[發(fā)明專利]一種碳纖維復(fù)合材料的氫能汽車A柱結(jié)構(gòu)及其制造方法

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• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110696926A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張璽;郝義國
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: B62D25/04
• 分類號: B62D25/04;B29C70/44;B29C70/46;B29C70/48;B29C70/68;B29C70/70
• 代理公司: 42238 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 萬文廣

本發(fā)明公開一種碳纖維復(fù)合材料的氫能汽車A柱結(jié)構(gòu)及其制造方法，其中，碳纖維復(fù)合材料的氫能汽車A柱結(jié)構(gòu)包括空心加強梁、側(cè)圍外板和側(cè)圍內(nèi)板，空心加強梁、側(cè)圍外板和側(cè)圍內(nèi)板均采用碳纖維復(fù)合材料制作，所述空心加強梁在周向僅有一個粘合翻邊，所述側(cè)圍內(nèi)板與空心加強梁通過共固化方式連接裝配，所述側(cè)圍外板與空心加強梁和側(cè)圍內(nèi)板均通過結(jié)構(gòu)膠粘接，使所述側(cè)圍外板與所述側(cè)圍內(nèi)板相向包覆空心加強梁。本發(fā)明的優(yōu)點在于，在滿足A柱區(qū)域加強的情況下，通過特殊的設(shè)計以及制造方法，確保空心加強梁在承受沿管梁長度方向的壓力時，其斷面不易開膠，從而避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)失效的問題，并且以成熟制造技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)，在一定程度上降低了制造和裝配成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氫能汽車車身結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳纖維復(fù)合材料的氫能汽車A柱結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于汽車車身結(jié)構(gòu)，可以大幅度降低車身重量，但碳纖維復(fù)合材料與金屬存在截然不同材料和工藝成型特性，因此，對于碳纖維車身設(shè)計，不能和金屬結(jié)構(gòu)一樣，否則會造成工藝難度大、制造成本高、無法最大限度發(fā)揮碳纖維自身優(yōu)勢等問題。側(cè)圍總成在A柱區(qū)域如何加強，是設(shè)計全碳纖維車身的難點之一，市場上，部分現(xiàn)有車型采用碳纖維3D編織梁實現(xiàn)加強，但該技術(shù)存在成本高、生產(chǎn)效率低的問題，而部分現(xiàn)有車型通過金屬液壓管實現(xiàn)加強，但該技術(shù)存在熱膨脹系數(shù)差異的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對已有的技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種碳纖維復(fù)合材料的氫能汽車A柱結(jié)構(gòu)及其制造方法，在滿足A柱區(qū)域加強的情況下，通過特殊的設(shè)計以及制造方法，確保空心加強梁在承受沿管梁長度方向的壓力時，其斷面不易開膠，從而避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)失效的問題，并且以成熟制造技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)，在一定程度上降低了制造和裝配成本。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種碳纖維復(fù)合材料的氫能汽車A柱結(jié)構(gòu)，包括空心加強梁、側(cè)圍外板和側(cè)圍內(nèi)板，空心加強梁、側(cè)圍外板和側(cè)圍內(nèi)板均采用碳纖維復(fù)合材料制作，所述空心加強梁在周向僅有一個粘合翻邊，所述側(cè)圍內(nèi)板與空心加強梁通過共固化方式連接裝配，所述側(cè)圍外板與空心加強梁和側(cè)圍內(nèi)板均通過結(jié)構(gòu)膠粘接，使所述側(cè)圍外板與所述側(cè)圍內(nèi)板相向包覆空心加強梁。

進一步的，所述空心加強梁采用預(yù)浸料加壓帶壓工藝或RTM工藝成型。

進一步的，所述側(cè)圍外板和側(cè)圍內(nèi)板均采用預(yù)浸料熱壓罐工藝或RTM工藝成型。

進一步的，所述空心加強梁與側(cè)圍內(nèi)板之間的空隙通過纖維原料填充。

一種碳纖維復(fù)合材料的氫能汽車A柱結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟：

S1、預(yù)制空心加強梁：

S1.1、纖維原料從自動下料機下料后，在平板上進行鋪覆；

S1.2、將平板上完成鋪覆的纖維原料疊層，使其兩頭重疊，在重疊前預(yù)先放入真空袋；

S1.3、將兩頭重疊區(qū)域通過纖維進行縫合，完成空心加強梁預(yù)成型體的制作；

S1.4、將空心加強梁預(yù)成型體放入模具中加壓成型；

S2、側(cè)圍內(nèi)板制作與連接：纖維原料從自動下料機下料后，放入側(cè)圍內(nèi)板的成型模具中，同時放入步驟S1.4中已成型的空心加強梁，并在空心加強梁與未成型的側(cè)圍內(nèi)板之間的空隙中填充纖維原料，加壓使側(cè)圍內(nèi)板成型且側(cè)圍內(nèi)板與空心加強梁共固化粘接；

S3、側(cè)圍外板制作與連接：纖維原料從自動下料機下料后，放入側(cè)圍外板成型模具中，使側(cè)圍外板成型，通過結(jié)構(gòu)膠將已成型的側(cè)圍外板與步驟S2中已成型的空心加強梁-側(cè)圍內(nèi)板粘接，完成制造。

進一步的，步驟S1.1中，沿空心加強梁長度方向的纖維原料鋪層不小于垂直空心加強梁長度方向的纖維原料鋪層。