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

一种电动汽车轻量化底板
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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