某款汽车下车体平台化设计

陆恒 于忠娟 刘宝新

摘 要：文章以某本公司车型为例，介绍了一种平台化的下车体结构设计方法，阐述了实现本平台车型在长度、宽度以及高度变化过程中下车体通用化的方案，能够满足轿车、SUV以及平台车型长度，宽度以及高度的变化需求。

关键词：汽车;下车体;平台化

中图分类号：U462.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）19-65-04

The Design of One Underbody Platform

Lu Heng， Yu Zhongjuan， Liu Baoxin

（ Body design and Research Institute of Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd Technology Center，

Anhui Hefei 230022 ）

Abstract： Taking a certain companys model as an example， this article introduces a platform-based design method for the lower body structure， and expounds a plan to realize the generalization of the lower body of the platform model in the process of changing length， width and height， which can meet the requirements of cars， The length， width and height changes of SUV and platform models.

Keywords： Automobile; Lower body; Platform

CLC NO.： U462.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）19-65-04

前言

伴随着汽车工业100多年的发展，随着汽车市场逐渐从局部走向全球，从小众走向大众，逐渐从蓝海变为红海，平台化进行了深刻的发展。特别是2008年的经济危机刺激，使得全球需求乏力，车企竞争加剧。国外主流厂商陆续推进了具有自身特色的平台和架构，具有代表性的MQB平台，将企业内同平台通用化率从20%-30%提高至50%-70%，极大的减少企业内零件种类，有效降低同平臺开发单个车型过程中的重复验证时间和费用，MQB平台为大众的全球化发展以及企业利润的保证做出了巨大的贡献。[3]

目前中国汽车发展进入低增长甚至负增长的阶段，并随着新兴造车势力的加入，汽车主机厂之间的竞争变得异常白热化。缩短新车型的研发周期，控制生产制造成本并能高质量的向客户交付产品是企业生存的重要手段之一。

在参考知名车企平台化技术的基础上，结合本公司车型发展需要以及工艺要求，对本公司平台化研究策略进行了夯实。本文以本公司所开发车型为例阐述下车体平台化的设计思路。

1 基础平台车型分析

下车体结构是承载车身动力总成，底盘系统，座椅仪表台等的重要模板，并与整车的结构性能，安全性能和耐久性能有着重要的联系，对同一平台的下车体基础框架结构如图1所示。平台化结构应具备如下几个特点：车身平台零部件共用和工程解决方案通用化，关键边界结构的通用化，车身定位系统的通用化，车身平台结构下的尺寸带宽，车身平台结构下的性能带宽。[4]

本文研究的基础平台车型为本公司开发的一款轴距2760mm的A级轿车，该车型在设计初期进行了平台化的考虑，经过不断完善与优化，目前形成了一个较为成熟的下车体平台，如图2所示。该款轿车车体（无天窗、不带玻璃）的弯曲刚度达到20000N/mm，扭转刚度达1800Nm/°，整车40%正面偏置碰撞仿真分析中车身最大加速度为36g，低于40g的目标值;前围板C区入侵量为71mm，低于C-NCAP五星要求80mm的目标值，该轿车的主要性能分析结果满足作为基础平台的性能要求。

2 长度变化

2.1 轴距变化

中地板前连接板是连接前地板和中地板的重要结构，该零件也是车身扭转刚度以及侧面碰撞的重要零部件之一。基础车型设计时，将中地板前连接板设计成前后长度可变结构，中地板前连接板的前后法兰面分别与前地板后部和中地板前部相连接，如图3所示。当新开发车型较基础车型的轴距发生变化时，可以通过中地板前连接板前后法兰面的X向进行延长或者减短进行实现。前地板下纵梁进行分件设计，分成前地板下纵梁前段和前地板下纵梁封板两个件，前地板下纵梁长度变化可以通过分件的前地板下纵梁封板的长度变化进行匹配调整。轴距的变化对门槛的影响可以通过重新设计两侧的门槛内板后段的长度进行解决。本平台的轴距变化相较于基础车型可以做到-150mm至+130mm的轴距需求，该平台可以满足从A0级至B级车型的覆盖，符合本公司对新平台的定位要求。

2.2 前悬变化

前防撞梁与前纵梁之间通过防撞梁吸能盒结构进行连接，防撞梁及其吸能盒在碰撞过程中起到了重要的吸能作用，发舱纵梁内板设计成拼焊板，如图4所示。前悬长度变化时，可以通过更改防撞梁的吸能盒长度进行匹配变化。因防撞梁吸能盒的更改，对正面碰撞产生的影响可通过发舱纵梁内板拼焊板的料厚以及其材质变化或发舱纵梁内部加强板的变动进行多方案分析确定。

2.3 后悬变化

将后地板纵梁拆分成两段，设计成后地板纵梁前段和后地板纵梁后段，如图5所示。新车型的后悬长度要求发生变化时，为了保证后轮罩的位置不发生变化，后地板纵梁的变化可以通过后地板纵梁后段的长度变化实现。后地板长度变化通过其前部与中地板搭接的法兰面的长短来实现，设计后地板前部法兰面时，保证X向的调节可以通过使用相同拉研模具，只需调整不同的修边切口来实现模具的通用最大化[5]，本车型的后悬长度调节量为-30mm至+40mm。

3 宽度变化

考虑平台宽度影响部位，Y向宽度调节优先保证地板共用，左右门洞止口的Y向宽度变化值首先通过对门槛内板的宽度变化进行适当的调整。当门洞止口位置要求不变时，可以通过侧围外板以及门槛外板宽度进行调节。门槛外板的Y向宽度调节应同时需要考虑对侧围外板的成型性及门槛刚度和耐撞性进行分析，如图6所示。本公司建议门槛外板宽度参考值a，60mm≤a≤110mm（考虑外板成型性：a≤110mm，考虑门槛刚度和耐撞性：a≥60mm）。

若新开发车型的车身宽度较平台基础车型的变化要求较大，无法仅通过门槛内外板和侧围调节变化时，则需要通过更改前地板的Y向宽度来进行确定。平台基础车型中，对前地板的中央通道和两侧地板进行了分块设计，预留了后开发车型的拓宽需求。当要求车身宽度更改较大时，可以通过调整中央通道Y向的左、右修边线位置或者调整左右两侧前地板的修边线位置来位置实现，如图7所示。

发舱前围总成将前围下加强板和流水槽支撑板进行分块设计，如图8所示，前围下加强板和流水槽支撑板在Y方向上进行了滑动搭接设计，前围下加强横梁设计成左右两段，前围流水槽下支撑板设计成左中右三段。当新车型的车身宽度要求发生变化时，可以通过调整发舱前围总成中的前围流水槽下支撑板以及前围下加强横梁钣金的Y向宽度来实现平台车型的左右发舱纵梁总成沿用。

4 高度变化

平台高度变化受车型高度定义以及轮胎尺寸的影响，平台车型底盘前后副车架的高度保持不变。

平台的基础车型的减震器塔包在Z方向上进行分件设计，设计成前塔包上板与前塔包下板两段结构，如图9所示，此结构有利于前塔包的成形性以及Z向高度的尺寸调节。当研发基于平台的SUV车型时，由于SUV车型需要考虑其通过性，对该轿车基础车型的车身高度进行抬高，可以将前塔包上板重新进行设计，安装面Z向坐标进行适度下降，并同时降低前后副车架其他各安装硬点的Z向高度，在使用相同高度的副车架，车身相对地面会整体抬高，本平台车型的上塔包的调整量为25mm。同时，考虑前塔包与发舱纵梁搭接的Z焊接边调节量，根据不同车型的车身高度需求，可对焊接边的搭接量进行调整适应，本平台车型的发舱纵梁与塔包的搭接调整量为10mm。

当平台新车型要求前地板与前围相对于发舱纵梁的高度差较基础车型变化不大时（本平台定义为高度差变化≤20 mm时），通过过渡区域变化设计实现。为了考虑前围板本体，左右发舱纵梁总成以及流水槽本体的尽可能通用，通过发舱纵梁后段以及前围右下加强横梁重新开发设计，达到发舱与前地板的衔接匹配，如图10所示。

考虑平台车型不同造型高度的变化，合理设计前围与流水槽搭接面高度，确保前围本体、流水槽本体型面通用，重新设计流水槽上盖板来实现车型该处造型的变化需求。

平台的不同车型对二排座位座椅配置要求不同，且对乘客的头部、脚步空间以及二排踵点的位置要求也会有所不同，需要对前地板与中地板之间的高度差进行适应性变动。本公司的下车体平台设计思路中，可以通过更改中地板前连接板的Z向高度，并且保证前后的法兰面与前地板和中地板相匹配来实现中地板与前地板的相对高度，如图11所示。

5 结论

本文针对本公司所研发平台化车型进行了系统的分析，阐述了实现本平台车型在长度、宽度以及高度变化过程中下

车体通用化的方案。本公司量产以及在研的车型中，基于基础车型的下车体通用化率最高达90%以上，实现了研发成本和开发周期的大大降低。但在不同的车型研发过程中，由于布置的不同，內部的结构也会做其他适应性修改。

下车体平台化设计是一项比较复杂的研究，需要综合各方面因素影响，该平台在以后的开发过程中也将会进行不断的完善。

参考文献

[1] 覃永峰.汽车车身平台化发展浅谈[J].装备制造技术，2017（06）：176- 177+204.

[2] 王君，莫冬秀.乘用车开发平台化模块化的浅析和构想[J].装备制造技术，2014（06）：154-156.

[3] 高鲜辉.中国自主品牌企业产品平台化开发探究[D].清华大学， 2017.

[4] 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 （01）：34-38.

[5] 汤湧，王丛，麻桂艳.汽车下车身平台化设计方法研究[J].汽车实用技术，2018（06）：110-112.