CN219339156U - 一种复合材料车门系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种复合材料车门系统，包括：复合材料车门内板总成，其由复合材料加强嵌件总成与复合材料车门内板基材一体模内嵌件注塑成型；金属主体承载框架总成，其由车门铰链区域钣金加强件、外腰线加强件、门锁B柱侧钣金加强件、车门后视镜三角窗区域加强件及车门防撞梁拼装焊接而成；复合材料车门外板总成，其由复合材料车门外板支架与复合材料车门外板粘接而成；其中，所述复合材料车门内板总成、金属主体承载框架总成、复合材料车门外板总成依次粘接形成所述复合材料车门系统。本实用新型不仅满足了汽车轻量化需求，提升了电动汽车的续航里程，同时还满足造型多样化、模块化发展的要求，在汽车领域具有良好的应用前景。

Description

一种复合材料车门系统

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，更具体地涉及一种复合材料车门系统。

背景技术

目前，传统的整车设计中，无论是汽车车门内外板还是承载件仍均采用钢板或铝合金板进行冲压+机器人包边的形式进行内外板的连接。钢板由钣金材料做成，虽具有韧性好，强度高的优点，但重量太重，在日后的拆卸，组装上存在一定困难。冲压材料大部分都是冷轧板。用冷轧钢板冲压出来的零件经常暴露在空气中的话，零件表面容易氧化。零件在使用时需要对其花费大量时间进行表面处理，电泳，喷漆。

现在随着汽车工业的发展，当前社会对汽车轻量化要求越来越被重视，以及在电动车的广泛运用的时代中，为了提高整车的性能要求，以及提高电动车的续航里程、未来智能汽车更多智能的要求越来越高，传统车门结构已经很难适应需求。

首先，传统生产工艺的设备投入大、涂装工艺较为复杂、生产线整体布置较长、生产节拍无法大程度提升。其次，随着购买者的个性化需求逐步提升，单一的产品定位已很难满足客户的需求。受汽车车门工艺的限制，传统车型对车门造型的个性化需求很受限制，无法更好的满足客户需求。最后，在交通事故中，传统钣金车门一旦损伤，维修非常困难或是直接更换整个车门，导致了消费者的维修成本居高不下。这与整车轻量化、造型多样化、组装简单化、维修快速化发展的重要方向相违背。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种复合材料车门系统，从而解决现有技术中钣金车门无法满足当前整车轻量化、造型多样化、组装简单化、维修快速化等要求的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种复合材料车门系统，包括：复合材料车门内板总成，其由复合材料加强嵌件总成与复合材料车门内板基材一体模内嵌件注塑成型；金属主体承载框架总成，其由车门铰链区域钣金加强件、外腰线加强件、门锁B柱侧钣金加强件、车门后视镜三角窗区域加强件及车门防撞梁五块分段式的钣金加强件拼装焊接而成；复合材料车门外板总成，其由复合材料车门外板支架与复合材料车门外板粘接而成；其中，所述复合材料车门内板总成、金属主体承载框架总成、复合材料车门外板总成依次粘接形成所述复合材料车门系统。

优选地，所述复合材料加强嵌件总成包括分别设置于所述复合材料车门内板基材的内腰线区域、下门槛区域的非金属材料嵌件，以提升所述复合材料车门内板总成在上、下区域的刚强度，以及减重。

优选地，所述复合材料加强嵌件总成与复合材料车门内板基材一体模内嵌件注塑成型时形成网格状加强筋。

优选地，所述复合材料车门内板基材上还通过一体注塑成型集成有玻璃升降器总成的部分部件，包括电机带轮的座板以及四个滑轮的安装点结构。

优选地，所述外腰线加强件为“几”字型金属加强板，其与所述复合材料车门外板支架、所述复合材料车门外板粘接构成上、下两个封闭腔体，以保证该区域的刚度性能。

优选地，所述车门铰链区域钣金加强件由前铰链加强板和后铰链加强板拼焊而成构成一个管状腔体，以提升车门的整体承载要求。

优选地，所述复合材料车门内板总成与所述复合材料车门外板总成在周圈翻边区域通过胶水粘接。

优选地，所述金属主体承载框架总成的一部分延伸进入所述复合材料车门内板总成与所述复合材料车门外板总成通过胶水粘接的翻边区域，以控制所述复合材料车门系统在高温下的热变形量。

优选地，所述门锁B柱侧钣金加强件分别与所述复合材料车门内板总成、所述复合材料车门外板总成粘接形成一个腔体，以保证门锁区域的强度。

优选地，所述金属主体承载框架总成对应位置上还焊接有外门拉手金属加强板，以提升此区域的刚度。

根据本实用新型提供的一种复合材料车门系统，首次提出一种全新的复合材料车门系统理念，未来更适用于新能源电动车及自动驾驶汽车，满足汽车轻量化需求、提升电动汽车的续航里程，同时符合造型多样化、模块化发展的重要方向，且本实用新型的解决方案及理念对于有框车门和无框车门均适用。

附图说明

图1为本实用新型的复合材料车门系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的复合材料车门系统的爆炸图；

图3为本实用新型的复合材料车门系统中车门内腰线及下门槛区域的复合材料嵌件位置示意图；

图4为本实用新型的复合材料车门系统中金属主体承载框架总成的整体以及爆炸图；

图5为本实用新型的复合材料车门系统中复合材料加强嵌件总成与复合材料车门内板基材一体模内嵌件注塑的加强筋连接方案；

图6为复合材料车门内板基材内腰线玻璃升降器安装点区域的加强筋细节放大图及结构剖面图，其中左图A为图5中方框A所在区域的放大结构示意图，右图B为沿A中的剖面线B-B的剖面图；

图7为复合材料车门内板基材后视镜区域的加强筋细节放大图及结构剖面图，其中左图A为图5中方框C所在区域的放大结构示意图，右图B为沿A中的剖面线D-D的剖面图；

图8为本实用新型的复合材料车门系统的整体结构示意图，其中标出了周圈的关键区域典型结构的剖面线；

图9为如图8所示复合材料车门系统沿剖面线E-E的剖面图，示出了车门内外腰线区域；

图10为如图8所示复合材料车门系统沿剖面线F-F的剖面图，示出了车门铰链区域；

图11为如图8所示复合材料车门系统沿剖面线G-G的剖面图，示出了车门门锁区域；

图12为如图8所示复合材料车门系统沿剖面线H-H的剖面图，示出了车门下门槛区域。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了解决现有技术背景下存在的问题，本实用新型提出一种全新的复合材料车门系统理念，提供一种可以满足未来更适用于新能源电动车及自动驾驶汽车的车门系统，满足汽车轻量化需求、提升电动汽车的续航里程，以及满足造型多样化、模块化发展的重要方向，且本实用新型的解决方案及理念对于有框车门和无框车门均适用。

下面按照如图1～图12所示，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，包括对该复合材料车门系统100的构成、装配、集成等各方面的描述。

如图1所示，示出了该复合材料车门系统100的整体结构示意图，通过透明化的外板，可以清晰地看到除了玻璃及玻璃升降器等附件之外所有的结构，包括车门腔体里的结构以及主要零件的布置。下面针对该复合材料车门系统100的各个细节进行详细的描述：

如图2所示，为本实用新型的复合材料车门系统的爆炸图，该图2直观的示出了该复合材料车门系统除了玻璃、玻璃升降器总成等附件之外的主要组成部分，包括：由复合材料加强嵌件总成1与复合材料车门内板基材2一体模内嵌件注塑成型的复合材料车门内板总成10，金属主体承载框架总成20，由复合材料车门外板支架3与复合材料车门外板4粘接而成的复合材料车门外板总成30，以及工艺盖板40。

结合图2、图3所示，复合材料加强嵌件总成1包括分别设置于复合材料车门内板基材2的内腰线区域的第一加强嵌件5、以及下门槛区域的第二加强嵌件6，均由非金属材料制成，以提升复合材料车门内板总成10在上、下区域的刚强度，同时起到减重的目的。图3示出了复合材料加强嵌件总成1与复合材料车门内板基材2一体模内嵌件注塑成型后，全新构成一块复合材料车门内板基材上附有非金属材料嵌件的复合材料车门内板总成10。通过该复合材料嵌件注塑成型工艺，将传统金属材料的车门内板完全替换为复合材料的车门内板，并通过在必要区域的非金属嵌件及优化内板的结构设计，进行车门整体刚性及强度的增强，提升该复合材料车门系统自身重量、车门下垂等整个车门生命周期内的承载性能需求。

根据本实用新型提供的这样一种全新构成的复合材料车门内板总成10，其优点之一还在于：复合材料车门内板总成一侧外露的内板外观面不再像钣金车门或铝合金车门那样，只能局限于整车颜色，本实用新型的复合材料车门内板总成完全可以独立于整车喷漆的工艺，即，可定制复合材料车门内板总成一侧外露的内板外观面颜色及外观表面处理，比如，定制喷涂与车身颜色不同的高档颜色或皮纹漆及皮纹表面处理。该复合材料车门内板总成的另一优点还在于：同样也解决了由拼焊或油漆开裂而导致的车门内板防腐蚀问题。

图4示出了金属主体承载框架总成20主要由五段组合而成，具体由车门铰链区域钣金加强件7、外腰线加强件8、门锁B柱侧钣金加强件9、车门后视镜三角窗区域加强件11及车门防撞梁12五块分段式的钣金加强件拼装焊接而成，此外，该金属主体承载框架总成20还包括额外的门把手钣金加强件13、限位器钣金加强件14。每个独立的钣金加强件的型面均与复合材料车门内板基材2的型面匹配，在车门密封面区域，均设计具有一定强度的凹凸或折弯断面的钣金加强件。分段的钣金加强件设计比整块的设计更能节约成本，减少钣金废料产生；另外，分区域的钣金加强件设计更柔性化，可以在不同区域采用不同标号的金属加强件，也可以针对必要区域的关键性能设计不同的钣金加强件料厚。

其中，车门防撞梁12通过螺接、铆接或焊接与其他部件相连构成该金属主体承载框架总成20，以满足复合材料车门在静挤压及侧面碰撞时提供安全保障，为汽车车内的成员提供保护。在该金属主体承载框架总成20对应位置上还焊接有门把手钣金加强件13(参考图11)，具有提升车门的门把手区域的刚度及安全的功能，用来保证车门在意外碰撞时及结束后，保持门把手在正确的位置，从而确保车门外拉手区域不被破坏及门锁(未显示出)不被打开，防护车内乘员安全。

图5～图7示出了复合材料加强嵌件总成1与复合材料车门内板基材2一体模内嵌件注塑的加强筋连接方案，根据车门不同区域的性能要求，优选地将复合材料车门内板基材2的加强筋连接方案设计为不同的加强筋形式，布置更强的加强筋压住第一加强嵌件5以及第二加强嵌件6，使其能更好地与复合材料车门内板基材2融为一体，在任何工况条件下都不脱离。如设计不同的网格状加强筋的连接形式，针对车门门槛及车门内窗台等区域的刚度需求很高的区域，使其能更好的压住复合材料加强嵌件总成1与复合材料车门内板基材2结合为一个强度高、刚性强、结合力均满足要求的车门内板整体，满足客户重点的关注度位置。其中，图6、图7分别示出了两个重点加强筋的区域A、C。本实用新型所展现设计的网格状加强筋仅为本实施例最优案例，但不仅限于此种形式，可以包含多种网格状，如六边形、三角形、圆形、方形、斜菱形等等。

其中图5还示出了本实用新型的另一个发明技术点，即本实用新型中的复合材料车门内板基材2还集成了玻璃升降器总成中电机带轮的座板15以及四个滑轮的安装点结构16。此玻璃升降区域的集成技术方案与复合材料车门内板基材2相辅相成，与复合材料车门内板基材2一体注塑成型。此发明技术点的解决方案既不同于钣金车门的方案--将玻璃升降器安装在金属车门内板，也不同于近年来的车门内板门模块方案--将玻璃升降器总成集成在拆分出的塑料安装板上，此结构设计方案减少了车门总成内的零件数量，同时为整车轻量化、降低成本均有很大的贡献和优势。

图8～图12示出了该复合材料车门系统100在周圈的关键区域典型结构的关键断面图。通过四个区域的典型剖面，可以示出具体车门总成的方案，展示出该复合材料车门系统100在车门的内外腰线区域E、铰链区域F、B柱门锁区域G及门槛区域H的具体连接结构。

图9示出了复合材料车门系统在内外腰线区域E的复合材料车门的结构构成及解决方案。根据该优选实施例，外腰线加强件8为“几”字型金属加强板，其与复合材料车门外板支架3、复合材料车门外板4粘接分别构成上、下两个封闭腔体，进而提升复合材料车门外腰线的刚度及车门外板在此区域的指压刚度。复合材料车门在内腰线区域通过复合材料加强嵌件总成1与复合材料车门内板基材2一体模内嵌件成型后构成了内腰线区域的增强方案，保证车门内腰线区域的刚度性能。

图10示出了复合材料车门系统在铰链区域F的方案构成，其中铰链区域F由前铰链加强板17和后铰链加强板18拼焊而成，构成铰链这个关键区域的一个类似管状的腔体，进而提升车门的整体承载要求，保证车门的下垂及开闭等刚强度要求。通过图10还示出了本实用新型中复合材料车门系统100的内外板周圈翻边区域不同于传统金属车门通过咬边焊接的工艺进行车门内外板的连接；本实用新型的发明点之一在于将复合材料车门内、外板在周圈翻边区域通过结构胶进行匹配连接，连接后构成了车门的主体腔体。

如图10所示，还示出了本实用新型的另外两个发明点，其中一个发明点在于：金属主体承载框架总成20与复合材料车门内板总成10在关键区域I、J需要通过粘接提升车门总成的过开、过关以及模态要求；另一发明点则在于：将金属主体承载框架总成20的边界延伸至复合材料车门内外板翻边位置K，即内外板粘接连接的关键区域，这样设计的优点在于可保证复合材料车门内外板在高温时的热变形量得到控制，将金属主体承载框架总成20粘接在内外板翻边位置，缩短了车门总成热变形的总量，通过这样的连接结构方案设计，可以保证复合材料车门的门缝接近于金属车门的门缝GAP要求。

图11示出了复合材料车门系统100在车门B柱门锁区域G的方案构成，通过图示可以看出在此区域的方案构成与车门铰链区域F类似，同样是由金属主体承载框架总成20中的门锁B柱侧钣金加强件9粘接在复合材料车门内板基材2和复合材料车门外板4上，构成“]”型的腔体，既可以避开玻璃，保证玻璃的正常升降，又能保证门锁区域的刚强度。另外，在该B柱门锁区域G也同样将复合材料车门内外板悬于金属主体承载框架总成20部分的距离缩短，进而可以控制车门总成热变形的总量，使复合材料车门的门缝接近于金属车门的门缝。图中还可见复合材料车门内板基材2和复合材料车门外板4在部分区域通过胶水50粘接。

图12示出了复合材料车门系统在门槛区域H的方案构成，通过图示可以看出在该门槛区域H的复合材料车门的复合材料车门内板总成10、复合材料车门外板总成30的连接结构方案。该图12还示出了复合材料车门外板总成的构成，包含复合材料车门外板支架3与复合材料车门外板4的粘胶胶路，复合材料车门外板4与复合材料车门内板基材2的粘胶胶路，复合材料车门外板支架3与复合材料车门内板基材2的的粘胶胶路等等，其中胶水采用标记50示出。

根据上述优选实施例提供的一种全新的复合材料车门系统，其组装过程说明如下：

首先，将复合材料加强嵌件总成1与复合材料车门内板基材2一体模内嵌件注塑成型得到复合材料车门内板总成10，再将该复合材料车门内板总成10放入胎膜，进行对应位置涂胶，以便粘接金属主体承载框架总成20。

然后，将构成金属主体承载框架总成20的金属加强板拼焊成如图4中示出的金属主体承载框架总成20，再将其放置粘接在复合材料车门内板总成10上。

接着，将复合材料车门外板支架3粘接在复合材料车门外板4内侧，形成复合材料车门外板总成30。

最后，复合材料车门外板总成30同样通过周圈的胶路粘接在复合材料车门内板总成10上，从而构成复合材料车门系统100。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种复合材料车门系统，其特征在于，包括：

复合材料车门内板总成，其由复合材料加强嵌件总成与复合材料车门内板基材一体模内嵌件注塑成型；

金属主体承载框架总成，其由车门铰链区域钣金加强件、外腰线加强件、门锁B柱侧钣金加强件、车门后视镜三角窗区域加强件及车门防撞梁拼装焊接而成；

复合材料车门外板总成，其由复合材料车门外板支架与复合材料车门外板粘接而成；

其中，所述复合材料车门内板总成、金属主体承载框架总成、复合材料车门外板总成依次粘接形成所述复合材料车门系统。

2.根据权利要求1所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述复合材料加强嵌件总成包括分别设置于所述复合材料车门内板基材的内腰线区域、下门槛区域的非金属材料嵌件，以提升所述复合材料车门内板总成在上、下区域的刚强度，以及减重。

3.根据权利要求1所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述复合材料加强嵌件总成与复合材料车门内板基材一体模内嵌件注塑成型时形成网格状加强筋。

4.根据权利要求1所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述复合材料车门内板基材上还通过一体注塑成型集成有玻璃升降器总成的部分部件，包括电机带轮的座板以及四个滑轮的安装点结构。

5.根据权利要求1所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述外腰线加强件为“几”字型金属加强板，其与所述复合材料车门外板支架、所述复合材料车门外板粘接构成上、下两个封闭腔体，以保证该区域的刚度性能。

6.根据权利要求1所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述车门铰链区域钣金加强件由前铰链加强板和后铰链加强板拼焊而成构成一个管状腔体，以提升车门的整体承载要求。

7.根据权利要求1所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述复合材料车门内板总成与所述复合材料车门外板总成在周圈翻边区域通过胶水粘接。

8.根据权利要求7所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述金属主体承载框架总成的一部分延伸进入所述复合材料车门内板总成与所述复合材料车门外板总成通过胶水粘接的翻边区域，以控制所述复合材料车门系统在高温下的热变形量。

9.根据权利要求1所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述门锁B柱侧钣金加强件分别与所述复合材料车门内板总成、所述复合材料车门外板总成粘接形成一个腔体，以保证门锁区域的强度。

10.根据权利要求1所述的复合材料车门系统，其特征在于，所述金属主体承载框架总成对应位置上还焊接有外门拉手金属加强板，以提升此区域的刚度。

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