淺析汽車平臺安全性能開發策略

方取玉，沈光勇

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241000）

引言

“平臺化”車型開發已成為全球各大車企在產品開發中最流行、最高效的開發策略，它的提出和實施引領了近十幾年汽車產業的飛速發展。“平臺化”的優勢主要體現：通過大幅度削減生產規模，設計研發、生產制造等成本，提升產品競爭力；車企內部稽核所有品牌產品都可以通過“平臺化”戰略共享先進的技術，提高整體產品的科技實力；“平臺化”戰略可幫助車企在最短的時間內高效地拓展車型種類，快速應對市場不斷變化的需求[1]。而作為中國品牌奇瑞汽車，先后也推出了T1X、M1X、A3X和M3X等四大平臺，展示了其在全新車型正向開發領域的技術積累、研發體系建設。奇瑞汽車四大平臺在構架尺寸、柔性帶寬兩大核心競爭優勢下，實現了車型整車安全性、舒適性、經濟性的卓越性能，真正地做到和合資車型有對標的“資本”。

1 研究背景

根據公司的平臺規劃，要求基于某平臺打造5款產品，包括短軸距版、長軸距版、七座版、新能源車型和多功能商旅車型（如圖 1）。支持不同軸距車型開發，軸距范圍可在2560-2800mm之間，覆蓋A級-B級SUV產品。其離地間隙可在145-190mm之間調節。對于平臺打造的每款車型安全性能要求全覆蓋，必須滿足中國、歐洲市場法規和NCAP[2]五星級等相關目標市場要求。

圖1 某平臺規劃圖

2 研究策略

2.1 開發范圍

根據公司某平臺開發要求，其安全性能開發范圍主要涉及三大架構，即車身平臺架構、布置架構和安全部件架構。

車身平臺架構，一般分為前艙總成、前地板總成、后地板總成和前后端模塊總成等四大模塊總成。其開發目標要求，不僅要滿足安全性能等目標要求外，還需要增加零部件模塊化，降低費用，縮短開發周期。

布置架構，主要分為艙室和機械布置（前艙與下部車身各系統的布置和關鍵結構）、人機布置（乘員 H點到腳踝跟點、方向盤中心點等）和空間尺寸布置（平臺車型尺寸空間）等。

安全部件架構，主要涉及主動安全相關的底盤架構（轉向系統支持ACC、LKA、PAS等輔助系統功能擴展，和制動系統支持AEB、ACC、PAS等輔助系統功能擴展等）和電器網絡架構（CAN通訊網絡支持AVM、LDW、BSD、LKA、AEB、ACC、PAS等輔助系統），和被動安全相關的座椅骨架系統、安全帶系統及氣囊發生器系統等。

2.2 工作流程

為確保生產出的產品可以切實滿足消費者對功能和品質需求的產品，公司采用“V字型”正向開發流程，使得企業能夠實現平臺化、規模化運作，通過車型平臺沿用，實現持久的高品質、低成本開發優勢，也可使消費者獲得高性價比的產品。

承接公司“V字型”正向開發流程，制定某平臺安全性能開發流程（如圖2），主要分為三個階段，即平臺概念設計、平臺工程開發和平臺工程驗證。

圖2 某平臺安全性能開發流程圖

2.3 目標要求

根據公司某平臺開發指令，安全性能目標分解指標共約69個，包含：車體結構加速度要求（最大加速度峰值、G1、G2和速度歸零時刻等）、前圍板侵入量要求（前縱梁根部區域、踏板安裝區域、動總最后端硬點區域、轉向管柱末端區域等）、前艙結構和空間布置要求（如圖 3）、地板總成結構布置和設計要求、電器系統、底盤系統、動總系統、行人保護空間布置要求和人機布置要求等。

圖3 前艙布置要求圖

2.4 工作思路

根據安全性能分解的目標要求，運用CATIA、CAE和試驗等開發工具，對平臺開發范圍內所涉及的三大架構進行布置、設計、分析和驗證等工作，直至其滿足目標開發要求。

車身平臺架構，主要分為前艙總成、前地板總成、后地板總成和前后端模塊總成。對于平臺安全性能開發，最關鍵部位為前艙總成平臺化設計（受限篇幅內容，本節只談前艙總成平臺化工作思路）。

圖4 前艙總成平臺化

前艙總成平臺化開發的最大難點是要兼容不同動總配置、整備質量、整車尺寸等對安全性能的影響。理論上，車身平臺化設計必須依據高標準要求進行開發設計，同時做好低標準要求的設計保護[3]。如何在設計過程中，既要考慮平臺車型的低成本、短周期，最大限度的共用性，又需要進行模塊化設計搭建車身平臺架構。即在模具、夾具等工藝不變的情況下，通過材料等級和料厚的調整， 局部刪除或增加部件來滿足平臺各車型的安全性能目標要求（如圖4）。

2.5 驗證工作

某平臺安全性能開發驗證工作，運用 CATIA、CAE和試驗等開發工具，依據平臺安全性能開發目標要求，進行各維度（零部件級、系統級和整車級）相關分析、對標、優化和試驗驗證等工作，直至滿足開發目標要求。其中，整車級試驗驗證采用主導車型（即基本型）半軟模車（下部車身采用軟模），其他車型均運用CAE和臺架試驗手段進行驗證。

圖5 某平臺安全性能開發驗證圖

3 結論

平臺安全性能開發，需要在全面掌握安全性能開發設計的要點基礎上，將平臺化的特殊要點匯入設計思路中予以指導設計。結合各平臺開發指令，主要涉及：目標市場、生命周期、平臺車型、動總信息、重量信息及安全性能要求等，進行相關目標分解、開發策略及開發驗證等工作，要以最大限度的共用（如：工藝）來設計開發，不僅可以大幅度的縮短開發周期，也大大地降低了開發成本，提升產品競爭力。

參考文獻

[1] 抄佩佩,沈斌.簡述跨國車企“平臺化”車型開發.[J]汽車維修與保養,2013 年,第七期∶68-70 頁.

[2] C-NCAP 2018版評價規則.天津∶中國汽車技術研究中心C-NCAP管理中心.

[3] 鞠曉峰.車身平臺化開發策略研究.設計·計算·研究, 2012年,第2期.