針對城市電動汽車的模塊化車身框架

電動汽車擁有全新水平的設(shè)計和約束條件。城市化，模塊化，電氣化和高水平自動化的全球趨勢為系統(tǒng)地研發(fā)創(chuàng)新型車身概念和結(jié)構(gòu)提供了機會。

針對電動車的研究平臺，一些國家已經(jīng)認識到車身結(jié)構(gòu)的全新設(shè)計對整車性能的影響,但并沒有在整車設(shè)計和白車身研發(fā)層面關(guān)注。本文以德國宇航中心的城市模塊車輛為研究對象，展示了全新電動汽車車身綜合設(shè)計方法。

基于電力動力總成及其所需車輛結(jié)構(gòu)的城市車輛概念綜合新方法，主要分為兩個階段，概念方案設(shè)計階段和車身結(jié)構(gòu)開發(fā)階段。概念設(shè)計階段首先定義必要的整車參數(shù)，包括性能及尺寸等，接下來基于人機及總布置統(tǒng)一定義動力系統(tǒng)布置形式，這樣一個參數(shù)化的空間模型便創(chuàng)建完成，以此用來代表和評價不同的動力總成布置形式變量。

通過對動力系統(tǒng)布置形式為變量，利用拓撲優(yōu)化，傳力路徑在整車層面被分析得出，創(chuàng)建兩個不同白車身結(jié)構(gòu)形式，之后該結(jié)構(gòu)通過系統(tǒng)性，彎扭剛度及模態(tài)分析及多工況碰撞驗證，擇優(yōu)選出。

圖1 不同模塊白車身變量

白車身模塊化建模平臺包含節(jié)點鑄造單元，線性截面型材和三明治板件，所使用材料為鋁合金。車輛后端模塊包括C柱，連接C柱的鑄鋁節(jié)點。相比于基本模塊，加長模塊地板長度變量可伸展400mm，一個全新的更長的上頂縱梁，一直連接集成到門檻梁的B柱。為針對SAE 5級的無人駕駛水平，該設(shè)計也提供了人員移動工具，貨物移動工具變量，即前，后端結(jié)構(gòu)和車身結(jié)構(gòu)連接，如圖1所示。

在未來，模塊化城市車輛如前后及地板模塊，將進行更深層次的研發(fā)及驗證。