不同动力类型车身平台化设计策略研究

方方

摘要：本文对不同动力类型车身平台化兼容性设计方法进行研究，主要通过对传统车身、纯电动车身及增程式车身平台化设计方法研究，对前机舱、前地板、后地板三大焊接总成关键部位及关键硬点进行差异化设计、电池布置空间区域及过渡区域预留设计，以实现平台间车型尽可能大通用化。

关键词：车身;平台化;设计策略

0  引言

在全球能源危机的不断加深和石油资源的日趋枯竭的今天，各国政府及汽车企业普遍认识到节能减排是未来汽车技术发展的重要方向[1]。新能源汽车发展是未来汽车行业趋势，主要是发展纯电动汽车、增程式汽车。新能源车的车身往往沿用传统汽车车身进行局部改制。动力电池的布置及安装是一个棘手问题，目前普遍采用的是将动力电池布置在前地板总成下面。故导致汽车前地板本体及中通道梁架等零部件进行重新设计，导致开发费用昂贵，开发周期长，零部件通用化率低。故本文对关键部位及关键硬点进行差异化设计，电池布置空间区及过渡区域预留设计，以实现平台间车型尽可能大通用化率，降低零部件开发成本，提高产品的可靠性。

1  车身平台化设计策略

车身平台化主要研究下车体的平台化，主要包括有前机舱、前地板、后地板三大总成的平台化设计，平台化设计策略主要是在不同动力系统及动力电池安装对车身的三大总成的过渡区域和关键硬点进行兼容设计，同平台车型下车体平台架构形式一致，满足共线生产需求，以提高零部件的通用化率[2]。

1.1 前机舱的平台化设计研究

前机舱总成主要包括前纵梁前段总成、前围板总成、前纵梁后段总成等结构。平台化设计需要满足传统汽车、纯电动汽车、增程式汽车不同动力系统的搭载需求，主要通过以下结构进行差异化设计。

①传统车汽车、纯电动汽车、增程式汽车根据发动机和电机的布置需求，可通过在前机舱纵梁上焊接相应的悬置安装支架或电机横梁安装支架，满足动力系统在车身的安装需求，通过对车身悬置安装支架和电机横梁安装支架结构进行差异化设计，沿用前机舱的主体结构。如图1所示。

②考虑新源车搭载动力电池，考虑传统车和新源车满载质量不同，最小离地间隙需满足大于100mm，新能源车可通过加大悬架弹簧刚度和调整车身姿态，保证离地间隙要求，故可通过副车架安装支架差异化设计，满足传统车和新能源车离地间隙要求，如图2所示。

③为适应不同动力类型车型前机舱与前地板过渡区域的差异化，前纵梁后端可根据不同前地板梁架布置结构进行差异化预留设计，满足动力电池安装需求和碰撞力传递的稳定性。如表1所示。

1.2 前地板的平台化设计研究

前地板总成主要包括前地板本体、中通道本体、门槛内板、中通道加强梁总成、电池安装加强梁等结构。平台化设计需要考虑动力电池的布置及安装，排气管的布置及安装，地板下梁架布置等结构。故主要通过以下结构进行差异化设计及预留设计，满足布置及安装需求。

①考虑动力电池一般布置前地板总成下方，故将前地板本地及中通道本体进行上抬30mm，保证传统汽车、纯电动汽车和增程式汽车平台间通用，预留动力电池布置空间。同时考虑后续为车型拓宽或排气管变化或传动轴的变化等做预留设计，前地板本体采用分体式设计。见图3。

②考虑动力电池布置在前地板下方，传统汽车与新能源汽车前地板下梁架布置需考虑电池安装及排气管安装预留设计。传统汽车梁架布置采用中间6通道传力模式进行梁架布置。纯电动汽车考虑动力电池安装，故门槛内板进行预留焊接电池安装加强梁设计，满足动力电池安装需求。增程式汽车需考虑动力电池及排气管的布置空间需求，故动力电池分两块进行布置，布置在主驾和副驾座椅下方，排气管布置在中通道下方。动力电池外侧安装点和纯电动汽车保持一致，内侧安装点通过中通道加强梁预留电池安装点设计，保证动力电池的安装。详细的梁架布置结构预留设计见表2。

1.3 后地板的平台化设计研究

考虑不同动力类型车型对后地板影响，主要是根据电池的布置需求导致前地板梁架布置的不同，后地板前横梁总成需适应前地板梁架布置进行预留设计。另考虑离地间隙问题，车身姿态的调整通过后悬架安装支架的差异化设计进行变更，保证同平台间车型零件通用化。同时考虑新能源车型后轴载荷较大，故预留车身加强件安装区域及空间，防止车身开裂。详细的后地板总成结构设计见表3。

2  结论

本文主要对不同动力车型车身平台化设计策略进行了研究，通过对传统汽车、纯电动汽车及增程式汽车的布置需求、安装需求及载荷要求对下车体框架进行了关键部位及关键硬点进行差异化设计、电池布置空间区域预留设计及过渡区域预留设计，使得同平台不同动力车型车身通用化率达84.1%。降低新能源车的开发成本及周期，同时對后续新平台的规划具有重要指导意义。

参考文献：

[1]杨孝纶.电动汽车技术发展趋势及前景（上）[J].汽车科技，2007（6）：10-13.

[2]吴纯福.车身平台兼容性设计与运用[J].汽车实用技术，2017（15）：58-60.

[3]沈建东，王镝.车身平台架构集成开发应用研究[J].汽车技术，2013（1）：34-38.