[发明专利]一种碳纤维-钢混合车门及车辆

说明书

本发明公开了一种碳纤维‑钢混合车门，包括车门外板、车门内板、窗框和防撞梁，所述车门外板覆盖于车门内板上，所述窗框和防撞梁设于车门外板和车门内板间，所述车门外板和车门内板采用碳纤维复合材料制成，所述窗框和防撞梁采用钢制成；所述防撞梁中部通过连接件与车门外板胶接，防撞梁两端通过结构胶与车门内板粘接，并且所述防撞梁一端与窗框固定连接。本发明还公开了一种车辆，包括上述的碳纤维‑钢混合车门。

技术领域

本发明涉及汽车轻量化，具体涉及一种碳纤维-钢混合车门及车辆。

背景技术

随着世界汽车保有量的增加，能源短缺、环境污染等一系列问题日益突出。汽车轻量化可以降低整车质量，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，汽车轻量化随之迎来新一轮的发展机遇。

车门是汽车车身的重要部件之一，车门不仅需匹配诸多内外饰、电装等零件，更对整车碰撞性能有至关重要的影响。目前汽车车门一般由钢材通过钣金冲压和焊接工艺制成，整体重量大。而碳纤维复合材料因具有质轻、高强、优异的阻尼和抗疲劳性能，正逐步代替传统金属材料，在汽车轻量化领域备受关注。碳纤维复合材料零件相比于钢件可减重45%以上，是轻量化的绝佳材料之一。但是，碳纤维车门通常无法满足碰撞性能要求，如何设计碳纤维车门结构，使其在大幅减重的同时，又能满足整车碰撞要求是急需解决的问题。

CN209870059U公开了一种复合车门，包括内板和外板，所述外板覆盖于所述内板上，所述内板和所述外板之间还设置有窗框、防撞杆和加强件，并且所述窗框的一部分伸出所述内板和所述外板上方，所述内板和所述防撞杆使用碳纤维材料制成，所述外板、所述窗框和所述加强件使用金属材料制成。其虽然采用碳纤维-钢混合结构车门，但其采用碳纤维防撞梁，且没有在防撞梁中间设计稳定的连接结构，不能保证达成碰撞性能要求。另外，其虽然在一定程度上减轻了车门重量，但由于外板仍然采用金属材料制成，轻量化效果一般。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维-钢混合车门及车辆，其能够在实现轻量化的同时，满足车门碰撞性能要求。

本发明所述的碳纤维-钢混合车门，包括车门外板、车门内板、窗框和防撞梁，所述车门外板覆盖于车门内板上，所述窗框和防撞梁设于车门外板和车门内板间，所述车门外板和车门内板采用碳纤维复合材料制成，所述窗框和防撞梁采用钢制成；所述防撞梁中部通过连接件与车门外板胶接，防撞梁两端通过结构胶与车门内板粘接，并且所述防撞梁一端与窗框固定连接且防撞梁覆盖于所述窗框外侧。

进一步，所述连接件采用碳纤维复合材料制成，截面呈“W”型，所述连接件中部开口朝向车门外板，中间转角处设有与防撞梁相匹配的粘接面，两自由端通过结构胶与车门外板粘接。

进一步，W型的连接件设有多个垂直于粘接面且朝向车门外板的加强凸起，提升了连接件自身的刚度和碰撞性能。

进一步，W型的连接件中部设有减重通孔，在保证连接件强度性能的前提下，减轻了重量。

进一步，所述窗框包括窗框本体、与窗框本体连接的玻璃导槽和设于窗框本体前端下部的加强件，所述玻璃导槽向窗框本体下方延伸；所述防撞梁一端与所述加强件固定连接，并位于所述玻璃导槽向下方延伸部分的外侧；所述窗框本体下部外侧和内侧通过结构胶分别与车门外板和车门内板粘接。

进一步，所述车门外板和车门内板周沿通过结构胶粘接固定。

进一步，所述结构胶为环氧树脂结构胶、聚氨酯结构胶和丙烯酸结构胶中的一种或两种以上。

一种车辆，包括上述的碳纤维-钢混合车门。

本发明所述车门外板和车门内板采用碳纤维复合材料制成，在满足刚强度、NVH等要求的前提下，实现最大幅度的减重，单件减重50%以上，满足了车身轻量化需求。