PGD固定式大玻璃全景天窗设计开发

计留弟

摘 要：该学术论文主要阐述了上汽大众纯电动汽车PGD固定式大玻璃全景天窗总成设计开发过程及玻璃光顺和PGD天窗功能设计要点包括试验要求等，PGD固定式大玻璃全景天窗具有先进性、适应性、可靠性、服务力、品牌力和市场占有率等指标，旨在促进中国汽车零部件产业的健康发展，鼓励创新和技术进步，具有很高的专业学术参考价值。

关键词：PGD固定式大玻璃全景天窗总成 全景天窗优点 全景天窗构成

随着国家对新能源汽车政策的大力扶持，已经涌现出一大批新能源汽车开发以及动力蓄电池的企业，并且朝着更加创新的方向发展，新能源汽车已经向电动化、网络化、智能化以及共享化新四化方向发展。以上汽大众为代表的合资燃油车企也已积极投入到新能源汽车开发和生产中，继途观L PHEV和新帕萨特PHEV插电式混合动力成功投产后，符合新四化方向的多款纯电动汽车如A SUVe，Lounge SUVe也已经开发完成并且即将在新建的MEB工厂投产。

买车是当下每一位车主都非常在意，尤其是年轻人对汽车的要求更是达到了痴迷的程度，即使很多时候手头没有多少闲钱，也会通过各种途径来买到自己喜欢的车型。一款车的好坏，质量、安全性或者油耗固然及其重要，但颜值和配置消费者也很看重。如汽车上的全景天窗，许多车主都会选装，这一配置能提高车子的档次，给人“高大上”的感觉。全景天窗能让车内的空间看起来更为宽敞，而且由于采光多了以后，坐在车内也不会给人压抑的感觉。车主在车内就能欣赏到天空的景色，特别夜晚开车去一个空旷安静的地方，躺在车内就能够欣赏到夜空里的月亮和星星，不失为一种浪漫。

本篇重点介绍上汽大众纯电动汽车配置的PGD全景天窗即固定式大玻璃全景天窗设计开发过程，玻璃与车身粘胶固定，电动遮阳帘开启/关闭。安装在汽车车顶的大面积夹层安全玻璃天窗，它打破了传统汽车天窗的尺寸和视野限制，为乘客提供了更加开阔的车内空间，采用模块化设计思路，使用福耀玻璃原片，应用玻璃模压和注塑包邊技术，让汽车厂总装线装配变得更加便捷。固定式大玻璃全景天窗还可以根据市场需求集成镀膜、隔热、智能调光、氛围灯光和太阳能等功能，不断拓展“一片玻璃”的边界，既可以保护乘客隐私，也可使产品和技术更加个性化和智能化。

PGD全景天窗具有以下优点：全景天窗，大尺寸，广视野，低透原片，阻挡酷热，降低温度，强表面应力，采用半钢化夹层玻璃，夹层安全结构，5mm厚夹层玻璃，隔绝紫外线，防止光老化，保护内饰。见图1。

PGD全景天窗构成：PGD全景天窗总成由玻璃总成，框架总成，遮阳帘总成，电机，控制器和线束总成六大分总成组成，配以固定螺栓，玻璃粘接胶和搭铁线等，若配置氛围灯，还有氛围灯总成，氛围灯线束，氛围灯插座等零件，其中玻璃总成又由玻璃，PUR注塑，支撑件构成，框架总成由前框，左右导轨，电机拉索，拉索导管，遮阳帘左右支座，遮阳帘固定板等零件构成。见图2。

PGD全景天窗装配成本分析：目前PGD天窗总成有两种供货方式，一种是玻璃总成和框架总成分开供货，车间各自单独装配这两个零件，玻璃总成采用TOP-Load安装，框架总成再采用Bottom-Load分开安装。另一种是玻璃总成和框架总成不分开供货，由天窗厂集成玻璃和框架（配套厂装配）总成供货，主机厂直接采用TOP-Load方式由机器人从上往下粘接安装即完成PGD天窗装配。第一种装配方式框架总成螺栓固定在车身上面，第二种装配方式框架总成直接螺栓固定在玻璃总成上，因此两种装配方式车身设计也会不同，造成车身成本也不同。经成本分析，从设计、物流、质量、装配工时和供应价格等多方面综合分析，第二种装配方式即PGD天窗总成供货成本更低，能更好地进行质量控制与管理，设计研发天窗厂负责更为合理，也符合德国大众LAH设计准则要求，减少设计风险，节省开发费用，车身成本也更低。PGD全景天窗包含遮阳帘一件式供货，基于生产装配费用分析原则上成本更合理，并且PGD全景天窗两件式供货方式只有在全景天窗一件式供货方式不能满足总布置功能要求时才被考虑实施。见图3。

PGD全景天窗车型配置：PGD全景天窗造型决定前需进行安装车型条线，装车率，驱动/座位，电机功率/扭矩和续航里程/电池容量配置。

下面重点介绍上汽大众纯电动汽车配置的PGD全景天窗设计开发过程：

1 PGD固定式大玻璃光顺设计检查

光顺设计检查主要检查以下要点：

●与前风挡玻璃匹配检查：PGD玻璃前面直接与前风挡玻璃匹配，需要检查匹配缝隙，匹配高度，圆角以及造型美观等。

●PGD大玻璃制造性评估：PGD玻璃光顺冻结前必须进行玻璃制造性评估，需要对玻璃成型仿真CAE分析，如最小曲率，纵向弧深，横向弧深，拱高，表面应力等分析，生产工艺分析，如切割工序，掰边工序，磨边工序，合片套圈初压，高压成品分析，同时考虑生产效率，产品缺陷，废品率等。对仿真分析的结果如产品凹口园角位置有皱褶，影响玻璃光学进行评判，提出改进措施，如加大凹口圆角等。见图4。

●价格评估：玻璃光顺不同，玻璃成型难度、风险也会很大不同，造成生产成本也会不同，影响玻璃供货价格。

2 PGD固定式大玻璃全景天窗功能设计与检查

缝隙和平整度：PGD玻璃前部与前风挡玻璃缝隙设置2.9mm，高2mm，圆角大于R3mm，后部与白车身高出0.8mm，PGD PU注塑根部与白车身间距大于3.3mm，与行李架饰板间距大于3.3mm，与白车身缝隙保持4mm。

PGD玻璃粘接胶设计：使用奥迪认可的EFBOND DA300聚氨酯胶，可以提高车身的整体刚性，增加安全性，经过试验验证后，在油漆表面可以不涂底漆，材料号：AMV 169 320，截面形状采用8±2x13，5±1，5mm，粘接后胶的厚度控制在5.3mm，粘胶设备喷嘴按16mm设计并与PU注塑包边有2mm安全距离要求。

RPS定位：PGD全景天窗RPS设计按3-2-1原则，使用6个方向主定位，17个辅助定位，采用机器人从外向内放置，通过Best Fit系统（采用基于摄像头的车顶环境测量和定位进行自动装配）与车身进行定位。

排水管理：车辆在不同位置（水平，水平带负压雨淋，侧倾，俯仰，前倾，对角线扭转15°，车轮抬高200mm等14个位置）包括疲劳洗车，高压冲洗都应满足整车水密性试验要求。PGD全景天窗白车身设计也需满足排水管理要求，车身车顶侧围处应设计有排水道，排水孔等，并且做到车身密封，防止水从车身车顶侧围处进入车内。PGD全景天窗虽无需安装前排水管，但需要设计后排水管，带排水阀，排水阀直接布置在后轮罩后面的地板上，排水管内径φ10mm，外径φ13mm，布置最小坡度>3%，标准截面下弯曲半径>60mm，带3筋截面弯曲半径>50mm，水管固定夹子布置水平间距最大300mm，布置考虑内饰件，水管设计安装位置标志线，与固定夹子中间对齐。水管还需进行布置校核，如与周边件车身线束、车身内饰、侧面头部安全气囊以及电器控制器盒是否干涉，间距是否足够等。见图5。

与车身安装空间检查：PGD总成从上往下安装，必须确保PGD总成在前部/后部/侧面/转角各个位置与车身至少10mm安装距离要求。

与内饰内部空间检查：在阅读灯、内饰控制面板处PGD天窗间距>6mm，PGD遮阳帘与内饰保持4mm间距，PGD框架与内饰固定夹子间距>2.5mm。

PGD玻璃遮阳帘色标确认：PGD玻璃总成使用电动遮阳帘，需要设计冻结前进行色标定义并批准，如：Soul TPZ 6PS（黑色） 和Spin TPZ IR6（米色）。

PGD玻璃设计要求：采用半钢化夹层玻璃加PVB膜，规格：2.1+0.76PVB+2.1，使用灰玻，PVB膜透明，玻璃表面应力>=40MPa，玻璃还应满足TL957标准要求：TL（6 bis 13）%，TE（4 bis 12）%，TUV<4%，TTS≤38%。

PGD玻璃带LowE和PDLC功能：LowE玻璃指低辐射玻璃，即夹层玻璃要求镀膜，外层玻璃下表面镀银Silver Coating，具有对中远红外线高反射的特性，可大大降低因辐射而造成的室内外热能传递，达到理想的节能效果。内层玻璃下表面加LowE Coating，LowE膜层在冬季对人体、内部设备和灯光等所产生的热辐射红外线具有较高反射比，可以减少车内的热量流失，玻璃保温效果好。在夏季LowE膜层可以阻隔玻璃被太阳照射后发出的二次辐射热，具有良好的阻隔热辐射透过的作用，降低太阳总能量透过。使用LowE玻璃能进一步隔热，起到冬暖夏凉的效果，满足LAH要求：TTS<19%。PDLC玻璃是指玻璃既能完全透明也能雾化玻璃带隐私效果，即夹层玻璃中间带PVB+PDLC+PVB中间层。当电控产品关闭电源时，电控调光玻璃里面的液晶分子会呈现不规则的散布状态，此时电控玻璃呈现透光而不透明的外观;通电后，里面的液晶分子呈现整齐排列，光线可以自由穿透，此时电控液晶玻璃呈现透明状态。即通电：透明（TL>70%在白玻组合下） 断电：不透明（雾度>95%）。

PGD天窗线束设计检查：PGD天窗总成包含遮阳帘驱动电机，控制器、氛围灯和线束等电器零件，车身线束必须与控制器、电机、氛围灯及天窗线束匹配，考虑到降低成本，在不装氛围灯情况下，车身线束可以直接连接控制器，从而可以取消天窗本身原来设计的天窗线束与车身线束连接插头。

PGD玻璃总成其它设计校核：PGD玻璃总成还需进行玻璃黑边包括黑边圆角检查，并与车顶内饰协调一致;PGD玻璃人体工程乘客视线检查;PGD玻璃总成选装预留氛围灯检查，包括售后服务市场拆除氛围灯/更换氛围灯检查。

产品详细装配技术描述检查（PDM设计检查）：PGD天窗总成结构设计完成后还需进行产品详细装配技术描述，供规划前期场地、设备、工装和生产线设计等方面需要，指导车间工人按技术文件正确安装零件。如：零件型号，数量，安装方式，玻璃清洁、底涂和涂胶工艺，车身清洁、底涂工艺，PGD玻璃机器人自动照相测量、对中和安装过程均需描述清楚。

3 PGD固定式大玻璃全景天窗试验要求

PGD全景天窗设计完成后，还需进行一系列试验，试验內容全部完成并合格后，产品才能进入投产阶段。PGD全景天窗因功能要求高，客户相关，因此德国大众定义为BMG零件，试验项目非常多，试验主要内容如下：

1.质保实验室试验：如尺寸测量，材料和表面保护实验室检测，Cubing和DCM零件匹配试装。

2.模块试验： 如操作耐久和强度试验，水密封和冰冻试验，气候和环境测试（热存放，防腐试验，阳光模拟，气候交变），声学试验特别是行驶噪音，振动异响和振动频率分析，滥用试验，结构刚度试验，碰撞和安全试验，售后范围，螺栓试验，密封条试验，玻璃板试验以及电机测试等。

3.整车试验：如有关风噪和功能的风洞和跑车试验，水密封试验包括雨淋和冰冻，高压冲洗，疲劳洗车，振动异响和振动频率分析，操作和行驶异响，耐热和灰尘试验，低温试验，气候交变，阳光模拟和大气暴晒试验，车身最大扭曲时静态测量车身刚度和对天窗的影响，整车耐久和温度交变液压振动试验，10万公里道路耐久试验，8000km强化道路耐久试验，冬季试车和夏季试车等。

4.电机参数标定，整车动态参数确定，防夹测试，整车电磁兼容性和电磁干扰试验等。

4 结束语

至此PGD固定式大玻璃全景天窗总成开发设计就全部完成了，产品将经过模具制造，进行VFF，PVS，0S三个阶段试生产，最终完成产品工程BMG认可和质保认可。

一直以来全景天窗是作为中高端车子的一项配置，是很多消费者衡量一款车是否是豪车的标准之一，PGD固定式大玻璃全景天窗外观设计出彩，采光面积足够大，视野开阔，极大提升驾乘舒适度，受到众多消费者的青睐。PGD全景天窗具有先进性、适应性、可靠性、服务力、品牌力和市场占有率等许多高期望指标，通过夹层玻璃结合镀膜隔热等技术的应用，达到增加头部空间和轻量化的效果，旨在促进中国汽车零部件产业的健康发展，鼓励创新和技术进步。