基于某燃油車型改純電車型的整車架構方法

馬遠征 肖云 王彥平

1.湖南湖大艾盛汽車技術開發有限公司 湖南省長沙市 410221 2.上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545000

1 前言

2 總體架構

燃油車型改純電車型，其架構的搭建基于原燃油車型。

純電車型的整車參數保持與原燃油車一致( 或者前后懸長更改, 純電車型更改前后保險杠, 增加純電元素)、底盤硬點保持與原燃油車一致。

駕駛員人機硬點同樣保持與原燃油車一致。

下圖所舉例的車型屬于小型兩廂轎車，新開發的新能源車型基于原燃油車型的總成及更改范圍如下圖，綠色代表完全借用，黃色代表部分更改，紅色代表新開發的零件（圖1）。

圖1

以及取消的原燃油車型零部件總成和新增加的新能源零部件總成。如圖2。

圖2

2.道路綠化覆蓋率低，道路綠化帶窄小，部分已形成的道路沒有植樹綠化。行道樹樹種單一，沒有形成立體空間的和諧，與點的結合還不夠，城市的防護林體系沒有形成，預防災害能力不高。

上車體架構主要集中在人體硬點以及駕駛員操控件布置，對于油改電車型來說，基于其短周期，低成本，改動量盡量小的大前提，不會對駕駛員人機硬點進行變動或者只做很小的變動（10mm 以內）。其中ABC 三踏板，方向盤，換擋機構與手剎機構基本不做調整，維持原車的人機舒適性能，節省驗證周期，提升零部件的平臺化。為給動力電池盡可能的提供布置空間，后排人一般會做適當調整，調整其AHP 點（腳跟點）。其主要原因為，由于車型定義為小型車，為保證后排的乘坐舒適性，在燃油車設計時會盡量的將后排人體的腳跟點降低，以增加腿部空間。上車體架構人體布置調整如下圖，綠色代表原油車人體，紅色代表純電車人體。

圖3

下車體架構的主要重心集中在如何為動力電池盡可能的爭取空間，實現空間最大化，空間利用率最大化。燃油車型的白車身車體結構與純電車型的白車身車體結構在布置上有著較大的區別，主要體現在車架縱梁的間距以及橫梁的位置上。純電車型會將車架縱梁盡量外移，增加車架縱梁之間的寬度間距，橫梁之間的間距也同樣最大化處理。其最終的目的都是為了給動力電池提供空間。

2.2.1 傳統燃油車型：車架縱梁間距適中，如下圖，車架縱梁與門檻縱梁梁之間還有一定的寬度距離，整車的碰撞安全以及性能都有比較大的優化空間。

圖4

2.2.1.1 其對應的前地板縱梁橫截面如下圖:

前地板縱梁分布在前地板中間位置,地板縱梁與門檻縱梁之間留有一點寬度距離。車架性能較優。

圖5

2.2.2 純電車型：為提供最大化的電池空間，車架縱梁盡量外移，如圖6，甚至會降車架縱梁與門檻縱梁合二為一，為滿足碰撞安全及整車性能，不得以要從其他方面進行提升，如采用性能更優的材料或增加各種加強零件。整車成本會有一定的增加。

圖6

2.2.2.1 其對應的前地板縱梁橫截面存在兩種情況, 如圖7：

圖7

為給動力電池避讓布置空間，取消前地板中間縱梁，增加門檻縱梁截面尺寸，或使前地板中間縱梁與門檻縱梁合二為一；同時上抬前地板高度，增加下部動力電池布置空間。但車架性能較燃油車有所降低，需在其他方面進行相應的加強處理來滿足性能要求。

前艙架構的重點在于將純電車型電器件替換掉燃油車型動力系統，而重中之重就是如何固定這些電器件，并且基于前車架不大改的前提下。通常會為純電電器件單獨設計一個過渡支架。過渡支架的設計基于電器件的布置，電器件的布置同樣有大的原則，各電器件之間的管路，線路要布置合理，同時由過渡支架提供相應的管線固定點。如圖8 所示的過渡支架安裝在左、右前縱大梁上，而電器件則裝配在過渡支架上。

圖8

2.4.1 異型電池：受整車尺寸影響,上車體為保證足夠舒適的乘坐空間，下車體為保證良好的通過性能，那么設計能夠留給動力電池的布置空間就會很緊張。為保證足夠的續航能力，不得不將下車體有限的空間充分的利用起來，比如前后排座椅下方，前地板中央通道等位置的空間。這也就對應的產生了異型動力電池。異型電池完全參照現有空間邊界進行設計，比較常見的形式有“工”字型異型電池，“土”字型異型電池等，如左下圖所示。燃油車型改純電車型的新能源車型多為異形電池布置。

圖9

2.4.2 規則型電池：對于整車尺寸較大的車型，比如SUV 車型，車高尺寸較大，地板下方有比較充足的空間來進行動力電池的布置設計，同時能夠保證有足夠的通過性能。此時的動力電池一般會設計成規則形狀的純平電池，或者利用燃油車油箱空間，在純平電池后端進行電池模組疊加，提升動力電池的續航能力，如右下圖所示。新開發的純電新能源車型一般優先考慮規則型電池，其空間規則，電池內部布置簡便，工藝要求低，續航能力強，開發成本也低。

3 架構搭建思路總結

3.1 總體原則1：燃油車型改純電車型總體原則就是周期短，所以更改范圍要盡可能的小；

3.2 總體原則2：改型項目基于盡量少改，小改原則，降低成本，提升平臺化共用率；

3.3 架構的搭建需整車同步考慮分析，不能按區域按總成按零件單獨考慮，這樣會顧此失彼；

3.4 架構的搭建需要物理空間及性能同步考慮，同時滿足物理空間及性能要求；

3.5 架構的搭建需要從前到后（整車X 方向），從左到右（整車Y 方向），從下到上（整車Z 方向）綜合分析；

3.6 架構的搭建屬于項目的前期分析，各零部件間的相對間隙預留要充分考慮。

4 架構過程注意事項

4.1 下車體架構搭建過程中，需要將制動管路，駐車拉索等管路、線束的布置進行同步考慮，并預留足夠的空間；

4.2 上車體架構搭建過程中，后排人體的舒適性有所犧牲，需要組織進行相應的人機工程評審，以確保避讓給動力電池的空間可以被合理的利用；

4.3 前艙零部件種類繁多，管線布置錯綜復雜，其對應的總裝工序也相對復雜。架構搭建過程中需同步安裝工藝。

5 總結

5.1 整車架構的搭建不僅僅是簡單的物理空間上的集成, 在滿足物理集成的同時, 要滿足各個區域的性能以及制造裝配工藝等要求。架構搭建過程中需要與各個關聯區域及時的對接與溝通，以確保架構的合理性，可行性。

5.2 整車架構搭建的難點在于在在舒適的上車體以及滿足通過性能的下車體之間求得動力電池布置空間。且空間越大越好，結合整車來看，本身就是一個矛盾的過程，求得平衡則整車架構搭建完成。