汽車模塊化平臺解析

權(quán)利

摘 ? 要：隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，研發(fā)生產(chǎn)先后經(jīng)歷了手工作坊、流水線、平臺、模塊化平臺四個階段。手工作坊式生產(chǎn)主要倚靠工人進(jìn)行設(shè)計組裝，流水線生產(chǎn)方式一條生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一種車型，而汽車平臺化生產(chǎn)則可基于一個平臺生產(chǎn)同級別多種車型，但由于存在高度相似性和無法迅速迭代車型的問題，模塊化平臺應(yīng)運而生。本文解析汽車模塊化平臺的特點和優(yōu)勢，并結(jié)合主流主機廠模塊化平臺具體實例，介紹汽車模塊化平臺的開發(fā)理念及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：平臺化 ?模塊化 ?通用化率

中圖分類號：F42 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0082-02

1 ?引言

隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，研發(fā)生產(chǎn)先后經(jīng)歷了手工作坊、流水線、平臺、模塊化平臺四個階段。手工作坊式生產(chǎn)主要倚靠工人進(jìn)行設(shè)計組裝，流水線生產(chǎn)方式一條生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一種車型，而汽車平臺化生產(chǎn)則可基于一個平臺生產(chǎn)同級別多種車型，但由于存在高度相似性和無法迅速迭代車型的問題，模塊化平臺應(yīng)運而生。模塊化平臺以模塊的方式設(shè)計組裝汽車的各部分子系統(tǒng)。模塊化平臺打破了傳統(tǒng)汽車平臺只針對一個級別車型的限制，通過不同的模塊組合，可覆蓋多級別，多類型不同車型。隨著模塊化平臺生產(chǎn)的優(yōu)勢日益體現(xiàn)，現(xiàn)已成為國際主流趨勢，主流主機廠均已開發(fā)了各自最新的模塊化平臺。

2 ?模塊化平臺的特點及優(yōu)勢

模塊化平臺將產(chǎn)品分為幾個部分，每個部分都有獨立的功能，具有一致的幾何連接接口和一致的輸入，輸出接口單元，相同種類的模塊可以重復(fù)使用和互換。通過模塊架構(gòu)的組合方案，可以創(chuàng)建不同需求的產(chǎn)品，滿足市場的不同需求。模塊及方案的重復(fù)使用，可以使整個產(chǎn)品生命周期中的采購，物流，制造和服務(wù)資源協(xié)同降低成本。具備四大特點：零部件以及系統(tǒng)的通用性能提升;零部件設(shè)計參數(shù)可共享;生產(chǎn)模具/輔具共用;車型間個性化。基于如上特點，模塊化平臺生產(chǎn)具有四大優(yōu)勢：削減研發(fā)成本;縮短新車型開發(fā)周期;建立統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及提升整體產(chǎn)品實力。

3 ?大眾集團模塊化平臺

國際主流車企目前具有代表性模塊化平臺，如大眾的MQB平臺、雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟的CMF 平臺、沃爾沃SPA 平臺等。大眾集團作為模塊化平臺踐行的先驅(qū)和典范，無論在燃油車還是電動車上都有經(jīng)典的平臺典型。

3.1 大眾MQB平臺

大眾集團自1996年開始從平臺戰(zhàn)略（同級別車型之間通用）到模塊戰(zhàn)略（不分級別車型之間通用），再不斷轉(zhuǎn)變?yōu)槟K架構(gòu)戰(zhàn)略（所有級別車型之間通用）。最根本的變化在于從以零件/總成為出發(fā)點開展工作到以產(chǎn)品功能為出發(fā)點開發(fā)工作。使得產(chǎn)品變化更加靈活，更易滿足客戶的需求。在汽車模塊化設(shè)計中，首要考慮的因素是動力總成的布置形式。大眾集團根據(jù)不同的發(fā)動機布置形式，定義了三大模塊化平臺。分別是MQB（橫置發(fā)動機平臺）;MLB（縱置發(fā)動機平臺）;MSB（中置模塊化標(biāo)準(zhǔn)平臺） 。MQB作為大眾康采恩整體模塊架構(gòu)戰(zhàn)略的支柱，替代平臺化時期的PQ35/46。該平臺主體部分設(shè)計要素，是發(fā)動機模塊保持不變，即油門踏板距離前輪中心的距離相同，發(fā)動機安裝傾角相同，軸距、前后懸間距可調(diào)。MQB 平臺已研發(fā)設(shè)計出眾多車型，如高爾夫嘉旅、奧迪A3、新速騰等，計劃開發(fā)超過70款產(chǎn)品。

3.2 大眾MEB平臺

MEB平臺全稱為“電動車模塊化平臺”。與MQB平臺相同，都是基于大眾模塊化理念而來，具有極強的擴展性，可打造不同車身軸距，并根據(jù)不同電動車的需求調(diào)校出不同的續(xù)航里程。MEB平臺環(huán)繞電池而造，圍繞電池組進(jìn)行布局，電池組、電機等核心組件均設(shè)定固定的位置和模式。電池整體嵌入車底，車軸模塊和傳動系統(tǒng)模塊相隔較遠(yuǎn)，使生產(chǎn)出的車輛具有較長的軸距和較短的前后懸，“四輪四角”的特征更為明顯。純電動車不需要用到內(nèi)燃機，在空間上可以更好的利用，帶來更大的駕駛艙空間和更高的坐姿。在總體長度方面，與Golf相近的平臺尺寸卻有堪比大眾Passat的內(nèi)部空間。

此平臺作為A級和A+級市場中的一個主流電動車平臺，結(jié)合了MQB平臺的成功設(shè)計理念/技術(shù)積累，通過康采恩集團的平臺化使用將平臺復(fù)雜性降低70%～80%;整體零件數(shù)量降低20%～25%，電器成本降低10%～40%。同時通過生產(chǎn)制造上的通用性使得材料成本物流成本降低，柔性生產(chǎn)率提高，單車工時降低。

4 ?模塊化架構(gòu)開發(fā)理念

整車布置是模塊架構(gòu)的基石。通過設(shè)定好整車一定的框架和關(guān)鍵尺寸結(jié)構(gòu)，能夠減少不同產(chǎn)品之間制造的復(fù)雜度，但同時需保證必要的性能，如大眾MQB平臺控制好踏板和前輪中心線之間的關(guān)鍵尺寸，發(fā)動機艙尺寸隨之確定。這保證了發(fā)動機有相同的布置空間和懸置點，以及碰撞保護(hù)梁，也保證了駕駛中控臺有固定的物理安裝點。在此基礎(chǔ)上通過改變不同的軸距，選擇不同的懸架系統(tǒng)，電器架構(gòu)可實現(xiàn)不同車型的差異化。

在開發(fā)過程中，各大版塊也面臨各自的難點。（1）車身&裝備模塊架構(gòu)主要解決“車身輕量化”問題，首先在分析各種車身形式之后，做出可擴展的車身方案;再將非造型相關(guān)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、將造型相關(guān)件多樣化設(shè)計統(tǒng)一接口加到車身上。（2）動力系統(tǒng)需考慮統(tǒng)一的動力總成方案，發(fā)動機/電池規(guī)劃，同時考慮輕量化設(shè)計。（3）底盤模塊架構(gòu)要統(tǒng)一前后軸方案，并根據(jù)車的寬度進(jìn)行調(diào)整。通過規(guī)范底盤模塊品種和數(shù)量實現(xiàn)性能穩(wěn)定、行駛系統(tǒng)和駕駛輔助系統(tǒng)優(yōu)化以及底盤輕量化。（4）電子電器專業(yè)的模塊架構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上組合出各種整車電器方案，包括：信息娛樂系統(tǒng)、人/機/網(wǎng)互聯(lián)方案、電子電器輕量化等。

5 ?愛馳汽車MAS模塊化平臺

作為初創(chuàng)汽車企業(yè)，愛馳汽車自2017年成立至今，在車型研發(fā)過程中充分考慮模塊化設(shè)計理念，定義開發(fā)了MAS（more adapted structure）模塊化平臺。該平臺是全新“模塊化，靈活可調(diào)整的平臺”，可覆蓋A，A+，B，B+四個級別，軸距2650～3000mm，可拓展SUV，MPV，Sedan，Cross等15款車型，平臺首款車型已于2019年底上市。該平臺具備五大優(yōu)勢：（1）通用化率高，全系車型通用化率達(dá)到60%，單車型通用化率大于70%;（2）全球首創(chuàng)上鋼下鋁的車身，航空級7系鋁材的應(yīng)用，F(xiàn)DS，SPR連接技術(shù)，充分兼顧安全，強度，模塊化和輕量化全方位結(jié)合;（3）平臺采用高能量密度電池結(jié)構(gòu)，電池包多樣化，可覆蓋多種容量的電池包型式，兼顧純電和甲醇重整制氫動力形式，同時考慮疊加電池包應(yīng)用增加續(xù)航里程;（4）驅(qū)動型式靈活，可覆蓋前驅(qū)，后驅(qū)，四驅(qū);（5）智能迭代，D-EPS轉(zhuǎn)向器，可支持自動泊車，ibooster支持自動駕駛L4儲備。

MAS模塊化平臺車型開發(fā)之初通過制定模塊化范圍零件清單，并進(jìn)行平臺通用化考慮，進(jìn)行部分冗余及通用化儲備開發(fā)。MAS平臺涵蓋車身，底盤，動力總成，電子電器，內(nèi)外飾，智能網(wǎng)聯(lián)6大模塊專業(yè)。每個模塊專業(yè)再進(jìn)行細(xì)分，涉及電驅(qū)，傳動軸等67個模塊架構(gòu)。通過模塊化平臺理念進(jìn)行開發(fā)，使平臺車型生產(chǎn)成本削減20%，研發(fā)費用減少25%，制造時間縮減20%。

6 ?結(jié)語

當(dāng)前，模塊化策略已經(jīng)成為各大主機廠的主流路線，如何開發(fā)好的模塊化平臺將是一個不斷深入完善的課題。也將成為指引車型快速有效推向市場的核心競爭力.

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