汽車車身平臺化發(fā)展淺談

覃永峰

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西柳州545005）

汽車車身平臺化發(fā)展淺談

覃永峰

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西柳州545005）

在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，消費者對汽車品質(zhì)的要求也越來越高，各大汽車廠商不斷推出各種新車型，汽車開發(fā)的流程也越來越成熟，汽車車身平臺化、模塊化開發(fā)的運用，不但可以大幅縮短研發(fā)的周期、降低開發(fā)成本，而且可以有效降低技術(shù)上的風(fēng)險、提高產(chǎn)品可靠性。闡述了車身平臺化開發(fā)的一些基本思路，通過對國外汽車公司的車型平臺化設(shè)計的研究，得出平臺化設(shè)計的原則。

汽車；車身平臺化；發(fā)展

在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，汽車行業(yè)競爭愈來愈烈，消費者對汽車品質(zhì)的要求也越來越高，各大汽車廠商不斷推出各種新車型，速度也不斷加快，汽車開發(fā)的流程也越來越成熟，汽車車身平臺化、模塊化開發(fā)的運用，不但可以大幅縮短研發(fā)的周期、降低開發(fā)成本，而且可以有效降低技術(shù)上的風(fēng)險、提高產(chǎn)品可靠性。通過汽車平臺化、模塊化開發(fā)的運用，在這個平臺的基礎(chǔ)上不到一年就能開發(fā)出一款新型的汽車，大大縮短了汽車開發(fā)周期。近幾年來，自主品牌汽車廠商也開始開展汽車模塊化、平臺化方面的相關(guān)研究，豐田、大眾、通用等汽車企業(yè)由于新的平臺發(fā)展規(guī)劃策略的出臺，越來越多的車型逐步上市。企業(yè)如何滿足市場以及消費者的需求，如何把更多的資金投入到新能源汽車等一系列創(chuàng)新型的產(chǎn)品開發(fā)上來，如何進(jìn)一步提高產(chǎn)品開發(fā)效率，減少開發(fā)所用的時間，這些都已經(jīng)成為各個企業(yè)共同面對的問題。平臺戰(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)一些不必要的開發(fā)成本。本文闡述了車身平臺化開發(fā)的一些基本思路，通過對國外汽車公司的車型平臺化設(shè)計的研究，得出平臺化設(shè)計的原則。

1 汽車車身平臺化的構(gòu)建思路

通過對一些平臺開發(fā)規(guī)模大的主流公司的研究，發(fā)現(xiàn)了“模塊化車身平臺構(gòu)架”的車身平臺化開發(fā)模式。這個模式要求這一模塊化平臺結(jié)構(gòu)必須滿足車型拓展和車型配置變化要求及性能、系統(tǒng)間協(xié)同要求，包括車身性能（剛度、強(qiáng)度、碰撞安全、NVH、密封、防腐、重量等）目標(biāo)；系列車型零件的通用性；可匹配不同的上車體外造型；可匹配不同的發(fā)動機(jī)、變速器及懸掛；設(shè)計容納總成的空間及安裝點；主要零部件之間的標(biāo)準(zhǔn)化接口[1]。

車身平臺化主要體現(xiàn)在下車體結(jié)構(gòu)。下車體平臺化設(shè)計按照最大化要求進(jìn)行設(shè)計，如圖1所示，設(shè)定合理的前防火墻到前輪心距離，確保平臺化中的各種車型都能得到優(yōu)秀的乘員艙空間。通過調(diào)節(jié)前地板長度實現(xiàn)軸距長短變化，同時對第二排乘員位置進(jìn)行微調(diào)。首先，要充分考慮平臺化地板最大化通用，例如短軸距車型可在長軸距車型地板的基礎(chǔ)上增加切邊工藝后沿用；車身性能方面按照性能最高要求設(shè)計，平臺化地板性能可滿足平臺化車型性能要求；設(shè)計考慮車身輕量化要求，通過減少地板加強(qiáng)梁可降低重量，但短軸距車型性能因為軸距減小并未明顯降低。其次，以最大化原則考慮系列動力總成布置，考慮多種輪胎選擇，合理布置前、后縱梁以滿足平臺化的前、后輪距可調(diào)，同時滿足可搭載多種動力總成，進(jìn)行調(diào)整前后懸長度[2]；根據(jù)平臺化不同級別車型的要求，下車體平臺可搭載不同的懸架；在下車體平臺化開發(fā)的基礎(chǔ)上，通過重新開發(fā)上車體實現(xiàn)多種車型演變。此外，車身的設(shè)計還考慮了支持多種動力傳動系統(tǒng)，使同一車身構(gòu)造可以搭載包括內(nèi)燃機(jī)、混合動力、插電式混合動力及純電動在內(nèi)的多種動力傳動系統(tǒng)。在采用孔定位時，一般兩孔即可，孔徑是板料厚度的5~10倍。薄板零件焊接時，焊點距常設(shè)為40~60 mm.在應(yīng)用多點焊機(jī)焊接時，點距不能小于50 mm.為了加強(qiáng)地板的剛度，在整個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)，它同時也起到防止振動與噪聲的作用。由圖1得出下車體平臺化是通過三個區(qū)域來實現(xiàn)的，因此對下車體實行分塊，分為前機(jī)艙總成、前地板總成和后地板總成。

圖1 下車體車型拓展示意圖

2 前機(jī)艙平臺化

為了滿足不同的動力、車身碰撞時的安全性能、底盤系統(tǒng)等配置的需求，前機(jī)艙總成平臺化是開發(fā)者必須考慮的，不僅要兼顧多種系列發(fā)動機(jī)、匹配多種變速器，同時也要考慮到純電或者混合動力的機(jī)艙布置，底盤也要滿足麥弗遜懸架和雙叉臂懸架的配置要求[3]。同時，要通過調(diào)整輪距大小以及機(jī)艙縱梁的寬度來滿足不同尺寸輪胎的布置要求；考慮發(fā)動機(jī)懸置、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和副車架在車身安裝點保證一致，安裝點結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[4]。機(jī)艙平臺化設(shè)計可根據(jù)不同車長要求調(diào)整前懸長度，通過調(diào)整前縱梁前段長度或前防撞梁吸能盒來實現(xiàn)前懸長度的演變。在門框前立柱的下端與縱梁、懸置點之間要用橫梁連接，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)不同車型重量變化和前懸長度變化要求，在減短吸能盒的過程中重新設(shè)計吸能筋以滿足碰撞要求，而機(jī)艙縱梁可滿足長度調(diào)整后平臺化共用，前機(jī)艙結(jié)構(gòu)形式不變，通過前地板、后地板的調(diào)整，實現(xiàn)車型的拓展[5]，如圖2所示。

圖2 前機(jī)艙平臺化改進(jìn)圖

3 前地板總成的平臺化開發(fā)

碰撞安全性能對前地板的車身平臺化開發(fā)影響并不大，主要是由于這方面的影響因素不多。如果車型要實現(xiàn)軸距的加長，就需要在前地板設(shè)計加長時為后端做好設(shè)計保護(hù)，實現(xiàn)平臺多元共享，即中央通道與前地板焊接而成，通過中央通道零件的變化來配合變速器等底盤機(jī)構(gòu)的調(diào)整，同時可以輕松地實現(xiàn)車身寬度的增加，如圖3所示。

圖3 單片式前地板與總成式前地板

4 后地板總成的平臺化開發(fā)

后地板總成是車身平臺化開發(fā)中變化較多的部分，車身變型基本都與后地板總成有關(guān)，三廂車、兩廂車、旅行車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)計時應(yīng)考慮到多種車型的變化，不能設(shè)計得過于復(fù)雜，軸距增加也是最常出現(xiàn)的變化。座椅板可以開發(fā)成多個零件的焊接總成．可以僅通過調(diào)整座椅板下板一個零件的長短來實現(xiàn)軸距變化，通過A柱內(nèi)板及門檻梁寬度調(diào)整實現(xiàn)車身寬度的變化，如圖4所示。

圖4 后地板總成的平臺化示意圖

5 結(jié)束語

綜上所述，車身平臺化開發(fā)就是要在全面掌握了車身設(shè)計要點基礎(chǔ)上將平臺化的特殊要點引入到設(shè)計思路中來指導(dǎo)設(shè)計。

[1]沈建東，王鏑.車身平臺架構(gòu)集成開發(fā)應(yīng)用研究[J].汽車技術(shù)，2013（1）：34-37.

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

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

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

[5]彭岳華.汽車車身架構(gòu)開發(fā)研究[J].汽車與配件，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：汽車制造。