一种车辆的A柱总成及车辆的制作方法

一种车辆的a柱总成及车辆
技术领域
1.本实用新型涉及车辆车身技术领域，特别是涉及一种车辆的a柱总成及车辆。


背景技术：

2.常规轿车a柱的结构是由a柱内板、a柱加强板和侧围外板组成，为满足新车碰撞测试(新车评估项目new car assessment program，ncap)与中国保险汽车安全指数(china insurance automotive safety index，c-iasi)中保研碰撞测评要求，需要a柱内板与a柱加强板增加厚度或升级钢的牌号等级，或应用高强度钢，或使用加厚热成型钢板，或使用热成型钢板补丁板，目的是为了增加a柱的抗击弯曲与扭转的强度，在正面碰撞与25％的小偏置碰撞中，使a柱不弯曲，避免成员受到伤害，保证人身安全，提升整车碰撞性能与等级，降低维修成本，提升保险等级，但是钣金a柱只具有安全加强作用，没有其他功能，功能单一，结构简单。要把空调风引导到后排，常规方案是将导风管与a柱平行布置，这种方案需要占用a柱的空间，a柱需要做的很大，人机与造型都受影响。


技术实现要素：

3.本实用新型第一方面的目的是要提供一种车辆的a柱总成，解决现有技术中车辆a柱的功能单一的技术问题。
4.本实用新型第二方面的目的是要提供一种具有a柱总成的车辆。
5.根据本实用新型第一方面的目的，本实用新型提供了一种车辆的a柱总成，包括：
6.侧围外板；
7.a柱内板，与所述侧围外板连接且与所述侧围外板之间共同限定形成容纳腔；
8.内部中空的加强管，设置在所述容纳腔内且沿所述侧围外板和所述a柱内板的延伸方向延伸，所述加强管的端部与车辆的空调出风口连接，用于空调通风。
9.可选地，还包括：
10.多个连接支架，用于安装所述加强管，设置在所述容纳腔内且与所述侧围外板和所述a柱内板均连接。
11.可选地，所述多个连接支架设置在所述加强管朝向所述侧围外板的一侧。
12.可选地，所述连接支架呈弯折状且限定有开口朝向所述a柱内板的凹槽，所述加强管的至少部分位于所述凹槽内且与所述凹槽的底部和侧壁连接。
13.可选地，所述多个连接支架沿所述加强管的延伸方向间隔布置且通过胶粘的方式与所述加强管连接。
14.可选地，所述空调出风口设置在所述车辆的b柱和c柱之间；
15.所述加强管的前端沿所述a柱内板延伸至a柱下段，所述加强管的后端沿所述侧围外板延伸至所述b柱和所述c柱之间，以与所述空调出风口连接。
16.可选地，所述加强管与所述a柱内板之间的距离以及所述加强管与所述侧围外板之间的距离均为范围在5mm～10mm之间的任一数值。
17.可选地，所述加强管采用碳纤维复合材料。
18.可选地，所述加强管的横截面为梯形。
19.根据本实用新型第二方面的目的，本实用新型还提供了一种车辆，所述车辆安装有上述的a柱总成。
20.本实用新型中a柱总成包括侧围外板、a柱内板和内部中空的加强管，a柱内板与侧围外板连接且与侧围外板之间共同限定形成容纳腔。加强管设置在容纳腔内且沿侧围外板和a柱内板的延伸方向延伸，加强管的端部与车辆的空调出风口连接，用于空调通风。上述技术方案在a柱内部新增加强管，既可以加强a柱结构，也可以起到空调出风管道的作用。
21.根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
22.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
23.图1是根据本实用新型一个实施例的车辆的a柱总成的示意性结构图；
24.图2是沿图1中的剖切线a-a截取的示意性剖视图。
25.附图标记：
26.100-a柱总成，10-侧围外板，20-a柱内板，30-加强管，40-连接支架，11-容纳腔。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.图1是根据本实用新型一个实施例的车辆的a柱总成100的示意性结构图，图2是沿图1中的剖切线a-a截取的示意性剖视图。如图1和图2所示，在一个具体的实施例中，车辆的a柱总成100包括侧围外板10、a柱内板20和内部中空的加强管30，a柱内板20与侧围外板10连接且与侧围外板10之间共同限定形成容纳腔11，加强管30设置在容纳腔11内且沿侧围外板10和a柱内板20的延伸方向延伸，加强管30的端部与车辆的空调出风口连接，用于空调通风。具体地，a柱内板20的两端与侧围外板10的两端搭接共同形成容纳腔11。加强管30的形状、尺寸、厚度与特征等可以根据cae(computer aided engineering，计算机辅助工程)分析结构及工艺分析优化，布置在容纳腔11内合适的位置处。
29.该实施例在a柱内部新增加强管30，既可以加强a柱结构，也可以起到空调出风管道的作用。
30.在该实施例中，空调出风口设置在车辆的b柱和c柱之间，强管的前端沿a柱内板20延伸至a柱下段，加强管30的后端沿侧围外板10延伸至b柱和c柱之间，以与空调出风口连接。加强管30一直延伸到b柱以后及a柱下段，覆盖cae分析中显示的a柱最薄弱区域及偏置碰撞折弯位置。加强管30采用强度高达3000mpa的高强度碳纤维复合材料，连接支架40采用
普通钢，a柱内板20采用高强度钢或热成型钢，侧围外板10采用延展性好的普通钢。
31.该实施例由侧围外板10与a柱内板20形成一个容纳腔11，这里的a柱内板20包括a柱上边梁内板和a柱上下内板，在容纳腔11内设计一个重量轻且高强度的加强管30，其与a柱内板20和侧围外板10一起组成新的a柱总成100，减重效果明显提升，同时能够有效保护乘员安全。加强管30的内部中空，其既可以起到空调出风管道的作用，加强管30的下部结构作为进风口连接到a柱下内板位置，以与空调进风口相连，根据空调进风口的形状与要求，设计进风口连接接口结构，与空调通风口的转接接头相连。加强管30的上部结构作为出风口布置在a柱上边梁内板上，位于b柱与c柱之间，保证空调风可以送到后排乘客位置处，保证后排乘客的空调体验。根据空调出风口设计要求的位置，设计空调出风口连接接口结构，与空调出风口的出风格栅相连，加强管30兼具空调通风管功能，加强管30的直径与转接接口结构尺寸根据通风速度与通风量设计与修正，保证空调通风的功能要求，节省空调管在车身内部的布置空间。
32.在一个优选的实施例中，加强管30采用碳纤维复合材料。采用碳纤维复合材料的加强管30强度高达3000mpa，远高于热成型或高强度钢等材料的强度与性能，提升了a柱抗弯与抗扭性能，增加了碰撞过程中安全性，降低人身伤害，提升了整车碰撞星级评价等级。
33.在该实施例中，加强管30的横截面为梯形，从而可以提高加强管30的强度。
34.在该实施例中，a柱上边梁内板和a柱上下内板根据性能要求选用高强度钢板或1500mpa热成型板，应用电阻焊，激光焊接或结构胶等工艺手段，在夹具上连接在一起形成a柱内板20。另外采用3000mpa以上的碳纤维等高强度复合材料，采用注塑或编织等工艺，在金属模具中生成三维立体异形梯形截面管状加强件，根据车的长度或结构要求，可以直接做成一个加强管30，也可以分成2个或3个部件，再通过结构胶连接到一起合成要求的长度，在加强管30的前后端预留空调的出风口与进风口结构。3000mpa的复合材料梯形截面管状结构的加强管30作为a柱的加强结构，承担主要的抗弯与抗扭功能，同时作为空调风管，兼具导风功能，空调风管要求导热风时不能散热，因此为防止散热，在a柱的加强管30的表面喷涂或镀一层隔热层，保证热气体在加强管30中流动时热量不损失且温度恒定。
35.在该实施例中，a柱总成100还包括多个连接支架40，其用于安装加强管30，设置在容纳腔11内且与侧围外板10和a柱内板20均连接。具体地，多个连接支架40沿加强管30的延伸方向间隔布置且通过胶粘的方式与加强管30连接。该实施例为保证高强度的复合材料梯形截面管状结构的加强管30可以稳定地与a柱内板20和侧围外板10连接，每隔300mm左右设计一个钢的连接支架40，通过结构胶把连接支架40与加强管30胶接到一起，做成带连接支架40的加强管30。
36.在安装时，先将加强管30与连接支架40安装，之后一起放到夹具上与a柱内板20预焊接在一起，然后再放置c柱内板，加强件与侧围外板10一起焊接，最终形成a柱总成100。放置零件的顺序可以根据实际工艺需求进行调整。a柱总成100的所有零件详细结构、钣材厚度及材料搭配需根据cae仿真分析合理设计及选用，保障a柱总成100在ncap及c-iasi车辆碰撞过程中保持足够强度，无明显折弯变形，起到保护前排乘员安全目的，保证整车碰撞性能。
37.在该实施例中，多个连接支架40设置在加强管30朝向侧围外板10的一侧。具体地，连接支架40呈弯折状且限定有开口朝向a柱内板20的凹槽(图中未示出)，加强管30的至少
部分位于凹槽内且与凹槽的底部和侧壁连接。从附图2中可以看出，加强管30的三个侧面均与连接支架40的凹槽连接，相当于连接支架40包裹着加强管30，可以提高加强管30的安装的稳定性。
38.在该实施例中，加强管30与a柱内板20之间的距离以及加强管30与侧围外板10之间的距离均为范围在5mm～10mm之间的任一数值。例如，可以为5mm、7mm、8mm或10mm。加强管30与a柱内板20、侧围外板10之间设置距离是为了保证装配间隙及涂装要求。
39.该实施例还提供了一种车辆，车辆安装有上述的a柱总成100。对于a柱总成100，这里不一一赘述。
40.该实施例采用复合材料梯形截面管状结构的加强管30替代传统a柱加强板钣金结构，重量可以节省大约30％，降低了车身重量，降低电车与燃油车能耗，提升整车经济型与轻量化系数，同时可以满足ncap碰撞法规。加强管30做成中空，作为空调通风管，可以替代车辆内部的空调通风管或补充车辆内部的空调通风管的功能与作用，节省了车辆内部空调的布置空间，拓展了空调出风口的布置的空间与位置的多样性，也可以降低a柱布置尺寸，提升视野，与当前减重减排及社会发展趋势相符合，满足新能源汽车发展的需求。
41.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。