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电动汽车底盘平台的开发需求和实施策略

2020-07-13 21:40:57·  来源：动学堂  
　
文章来源：《电动汽车底盘平台的开发需求和实施策略》作者单位：广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院1前言平台化开发模式呈现不同的开发特点，早期主要强调
文章来源：《电动汽车底盘平台的开发需求和实施策略》
作者单位：广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院

1前言
平台化开发模式呈现不同的开发特点，早期主要强调同级别车型的零部件共用，后来又发展出跨级别车型之间零部件共用，目前在模块化理念的基础上，重点在于通用的、可持续发展的技术协同下的零部件的共用。底盘零部件的共用一直是平台开发的核心，电动汽车底盘平台开发亟需重点关注和深入研究。
本文系统阐述模块化平台化开发的相关概念及开发本质，梳理纯电汽车底盘开发的新需求，并对当前主流电动汽车平台中底盘特性进行对比解析，为电动汽车底盘平台开发提出方向性建议和实施策略。
 
2模块化开发的新特点
基于模块理念进行技术协同是平台开发的最新发展形势。奥迪率先提出以模块为基础的MLB，并通过大众MQB深化并推广模块化开发的理念。在汽车制造业中，模块是具有某种特定结构和功能的通用部件的组合。进一步说，模块是用于组成车辆上的各大系统的，基于功能性进行划分的，具备标准接口的通用独立的部件组合。
经过多年的实践，我们这么定义模块：由基础部分、可变部分和专属部分构成，具备几何、性能及接口属性，典型特征为具有通用性，互换性和相对独立性。通过对模块属性创造性的进行几何和性能双维度的解耦与重构，形成标准化，系列化和规范化的规则，从而设计出具有带宽的差异化产品。
 
由图1所知，通过识别转向模块几何和性能属性，转向模块的基础部分可以重复使用和互换，提升整个产品生命周期中的通用化水平来降低成本；通过可变和专属部分的组合方案，快速提供多种产品选择，满足客户的差异化的需求。在统一接口情况下，我们可以对转向模块内如兼容自动驾驶等高级功能进行独立的技术预开发，紧跟新技术发展，持续提供有竞争力的产品满足客户多样化的需求。
3电动汽车底盘开发的新需求
 
电动汽车相比传统汽车主要差异在动力源、能源形式的变更，同时更好的用户体验期望需要更强的科技感，更高的电气化和智能化的设计。面对这些变化点和新需求，电动汽车底盘设计需要有前瞻性的思考，系统全面地分析关键特性和影响要素，有序推行底盘平台的开发。
 
3.1应对动力源变化的开发需求
电动汽车由传统内燃机变为新能源电机，底盘开发需要重点关注动力总成噪音减小对NVH的影响，更好加速性能带来的加速和制动的影响，无热源下的间隙和隔热影响，对底盘的新要求如表1所示：
 
3.2应对能源形式变化的开发需求
电动汽车能量形式由燃油变为电池，同时电池电量直接决定续航里程，底盘开发需要重点围绕怎么给电池提供更大的安装空间，降低能耗，电池包引起整车载荷和质心变化等开展底盘专属性开发要求如表2所示：
 
3.3应对更好的用户体验的开发需求
电动汽车的核心就在于更好的用户体验。对电动汽车体验预期的变化需要底盘必须提供更强的科技感，更高的电气化和智能化技术，底盘必须提供对更多智能驾驶，智能控制的支持。底盘开发新要求如表3所示：
 
4典型汽车企业电动车底盘开发解析
4.1大众汽车集团
大众2015年提出全新纯电平台MEB，发布全新纯电品牌ID及7款概念车，Audi，Seat，skoda基于MEB发布各自概念车。基于ID概念车的首款量产EV车ID.3于2019.03亮相，2019.11正式上市，并计划2020年交付30万台，2025年交付1百万台，2023年中国市场提供10款车型。
 
如图2所示，MEB采用模块化底盘平台开发，整体平整电池包置于车底，驱动形式为后驱或四驱。底盘总体架构针对纯电底盘开发需求进行专属设计，前常规麦弗逊悬架，摆臂反置，后五连杆悬架；转向器前置；前副车架框型六点安装，刚性连接，后副车架四点柔性连接；支撑式悬置，前后均是二级隔振，支持大众ID.Pilot自动驾驶模式。如图2所示。
奥迪2019年3月发布首款基于MEB的概念车型Q4e-tron，计划2020量产上市。通过与保时捷合作，分别推出高端电动平台PPE，高性能电动平台J1。奥迪计划2025年之前投放超过30款电动车型，销量占比超过40%。
大众集团将传统车型模块化开发经验迅速应用到纯电平台的开发，用MEB，PPE，J1纯电平台分别去抢占MQB，MLB和MSB平台的传统车型的市场，反映了大众对未来电动车的总体规划，其模块化开发理念值得我们思考和研究。

4.2特斯拉汽车
特斯拉是纯电汽车企业的代表，最先量产当时全球最快加速，最长续航的电动汽车，纯电车型的总销量突破一百万台。特斯拉首次应用平整电池包以及后驱或四驱的整车架构，推出四款车型ModelS，ModelX，Model3，ModelY。
特斯拉车型底盘采用统一的架构，前双叉臂悬架，后多连杆悬架，转向器前置。目前特斯拉产品线较少，更多基于现有单一车型底盘共用的基础上进行适应性优化工作，更多强调规模效益。此外，特斯拉在为电池提供更大X向空间，底盘NVH方面还可以进一步提升优化。

4.3日产汽车
日系车型中丰田提出TNGA更侧重对现有车型竞争力提升同时提高零部件的共用水平，E-TNGA目前还只是概念，本田汽车陆续推出基于油改电的纯电车型，日产汽车的通用模块化平台CMF基于模块化开发，暂未发布纯电平台，日产leaf为其首款纯电车型，累计销量超过40万台。
 
Leaf车型为全新开发的纯电车型，采用异形电池包和前驱系统，底盘架构采用前麦弗逊悬架，后扭力梁悬架，转向器后置。国内纯电车型如几何A，AIONS等均采用此设计理念，目前来看此类技术方案在满足纯电车型新需求与零部件最大通用化实现平衡，也能节约时间和费用，降低零部件采购成本，也可以是纯电底盘平台开发的选择。
 
大众因为多品牌运营及多年模块化开发的积累可以快速推出覆盖所有市场需求的纯电模块化平台；特斯拉定位为高端豪华以及最佳的用户体验，追求单一底盘平台的规模效益；日产结合传统汽车资源和纯电车型需求选择单一产品最大通用化。必须强调的是，大众、特斯拉、日产的纯电车型底盘平台开发都是结合企业自身的发展阶段和目标进行的选择。
 
5电动汽车底盘平台开发实施策略建议
 
5.1模块化开发的方法及需求条件
电动汽车底盘有着更多差异化和多样化的需求，同时需要提高通用性来降低成本。利用模块通用性，互换性和相对独立性的特性，模块化的开发理念与电动汽车底盘开发新需求想匹配，值得我们研究、思考并实践模块化底盘平台的开发。
 
通过模块化的开发，企业可以找到通用化和差异化平衡，快速应对市场多变的需求和成本的压力。但是模块化的开发需要企业中长期规划，品牌，研发，生产，采购，销售等一系列专业和业务部门的支持。企业只有从组织架构，工作机制，业务流程，业务支持系统等方面进行全局变革，才能在品牌打造，产品规划，平台开发、生产，采购和销售等研产销统一思想，并在统一架构下最大化地共享标准的技术方案，零部件、生产线，提升品质和减少成本和周期，增强企业竞争力。只有这样，模块化开发才是真正落地并能发挥最大的作用。
 
5.2电动汽车底盘平台开发建议
5.2.1电动汽车底盘平台开发主要原则
电动汽车底盘平台开发主要原则是一切为了客户。为了客户，底盘平台必须围绕电池开发，主要体现在提供更大的电池安装空间，降低底盘能耗，为电池提供保护，以提供最大的续航能力；为了客户，底盘平台必须提供更好的用户体验，主要体现在提供更好的驾乘体验，更多的智能驾驶配置以及更高级的智能控制配置。
 
5.2.2电动汽车底盘平台具体策略
针对不同续航的电动汽车，我们对底盘不同模块给出具体的开发策略建议，针对低续航车辆，我们优先考虑满足电动汽车需求，尽可能借用现有常规能源方案，如麦弗逊前悬，扭梁后悬，CEPS，前驱形式；针对中高续航，通过转向器前置以及更紧凑的五连杆，实现尽量短的前后悬以提供最大化的电池空间来提升续航，通过后驱或四驱以缩短加速时间；针对高续航，需达到最好的性能，最好的科技感，更好的用户体验，如双叉臂前悬，五连杆后悬，REPS，后轮转向，电动助力制动，线控换挡，空气弹簧等。
 
 
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