不同動(dòng)力類型車身平臺(tái)化設(shè)計(jì)策略研究

方方

摘要：本文對(duì)不同動(dòng)力類型車身平臺(tái)化兼容性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，主要通過對(duì)傳統(tǒng)車身、純電動(dòng)車身及增程式車身平臺(tái)化設(shè)計(jì)方法研究，對(duì)前機(jī)艙、前地板、后地板三大焊接總成關(guān)鍵部位及關(guān)鍵硬點(diǎn)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)、電池布置空間區(qū)域及過渡區(qū)域預(yù)留設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)間車型盡可能大通用化。

關(guān)鍵詞：車身;平臺(tái)化;設(shè)計(jì)策略

0? 引言

在全球能源危機(jī)的不斷加深和石油資源的日趨枯竭的今天，各國(guó)政府及汽車企業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的重要方向[1]。新能源汽車發(fā)展是未來汽車行業(yè)趨勢(shì)，主要是發(fā)展純電動(dòng)汽車、增程式汽車。新能源車的車身往往沿用傳統(tǒng)汽車車身進(jìn)行局部改制。動(dòng)力電池的布置及安裝是一個(gè)棘手問題，目前普遍采用的是將動(dòng)力電池布置在前地板總成下面。故導(dǎo)致汽車前地板本體及中通道梁架等零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，導(dǎo)致開發(fā)費(fèi)用昂貴，開發(fā)周期長(zhǎng)，零部件通用化率低。故本文對(duì)關(guān)鍵部位及關(guān)鍵硬點(diǎn)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，電池布置空間區(qū)及過渡區(qū)域預(yù)留設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)間車型盡可能大通用化率，降低零部件開發(fā)成本，提高產(chǎn)品的可靠性。

1? 車身平臺(tái)化設(shè)計(jì)策略

車身平臺(tái)化主要研究下車體的平臺(tái)化，主要包括有前機(jī)艙、前地板、后地板三大總成的平臺(tái)化設(shè)計(jì)，平臺(tái)化設(shè)計(jì)策略主要是在不同動(dòng)力系統(tǒng)及動(dòng)力電池安裝對(duì)車身的三大總成的過渡區(qū)域和關(guān)鍵硬點(diǎn)進(jìn)行兼容設(shè)計(jì)，同平臺(tái)車型下車體平臺(tái)架構(gòu)形式一致，滿足共線生產(chǎn)需求，以提高零部件的通用化率[2]。

1.1 前機(jī)艙的平臺(tái)化設(shè)計(jì)研究

前機(jī)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(jié)構(gòu)。平臺(tái)化設(shè)計(jì)需要滿足傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)汽車、增程式汽車不同動(dòng)力系統(tǒng)的搭載需求，主要通過以下結(jié)構(gòu)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。

①傳統(tǒng)車汽車、純電動(dòng)汽車、增程式汽車根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的布置需求，可通過在前機(jī)艙縱梁上焊接相應(yīng)的懸置安裝支架或電機(jī)橫梁安裝支架，滿足動(dòng)力系統(tǒng)在車身的安裝需求，通過對(duì)車身懸置安裝支架和電機(jī)橫梁安裝支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，沿用前機(jī)艙的主體結(jié)構(gòu)。如圖1所示。

②考慮新源車搭載動(dòng)力電池，考慮傳統(tǒng)車和新源車滿載質(zhì)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(diào)整車身姿態(tài)，保證離地間隙要求，故可通過副車架安裝支架差異化設(shè)計(jì)，滿足傳統(tǒng)車和新能源車離地間隙要求，如圖2所示。

③為適應(yīng)不同動(dòng)力類型車型前機(jī)艙與前地板過渡區(qū)域的差異化，前縱梁后端可根據(jù)不同前地板梁架布置結(jié)構(gòu)進(jìn)行差異化預(yù)留設(shè)計(jì)，滿足動(dòng)力電池安裝需求和碰撞力傳遞的穩(wěn)定性。如表1所示。

1.2 前地板的平臺(tái)化設(shè)計(jì)研究

前地板總成主要包括前地板本體、中通道本體、門檻內(nèi)板、中通道加強(qiáng)梁總成、電池安裝加強(qiáng)梁等結(jié)構(gòu)。平臺(tái)化設(shè)計(jì)需要考慮動(dòng)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(jié)構(gòu)。故主要通過以下結(jié)構(gòu)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)及預(yù)留設(shè)計(jì)，滿足布置及安裝需求。

①考慮動(dòng)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(jìn)行上抬30mm，保證傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)汽車和增程式汽車平臺(tái)間通用，預(yù)留動(dòng)力電池布置空間。同時(shí)考慮后續(xù)為車型拓寬或排氣管變化或傳動(dòng)軸的變化等做預(yù)留設(shè)計(jì)，前地板本體采用分體式設(shè)計(jì)。見圖3。

②考慮動(dòng)力電池布置在前地板下方，傳統(tǒng)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(yù)留設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)汽車梁架布置采用中間6通道傳力模式進(jìn)行梁架布置。純電動(dòng)汽車考慮動(dòng)力電池安裝，故門檻內(nèi)板進(jìn)行預(yù)留焊接電池安裝加強(qiáng)梁設(shè)計(jì)，滿足動(dòng)力電池安裝需求。增程式汽車需考慮動(dòng)力電池及排氣管的布置空間需求，故動(dòng)力電池分兩塊進(jìn)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(dòng)力電池外側(cè)安裝點(diǎn)和純電動(dòng)汽車保持一致，內(nèi)側(cè)安裝點(diǎn)通過中通道加強(qiáng)梁預(yù)留電池安裝點(diǎn)設(shè)計(jì)，保證動(dòng)力電池的安裝。詳細(xì)的梁架布置結(jié)構(gòu)預(yù)留設(shè)計(jì)見表2。

1.3 后地板的平臺(tái)化設(shè)計(jì)研究

考慮不同動(dòng)力類型車型對(duì)后地板影響，主要是根據(jù)電池的布置需求導(dǎo)致前地板梁架布置的不同，后地板前橫梁總成需適應(yīng)前地板梁架布置進(jìn)行預(yù)留設(shè)計(jì)。另考慮離地間隙問題，車身姿態(tài)的調(diào)整通過后懸架安裝支架的差異化設(shè)計(jì)進(jìn)行變更，保證同平臺(tái)間車型零件通用化。同時(shí)考慮新能源車型后軸載荷較大，故預(yù)留車身加強(qiáng)件安裝區(qū)域及空間，防止車身開裂。詳細(xì)的后地板總成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見表3。

2? 結(jié)論

本文主要對(duì)不同動(dòng)力車型車身平臺(tái)化設(shè)計(jì)策略進(jìn)行了研究，通過對(duì)傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)汽車及增程式汽車的布置需求、安裝需求及載荷要求對(duì)下車體框架進(jìn)行了關(guān)鍵部位及關(guān)鍵硬點(diǎn)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)、電池布置空間區(qū)域預(yù)留設(shè)計(jì)及過渡區(qū)域預(yù)留設(shè)計(jì)，使得同平臺(tái)不同動(dòng)力車型車身通用化率達(dá)84.1%。降低新能源車的開發(fā)成本及周期，同時(shí)對(duì)后續(xù)新平臺(tái)的規(guī)劃具有重要指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊孝綸.電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及前景（上）[J].汽車科技，2007（6）：10-13.

[2]吳純福.車身平臺(tái)兼容性設(shè)計(jì)與運(yùn)用[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2017（15）：58-60.

[3]沈建東，王鏑.車身平臺(tái)架構(gòu)集成開發(fā)應(yīng)用研究[J].汽車技術(shù)，2013（1）：34-38.