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CN102186718A - 具有太阳能电池结构的车辆面状部件 - Google Patents

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CN102186718A
CN102186718A CN2009801389194A CN200980138919A CN102186718A CN 102186718 A CN102186718 A CN 102186718A CN 2009801389194 A CN2009801389194 A CN 2009801389194A CN 200980138919 A CN200980138919 A CN 200980138919A CN 102186718 A CN102186718 A CN 102186718A
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vehicle
planar parts
roof
solar cell
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A·朗
S·洛伦茨
M·波拉克
M·克尔布尔
H·特施纳
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Webasto Thermosysteme GmbH
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Abstract

本发明涉及一种车辆面状部件(6)，该车辆面状部件能够以一种外部布置安装到车辆上，该车辆面状部件包括太阳能电池结构(16)，该太阳能电池结构在其内侧面上与一个支撑层(10，11，12)连接并且向着该车辆的外侧配设有一个盖层(14)。根据本发明通过以复合轻型结构方式制造该支撑层(10，11，12)实现了一种特别轻并且稳定的车辆面状部件。

Description

具有太阳能电池结构的车辆面状部件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有太阳能电池结构的车辆面状部件。
背景技术
DE 10 2005 050 372A1披露了一种此类的车辆面状部件，该车辆面状部件由透明塑料形成，通过所引入的金属强化结构被面状地强化，并且在车辆内侧将有色漆薄膜安装在该车辆面状部件上。可以将太阳能电池嵌入到该塑料与该漆薄膜之间，或者完全嵌入到该塑料中。因此，这种具有内部太阳能电池的车辆面状部件要求一种透明的塑料作为载体材料。
DE 10 2004 003 856A1披露了一种用于车辆的车身零件，该零件配备有一个载体层以及一个与该载体层连接的太阳能模块，该太阳能模块包括至少一个印制在塑料薄膜上的有机太阳能电池。该太阳能模块可以施加到载体层的面向车辆外侧的侧面上，其中，可以用该载体层作为该印制的塑料薄膜的衬垫，或者将该印制的塑料薄膜粘接到或层压到该载体层上。如果该载体层是至少部分透明的，那么该太阳能模块也可以安装到该载体层的朝内的侧面上。该载体层可以由不同的塑料制成，并且还可以通过长纤维注射工艺(LFI方法)制成。
DE 101 01 770A1披露了一种太阳能模块，其中正面由透明的聚氨酯构成，并且背面由一塑料的、玻璃的或陶瓷的成型零件构成。
DE 20 220 444U1披露了一种光电模块，该光电模块具有：至少一个正面的、朝向能源的、玻璃的或者一种抗冲击的、对UV稳定的、全天候的、具有低水蒸气渗透性的透明塑料的外覆盖层；至少一个塑料粘接层，该塑料粘接层位于该覆盖层与一个背面层之间并且在其中嵌入有至少一个或者多个太阳能电池，这些太阳能电池彼此电连接；以及至少一个背面的、背对能源的、玻璃的或者全天候的、具有低水蒸气渗透性的塑料的外层。
所述的现有技术的车辆面状部件由于它们的结构而具有高的重量和/或要求复杂的加工工艺。
发明内容
本发明所基于的目的是提供一种具有低重量和高稳定性的车辆面状部件。
这个目标通过权利要求1中的特征来实现。有利的改进在从属权利要求中进行详细说明。
由于根据本发明以复合轻型结构方式制造太阳能电池结构的支撑层，因此能够提供具有大的固有刚度和低重量的车辆面状部件，这些车辆面状部件适合用于车辆上的不同用途。固有坚固的且轻的复合轻型部件形成了一种对太阳能电池结构特别适合的载体结构，由此，用于太阳能电池结构的加固措施可以省掉或者仅在减少的范围中需要。这完全地省掉迄今为止在车辆顶部的玻璃盖装备有太阳能电池的情况下常见的通过玻璃的坚固载体板提供的内侧支撑。由于这种复合轻型部件(它形成了太阳能电池结构内侧上的支撑层)的高负载能力，车辆面状部件的外盖层也可以比以往做得薄得多、轻得多。总而言之，在稳定性相同或者甚至增加的情况下，根据本发明的车辆面状部件变得轻得多，而在部件的总厚度上没有任何增加。通过减少部件并且简化制造工艺，由此可以额外地实现成本的降低。
在本发明的意义上，“复合轻型结构方式”或者“复合轻型部件”应理解为由至少两个、优选至少三个互相连接的不同材料的层形成的多层部件，支撑层由该多层部件形成，其中，至少一层由一种具有相对大的体积和相对低的重量的材料和/或结构构成。
该支撑层能够作为复合轻型部件而“整体地”形成，例如由具有嵌入的纤维强化物的聚氨酯形成。作为纤维强化物可以考虑的有：玻璃纤维、碳纤维、天然纤维(例如剑麻、大麻或亚麻)、或者塑料纤维(例如芳族聚酰胺)，或者处于松散的短切纤维的形式，如在敞开或闭合的模具中在喷涂、铸造、发泡或注射方法中用作聚氨酯的混合物，在后一种情况下(在闭合的模具中)还与在喷涂、铸造或注射工序之后的一个挤压工序相结合；或者以毡片、纺织品或编结织物或网的形式将该纤维强化物用于一个层状地分别以塑料层(特别是聚氨酯层)交替的层结构。
该支撑层的“整体的”结构的一个例子是由Bayer Material Science AG的Baydur
Figure BPA00001340750000031
(Baydur
Figure BPA00001340750000032
是Bayer AG的一个注册商标)在PUR复合喷涂模制法(CSM方法)中制成的支撑层，其中短切玻璃纤维从外部配量到被引入到打开的模具中的PUR喷射流中。随后通过在闭合模具中发泡而模制该成型零件。这些玻璃纤维的随机分布致使这样制成的支撑层在所有载荷方向上都具有高的机械强度，并且因此为该太阳能复合结构提供了最优的支撑，并且在相对低的重量的情况下为车辆面状部件提供了高刚度。
作为复合轻型部件的支撑层的层状交替的结构的一个例子通过用于处理Multitec
Figure BPA00001340750000033
(Multitec
Figure BPA00001340750000034
是Bayer AG的一个注册商标)的PUR复合喷涂模制法(CSM方法)的另一个变型产生。在此，同样将短切的长纤维与PUR混合物一起引入到一个敞开的模具中。在这种情况下，紧凑地或发泡地并且可以加固地或非加固地将PUR混合物涂覆到多个层中并且在室温下在一个敞开的模具中固化。
在PUR复合喷涂模制法(CSM方法)的另一个变型中，通过使用Baypreg
Figure BPA00001340750000035
F(Baypreg是Bayer AG的一个注册商标)将用一种特殊的PUR喷涂系统喷涂的大麻、剑麻、亚麻、椰子或类似物的天然纤维毡片压向薄壁式的、极轻的用于作为支撑层的复合轻型部件的成型零件中。
用于支撑层的复合轻型结构方式的另一个变型由一种夹层结构形成，其中一个特别更轻的塑料、泡沫和/或蜂窝状结构的层被布置在塑料的或轻型金属的下盖层与上盖层之间。
作为具有被布置在下盖层与上盖层之间的塑料层的复合轻型部件的支撑层的夹层结构的一个例子是具有多个铝盖层以及一个聚丙烯(PP)层的Hylite
Figure BPA00001340750000037
或Alubond
Figure BPA00001340750000038
材料(两者都是ALCAN Singen GmbH的注册商标)。该聚丙烯层也可以被另一种适合的、高强度的轻型塑料所取代，例如聚酰胺。
作为复合轻型部件的支撑层的夹层结构的另一个例子是纸的或纸板的、金属的或塑料的蜂窝状结构，也被称为“蜂窝状结构”，其中在两个封闭的盖层之间，一个由垂直于这些盖层设置的壁构成的蜂窝状结构包围多个空腔(“敞开的蜂窝状结构”)。这些竖直的壁在其与盖层相邻的区域中例如通过一种在组装前被喷涂上的塑料持久地粘接(如在DE 100 33 232C2中对于没有太阳能复合结构的车顶部件所示的那样)。此类的轻型金属的蜂窝状结构的一个例子是Alucore
Figure BPA00001340750000039
材料(ALCAN Singen GmbH的注册商标)。代替空腔的，可以将实心材料(例如塑料或塑料泡沫或金属泡沫)布置在该蜂窝状结构的多个壁之间(“封闭的蜂窝状结构”)。最后还可以通过喷涂和挤压将一种敞开的或封闭的蜂窝状结构与上面说明的Baypreg
Figure BPA00001340750000041
F一起连成一个支撑层。
原则上，在制造塑料复合部件时可以将太阳能电池结构与该塑料复合部件连接成车辆面状部件或者随后施加、特别是粘接在最终完成的复合轻型部件上。该复合轻型部件与该太阳能电池结构的共同制造和连接例如优选地在一个唯一的过程步骤中通过热成形和层压来实现。该太阳能电池结构也可任选地与至少一个支撑层以及与热熔性粘接薄膜一起预制成一个预复合件或预层压件。
该太阳能电池结构可以被施加在该复合轻型部件的平的或弯曲的表面上，或者在制造时被集成到其中。
该太阳能电池结构可以覆盖整个的复合轻型部件。然而，它还可以留下边缘区域使其不被覆盖。在这种情况下，该太阳能电池结构以该车辆面状部件的一个上盖层垂直于该复合轻型部件的表面向上突出。另一方面，该太阳能电池结构还可以被安装或集成在一个预设在该复合轻型部件的上侧面上的凹陷中，使得该太阳能电池结构被布置成与该复合轻型部件的凸出的边缘区域相齐平。
在该太阳能电池结构上方，该车辆面状部件具有一种透明的覆盖件。该覆盖件通过遮盖薄膜或者薄玻璃片形成。该遮盖薄膜可以作为透明的拉深薄膜件覆盖整个车辆面状部件。
在一种优选的改进方案中，在太阳能电池结构特别是以凹陷的并且齐平的方式布置在该复合轻型部件上的情况下，在该太阳能电池结构的边缘与该复合轻型部件的相邻区域之间的间隙中设有密封件，其中
密封件粘接到该复合轻型部件上，或者
密封件粘接到该太阳能电池结构的边缘上，或者
密封绳插入该间隙中，或者
适配于该间隙的形状的密封材料填充该间隙，或者
密封件插入该间隙中并且通过两个密封唇搭接在相邻的部件上。
根据本发明的车辆面状部件可以例如用于：没有打开系统的车顶模块；具有打开系统的车顶模块(滑动车顶、升降车顶、滑动/升降车顶、外部引导的滑动车顶、全景车顶、扰流板式车顶、叠片式车顶、改装车顶以及类似物)；车顶打开系统的盖；硬顶敞篷车车顶(也被称为“可伸缩式硬顶”＝“RHT”)的顶壳；折流板条；扰流板；后车盖；引擎罩；车门或者挡泥板以及A、B、C以及D柱。
附图说明
在下面参考附图，基于根据本发明的车辆面状部件的实施例，对本发明进行更详细地说明，其中：
图1示出了具有根据本发明的、呈车顶模块形式的车辆面状部件的车辆的立体俯视图；
图2示出了该车顶模块的正面部分的根据图1的、在该车辆的垂直的中央纵切面上的横截面图II；
图3示出了该车顶模块的一个侧面部分的根据图1的、在该车辆的垂直的横切面上的横截面图III；
图4示出了该车顶模块的一个后面部分的根据图1的、在该车辆的垂直的中央纵切面上的横截面图IV；
图5示出了根据本发明的车辆面状部件的一种塑料复合部件的细节的剖面图，该部件通过CSM方法以复合轻型结构方式制成并且配备有一个安装至其上的太阳能电池结构；
图6示出了该车辆面状部件的太阳能电池结构的一个剖面图；
图7示出了具有太阳能电池结构的一种车顶模块的横截面图，该太阳能电池结构被粘接到一个复合轻型部件上并且与该车顶模块的边缘间隔开；
图8示出了车顶模块的另一个实施例的横截面图，其中该太阳能电池结构被粘接到上侧的凹陷中；
图9示出了车顶模块的另一个实施例的横截面图；
图10示出了车顶模块的另一个实施例的横截面图；
图11示出了在被容纳于该复合轻型部件的一个凹陷中的太阳能电池结构的边缘与该塑料复合部件的侧翼之间的一个间隙中的密封件的横截面图；
图12示出了根据图11的布置的密封件的另一个实施例的横截面图；
图13示出了根据图11的布置的密封件的另一个实施例的横截面图；
图14示出了根据图11的布置的密封件的另一个实施例的横截面图；
图15示出了根据图11的布置的密封件的另一个实施例的横截面图；
图16示出了车辆的立体俯视图，具有不同太阳能电池结构的车顶模块可以安装至该车辆上；
图17示出了具有根据本发明的车顶模块的另外的实施例的车辆的立体俯视图；
图18示出了具有根据本发明的车辆面状部件的另外的实施例的车辆的立体俯视图；
图19示出了呈层状复合件的具有太阳能电池结构的复合轻型部件的示意性截面图；
图20示出了呈层状复合件的具有太阳能电池结构的复合轻型部件的另一个变型；
图21示出了呈层状复合件的具有太阳能电池结构的复合轻型部件的另一个变型；
图22示出了呈层状复合件的具有太阳能电池结构的复合轻型部件的另一个变型；
图23示出了呈层状复合件的具有太阳能电池结构的复合轻型部件的高度示意性的结构；
图24示出了呈层状复合件的具有太阳能电池结构的另一种复合轻型部件的高度示意性的结构；
图25示出了呈层状复合件的具有太阳能电池结构的另一种复合轻型部件的高度示意性的结构；和
图26示出了呈层状复合件的具有太阳能电池结构的、在模具中拱曲的复合轻型部件的一个变型。
具体实施方式
车辆1，例如载客汽车(见图1)，具有一个前挡风玻璃2和一个后挡风玻璃3以及一个具有车顶模块5的车顶4，该车顶从前挡风玻璃2延伸到后挡风玻璃3。该车顶模块5以及其他的零件(如车辆的挡泥板、发动机舱罩或行李舱盖)可以通过根据本发明的车辆面状部件6来形成，其细节以放大的方式展示在图5中。
作为根据本发明的车辆面状部件6的第一实施例，车顶模块5通过一个特别是环绕的粘接条7固定到车顶框架8或者车顶框架8的凸缘区域9上。
车顶模块5或车辆面状部件6以轻型结构方式用呈夹层式层状结构(特别是见图5)的复合轻型部件制成，并且由内向外地包括一个第一内支撑层10(作为下盖层)、一个核心层或间隔层11(形成为蜂窝状结构)、一个第二外支撑层12(作为上盖层)以及一个去耦层13。这种结构按照CSM方法制成。外壳14作为盖层外侧地补充该层状结构。
支撑层10和12优选地由单位面积重量为大约300g/m2的聚氨酯(PU)构成，该聚氨酯可任选地且优选地分别通过单位面积重量为大约225g/m2的玻璃纤维网来强化。
核心层或间隔层11优选地由蜂窝状结构、特别是由纸蜂窝构成，例如具有大约13mm的厚度，其中，该蜂窝状结构的褶皱和盖片分别具有大约115g/m2的单位面积重量。
去耦层13优选地具有大约2到2.5mm的厚度。它用于以下目的，即有效地防止该蜂窝状结构的可见的压印出现在外壳14上，否则如果不提供该去耦层13，在模具中压缩期间可能会出现该压印。
包括核心层或间隔层11以及两个相邻的支撑层10和12的层状结构通过CSM(复合喷涂模制)方法在一个模具(CSM模具)中制成，该方法是从Hennecke GmbH，D-53754 Sankt Augustin知道的。该层状结构还以类似的形式展示在DE 100 33 232C2中。在具有非常低的重量的情况下，该层状结构的强度特别是通过将该塑料(优选聚氨酯(PU))嵌入该蜂窝状结构的垂直的壁的区域中并且与它们相结合而实现。
该复合轻型部件的或者该车辆面状部件6的盖层或外壳14优选地直接在CSM模具中通过使用IMC(模内涂覆)方法以0.03mm至0.06mm(S&R)的层厚或者以0.3mm至0.6mm(Panadur
Figure BPA00001340750000071
)的层厚喷涂产生。
在车辆面状部件6或车顶模块5的内侧上，例如可以将用于固定相邻部件(例如遮阳板或手把)的金属的插入件15嵌入到用作下盖层的第一支撑层10中。
这种基本结构可以被改变并且例如被至少一个附加的层所补充，例如在第一支撑层10与核心层11之间的、以及可能地在核心层或间隔层11与第二支撑层12之间的防碎层(未示出)。
太阳能电池结构16，也被称为太阳能组件或者太阳能模块，通过一个粘接层17安装到该塑料复合部件的外部的上侧面上，该塑料复合部件由层10、11和12形成。该太阳能电池结构16包含(见图6)一层太阳能电池18，这些太阳能电池被容纳在一个上EVA薄膜19与一个下EVA薄膜20(EVA：乙烯乙酸乙烯酯)之间。该太阳能电池18具有例如大约0.2mm的厚度，并且这些EVA薄膜19和20大约0.46mm厚。该太阳能电池结构16的上侧面形成例如透明的薄膜21，该薄膜例如由ETFE(乙烯四氟乙烯)构成并且具有例如0.15mm的厚度，或者形成厚度小于3.0mm、优选小于1.0mm的一种玻璃片或薄玻璃片。
因此，在该车辆面状部件6形成根据图1至4的车顶模块5的情况下，首先通过CSM方法制造作为复合轻型部件形成的、由层10、11和12构成的支撑层。随后或者在同一个方法步骤中，将太阳能电池结构16全表面地粘接直至该车辆面状部件6或该车顶模块5的外部边缘，或者同时与该支撑层层压到其上。取决于该薄膜或片21的类型和厚度，可任选地，包括该太阳能电池结构16和支撑层10、11、12的复合物还额外地在后来的车辆面状部件6或者车顶模块5的外侧面上设有一种抗磨损并抗划伤的外壳14(也参见图10)。
在边缘区域中，可以将车顶模块5的车辆面状部件6在模具中更强地挤压，其中替代核心层11形成了一个层22，该层增加了车顶模块5的稳定性并且优选地在LFI-PUR方法(LFI＝长纤维注射模制)中通过喷射具有被注入的纤维材料的聚氨酯来制造。在车顶模块5已经被装配到车顶框架8的支承面或凸缘区域9上之后，具有增加的强度的这些边缘区域或者层22位于粘接条7的区域中。
在车顶模块5的一个改进的实施方式的情况下(见图7)，预制的太阳能电池结构16已经被施加到并且特别是粘接到该车辆面状部件6的、同样用蜂窝状核心层11预制的复合轻型部件上，其中，该太阳能电池结构16没有延伸至车辆面状部件6的侧向边缘，而是被布置在离它们一段距离处。在可替代的方法或制造方式中，可以将太阳能电池结构16放置在该CSM方法的回填模具中的对应凹陷中并且在制造该复合轻型部件时可以在所述部件的表面上或表面内直接地进行发泡。
图8示出了一个实施方式，其中该太阳能电池结构16随后通过一个粘接层17粘接到车辆面状部件6的上侧的凹陷23中。可以在IMC(模内涂覆)方法中将外壳14制成例如黑色、或者可以随后将它涂成车厢颜色。在该太阳能电池结构16的边缘与该复合轻型部件的在向该复合轻型部件的凹陷23过渡处的侧翼25之间的边缘间隙24优选地被一个密封件覆盖或者密封，如在图11至15中所展示的。
在图9的实施方式的情况下，在制造复合轻型部件时在集成的加工工艺中该太阳能电池结构16被布置在该复合轻型部件上的上侧凹陷23中并且被固定在其上。这通过以下措施实现：将该太阳能电池结构16放置在该CSM方法的一个回填模具中并且在随后的CSM方法中将其集成地安装到该复合轻型部件上的上侧凹陷23中。通过塑料填满该太阳能电池结构16的边缘与该塑料复合部件的侧翼25之间的边缘间隙24，从而不需要附加的密封件，由此改善了外观，因为不存在间隙、接缝或者密封件。因为对于该太阳能电池结构16的安装不需要分离的粘接工序，所以降低了制造成本。
在根据图10的实施例的车顶模块5的情况下，通过深拉使透明的薄膜作为外壳14成为所要求的形状，并且随后将其放入一个CSM模具中。将可以在无外薄膜21下形成的太阳能电池结构16应用到该透明薄膜或外壳14的内侧上，该透明薄膜或外壳可以替换外薄膜21。该复合轻型部件由CSM方法制成，其中复合轻型部件的多个部分、并且特别是起支撑作用的边缘区段也可以使用LFI或PU制造(见图2至4中的层22)。通过连续的深拉的薄膜或者外壳14，在太阳能电池结构16与复合轻型部件或它的在凹陷23处的凸缘25之间的过渡部或边缘间隙24处提供了特别优良的外观。
图11至15示出了用于边缘间隙24的密封件，如其在例如根据图8至10的实施例中所存在的那样。
密封件26(见图11)，例如橡胶的弹性的空腔密封件型材，如原则上例如从滑动车顶已知的那样，借助粘接剂27固定到该复合轻型部件或其侧翼25上、紧靠在该太阳能电池结构16的边缘上并且不向上突出到边缘间隙24之外。
在一个可比较的边缘间隙24处(见图12)，通过粘接剂27将密封件28粘接到该太阳能电池结构16的边缘上并且紧靠在该复合轻型部件或其凸缘25上。
图13示出了一个边缘间隙24，该边缘间隙通过呈弹性密封绳形式的密封件29密封，该密封件被插入到边缘间隙24中并且基于其黏性表面而固定到相邻的部件上。此外，该密封绳29可以通过一种只需要具有低保持力的粘结剂固定。
根据图14的边缘间隙24的密封件由一种成形或密封材料30形成，其以硅树脂接缝材料的方式填充该边缘间隙24。
根据图15的边缘间隙24的密封通过一个密封条31来实现，该密封条被插入边缘间隙24中并且在外侧具有两个密封唇32，这些密封唇搭接到该边缘间隙24的两侧的该太阳能电池结构16或者该复合轻型部件上，并且因此将其可靠地密封。
通过举例的方式给出的这些密封件可以被用在不同的车辆面状部件6上的太阳能电池结构16的边缘处的任何希望的间隙处。
图16通过举例的方式示出了车辆1，在该车辆上可安装不同的车顶模块5。以复合轻型结构方式制成的这种车顶模块5a可以全表面地被铺设太阳能电池16。可替代地，在一种车顶模块中边缘区域可以保持不被太阳能电池16所覆盖。另外，以复合轻型结构方式制成的一种车顶盖件5b可以部分地或者完全地被铺设太阳能电池16。以复合轻型结构方式制成的一种具有打开系统的车顶模块5c可以在其刚性的、不可移动的区域上被太阳能电池16所覆盖。以复合轻型结构方式制成的一种车顶模块5d在其正面区段中可以具有一种全景玻璃车顶、并且可以在其后部区段中被太阳能电池16所覆盖。
另外(见图17)，以复合轻型结构方式制成的、并且具有未被太阳能电池16所覆盖的边缘区域33的一种车顶模块5e可以被安装到车顶4上，并且可以将裸露的边缘区域33处的外壳14形成黑色，或者将这些边缘区域33涂成车厢颜色。车辆1可以是一种具有可调节的单壳或多壳的硬顶车顶(RHT＝可伸缩的硬顶)的敞篷车，并且以复合轻型结构方式制成的每个顶壳34都可以配备有一个太阳能电池结构16。
根据其他的实施例(见图18)，以复合轻型结构方式制成的其他车辆面状部件，例如像具有基本上竖直的或水平的面的引擎罩6a、挡泥板6b、车门围板6c、外壳板6d、行李舱盖或后盖6e，C柱6f、引流板6g或车顶框架6h，都可以配备有太阳能电池结构16。
图19至21示意性地示出了可运动或不可运动的车辆面状部件的三个实施方式，对于除车顶以外的车身区域也可以装配车辆面状部件。根据图19的车辆面状部件从上至下或者当处于使用的位置时从外向内地包括：
一个盖层101，优选地由一种外部的全天候的、对UV稳定的并且抗划伤的盖薄膜形成；该盖层可以由聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、全氟乙烯-丙烯共聚物(FEP)或者一些其他的透明塑料或者薄玻璃构成；
一个透明的热熔性粘接剂层102，其包括一种粘附性良好的热熔性粘接剂，如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，或者一种离聚物；
至少一个太阳能电池103，多个太阳能电池通过电池连接器104互相连接的；通过拉伸或铸造方法制成的常规晶体或多晶的太阳能电池可以被用作太阳能电池103；
由于热膨胀，优选地将绞合线用作电池连接器104；
一个纤维材料(如玻璃纤维网)的分离层105，用于将太阳能电池103之下的彩色的或上色的热熔性粘接剂106与太阳能电池103之上的透明的热熔性粘接剂102彼此分离；
一种优选上色的或彩色的热熔性粘接剂层106，该层包括一种具有良好粘附性的热熔性粘接剂，如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或者一种离聚物；
可任选地一种PC、PMMA、PET、ETFE、PVF(聚氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)的背面薄膜；这也可以被省略，以及
一种载体板，该载体板包括一种复合轻型部件，如HyliteAlubond
Figure BPA00001340750000112
CSM复合物(蜂窝、泡沫)或者Alucore
Figure BPA00001340750000113
在根据图20和21的实施例的情况下，将薄膜层状太阳能电池用作太阳能电池113或123，这些太阳能电池基于薄膜层技术，如硒化铟铜(CIS)或者硫化铟铜(CIS)、硒化镓铟铜(CIGS)、微非晶硅(a-Si:H/μc-Si:H)、非晶硅(a-Si:H)或者碲化镉(CdTe/CdS)。
在根据图20的实施例的情况下，太阳能电池113被布置在用作衬底的载体层114上，在盖层111以及热熔性粘接剂层112(其结构对应于图19的盖层101以及热熔性粘接剂层102)下方，该载体层优选地形成为薄玻璃层(玻璃板)。上面说明的太阳能电池复合件通过一个热熔性粘接剂层108与支撑层109连接。层108和109在其结构上对应于根据图19的例子。
在根据图21的实施例的情况下，太阳能电池123被布置在用作衬底的载体层124之下，该载体层优选地形成为一个薄玻璃层。上面说明的太阳能电池复合物通过一个热熔性粘接剂层108与支撑层109连接。层108和109在其结构上对应于根据图19的例子。
太阳能电池复合件与支撑层109的层压优选地在大约110℃至150℃的温度以及1至15巴的压力下进行。作为层压方法使用的是：在真空层压机中的层压，或者在循环空气炉或高压釜中的真空袋方法。
在一种实施方式中，还将图19中展示的包括层101、102、103、104、105、106和107的太阳能电池复合件作为预复合件或预层压件110制造，并且然后与形成为复合轻型部件的支撑层109连接。在一个最小的变型中，该预复合件110还可以仅由层101、102、103和104构成并且通过热熔性粘接剂层108与支撑层109连接。
在图20中展示的实施例的情况下，层111、112、113和114还能够可任选地作为预复合件或者预层压件110制造，并且然后通过热熔性粘接剂层108与形成为复合轻型部件的支撑层109连接。在根据图21的实施例的情况下，如果在层124和123之下还存在可任选地布置的热熔性粘接剂层以及下覆盖层或阻挡层(两者都没有示出)，该下覆盖层或阻挡层形成了对于太阳能电池层113的一种腐蚀保护，那么这种层状复合件也可以作为预复合件或预层压件制造，并且然后可以通过热熔性粘接剂层108与形成为复合轻型部件的支撑层109连接。
在根据图22的车辆面状部件的实施例的情况下，用作面向外部的盖层的一个塑料层141(例如由聚碳酸酯或PMMA组成)相对薄地构造，使得必须使用一个附加的载体层143进行稳定。该附加的载体层被布置在该结构的底面上，使得太阳能电池复合件142被布置在聚碳酸酯层141与该载体层143之间。由所谓的化合物喷涂模制法(CSM方法)制成的一种PU夹层部件可以被用作载体层143。
该PU夹层部件由一种蜂窝状结构或一种泡沫核心(例如聚苯乙烯(PS)或聚氨酯(PU))构成，该蜂窝状结构或泡沫核心被压紧在两个用聚氨酯喷涂的玻璃纤维网之间。同样在这个实施例的情况下，太阳能电池复合件142和塑料层141可以作为预复合件或预层压件制造，并且然后与形成为复合轻型部件的支撑层143连接。
在图23至25中，以高度示意性的形式展示了复合轻型部件的其他有利的实施方式。这种示意性的展示将所有层都显示为具有相同的厚度。实际上，这些层具有彼此相当不同的层厚，如在更上面结合图5已经详细说明的那样。
在图23中展示的复合轻型部件从外向内或者相应地在该图中从上向下包括以下各层：
一个薄玻璃的或者全天候的、抗划伤并且抗磨损的塑料的盖层200，如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、乙烯四氟乙烯(ETFE)或者全氟乙烯-丙烯共聚物(FEP)，
一个具有良好粘附性的热熔性粘接剂的连接层202，如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或者一种离聚物，
一个太阳能电池结构204，
一个纤维材料(如玻璃纤维网)的分离层206，用于在层压期间在流动状态下将该太阳能电池之下的彩色的或上色的热熔性粘接剂与该太阳能电池之上的透明的热熔性粘接剂彼此完全地分离，
一个具有良好粘附性的热熔性粘接剂的连接层208，如EVA、TPU、PVB或者一种离聚物，
一个金属层210，例如包括一种薄的铝片，
一个塑料层212，包括一种坚固的但重量轻的塑料，如聚丙烯(PP)或者聚酰胺(PA)，以及
一个金属层214，例如包括一种薄的铝片。
下面的三层210、212和214形成了一种夹层结构，例如在商品名称Hylite
Figure BPA00001340750000131
(ALCAN Singen GmbH的注册商标)下已知的。
在图24中展示的复合轻型部件从外向内或者相应地在该图中从上向下包括以下各层：一个薄玻璃的或全天候的、抗划伤并且抗磨损的塑料的盖层200，例如PET、PC、PMMA、ETFE或者FEP，
一个具有良好粘附性的塑料或热熔性粘接剂的连接层202，如EVA、TPU、PVB或者一种离聚物，
一个太阳能电池结构204，
一个纤维材料(如玻璃纤维网)的分离层206，用于在层压期间在流动状态下将该太阳能电池之下的彩色的或上色的热熔性粘接剂与该太阳能电池之上的透明的热熔性粘接剂彼此完全地分离，
一个具有良好粘附性的塑料或热熔性粘接剂的连接层208，如EVA、TPU、PVB或者一种离聚物，
一个金属层210，例如包括一种薄的铝片，
一个塑料层212，包括一种坚固的但轻的塑料，如PP或者PA，
一个金属层214，例如包括一种薄的铝片，
一个塑料层216，包括一种坚固的但轻的塑料，如PP或者PA，以及
一个金属层218，例如包括一种薄的铝片。
下面的五层210、212、214、216和218形成了一种具有承载能力极好的双夹层结构。
在图25中展示的复合轻型部件从外向内或者相应地在该图中从上向下包括以下各层：
一个盖层200，包括薄玻璃的或全天候的、抗划伤并且抗磨损的塑料，例如PET、PC、PMMA、ETFE或者FEP，
一个连接层202，包括良好粘附性的塑料或热熔性粘接剂，如EVA、TPU、PVB或者一种离聚物，
一个太阳能电池结构204，
一个纤维材料(如玻璃纤维网)的分离层206，用于在层压期间在流动状态下将该太阳能电池之下的彩色的或上色的热熔性粘接剂与该太阳能电池之上的透明的热熔性粘接剂彼此完全地分离，
一个连接层208，包括良好粘附性的塑料或热熔性粘接剂，如EVA、TPU、PVB或者一种离聚物，
一个由金属构成的上盖层222，例如包括一种薄的铝片、或者一种纤维/塑料复合材料(如嵌入PU中的玻璃纤维)，
一个蜂窝层224，该层具有纸、纸板、金属或塑料的蜂窝状结构，其中该蜂窝状结构能够包围多个空腔，或者
替代蜂窝层224的一个聚苯乙烯(PS)或聚氨酯(PU)或金属的泡沫核心224，以及
一个由金属构成的下盖层226，该层例如包括一种薄的铝片、或者一种纤维/塑料复合材料(如嵌入PU中的玻璃纤维)。
下面的三层222、224和226形成了一种在非常低的重量下具有非常高的稳定性的夹层结构220。
该车辆面状部件的支撑层可以作为一种刚性部件而预成型并且随后通过层压连接到其他部件元件上，该支撑层在图23中由下面三层210、212和214的夹层结构形成，在图24中由下面五层210、212、214、216和218的双夹层结构形成，并且在图25中是由夹层复合件220形成。
然而，特别有利的是该复合件包括该支撑层，太阳能电池并且优选地该盖层在一个方法步骤中通过同时进行热成型和层压来制造。
该复合轻型部件的边缘终止部可以按下述方式来实现。在铝-聚丙烯(PP)-铝板(对应于图4中的下面三层210、212和214)的边缘区域中，PP核心可以按一种适合的方式(例如通过铣出)来移除，以便能够容纳一种对应地成型的型材密封件。也可以将该复合轻型部件的边缘的一种聚氨酯(PU)发泡部锚定在一个铣出的接缝中。类似地，在层压之前，可以将这些边缘进行卷边，以便将这些边缘密封。还可以在层压/热成型过程期间进行对透明的塑料薄膜的弯折，并且随后与PP层粘接。
在热成型工序期间，可以引入附加的加固拱曲部或加固元件，用于加固该部件或该太阳能电池结构的凹陷。
通过使用适合的材料以允许两个工序在一个过程中执行，消除了这种基于两个独立的生产工序的流程的缺点。也就是说，用于形成一个太阳能复合件的三维成型以及层压仅在一个过程步骤中得以实现，如在图26中通过一个所示的例子所展示的那样。
在图26中，提供了一个模具载体350，一个下模具340被安装在其上。在向上的方向上，所示的结构被一个上模具300所限界。在最简单的情况下，该下模具340以及该上模具300是可以分别地通过以对应于该车辆面状部件6的所希望的曲率的预成型的一个片来形成。作为复合轻型部件形成的车辆面状部件的以下这些层从下向上地被布置在下模具340与上模具300之间，其中，由于该布置与后来的使用位置不同，所以最下层对应于后来的外层：
一个盖层330
一个热熔性粘接剂层326
一个太阳能电池层324
一个热熔性粘接剂层322
一个盖层316
一个间隔层314
一个盖层312
热熔性粘接剂层322和326与太阳能电池层324一起形成了一个可以被预制的太阳能电池模块320。
盖层316和312与被布置在其间的间隔层314一起形成了一种复合板310。
这些单独的层的材料对应于上述这些实施例中的材料。复合板310是稳定并且轻型的，优选形成为一种夹层轻型部件。在主权利要求的意义上，它形成了支撑层。
外部的盖层330由一种轻型的、抗磨损的并且抗划伤的材料构成，如薄玻璃或塑料(例如对应于图21中的部件124)。
作为太阳能电池324可以使用常规的单晶或多晶太阳能电池(这些太阳能电池通过深拉或铸造方法制成)或者基于薄层技术的薄层太阳能电池，如硒化铟铜或者硫化铟铜(CIS)、硒化镓铟铜(CIGS)、微非晶硅(a-Si:H/μc-Si:H)、非晶硅(a-Si:H)或者碲化镉(CdTe/CdS)。
特别优选的是，所有这些层都一起放置在该下模具340上，并且通过降低上模具300以及一种热结合方法在一个操作中将它们彼此连接并且同时使其具有所希望的形状。
这通过或者在真空层压机、真空挤压机中亦或在高压釜中层压来进行。在任何情况下，都需要一个在其中进行成型的下模具。在挤压机中，还需要一个凸的上模具。按照图23和24，复合板可以被用作后来为该太阳能模块提供坚固度的可变形板(在本专利权利要求的意义上：用作支撑层)，这些复合板在至少两个薄金属薄片(铝、铝合金)之间包围了至少一个塑料核心(聚丙烯、聚酰胺)，该核心在过程温度下软化至这样一种程度，即借助过程压力可以实现成型，其中在该层压件已经冷却之后所塑造的形状基本上得以保持。为了获得最终的额定曲率，在变形中考虑复位。在该过程中同时还被挤压成形的是作为盖层330的一种透明塑料薄膜(例如PC、PET、PMMA、FEP、ETFE，等等)、至少两个热熔性粘接剂薄膜322和326(例如PVB、EVA、TPU、SentryGlas
Figure BPA00001340750000171
Plus(SentryGlas
Figure BPA00001340750000172
是DuPont公司的注册商标)或者Surlyn
Figure BPA00001340750000173
(Surlyn
Figure BPA00001340750000174
是DuPont公司的注册商标))、在这两者之间放置有至少一个太阳能电池324并且可能有一个玻璃纤维网条，该热熔性粘接剂膜被软化到这样一种程度，即获得了上述塑料薄膜与该复合板310的一种层压件。下模具和上模具可以具有一种装置，通过该装置这些模具可以被分别地加热。如上面已经说明的，复合板310可以由多个不同的金属和塑料的层构成。
本发明不限于所详述的实施例。例如，尤其有可能的是将不同的实施例的特征彼此相结合，从而这种布置也包含在本发明中。
原则上，所展示的车辆面状部件和车顶模块形成了示例性的车辆部件，这些车辆部件的外壳形成了该车辆的外表面。然而，本发明还可以有利地在其他车辆部件上实现，例如像车尾模块以及前或后扰流板。
附图标记清单
Figure BPA00001340750000175
Figure BPA00001340750000181

Claims (15)

1.车辆面状部件(6)，
该车辆面状部件能以一种外侧布置安装在车辆(1)上，
该车辆面状部件具有太阳能电池结构(16；103，113，123；142；204；324)，
该太阳能电池结构与一支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)连接并且朝向该车辆的外侧配备有一盖层(14；101；111；124；141；200；330)，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)以复合轻型结构方式制成。
2.如权利要求1所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)被制成为多层的复合部件。
3.如权利要求1或2所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)被制成为夹层复合部件。
4.如权利要求3所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该夹层复合部件(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)具有一蜂窝状结构(11；224；314)，该蜂窝状结构具有限定蜂窝的壁和位于这些壁之间的空腔。
5.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)具有至少一个具有分离层的层(105，206)。
6.如权利要求5所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该分离层(105，206)由玻璃纤维网或者类似的材料构成。
7.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)具有至少一个由面状的板或薄膜构成的层(10，12；109；143；210，212，214，216，218，222，226，312，314，316)，该面状的板或薄膜至少部分地由金属和/或塑料和/或木材和/或纸或纸板构成。
8.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)具有至少一个由聚氨酯(PU)构成的层。
9.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)是预制的，并且该太阳能电池结构(16；103，113，123；204；324)被安装到、特别是粘接到该支撑层上。
10.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12)预制有一个外部的面状的凹陷(23)，并且该太阳能电池结构(16)特别是与该车辆面状部件(6)的相邻表面相齐平地安装在该凹陷(23)中。
11.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)的至少一部分根据塑料喷涂方法、塑料喷涂挤压方法或者塑料注射方法制成，特别是根据复合喷涂模制法(CSM)和/或根据反应注射模制法(RIM)和/或根据长纤维注射法(LFI)制成。
12.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该盖层(14；101，111，124；200；330)由薄玻璃片或者透明的塑料片或塑料薄膜形成。
13.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该太阳能电池结构(16；103；113；123；142；204)通过至少一个热熔性粘接剂层(19，20；102，106，108，112；202，208；322，326)与该盖层(14；120，141；200；330)和/或与该支撑层(10，11，12；109；143；210，212，214，216，218，220，222，224，226；310；312，314，316)连接。
14.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该太阳能电池结构(103，113，142)与一透明的正面覆盖层(101，111，124，141)以及一背面覆盖层(107，114)一起构造为层状复合件。
15.如以上权利要求之一所述的车辆面状部件，
其特征在于，
该车辆面状部件(6)可用于：没有打开系统的车顶模块；具有打开系统的车顶模块，例如滑动车顶、滑动/升降车顶、全景车顶、扰流板式车顶、叠片式车顶、改装车顶；车顶打开系统的盖；硬顶敞篷车车顶(RHT)的车顶壳；导流板叠片；扰流板；后盖；引擎罩；车门或者挡泥板；以及A、B、C和D柱覆盖件。
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