且与前板一体注塑成型。
进一步，所述连续纤维增强树脂板和非连续纤维增强树脂板中均包括树脂基体和增强体，所述树脂基体为聚丙烯或聚酰胺，所述增强体为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维和植物纤维中的至少一种。
进一步，所述连续纤维增强树脂板的整体铺层方式为对称均衡铺层。
进一步，所述中间板在前后方向上的长度≥100mm。
进一步，所述中间板作为后座椅安装横梁。
一种车辆，包括地板总成，所述地板总成包括上述的集成式中后地板。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
1、本发明将中地板、后地板、后座椅安装横梁一体集成，在地板本体前端结构复杂区域采用非连续纤维增强树脂板，在地板本体后端结构简单区域采用连续纤维增强树脂板，在中间区域采用“上面板+芯板+下面板”的夹层结构，并且芯板与上、下面板采用不同的材料，进而芯板与上、下面板构成了凹凸扣合结构，在实现加强地板本体局部性能的同时，保证了连续纤维增强树脂板和非连续纤维增强树脂板的连接可靠性，即保证了前板和后板的连接可靠性。
2、本发明通过连续纤维增强树脂板和非连续纤维增强树脂板结合的方式，并且在中间板区域设计凹凸扣合连接复合结构，在兼顾复杂结构和高强度要求的同时，并通过热压过程中树脂基体的相互渗透，充分保证了前板与后板连接的可靠性，解决了连续纤维复合材料与非连续纤维复合材料直接连接易失效的问题，实现了中后地板的一体集成和高性能、精准化设计。
附图说明
图1是本发明所述地板本体的结构示意图；
图2是图1的A-A断面示意图；
图3是本发明所述中间板的结构示意图。
图中，1—前板，2—后板，3—中间板，31—上面板，32—芯板，33—下面板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
实施例一，一种集成式中后地板，包括地板本体，参见图1和图2，所述地板本体通过热压成型，包括作为中地板的前板1、作为后地板的后板2以及连接前板1和后板2的中间板3，所述中间板作为后座椅安装横梁。所述前板1为非连续纤维增强树脂板，树脂基体为聚丙烯，增强基体为非连续长玻璃纤维。所述后板2为连续纤维增强树脂板，树脂基体为聚丙烯，增强基体为连续玻璃纤维。
参见图3，所述中间板3在前后方向上的长度为150mm，包括上面板31、芯板32和下面板33，所述芯板32为非连续纤维增强树脂板且与前板1一体注塑成型，所述上面板31和下面板33为连续纤维增强树脂板且与后板2一体成型。
所述连续纤维增强树脂板即后板2的整体铺层方式为对称均衡铺层，具体铺层方向为[0/90/-45/45/45/-45/90/0]，中间板3的上面板31和下面板33的铺层方向分别为[0/90]和[90/0]，即上面板31和下面板33与后板2的铺层为整体铺覆，不存在裁切、搭接或断层等现象。上、下面板31、33及后板2前端面合围形成开口朝前的凹槽，与前板1一体注塑成型的芯板32与所述凹槽相适配。
具体制造时，中间板3的芯板32与前板1一体注塑成型，上面板31和下面板33与后板2整体铺覆后模压成型，然后将芯板32插入到上、下面板31、33及后板2前端面合围形成凹槽中，实现前板1、后板2、中间板3的预连接，最后一体热压成型。在一体热压成型过程中，树脂基体处于熔融状态，“上面板+芯板+下面板”凹凸扣合结构中的树脂基体上下相互渗透，进一步增强了连接区域的可靠性。
本发明通过连续纤维增强树脂板和非连续纤维增强树脂板结合的方式，并且在中间板3区域设计凹凸扣合连接复合结构，在兼顾复杂结构和高强度要求的同时，并通过热压过程中树脂基体的相互渗透，充分保证了前板1与后板2连接的可靠性，解决了连续纤维复合材料与非连续纤维复合材料直接连接易失效的问题，实现了中后地板的一体集成和高性能、精准化设计。
实施例二，一种集成式中后地板，包括地板本体，参见图1和图2，所述地板本体通过热压成型，包括作为中地板的前板1、作为后地板的后板2以及连接前板1和后板2的中间板3，所述中间板作为后座椅安装横梁。所述前板1为非连续纤维增强树脂板，树脂基体为聚酰胺，增强基体为非连续长碳纤维。所述后板2为连续纤维增强树脂板，树脂基体为聚酰胺，增强基体为连续碳纤维。
参见图3，所述中间板3在前后方向上的长度为250mm，包括上面板31、芯板32和下面板33，所述芯板32为非连续纤维增强树脂板且与前板1一体注塑成型，所述上面板31和下面板33为连续纤维增强树脂板且分别由后板2上、下整体铺层前边沿朝前延伸形成。
所述后板2的铺层方向为[(-45/45)/(0/90)/(90/0)/(45/-45)]，中间板3的上面板31和下面板33的铺层方向分别为[(-45/45)]和[(45/-45)]，由于上面板31和下面板33与后板2为整体铺覆，不存在裁切、搭接或断层等现象。
制造方式与实施例一类似，即先将中间板3的芯板32与前板1一体注塑成型，上面板31和下面板33与后板2整体铺覆后模压成型，然后将芯板32插入到上、下面板31、33及后板2前端面合围形成凹槽中，实现前板1、后板2、中间板3的预连接，最后一体热压成型。
需要说明的是，所述中间板除实施例一和实施例二公开的结构外，还能够是：所述芯板为连续纤维增强树脂板且与后板一体成型，所述上面板和下面板为非连续纤维增强树脂板且与前板一体注塑成型，同样能够起到加强局部强度和提升连接稳定性的作用。
实施例三，一种车辆，包括地板总成，所述地板总成包括实施例一或实施例二所述的集成式中后地板。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种集成式中后地板，包括地板本体，其特征在于：所述地板本体通过热压成型，包括作为中地板的前板（1）、作为后地板的后板（2）以及连接前板（1）和后板（2）的中间板（3），所述前板（1）为非连续纤维增强树脂板，所述后板（2）为连续纤维增强树脂板；
所述中间板（3）包括上面板（31）、芯板（32）和下面板（33），所述芯板（32）为非连续纤维增强树脂板且与前板（1）一体注塑成型，所述上面板（31）和下面板（33）为连续纤维增强树脂板且与后板（2）一体成型；或者所述芯板（32）为连续纤维增强树脂板且与后板（2）一体成型，所述上面板（31）和下面板（33）为非连续纤维增强树脂板且与前板（1）一体注塑成型。
2.根据权利要求1所述的集成式中后地板，其特征在于：所述连续纤维增强树脂板和非连续纤维增强树脂板中均包括树脂基体和增强体，所述树脂基体为聚丙烯或聚酰胺，所述增强体为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维和植物纤维中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的集成式中后地板，其特征在于：所述连续纤维增强树脂板的整体铺层方式为对称均衡铺层。
4.根据权利要求1或2所述的集成式中后地板，其特征在于：所述中间板（3）在前后方向上的长度≥100mm。
5.根据权利要求1或2所述的集成式中后地板，其特征在于：所述中间板（3）作为后座椅安装横梁。
6.一种车辆，包括地板总成，其特征在于：所述地板总成包括权利要求1~5任一项所述的集成式中后地板。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |