CN109733484A - 一种轻量化车身结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了包括上车体内板总成及下车体总成，其特征在于，所述上车体内板总成由冲压钣金件焊接而成，下车体总成包括铝合金型材和非金属材料复合而成的车身骨架，车身表面的覆盖件采用非金属件；所述非金属件通过胶粘、螺栓连接或铆接的连接方式固定于车身骨架上；所述上车体内板总成与下车体总成通过螺栓连接或铆接的连接方式连接。本发明减重效果明显，改善了车身轻量化指标，重量减少了30％～35％以上；钣金内板骨架强度比铝合金高，工艺成熟、焊接精度高、成本低；与型材骨架相比，内饰连接不用过渡件，简单方便。本发明适用于乘用车、微面、轻客、客车、皮卡、物流车等车型。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻量化车身结构，属于汽车制造技术领域。
背景技术
现有车身结构主要有以下三种：
1、上车体内板总成采用钢钣件，下车体总成也采用钢板件，上下车体总成通过焊接连接；
2、上车体内板总成、下车体总成均采用型材制成的铁骨架，外覆件采用非金属件；
3、上车体内板总成采用铝板件、下车体总成采用铝板件和铝合金骨架，上下车体总成通过MIG焊或冷连接。
上述三种车身结构均存在不同的缺陷：第一种和第二种车身结构重量较重、第三种车身结构成本较高。轻量化是新能源汽车产业最为关注、最为核心技术之一。轻量化车身要求具有同样的强度、刚度、耐疲劳、耐腐蚀性、经济性等。因此，须要有一种轻量化车身结构，其能在大大减小自身重量的同时，车身的各项性能没有下降、成本没有增加。
发明内容
本发明所要解决的问题是：如何减小车身结构的重量同时不增加成本。
为了解决上述问题，本发明提供了一种轻量化车身结构，包括上车体内板总成及下车体总成，其特征在于，所述上车体内板总成由冲压钣金件焊接而成，下车体总成包括铝合金型材和非金属材料复合而成的车身骨架，车身表面的覆盖件采用非金属件；所述非金属件通过胶粘、螺栓连接或铆接的连接方式固定于车身骨架上；所述上车体内板总成与下车体总成通过螺栓连接或铆接的连接方式连接。其中，上车体内板总成采用的钣金件的厚度和下车体总成采用的型材的厚度，可以根据实际强度须要进行调整。上车体内板总成的钣金冲压焊接结构和下车体的铝合金型材和非金属材料复合的结构，同样可以根据实际须要进行调整。
优选地，所述冲压钣金件采用钢板或铝板。
优选地，所述非金属件的材质为玻璃钢、碳纤维复合材料或改性PP。
优选地，所述非金属件的材质为聚双环戊二烯弹性体的IPN高分子合金材料。
优选地，所述铆接具体为拉铆、SPR或FDS的连接方式。
本发明提供的汽车轻量化车身结构的力学特征为：
(1)实体厚实结构：局部强度及耐久性加强；
(2)框架(型材)结构：发挥整体刚度效应下的局部强度加强；
(3)板(壳)结构：面与面连接局部强度与耐久性加强。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、由于车身重量集中在车身下车体总成，车身下车体总成采用铝合金型材等轻质材料，减重效果明显；
2、铝合金型材碰撞吸能效果比高强度钢板强、扭转刚度比钣金强，下车体总成采用铝合金型材骨架，车身安全性好；
3、非金属外板+上车体内板总成内板金属冲压钣金件(含金属钣金+非金属复合)+下车体总成铝合金骨架，改善了车身轻量化指标，重量减少了30％～35％以上；
4、钣金内板骨架(含高强度钢板)强度比铝合金高，工艺成熟、焊接精度高、成本低；
5、四门两盖连接方式和传统车一样，工艺和性能可靠，较其它骨架形式更安全方便；
6、与型材骨架相比，内饰连接不用过渡件，简单方便。
本发明适用于乘用车(轿车、SUV、MPV)、微面、轻客、客车、皮卡、物流车等车型构。
附图说明
图1为MPV轻量化车身结构的结构示意图；
图2为MPV轻量化车身结构的爆炸图；
图3为MPV轻量化车身结构的下车体总成的结构示意图；
图4为图3中铝合金型材部分的结构示意图；
图5为图3中非金属材料部分的结构示意图；
图6为SUV轻量化车身结构的结构示意图；
图7为SUV轻量化车身结构的爆炸图；
图8为单排小车轻量化车身结构的结构示意图；
图9为单排小车轻量化车身结构的爆炸图；
图10为轿车轻量化车身结构的结构示意图；
图11为轿车轻量化车身结构的爆炸图；
图12为皮卡轻量化车身结构的结构示意图；
图13为皮卡轻量化车身结构的爆炸图；
图14为胶粘连接的示意图；
图15为螺栓连接的示意图；
图16为拉铆连接的示意图；
图17为FDS连接的示意图；
图18为SPR连接的示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
如图1-5所示，为本实施例提供的一种MPV轻量化车身结构的结构示意图，其包括上车体内板总成1及下车体总成2，上车体内板总成1由冲压钣金件焊接而成；下车体总成2包括铝合金型材和非金属材料复合而成的车身骨架(如图 3-5所示，本实施例中两部分相互粘接)。车身表面的覆盖件采用非金属件，非金属件通过胶粘、螺栓连接或铆接的连接方式固定于车身骨架上。上车体内板总成 1与下车体总成2通过螺栓连接或铆接的连接方式连接。
上车体内板总成1与下车体总成2通过螺栓连接、胶粘或铆接的连接方式连接。非金属件通过螺栓连接、胶粘或铆接的连接方式固定于车身骨架上。非金属件的材质为玻璃钢、碳纤维复合材料或改性PP，优选采用非金属件的材质为聚双环戊二烯弹性体的IPN高分子合金材料(专利号：201610196339.2)。
胶接的连接方式如图14所示，零件A与零件B通过两者之间的涂胶进行粘接。螺栓的连接方式如图15所示。
铆接具体为拉铆或SPR、FDS等冷连接方式中的任意一种。拉铆的连接方式如图16所示。FDS的连接方式如图17所示，零件A与零件B的重叠部分插入自攻螺钉4，进行固定连接。SPR的连接方式如图18所示，零件A与零件B的重叠部分插入铆钉5，铆钉5穿过零件A，在零件B处开花膨胀，开花部分插入零件B内部固定。
实施例2
图6、7为本实施例提供的SUV轻量化车身结构的结构示意图，图4中点阵覆盖处为非金属件。
实施例3
图8、9为本实施例提供的单排小车轻量化车身结构的结构示意图，图6中点阵覆盖处为非金属件。
实施例4
图10、11为本实施例提供的轿车轻量化车身结构的结构示意图，图8中点阵覆盖处为非金属件。
实施例5
图12、13为本实施例提供的皮卡轻量化车身结构的结构示意图，图10中点阵覆盖处为非金属件。在上车体内板总成1、下车体总成2装配好后，在其后侧装配后货箱总成3。
Claims (5)
1.一种轻量化车身结构，包括上车体内板总成(1)及下车体总成(2)，其特征在于，所述上车体内板总成(1)由冲压钣金件焊接而成，下车体总成(2)包括铝合金型材和非金属材料复合而成的车身骨架，车身表面的覆盖件采用非金属件；所述非金属件通过胶粘、螺栓连接或铆接的连接方式固定于车身骨架上；所述上车体内板总成(1)与下车体总成(2)通过螺栓连接或铆接的连接方式连接。
2.如权利要求1所述的轻量化车身结构，其特征在于，所述冲压钣金件采用钢板或铝板。
3.如权利要求1所述的轻量化车身结构，其特征在于，所述非金属件的材质为玻璃钢、碳纤维复合材料或改性PP。
4.如权利要求1所述的轻量化车身结构，其特征在于，所述非金属件的材质为聚双环戊二烯弹性体的IPN高分子合金材料。
5.如权利要求1所述的轻量化车身结构，其特征在于，所述铆接具体为拉铆、SPR或FDS的连接方式。
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