用于机动车辆的带有局部结构增强件的透明复合车身板制造技术

本发明专利技术涉及用于机动车辆的带有局部结构增强件的透明复合车身板。提出用于机动车辆的多层复合板、用于制成/使用此类板的方法以及带有具有局部增强特征的透明复合车顶板的机动车辆。夹层类型多层复合板包含均包括透明刚性材料的一个或多个外部层、均包括透明粘合材料的一个或多个结合层以及均包括纤维增强聚合物材料的一个或多个结构增强层。每一结构增强层可以直接附接到结合层和/或外部层。所述复合板还可以包括一个或多个IR反射层、一个或多个光吸收遮阳层以及一个或多个绝缘低k层。所述多层车身板具有平面图轮廓；所述单独层基本上延伸平面区的整个长度和宽度，而每一结构增强层中的纤维被局限到所述平面图轮廓内的一个或多个离散区域。一个或多个离散区域。一个或多个离散区域。

【技术实现步骤摘要】
用于机动车辆的带有局部结构增强件的透明复合车身板


[0001]本公开大体涉及用于机动车辆的车身板。更具体来说，本公开的方面涉及用于机动车辆的天窗和全景车顶组件的透明车顶板。

技术介绍

[0002]大多数当前生产的机动车辆（诸如现代汽车）竖立在刚性车辆车身上（作为车身上的车架或一体式构造），其带有让车辆乘员就座并保护车辆乘员的内部乘客舱。在汽车应用中，驾驶员侧和乘客侧车门组件可移动地安装到车辆车身的左舷和右舷侧，以提供对乘客舱的受控进入，并且通过附带的门窗提供侧向能见度。后窗或后玻璃密封，但仍通过乘客舱的后端提供能见度。挡风玻璃安装在车辆车身的前A柱之间，该挡风玻璃提供空气动力学地形成的窗，通过所述窗，驾驶员观察道路，同时防止风、雨和碎屑的不必要进入。现代挡风玻璃、侧窗和后窗以及玻璃板车顶通常形成为由带有塑料夹层的多层组件组成的层压玻璃构造，所述塑料夹层通常是聚乙烯醇缩丁醛（PVB）或乙烯
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醋酸乙烯酯（ethylene
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vinyl acetate）（EVA），其层压在两个或更多个弯曲钢化玻璃片材之间。

技术实现思路

[0003]本文中提出用于机动车辆的多层复合板、用于制成此类板的方法和用于使用此类板的方法以及配备有具有选择性定位的增强特征的透明复合车顶板的机动车辆。通过示例，提出具有局部不透明增强区段的结构透明复合车顶，例如，用于全景“玻璃车顶”汽车。所述透明复合车顶板可以是带有三个或更多个层的层压夹层构造，其包括：一个或多个耐刮擦外部层；一个或多个热塑性或热固性纤维增强聚合物（FRP）层；一个或多个光学结合层；一个或多个红外（IR）反射层；一个或多个固态光吸收遮阳层；一个或多个电绝缘低k（low
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k）涂覆层；和/或一个或多个化学强化或钠钙玻璃层。例如，可以根据所述多层复合板的预期应用来改变所述层的顺序次序、单独和集体厚度以及相应含量。
[0004]可以由并入到所述板的多层构造的FRP层中的增强纤维的含量和组成控制所述复合板的结构完整性和透明度水平。例如，透明复合车顶的承重方面可能取决于高体积分数纤维在预先制造的纤维编织的垫（预成型件）、多方向预浸渍（预浸）铺层或单向施加的纤维丝束中的局部和定向应用，这是由通过有限元控制的载荷路径优化得出的。所述透明复合车顶可以是实质上由三个层组成的三部分层压制件，或者可以实质上由五个层、九个层、十个层或十一个层组成。前述复合板帮助提高乘员能见度，同时增加乘员感知的宽敞度，而不损害车顶的结构完整性或增加车辆总重量（GVW）。
[0005]对于车辆车顶应用，车辆车身可以制造有经优化车顶支撑结构以为透明复合车顶板提供下方支撑。所述车顶支撑结构由纵向细长侧向隔开的车顶边梁和侧向细长纵向隔开的前和后车顶楣部（header）组成。车顶楣部的相对端部安装到车顶边梁的内部表面以协作地限定带有中心开口的车顶窗框。车顶板牢固地安装到车顶窗框上以覆盖所述中心开口。可以从车顶支撑结构消除位于前和后车顶楣部之间的传统横车增强弓形件并且用层压复
合车顶板内的局部FRP增强区段替代其。高体积分数纤维可以布置在多层层压复合材料内，使得每一内部局部FRP增强件被隔离到菱形格子形平面图区域、U形平面图区域以及包含对称、不对称、简单和复杂形状和图案的其他平面图轮廓。这些平面图区域具有至少两个纵向细长边梁段，所述边梁段通过一个或多个横向地取向的横梁段互连。
[0006]本公开的方面涉及夹层类型多层复合板结构，包括用于制造此类板结构的方法和用于利用此类板结构的方法。在一示例中，用于机动车辆的多层车身板制造有至少一个全部或部分由光学透明刚性材料形成的外部层。至少一个结合层直接或间接附接到所述外部层并且全部或部分由透明粘合材料形成。所述多层车身板还包括至少一个直接或间接附接到所述结合层和外部层的结构增强层。所述结构增强层包括纤维增强聚合物材料。所述多层车身板具有平面图轮廓，其具有限定平面图区的长度和宽度。所述车身板的所述单独层可以基本上延伸所述车身板的整个长度和宽度。相反，每一结构增强层内的纤维被限制到所述板的平面区内的一个或多个离散区域。所公开板结构可以并入到机动车辆的任何逻辑相关部件中，并且可以同样地用于汽车和非汽车应用。
[0007]本公开的附加方面涉及配备有具有选择性地定位的增强特征的透明复合板的机动车辆。如本文中所使用，术语“车辆”和“机动车辆”可以可互换且同义地使用以包括任何相关车辆平台，诸如客车（ICE、BEV、HEV、FEV、燃料电池、完全和部分自主等等）、商用车辆、工业车辆、履带式车辆、越野和全地形车辆（ATV）、摩托车、农用装备、船只、飞机、电动自行车（“ebike”）等等。在一示例中，机动车辆包括带有乘客舱的车辆车身、安装到车辆车身的多个车轮以及其他标准原始装备。原动机（其可以具有发动机组件（例如，用于内燃机（ICE）动力传动系）、电力牵引马达（例如，用于全电动车辆（FEV）动力传动系）或发动机组件和牵引马达两者（例如，用于混合电动车辆（HEV）动力传动系）的性质）选择性地驱动所述车轮中的一者或多者，从而推进车辆。
[0008]继续以上示例的论述，所述车辆还包括安装在车辆车身上并且覆盖乘客舱的至少一部分的多层车身板。所述多层车身板包括包括透明刚性材料的外部层，以及附接到所述外部层并且包括透明粘合材料的结合层。附接到所述结合层和外部层的结构增强层包括纤维增强聚合物材料。所述多层车身板具有带有平面区的平面图轮廓；所述单独层基本上延伸所述平面区的整个长度和宽度，而所述结构增强层中的纤维被局限到所述平面区内的离散区域。
[0009]对于任何所公开板、方法和车辆，反射器层可以直接附接到结合层的一侧。所述反射器层全部或部分由IR反射材料形成。所述IR反射材料可以包括金属材料（例如，微粒银（Ag）、金（Au）、铜（Cu）、铝（Al）等等）和/或介电材料（例如，TiO2、SiO2等等）。作为进一步选择，遮阳层可以直接附接到结合层的例如与反射器层的那侧相对的一侧。所述遮阳层全部或部分由固态可见（VIS）光和IR
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光吸收材料形成。所述光吸收材料可以包括电致变色聚合物分散液晶（PDLC）材料和/或氧化铟锡（ITO）基电致变色材料。所述外部层的透明刚性材料可以包括耐刮擦硬涂层，而所述结合层的透明粘合材料可以包括乙烯
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醋酸乙烯酯或聚乙烯醇缩丁醛光学结合剂。作为再进一步选择，所述结构增强层的FRP材料可以包括夹带在热固性或热塑性基质内的纤维编织预成型件。
[0010]对于任何所公开板、方法和车辆，可选低k层可以例如通过结合层间接附接到遮阳层。所述低k层全部或部分由具有相对小介电常数（例如，相对于二氧化硅的介电常数小）的
介电材料形成。可选地，所述多层复合板可以包括直接或间接附接到所述低k层的第二结合层，以及直接或间接附接到所述第二结合层的第二反射器层。带有FRP材料的可选第二结构增强层可以直接或间接附接到第二反射器层。此附加结构增强层被局限到平面区内的相同离散区域。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机动车辆的多层车身板，所述多层车身板包括：包括透明刚性材料的外部层；以及附接到所述外部层的结构增强层，所述结构增强层包括包含纤维的纤维增强聚合物（FRP）材料，其中所述多层车身板具有带有平面区的平面图轮廓，所述平面区具有长度和宽度，所述外部层和结构增强层基本上延伸所述平面区的整个长度和宽度，其中所述结构增强层中包含的所述纤维被局限到所述平面区内的离散区域。2.根据权利要求1所述的多层车身板，其进一步包括：附接到所述外部层并且包括透明粘合材料的结合层；以及直接附接到所述结合层的第一侧并且包括红外（IR）反射材料的反射器层。3.根据权利要求2所述的多层车身板，其中所述IR反射材料包括金属材料和/或介电材料。4.根据权利要求2所述的多层车身板，其进一步包括直接附接到所述结合层的与附接到所述反射器层的所述第一侧相对的第二侧的遮阳层，所述遮阳层包括固态可见（VIS）光吸收材料。5.根据权利要求4所述的多层车身板，其中所述固态VIS光吸收材料包括电致变色聚合物
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分散液晶（PDLC）材料和/或氧化铟锡（ITO）基电致变色材料。6.根据权利要求4所述的多层...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：