覃永峰

（東風(fēng)柳州汽車(chē)有限公司，廣西柳州545005）

汽車(chē)車(chē)身平臺(tái)化發(fā)展淺談

覃永峰

（東風(fēng)柳州汽車(chē)有限公司，廣西柳州545005）

在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，各大汽車(chē)廠商不斷推出各種新車(chē)型，汽車(chē)開(kāi)發(fā)的流程也越來(lái)越成熟，汽車(chē)車(chē)身平臺(tái)化、模塊化開(kāi)發(fā)的運(yùn)用，不但可以大幅縮短研發(fā)的周期、降低開(kāi)發(fā)成本，而且可以有效降低技術(shù)上的風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)品可靠性。闡述了車(chē)身平臺(tái)化開(kāi)發(fā)的一些基本思路，通過(guò)對(duì)國(guó)外汽車(chē)公司的車(chē)型平臺(tái)化設(shè)計(jì)的研究，得出平臺(tái)化設(shè)計(jì)的原則。

汽車(chē)；車(chē)身平臺(tái)化；發(fā)展

在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈烈，消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，各大汽車(chē)廠商不斷推出各種新車(chē)型，速度也不斷加快，汽車(chē)開(kāi)發(fā)的流程也越來(lái)越成熟，汽車(chē)車(chē)身平臺(tái)化、模塊化開(kāi)發(fā)的運(yùn)用，不但可以大幅縮短研發(fā)的周期、降低開(kāi)發(fā)成本，而且可以有效降低技術(shù)上的風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)品可靠性。通過(guò)汽車(chē)平臺(tái)化、模塊化開(kāi)發(fā)的運(yùn)用，在這個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上不到一年就能開(kāi)發(fā)出一款新型的汽車(chē)，大大縮短了汽車(chē)開(kāi)發(fā)周期。近幾年來(lái)，自主品牌汽車(chē)廠商也開(kāi)始開(kāi)展汽車(chē)模塊化、平臺(tái)化方面的相關(guān)研究，豐田、大眾、通用等汽車(chē)企業(yè)由于新的平臺(tái)發(fā)展規(guī)劃策略的出臺(tái)，越來(lái)越多的車(chē)型逐步上市。企業(yè)如何滿足市場(chǎng)以及消費(fèi)者的需求，如何把更多的資金投入到新能源汽車(chē)等一系列創(chuàng)新型的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上來(lái)，如何進(jìn)一步提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率，減少開(kāi)發(fā)所用的時(shí)間，這些都已經(jīng)成為各個(gè)企業(yè)共同面對(duì)的問(wèn)題。平臺(tái)戰(zhàn)略是產(chǎn)品集群化模式的發(fā)展，其核心就是要提高零部件的通用性，盡可能的實(shí)現(xiàn)零部件共享，從而擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，為不斷增多的車(chē)型數(shù)量以及不斷縮短的產(chǎn)品生命周期分擔(dān)一些不必要的開(kāi)發(fā)成本。本文闡述了車(chē)身平臺(tái)化開(kāi)發(fā)的一些基本思路，通過(guò)對(duì)國(guó)外汽車(chē)公司的車(chē)型平臺(tái)化設(shè)計(jì)的研究，得出平臺(tái)化設(shè)計(jì)的原則。

1 汽車(chē)車(chē)身平臺(tái)化的構(gòu)建思路

通過(guò)對(duì)一些平臺(tái)開(kāi)發(fā)規(guī)模大的主流公司的研究，發(fā)現(xiàn)了“模塊化車(chē)身平臺(tái)構(gòu)架”的車(chē)身平臺(tái)化開(kāi)發(fā)模式。這個(gè)模式要求這一模塊化平臺(tái)結(jié)構(gòu)必須滿足車(chē)型拓展和車(chē)型配置變化要求及性能、系統(tǒng)間協(xié)同要求，包括車(chē)身性能（剛度、強(qiáng)度、碰撞安全、NVH、密封、防腐、重量等）目標(biāo)；系列車(chē)型零件的通用性；可匹配不同的上車(chē)體外造型；可匹配不同的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器及懸掛；設(shè)計(jì)容納總成的空間及安裝點(diǎn)；主要零部件之間的標(biāo)準(zhǔn)化接口[1]。

車(chē)身平臺(tái)化主要體現(xiàn)在下車(chē)體結(jié)構(gòu)。下車(chē)體平臺(tái)化設(shè)計(jì)按照最大化要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖1所示，設(shè)定合理的前防火墻到前輪心距離，確保平臺(tái)化中的各種車(chē)型都能得到優(yōu)秀的乘員艙空間。通過(guò)調(diào)節(jié)前地板長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)軸距長(zhǎng)短變化，同時(shí)對(duì)第二排乘員位置進(jìn)行微調(diào)。首先，要充分考慮平臺(tái)化地板最大化通用，例如短軸距車(chē)型可在長(zhǎng)軸距車(chē)型地板的基礎(chǔ)上增加切邊工藝后沿用；車(chē)身性能方面按照性能最高要求設(shè)計(jì)，平臺(tái)化地板性能可滿足平臺(tái)化車(chē)型性能要求；設(shè)計(jì)考慮車(chē)身輕量化要求，通過(guò)減少地板加強(qiáng)梁可降低重量，但短軸距車(chē)型性能因?yàn)檩S距減小并未明顯降低。其次，以最大化原則考慮系列動(dòng)力總成布置，考慮多種輪胎選擇，合理布置前、后縱梁以滿足平臺(tái)化的前、后輪距可調(diào)，同時(shí)滿足可搭載多種動(dòng)力總成，進(jìn)行調(diào)整前后懸長(zhǎng)度[2]；根據(jù)平臺(tái)化不同級(jí)別車(chē)型的要求，下車(chē)體平臺(tái)可搭載不同的懸架；在下車(chē)體平臺(tái)化開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，通過(guò)重新開(kāi)發(fā)上車(chē)體實(shí)現(xiàn)多種車(chē)型演變。此外，車(chē)身的設(shè)計(jì)還考慮了支持多種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，使同一車(chē)身構(gòu)造可以搭載包括內(nèi)燃機(jī)、混合動(dòng)力、插電式混合動(dòng)力及純電動(dòng)在內(nèi)的多種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。在采用孔定位時(shí)，一般兩孔即可，孔徑是板料厚度的5~10倍。薄板零件焊接時(shí)，焊點(diǎn)距常設(shè)為40~60 mm.在應(yīng)用多點(diǎn)焊機(jī)焊接時(shí)，點(diǎn)距不能小于50 mm.為了加強(qiáng)地板的剛度，在整個(gè)地板上遍布梯形斷面的加強(qiáng)筋，筋的高度在8~10 mm范圍內(nèi)，它同時(shí)也起到防止振動(dòng)與噪聲的作用。由圖1得出下車(chē)體平臺(tái)化是通過(guò)三個(gè)區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此對(duì)下車(chē)體實(shí)行分塊，分為前機(jī)艙總成、前地板總成和后地板總成。

圖1 下車(chē)體車(chē)型拓展示意圖

2 前機(jī)艙平臺(tái)化

為了滿足不同的動(dòng)力、車(chē)身碰撞時(shí)的安全性能、底盤(pán)系統(tǒng)等配置的需求，前機(jī)艙總成平臺(tái)化是開(kāi)發(fā)者必須考慮的，不僅要兼顧多種系列發(fā)動(dòng)機(jī)、匹配多種變速器，同時(shí)也要考慮到純電或者混合動(dòng)力的機(jī)艙布置，底盤(pán)也要滿足麥弗遜懸架和雙叉臂懸架的配置要求[3]。同時(shí)，要通過(guò)調(diào)整輪距大小以及機(jī)艙縱梁的寬度來(lái)滿足不同尺寸輪胎的布置要求；考慮發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和副車(chē)架在車(chē)身安裝點(diǎn)保證一致，安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[4]。機(jī)艙平臺(tái)化設(shè)計(jì)可根據(jù)不同車(chē)長(zhǎng)要求調(diào)整前懸長(zhǎng)度，通過(guò)調(diào)整前縱梁前段長(zhǎng)度或前防撞梁吸能盒來(lái)實(shí)現(xiàn)前懸長(zhǎng)度的演變。在門(mén)框前立柱的下端與縱梁、懸置點(diǎn)之間要用橫梁連接，盡量采用閉口斷面梁，一般多采用U型斷面，再與地板焊成閉口斷面組成梁，其高度為寬度的1~1.5倍。根據(jù)不同車(chē)型重量變化和前懸長(zhǎng)度變化要求，在減短吸能盒的過(guò)程中重新設(shè)計(jì)吸能筋以滿足碰撞要求，而機(jī)艙縱梁可滿足長(zhǎng)度調(diào)整后平臺(tái)化共用，前機(jī)艙結(jié)構(gòu)形式不變，通過(guò)前地板、后地板的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)車(chē)型的拓展[5]，如圖2所示。

圖2 前機(jī)艙平臺(tái)化改進(jìn)圖

3 前地板總成的平臺(tái)化開(kāi)發(fā)

碰撞安全性能對(duì)前地板的車(chē)身平臺(tái)化開(kāi)發(fā)影響并不大，主要是由于這方面的影響因素不多。如果車(chē)型要實(shí)現(xiàn)軸距的加長(zhǎng)，就需要在前地板設(shè)計(jì)加長(zhǎng)時(shí)為后端做好設(shè)計(jì)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)多元共享，即中央通道與前地板焊接而成，通過(guò)中央通道零件的變化來(lái)配合變速器等底盤(pán)機(jī)構(gòu)的調(diào)整，同時(shí)可以輕松地實(shí)現(xiàn)車(chē)身寬度的增加，如圖3所示。

圖3 單片式前地板與總成式前地板

4 后地板總成的平臺(tái)化開(kāi)發(fā)

后地板總成是車(chē)身平臺(tái)化開(kāi)發(fā)中變化較多的部分，車(chē)身變型基本都與后地板總成有關(guān)，三廂車(chē)、兩廂車(chē)、旅行車(chē)等的變型形式基本都需要更改后地板總成。因此，后圍板及其匹配零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到多種車(chē)型的變化，不能設(shè)計(jì)得過(guò)于復(fù)雜，軸距增加也是最常出現(xiàn)的變化。座椅板可以開(kāi)發(fā)成多個(gè)零件的焊接總成．可以僅通過(guò)調(diào)整座椅板下板一個(gè)零件的長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)軸距變化，通過(guò)A柱內(nèi)板及門(mén)檻梁寬度調(diào)整實(shí)現(xiàn)車(chē)身寬度的變化，如圖4所示。

圖4 后地板總成的平臺(tái)化示意圖

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，車(chē)身平臺(tái)化開(kāi)發(fā)就是要在全面掌握了車(chē)身設(shè)計(jì)要點(diǎn)基礎(chǔ)上將平臺(tái)化的特殊要點(diǎn)引入到設(shè)計(jì)思路中來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

[1]沈建東，王鏑.車(chē)身平臺(tái)架構(gòu)集成開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究[J].汽車(chē)技術(shù)，2013（1）：34-37.

[2]馬鈞，任云.整車(chē)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略發(fā)展趨勢(shì)－基于平臺(tái)的模塊化發(fā)展戰(zhàn)略[J].上海汽車(chē)，2010（1）：36-39.

[3]杜淮林.淺談車(chē)型架構(gòu)的規(guī)劃方法[J].上海汽車(chē)，2008（5）：28-31.

[4]張純洪.吳迪.模塊化生產(chǎn)對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的影響及其后發(fā)優(yōu)勢(shì)分析[J].科學(xué)學(xué)研究，2008（4）：754-756．

[5]彭岳華.汽車(chē)車(chē)身架構(gòu)開(kāi)發(fā)研究[J].汽車(chē)與配件，2009（7）：34-37.

On the Development of Automobile Body Platform

QIN Yong－feng
（Dongfeng Liuzhou Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545005，China）

Under the rapid development of economy，consumer demand for automobile quality also more and more high，each big carmakers constantly launch of new models，car development process is becoming more and more mature，the car body platform，the use of modular development，not only can greatly shorten the development cycle，lower development costs，but also can effectively reduce the risk of technology，improve product reliability. This paper expounds some basic ideas of the development of automobile body platform，through the platform of the foreign car companies design，platform design principle are obtained.

car；car platform；development

U463.82

B

1672-545X（2017）06-0176-02

2017-03-10

覃永峰（1985-），男，廣西宜州，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：汽車(chē)制造。