不同動力類型車身平臺化設計策略研究

方方

摘要：本文對不同動力類型車身平臺化兼容性設計方法進行研究，主要通過對傳統車身、純電動車身及增程式車身平臺化設計方法研究，對前機艙、前地板、后地板三大焊接總成關鍵部位及關鍵硬點進行差異化設計、電池布置空間區域及過渡區域預留設計，以實現平臺間車型盡可能大通用化。

關鍵詞：車身;平臺化;設計策略

0? 引言

在全球能源危機的不斷加深和石油資源的日趨枯竭的今天，各國政府及汽車企業普遍認識到節能減排是未來汽車技術發展的重要方向[1]。新能源汽車發展是未來汽車行業趨勢，主要是發展純電動汽車、增程式汽車。新能源車的車身往往沿用傳統汽車車身進行局部改制。動力電池的布置及安裝是一個棘手問題，目前普遍采用的是將動力電池布置在前地板總成下面。故導致汽車前地板本體及中通道梁架等零部件進行重新設計，導致開發費用昂貴，開發周期長，零部件通用化率低。故本文對關鍵部位及關鍵硬點進行差異化設計，電池布置空間區及過渡區域預留設計，以實現平臺間車型盡可能大通用化率，降低零部件開發成本，提高產品的可靠性。

1? 車身平臺化設計策略

車身平臺化主要研究下車體的平臺化，主要包括有前機艙、前地板、后地板三大總成的平臺化設計，平臺化設計策略主要是在不同動力系統及動力電池安裝對車身的三大總成的過渡區域和關鍵硬點進行兼容設計，同平臺車型下車體平臺架構形式一致，滿足共線生產需求，以提高零部件的通用化率[2]。

1.1 前機艙的平臺化設計研究

前機艙總成主要包括前縱梁前段總成、前圍板總成、前縱梁后段總成等結構。平臺化設計需要滿足傳統汽車、純電動汽車、增程式汽車不同動力系統的搭載需求，主要通過以下結構進行差異化設計。

①傳統車汽車、純電動汽車、增程式汽車根據發動機和電機的布置需求，可通過在前機艙縱梁上焊接相應的懸置安裝支架或電機橫梁安裝支架，滿足動力系統在車身的安裝需求，通過對車身懸置安裝支架和電機橫梁安裝支架結構進行差異化設計，沿用前機艙的主體結構。如圖1所示。

②考慮新源車搭載動力電池，考慮傳統車和新源車滿載質量不同，最小離地間隙需滿足大于100mm，新能源車可通過加大懸架彈簧剛度和調整車身姿態，保證離地間隙要求，故可通過副車架安裝支架差異化設計，滿足傳統車和新能源車離地間隙要求，如圖2所示。

③為適應不同動力類型車型前機艙與前地板過渡區域的差異化，前縱梁后端可根據不同前地板梁架布置結構進行差異化預留設計，滿足動力電池安裝需求和碰撞力傳遞的穩定性。如表1所示。

1.2 前地板的平臺化設計研究

前地板總成主要包括前地板本體、中通道本體、門檻內板、中通道加強梁總成、電池安裝加強梁等結構。平臺化設計需要考慮動力電池的布置及安裝，排氣管的布置及安裝，地板下梁架布置等結構。故主要通過以下結構進行差異化設計及預留設計，滿足布置及安裝需求。

①考慮動力電池一般布置前地板總成下方，故將前地板本地及中通道本體進行上抬30mm，保證傳統汽車、純電動汽車和增程式汽車平臺間通用，預留動力電池布置空間。同時考慮后續為車型拓寬或排氣管變化或傳動軸的變化等做預留設計，前地板本體采用分體式設計。見圖3。

②考慮動力電池布置在前地板下方，傳統汽車與新能源汽車前地板下梁架布置需考慮電池安裝及排氣管安裝預留設計。傳統汽車梁架布置采用中間6通道傳力模式進行梁架布置。純電動汽車考慮動力電池安裝，故門檻內板進行預留焊接電池安裝加強梁設計，滿足動力電池安裝需求。增程式汽車需考慮動力電池及排氣管的布置空間需求，故動力電池分兩塊進行布置，布置在主駕和副駕座椅下方，排氣管布置在中通道下方。動力電池外側安裝點和純電動汽車保持一致，內側安裝點通過中通道加強梁預留電池安裝點設計，保證動力電池的安裝。詳細的梁架布置結構預留設計見表2。

1.3 后地板的平臺化設計研究

考慮不同動力類型車型對后地板影響，主要是根據電池的布置需求導致前地板梁架布置的不同，后地板前橫梁總成需適應前地板梁架布置進行預留設計。另考慮離地間隙問題，車身姿態的調整通過后懸架安裝支架的差異化設計進行變更，保證同平臺間車型零件通用化。同時考慮新能源車型后軸載荷較大，故預留車身加強件安裝區域及空間，防止車身開裂。詳細的后地板總成結構設計見表3。

2? 結論

本文主要對不同動力車型車身平臺化設計策略進行了研究，通過對傳統汽車、純電動汽車及增程式汽車的布置需求、安裝需求及載荷要求對下車體框架進行了關鍵部位及關鍵硬點進行差異化設計、電池布置空間區域預留設計及過渡區域預留設計，使得同平臺不同動力車型車身通用化率達84.1%。降低新能源車的開發成本及周期，同時對后續新平臺的規劃具有重要指導意義。

參考文獻：

[1]楊孝綸.電動汽車技術發展趨勢及前景（上）[J].汽車科技，2007（6）：10-13.

[2]吳純福.車身平臺兼容性設計與運用[J].汽車實用技術，2017（15）：58-60.

[3]沈建東，王鏑.車身平臺架構集成開發應用研究[J].汽車技術，2013（1）：34-38.