用于降低电动车高频啸叫的地毯及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及汽车零部件，尤其是涉及一种用于降低电动车高频啸叫的地毯。另外，还涉及一种车辆。


背景技术：

2.地毯，是以棉、麻、毛、丝、草纱线等天然纤维或化学合成纤维类原料，经手工或机械工艺进行编结、栽绒或纺织而成的地面铺敷物，它是世界范围内具有悠久历史传统的工艺美术品类之一，覆盖于住宅、宾馆、酒店、会议室、娱乐场所、体育馆、展览厅、车辆、船舶、飞机等的地面，有减少噪声、隔热和装饰效果改善脚感、防止滑倒、防止空气污染，住宅内部使用区域为厨房、卧室、床边、茶几沙发、卫生间、客厅。
3.车用地毯属于汽车内部装饰品，通过车用地毯可保护汽车内部的整洁，起到美观、舒适和点缀的作用，复合地毯是指在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物所合成的地毯，通过车用地毯，能够有效隔绝车底的空气辐射噪声向车舱内的传递，从而确保车辆整体的声学性能。
4.现有的车用地毯主要分为三种，第一种，采用毛毡型骨架层与装饰层相结合，此种车用地毯的价格便宜、声学性能较差，一般用于低端车；第二种，采用毛毡型骨架层与重层隔音层以及装饰层相结合，此种车用地毯的价格适中、质量较重、中频和高频性能好，目前市场所使用的主流产品为此种车用地毯；第三种，聚氨酯发泡型骨架层与重层隔音层以及装饰层相结合，此种车用地毯的价格高、质量重、中频和高频的性能同样较好。但是，为了实现电动车的轻量化同时兼顾电动车的轮胎/路面噪音，因此需要一种车用地毯，能够在满足隔音效果不低于现有产品的基础上，尽可能降低车用地毯的重量。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的主要技术问题是提供了一种用于降低电动车高频啸叫的地毯，能够保证地毯的隔音效果的同时，尽可能的降低地毯的重量。
6.本实用新型进一步所要解决的技术问题是提供了一种车辆，能够提高整体的隔音效果。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型一方面提供了一种用于降低电动车高频啸叫的地毯，所述地毯通过多层材料层复合形成，所述地毯至少包括骨架层、粘结层、隔声层和装饰层，且所述骨架层、所述隔声层和所述装饰层之间均设有所述粘结层，以能够通过所述粘结层连接所述骨架层、所述隔声层和所述装饰层，所述隔声层设置在所述装饰层和所述骨架层之间，且所述隔声层为具有不通气的声学膜层，该声学膜层中具有封闭孔腔。
8.优选地，所述地毯设置有至少五层，该地毯从表层至底层依次设置为所述装饰层、第一粘结层、所述隔声层、第二粘结层和所述骨架层。
9.优选地，所述骨架层和装饰层均为多孔材料层。通过该优选技术方案，采用多孔材料能够有效提高装饰层和骨架层的吸声效果。
10.进一步优选地，所述骨架层为聚氨酯发泡pur层，所述聚氨酯发泡层的体密度为120kg/m
3-140kg/m3。通过该优选技术方案，采用聚氨酯pur发泡层作为骨架层，能够在起到较好隔音效果的同时，相对于传统的pet复合材料而言，降低了整体的重量。
11.更进一步优选地，所述骨架层为无纺纤维毡，所述无纺纤维毡的面密度为1170g/m
2-1430g/m2。
12.优选地，所述装饰层为针织pet层。
13.进一步优选地，所述针织pet层的面密度为504g/m
2-615g/m2。
14.优选地，所述第一粘结层和第二粘结层的面密度为72g/m
2-88g/m2。
15.进一步优选地，所述声学膜的面密度为118g/m
2-142g/m2。通过该优选技术方案，由于声学膜的面密度较小，因此同样的面积下声学膜的质量较低，进而能够有效降低地毯整体的质量。
16.本实用新型第二方面提供了一种车辆，包括本实用新型第一方面所提供的用于降低电动车高频啸叫的地毯。
17.通过上述技术方案，本实用新型的用于降低电动车高频啸叫的地毯，地毯采用多层材料进行复合，从而分别形成骨架层、隔声层、粘结层和装饰层，并且隔声层采用声学膜，由于声学膜的物理特性，使得汽车产生的噪声在经过声学膜后能够被极大程度的进行过滤，从而能够大幅度的减少汽车产生的噪声，并且声学膜相对于传统的隔声层，具有更轻的质量，因此采用声学膜能够较大程度的降低地毯整体的重量，同时有效保证了地毯的隔声效果。
18.本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.图1为现有技术的用于降低电动车高频啸叫的地毯的第一种组合方式；
20.图2为现有技术的用于降低电动车高频啸叫的地毯的第二种组合方式；
21.图3为现有技术的用于降低电动车高频啸叫的地毯的第三种组合方式；
22.图4为本实用新型具体实施方式的用于降低电动车高频啸叫的地毯的第四种组合方式；
23.图5为本实用新型具体实施方式的用于降低电动车高频啸叫的地毯的隔声试验原理图；
24.图6为本实用新型具体实施方式的四种地毯的隔声量试验结果对比图；
25.图7为本实用新型具体实施方式的用于降低电动车高频啸叫的地毯在驾驶员位置外耳处电机主阶次噪声测试结果对比图。
26.附图标记
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骨架层
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第一粘结层
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隔声层
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第二粘结层
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装饰层
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发声铁板
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理想铁板
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试验样件
具体实施方式
[0031]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0032]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0033]
本实用新型的用于降低电动车高频啸叫的地毯的一个实施例，在电动车辆中，地毯的作用是隔绝车底的空气辐射噪声向乘客舱的传递，从而确保车辆整体的声学性能的一个零部件。地毯由多层材料复合而成，具体为骨架层 1、粘结层、隔声层3和装饰层5，其中，隔声层3设置在骨架层1和装饰层5之间，隔声层3为具有不通气的声学膜层，并且该声学膜具有封闭的孔腔，因此当电动汽车运作时，来自电动汽车底部的噪声传递至该地毯，然后依次通过骨架层1、隔声层3、装饰层5，当噪声通过隔声层3时，由于隔声层3所采用的是声学膜，声学膜的隔音功能是通过三层挤压技术实现的，其主要是由一层具有隔音层(夹芯层)的薄膜和两层普通夹层(外层)构成，因此当噪声通过声学膜时，需要依次通过外层、隔声层3、外层，在此过程中，噪声能够被极大程度的进行吸收，因此能够较好的对噪音进行削减，以此来达到隔声的效果。
[0034]
将传统的电动车地毯与本技术的新型地毯进行对比，相比于传统的内燃机，电动车由于动力总成的不同，进排气的取消，电池包的加入，nvh特性发生了很大的变化，例如，没有排气管的电动车虽然没有了来自车底的排气管辐射噪声，但是处于车底的高压电池包及高压线缆在车辆急加速dc转ac 时产生的高频啸叫非常扰人，因此需要地毯隔音垫来对其进行降噪，以能够在兼顾成本和重量的前提下通过提升地毯的吸隔声性能达到降噪目的。现在主流的地毯的主要分为以下三种，三种地毯在隔声效果以及其自身组分方面各有其不同，并且三种地毯所应用的车型也各有不同：第一种地毯为骨架层 1a+粘结层2a+装饰层3a，主要结构组分如图1所示，其骨架层1a为无纺纤维毡(co+pp+pet复合材料层)构成，面密度为600
±
60g/m2，装饰层3a为针织pet层，其面密度为560
±
56g/m2，装饰层3a和骨架层1a之间采用粘结层2a 相连，此种成分的地毯由于不设有隔声层3，主要的隔声效果主要依靠骨架层1a和装饰层3a自身材料特性的隔声效果，所产生的声学性能较差，但是其价格便宜，一般用于一些低端车型，以此来控制成本；第二种地毯为骨架层 1b+粘结层2b+隔声层3b+粘结层4b+装饰层5b的组合，主要结构组分如图2所示，其骨架层1b和装饰层5b和第一种地毯的组分、面密度等参数相一致，但是在骨架层1b和装饰层5b之间设置有隔声层3b，隔声层3b为epdm层，由于 epdm层典型的致密材料，虽然致密材料的隔声性能较好，但是由于其质量较重，面密度达到2000
±
200g/m2，因此将其与骨架层1b和装饰层5b组合后，形成的地毯质量进一步提高，大大加重了车辆整体的负担，但是由于其隔声效果相对于第一种地毯较好，尤其在中频和高频中的隔声效果突出，并且其价格适中，因此在现有的部分电动车辆中已广泛使用；第三种地毯的基本组分与第二种相同，同样是由骨架层1c+粘结层2c+隔声层3c+粘结层4c+装饰层 5c组合而成，但是将骨架层1c的材料组分由无纺纤维毡(co+pp+pet的复合材料层)替换为聚氨酯发泡pur层，体密度为65kg/m3，聚氨酯(pur)是由异氰酸酯与
多元醇反应而制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。pur制品分为发泡制品和非发泡制品两大类，发泡制品有软质、硬质、半硬质pur泡沫塑料；非发泡制品包括涂料、粘合剂、合成皮革、弹性体和弹性纤维等。在本技术中，采用聚氨酯发泡pur层作为骨架层，能够有效降低地毯整体的质量，并且其同样具备第二种地毯在中频和高频中的良好的隔声效果，虽然其价格相对于第二种较高，但是不影响其主要的隔声效果，另外由于该地毯相对于第二种地毯的质量有所降低，因此此种地毯也已成为目前市场上的主流产品之一。
[0035]
本实用新型的用于降低电动车高频啸叫的地毯的一个实施例，为了区别于目前市场上主流的三种地毯，本技术的地毯设置有至少五层，地毯从表层至底层依次设置为装饰层5、第一粘结层2、隔声层3、第二粘结层4和骨架层1，其中骨架层1为聚氨酯发泡pur层，该聚氨酯发泡pur层的体密度优选为130kg/m3，由于采用聚氨酯发泡pur层，并将该层的体密度提升至原来的2倍，同时采用声学膜来代替传统地毯中的epdm层，以此来减轻整体重量，另外通过提升了聚氨酯发泡骨架层1的体密度来提升了杨氏模量，从而与声学膜的组合使用起到了较好的整体隔声效果。
[0036]
当然，骨架层1还可以继续采用无纺纤维毡(co+pp+pet材料复合而成的毛毡层)，其面密度提高至1300
±
130g/m2，虽然提高了骨架层1的重量，但是将隔声层3所采用的epdm层替换为了声学膜，由于epdm层的面密度高达2000
±
200g/m2，而声学膜的面密度仅仅120
±
12g/m2，可以看出，在同样面积的骨架层1上铺设由不同材料构成的隔声层3，在保证隔声效果的同时，采用声学膜形成的隔声层3的整体质量大幅度降低。因此，采用无纺纤维毡(co+pp+pet材料复合而成的毛毡层)虽然提高了骨架层1的质量，但是相对于传统的epdm层+聚氨酯发泡pur层的组合而言，采用声学膜和无纺纤维毡(co+pp+pet毛毡层)的组合的质量还是相对较低，因此形成的地毯的整体质量得到了轻量化的处理。
[0037]
本实用新型的用于降低电动车高频啸叫的地毯的一个实施例，本技术的地毯设置如图4所示，其中，装饰层5设置为针织pet层，其面密度为560
±
56g/m2，第一粘结层2和第二粘结层4的面密度均为80
±
8g/m2，声学膜的面密度为130
±
12g/m2，第一粘结层2和第二粘结层4分别设置在声学膜的两侧，并分别与装饰层5和骨架层1相连，以构成地毯的整体结构。
[0038]
具体地，将上述的三种地毯与本技术的地毯进行隔声试验，以验证地毯整体的隔声性能。用于试验的设备为apamatⅱ(switzerlandaotuneum)，检测的频率范围为100～10000hz，将上述的四种地毯的试验样件8布置在其中分别进行实验，每次实验的样件尺寸为840
×
840mm，经过实验后得到四种地毯的隔声实验数据。进行实验时，将理想铁板7紧贴试验样件8设置在其下方，发声铁板6设置在理想铁板7下方，且发声铁板6与理想铁板7之间设有一定的间隙，测试用的麦克风放置在接收室内，具体的试验布置如图5所示，将四种材料经过测试后，各地毯的隔声量对比试验结果如图6所示，从图中可以看出，随着频率的不断升高，第一种地毯的隔声量最低，最大的隔声量仅仅接近15db左右，第二种地毯和第三种地毯的隔声量随着频率的不断升高后，隔声量总体相差不大，第四种地毯的隔声量随着频率的升高，尤其在1000hz～10000hz的高频上相比，第四种地毯的隔声量相比于第二种地毯和第三种地毯的隔声量提升约3db以上，通过上述试验可以看出，采用第四种地毯的隔声量具备更好的隔声量。
[0039]
为了更进一步的对以上四种地毯的声学效果进行测试，采用headsqlabii声振
测量系统和artemis数据分析系统来进行测试，由于以上的四种地毯的隔声效果经过上述的试验测试后，第一种地毯的声学效果明显低于其他三种地毯的声学效果，并且其主要应用于低端的电动车辆中，因此在这里不在对第一种地毯的声学性能进行研究，仅将第二种地毯、第三种地毯和第四种地毯作为研究对象，将其配置成试验所需的尺寸相同的地毯零部件，其重量分别为8718g，8256g和7861g，由于第三种地毯和第二种地毯的隔声性能相当，并且第三种地毯的重量略轻约500g，因此以第三种地毯的重量作为对标产品，具体为第三种地毯和本技术的第四种地毯之间的声学性能进行对比。将第三种地毯的试验零件和第四种地毯的试验零件分别安装在同一辆电动汽车上，在试车道上急加速对比测试前排人耳处的语言清晰度，试验结果如图7所示，其中，图7中的横坐标为电机转速，纵坐标为声压级，经过测试表明，第四种地毯的声学性能与第三种地毯的差别不大，整体声学性能还略高于第三种地毯，并且第四种地毯相对于第三种地毯整体质量降低了0.395kg，减重率达到4.78％。第三种地毯与第四种地毯的整体声学性能如表1所示：
[0040]
表1：no.3地毯与no.4地毯整车声学性能对比测试
[0041]
编号声学零件质量(kg)no.3电机主阶次噪声超过15db，扰人8.256no.4电机主阶次噪声降低约5db，不扰人7.861效果能改善电动车高频啸叫减重0.395
[0042]
在本实用新型的车辆中，使用了本实用新型任一实施例的用于降低电动车高频啸叫的地毯，因而也具有上述优点。
[0043]
在本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0044]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护。