CN107263953B - 一种电动汽车轻量化底板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车轻量化底板,该底板为5层复合结构,采用铆钉固定在一起,由下至上依次为高强金属薄板、泡沫铝板、高强金属薄板、泡沫铝板及高强金属薄板,在所述底板四周采用竖向金属骨架环绕加固,使底板一体化,实现强度不减,车体重量大大减轻。本发明结构设计简单,采取多层泡沫铝与多层高强金属薄板交替叠加复合的车辆底板技术,避免车厢底板碰撞变形,有利于保护乘客安全,防止电池组被撞击变形起火***,且能够有效吸收碰撞时产生的能量;同时改变传统泡沫铝配方,使其具有更好的吸能效果,增加其使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域,具体涉及一种电动汽车轻量化底板。
背景技术
现代高新技术的不断发展,使得电磁波引起的电磁干扰和电磁兼容问题日益严重,不但对电子仪器、设备造成干扰与损坏,影响其正常工作,严重制约我国电子产品和设备的国际竞争力,而且也会污染环境,危害人类健康;另外电磁波泄露也会危及国家信息安全和军事核心机密的安全。特别是作为新概念武器的电磁脉冲武器已经取得实质性的突破,能对电子仪器设备、电力***等进行直接打击,造成信息***等的暂时失效或永久损坏,而且强大的电磁脉冲对人体也能造成伤害,使人神经紊乱、行为失控等。因此,我们要及时采取电磁防护措施,防止电磁干扰和电磁兼容问题的发生。
泡沫铝材料是近些年来兴起的一种环保电磁屏蔽材料,它具有特殊的蜂窝状结构,是一种密度比水还小的金属材料,具有很好的抗压及抗冲击强度,而且屏蔽效能高,能满足理想的精密仪器和设备的屏蔽需要,防止机密泄露,减少对人体的伤害和对其他电子仪器的干扰。此外,因其兼有可回收、环保的特点,适应了当前社会的发展,在国内外一些工业领域和高技术领域均得到了广泛应用。
吸波材料正在向着“薄、轻、宽、强”的方向发展,研究表明,致密的吸波材料经多孔化后其吸波性能得到了显著提高,同时可大大减轻材料的密度。然而,目前对多孔吸波材料的研究报道比较少见,其吸波机理的分析也处于初步阶段。多孔泡沫金属材料是一种多孔轻质金属材料,人们已经***研究了其阻尼、抗冲击、吸声减震、电磁波屏蔽等性能,因此在电动汽车上也已经被广泛使用。现行车辆为减轻自重,多采取骨架结构复合薄板工艺,撞击易变形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种溃缩吸能效果佳,安全性好的电动汽车轻量化底板。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种电动汽车轻量化底板,该底板为5层复合结构,采用铆钉固定在一起,由下至上依次为高强金属薄板、泡沫铝板、高强金属薄板、泡沫铝板及高强金属薄板,在所述底板四周采用竖向金属骨架环绕加固,使底板一体化,实现强度不减,车体重量大大减轻。
所述竖向金属骨架为厚板材或型材,厚度在10-15mm。
所述泡沫铝板的厚度≤7mm。
所述高强金属薄板的厚度为0.6~2.2mm。
上述泡沫铝板是由以下重量百分比的组分制成:
钙:5.5%
钨:0.65%
钛:0.1%
镁:0.15%
镧:0.15%
铁:0.25%
锌:0.15%
余量为铝及不可避免的杂质。
上述泡沫铝板制备方法如下:
(1)先将钨加热至熔化,再缓慢加入镧,边加边搅拌,加完后继续搅拌10min,随后降温至500℃,制得钨镧合金;
(2)将铝锭加热至550-700℃,再加入钙、钛、镁、铁及锌,边加边搅拌,至全部熔化后继续搅拌10min,制得铝母合金;
(3)将钨镧合金和铝母合金一起投入熔炉,加热熔化,搅拌均匀,得发泡合金熔液;
(4)将发泡合金熔液引入到搅拌罐中,并对搅拌罐进行搅拌,在搅拌的同时从搅拌罐底部吹入液氮或干冰,液氮或干冰吸热汽化,形成压力,从发泡合金熔液底部向上运行,由于受到阻力,在发泡合金熔液中形成起泡,同时在搅拌作用下,起泡均匀分布在发泡合金熔液中;
(5)待温度接近发泡合金熔液开始凝固之前,打开搅拌罐底部的出料口,搅拌完成后的发泡合金熔液流入到模铸生产线中直接浇铸成型;
(6)对浇铸成型的泡沫铝板进行加工,制得适合汽车需要的泡沫铝板材。
在步骤(3)中还加入有增稠剂,目的是增加熔液的粘度,其中增稠剂的加入量占发泡合金熔液重量的1%-2%。
在步骤(3)中还加入有发泡剂,目的是增加发泡效果,其中发泡剂的加入量占发泡合金熔液重量的0.5%-1%。
通过本发明上述发泡工艺制得的泡沫铝孔隙率为70~75%,孔径为2.6~4.2mm,所生产的泡沫铝材料加工成10mm厚板材,经检测,吸能密度:18~25J/cm3;强度:≥18Mpa;降噪系数NRC 0.7以上(普通泡沫铝板材降噪系数0.6);压缩性能(孔隙率75%时):上屈服点4.55Mpa,下屈服点3.30Mpa。断裂载荷>1000N,表面可承受1500N/m2载荷。
本发明的有益效果是:本发明结构设计简单,采取多层泡沫铝与多层高强金属薄板交替叠加复合的车辆底板技术,避免车厢底板碰撞变形,有利于保护乘客安全,防止电池组被撞击变形起火***,且能够有效吸收碰撞时产生的能量;同时改变传统泡沫铝配方,使其具有更好的吸能效果,增加其使用范围。
附图说明
图1为本发明结构示剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
如图1所示,一种电动汽车轻量化底板,该底板为5层复合结构,采用铆钉1固定在一起,由下至上依次为高强金属薄板2、泡沫铝板3、高强金属薄板2、泡沫铝板3及高强金属薄板2,在底板四周采用竖向金属骨架4环绕加固,使底板一体化,实现强度不减,车体重量大大减轻。竖向金属骨架4为厚板材或型材,厚度在12mm,泡沫铝板3的厚度5mm,高强金属薄板2的厚度为1.2mm。
上述泡沫铝板是由以下重量百分比的组分制成:
钙:5.5%
钨:0.65%
钛:0.1%
镁:0.15%
镧:0.15%
铁:0.25%
锌:0.15%
余量为铝及不可避免的杂质。
上述泡沫铝板制备方法如下:
(1)先将钨加热至熔化,再缓慢加入镧,边加边搅拌,加完后继续搅拌10min,随后降温至500℃,制得钨镧合金;
(2)将铝锭加热至550-700℃,再加入钙、钛、镁、铁及锌,边加边搅拌,至全部熔化后继续搅拌10min,制得铝母合金;
(3)将钨镧合金和铝母合金一起投入熔炉,加热熔化,搅拌均匀,得发泡合金熔液;
(4)将发泡合金熔液引入到搅拌罐中,并对搅拌罐进行搅拌,在搅拌的同时从搅拌罐底部吹入液氮或干冰,液氮或干冰吸热汽化,形成压力,从发泡合金熔液底部向上运行,由于受到阻力,在发泡合金熔液中形成起泡,同时在搅拌作用下,起泡均匀分布在发泡合金熔液中;
(5)待温度接近发泡合金熔液开始凝固之前,打开搅拌罐底部的出料口,搅拌完成后的发泡合金熔液流入到模铸生产线中直接浇铸成型;
(6)对浇铸成型的泡沫铝板进行加工,制得适合汽车需要的泡沫铝板材。
在步骤(3)中还加入有增稠剂,目的是增加熔液的粘度,其中增稠剂的加入量占发泡合金熔液重量的1%-2%。
在步骤(3)中还加入有发泡剂,目的是增加发泡效果,其中发泡剂的加入量占发泡合金熔液重量的0.5%-1%。
通过本发明上述发泡工艺制得的泡沫铝孔隙率为70~75%,孔径为2.6~4.2mm,所生产的泡沫铝材料加工成10mm厚板材,经检测,吸能密度:18~25J/cm3;强度:≥18Mpa;降噪系数NRC 0.7以上(普通泡沫铝板材降噪系数0.6);压缩性能(孔隙率75%时):上屈服点4.55Mpa,下屈服点3.30Mpa。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种电动汽车轻量化底板,其特征在于,该底板为5层复合结构,采用铆钉固定在一起,由下至上依次为高强金属薄板、泡沫铝板、高强金属薄板、泡沫铝板及高强金属薄板,在所述底板四周采用竖向金属骨架环绕加固,使底板一体化;
上述泡沫铝板是由以下重量百分比的组分制成:钙:5.5%、钨:0.65%、钛:0.1%、镁:0.15%、镧:0.15%、铁:0.25%、锌:0.15%、余量为铝及不可避免的杂质;
上述泡沫铝板制备方法如下:
(1)先将钨加热至熔化,再缓慢加入镧,边加边搅拌,加完后继续搅拌10min,随后降温至500℃,制得钨镧合金;
(2)将铝锭加热至550-700℃,再加入钙、钛、镁、铁及锌,边加边搅拌,至全部熔化后继续搅拌10min,制得铝母合金;
(3)将钨镧合金和铝母合金一起投入熔炉,加热熔化,搅拌均匀,得发泡合金熔液;
(4)将发泡合金熔液引入到搅拌罐中,并对搅拌罐进行搅拌,在搅拌的同时从搅拌罐底部吹入液氮或干冰,液氮或干冰吸热汽化,形成压力,从发泡合金熔液底部向上运行,由于受到阻力,在发泡合金熔液中形成起泡,同时在搅拌作用下,起泡均匀分布在发泡合金熔液中;
(5)待温度接近发泡合金熔液开始凝固之前,打开搅拌罐底部的出料口,搅拌完成后的发泡合金熔液流入到模铸生产线中直接浇铸成型;
(6)对浇铸成型的泡沫铝板进行加工,制得适合汽车需要的泡沫铝板材。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车轻量化底板,其特征在于,所述竖向金属骨架为厚板材或型材,厚度在10-15mm。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车轻量化底板,其特征在于,所述泡沫铝板的厚度≤7mm。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车轻量化底板,其特征在于,所述高强金属薄板的厚度为0.6~2.2mm。
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