針對城市電動汽車的模塊化車身框架

電動汽車擁有全新水平的設計和約束條件。城市化，模塊化，電氣化和高水平自動化的全球趨勢為系統地研發創新型車身概念和結構提供了機會。

針對電動車的研究平臺，一些國家已經認識到車身結構的全新設計對整車性能的影響,但并沒有在整車設計和白車身研發層面關注。本文以德國宇航中心的城市模塊車輛為研究對象，展示了全新電動汽車車身綜合設計方法。

基于電力動力總成及其所需車輛結構的城市車輛概念綜合新方法，主要分為兩個階段，概念方案設計階段和車身結構開發階段。概念設計階段首先定義必要的整車參數，包括性能及尺寸等，接下來基于人機及總布置統一定義動力系統布置形式，這樣一個參數化的空間模型便創建完成，以此用來代表和評價不同的動力總成布置形式變量。

通過對動力系統布置形式為變量，利用拓撲優化，傳力路徑在整車層面被分析得出，創建兩個不同白車身結構形式，之后該結構通過系統性，彎扭剛度及模態分析及多工況碰撞驗證，擇優選出。

圖1 不同模塊白車身變量

白車身模塊化建模平臺包含節點鑄造單元，線性截面型材和三明治板件，所使用材料為鋁合金。車輛后端模塊包括C柱，連接C柱的鑄鋁節點。相比于基本模塊，加長模塊地板長度變量可伸展400mm，一個全新的更長的上頂縱梁，一直連接集成到門檻梁的B柱。為針對SAE 5級的無人駕駛水平，該設計也提供了人員移動工具，貨物移動工具變量，即前，后端結構和車身結構連接，如圖1所示。

在未來，模塊化城市車輛如前后及地板模塊，將進行更深層次的研發及驗證。