淺析油電共用的乘用車布置方案

姜永勝，張士金，趙康波

淺析油電共用的乘用車布置方案

姜永勝，張士金，趙康波

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230022）

文章簡述了油電共用車型開發時，如何從前艙區域的動力總成布置、下車體區域的電池包布置及座艙區域的人機布置三個方面，實現油電車型的最大化通用，為后期油電車型開發提供參考。

油電車型；平臺；人機

1 引言

隨著近年來國家對環境保護愈發重視，新能源汽車發展迅速。其中純電動車型作為我國新能源汽車發展的主要方向，發展速度不斷加快。區別于造車新勢力從零開始的純電動平臺車型開發，傳統汽車主機廠基本都是從“油改電”起步進入新能源汽車的開發，即在原有燃油車平臺開發的車型上通過前艙及下車體的修改實現動力系統的切換和電動包的布置。雖然純電動平臺因無需考慮燃油車部件布置，在整車結構上更加自由，有利于電池包布置空間的最大化，但在經濟型乘用車方面，油電共用的方案能夠有效實現底盤及車體開發費用的分攤，降低成本，依然被不少傳統汽車主機廠采用。本文基于某油電共用車型的開發，對前艙、電池艙及乘員艙的總體布置方案進行研討，以實現油電車型最大化的共用。

2 油電共用布置關鍵點

如圖1所示，油電共用方案設計時主要考慮三個關鍵點的統籌布置：①前艙統籌考慮燃油動力總成和電驅動的布置需求；②下車體統籌考慮燃油車排氣和電動車電池包的布置需求；③乘員艙統籌考慮油電車型的人機空間布置。

2.1 前艙布置

前艙布置以動力總成的布置為先，動力總成布置時重點考慮周邊空間和驅動軸夾角。一般來說，同級別車型匹配的燃油動力總成尺寸大于純電動力總成，在空間和驅動軸夾角方面更為不利，前艙布置難點在于燃油動力總成的布置。

Y方向上，動力總成位于前艙縱梁之間，動力總成與前艙縱梁Y向間距一般要求≥15mm。油電共用時以Y向尺寸較大的動力總成來定義前艙縱梁內側邊界。前艙縱梁截面寬度直接影響整車的安全性能及車身剛度，需根據性能要求進行定義。縱梁外側為前輪運動包絡，為避免輪胎運動過程中與縱梁出現干涉，一般要求輪胎包絡與縱梁間距≥15mm。如此，可初步確定油電共用車型的前輪距。

圖1 油電共用布置示意

① 動力總成寬度 ② 動力總成與縱梁間隙 ③ 縱梁寬度

X和Z方向上，動力總成位置直接影響到驅動軸夾角的大小。為實現較高的傳動效率、降低傳動振動，一般要求一載狀態下驅動軸夾角≤5°。如因周邊限制無法滿足時，驅動軸夾角可適當增加，但不能超過7.5°，同時需重點確認NVH性能和萬向節選型。

圖3 驅動軸夾角示意（前視圖）

2.2 下車體布置

下車體布置以電動車電池包的布置為先。當前，為應對客戶使用過程中的“里程焦慮”，電動車續航里程不斷提升，電池包電量也成為客戶選購車輛時的重要考慮因素。電池包電量的提升除了通過技術革新提升能量密度外，最有效的方法就是增大電池包體積，因此下車體布置時要盡可能大的預留電池包空間。

Y方向上，電池包外側門檻處需預留一定的側碰吸能區，用于側碰時吸收撞擊能量，降低電池包殼體受力，必要時可在門檻內增加擠壓鋁合金、高強鋼等結構。

Z方向上，電池包布置需考慮滿載離地間隙要求，一般轎車車型電池包離地間隙≥120mm，SUV車型電池包離地間隙≥150mm。具體車型開發時，還需要綜合考慮軸距、車型定位等確定離地間隙目標。在離地間隙確定后，電池包的厚度直接受地板位置決定，地板的位置需要結合電池包厚度需求和乘員艙的布置進行定義。

圖4 下車體X斷面示意

燃油車開發時，電池包取消，下車體區域布置排氣系統，需根據排氣管或消聲器的結構尺寸及離地間隙目標定義是否在地板中央區域保留中央通道結構。最終油電共用的前地板結構按照電池包和排氣系統的最大邊界進行設計。

2.3 座艙布置

油電共用車型在座艙布置方面關鍵在于Z向的尺寸布置。由于電池包的布置需要抬高下車體地板，導致乘員踵點離地高度增大，車高一定時會對應壓縮乘員的坐姿高度和頭部空間。表1中給出了傳統燃油車和油電共用車型坐姿高度和有效頭部空間的推薦范圍。可以看出，相較于傳統燃油車，油電共用車型坐姿高度和有效頭部空間均有所減小。實際車型開發時，應結合目標客戶群體的需求識別定義具體值。

圖5 乘員艙尺寸示意

表1 坐高及頭部空間推薦范圍（mm）

3 總結

本文針對油電共用車型開發過程中的布置關鍵點進行研究，識別前艙、下車體及座艙布置的主要考慮因素，并給出相應的推薦方案。通過油電同步的方案設計，能夠實現兩種不同動力車型的最大化共用，有效實現底盤及車體開發費用的分攤，降低成本。

[1] 王望予.汽車設計[M].北京:機械工業出版社,2006.

[2] 杜子學.汽車人機工程學[M].北京:機械工業出版社,2011.

Analysis on the Layout Plan of Passenger Cars Shared by Oil and Electricity

Jiang Yongsheng, Zhang Shijin, Zhao Kangbo

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co. Ltd., Anhui Hefei 230022 )

This paper briefly describes how to maximize the generalization in the development of petrol-electric models from three aspects: the powertrain layout of the front compartment, the battery pack layout of the underbody area and the man-machine layout of the cockpit area, so as to provide reference for the development of petrol-electric models in the later stage.

Petrol-electric models;Plateform;Ergonomics

A

1671-7988(2020)24-29-02

U462.2+2

A

1671-7988(2020)24-29-02

姜永勝，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.010

CLC NO.:U462.2+2