汽車模塊化平臺解析

權利

摘 ? 要：隨著汽車工業的不斷發展，研發生產先后經歷了手工作坊、流水線、平臺、模塊化平臺四個階段。手工作坊式生產主要倚靠工人進行設計組裝，流水線生產方式一條生產線只能生產一種車型，而汽車平臺化生產則可基于一個平臺生產同級別多種車型，但由于存在高度相似性和無法迅速迭代車型的問題，模塊化平臺應運而生。本文解析汽車模塊化平臺的特點和優勢，并結合主流主機廠模塊化平臺具體實例，介紹汽車模塊化平臺的開發理念及應用。

關鍵詞：平臺化 ?模塊化 ?通用化率

中圖分類號：F42 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0082-02

1 ?引言

隨著汽車工業的不斷發展，研發生產先后經歷了手工作坊、流水線、平臺、模塊化平臺四個階段。手工作坊式生產主要倚靠工人進行設計組裝，流水線生產方式一條生產線只能生產一種車型，而汽車平臺化生產則可基于一個平臺生產同級別多種車型，但由于存在高度相似性和無法迅速迭代車型的問題，模塊化平臺應運而生。模塊化平臺以模塊的方式設計組裝汽車的各部分子系統。模塊化平臺打破了傳統汽車平臺只針對一個級別車型的限制，通過不同的模塊組合，可覆蓋多級別，多類型不同車型。隨著模塊化平臺生產的優勢日益體現，現已成為國際主流趨勢，主流主機廠均已開發了各自最新的模塊化平臺。

2 ?模塊化平臺的特點及優勢

模塊化平臺將產品分為幾個部分，每個部分都有獨立的功能，具有一致的幾何連接接口和一致的輸入，輸出接口單元，相同種類的模塊可以重復使用和互換。通過模塊架構的組合方案，可以創建不同需求的產品，滿足市場的不同需求。模塊及方案的重復使用，可以使整個產品生命周期中的采購，物流，制造和服務資源協同降低成本。具備四大特點：零部件以及系統的通用性能提升;零部件設計參數可共享;生產模具/輔具共用;車型間個性化。基于如上特點，模塊化平臺生產具有四大優勢：削減研發成本;縮短新車型開發周期;建立統一的質量標準及提升整體產品實力。

3 ?大眾集團模塊化平臺

國際主流車企目前具有代表性模塊化平臺，如大眾的MQB平臺、雷諾-日產聯盟的CMF 平臺、沃爾沃SPA 平臺等。大眾集團作為模塊化平臺踐行的先驅和典范，無論在燃油車還是電動車上都有經典的平臺典型。

3.1 大眾MQB平臺

大眾集團自1996年開始從平臺戰略（同級別車型之間通用）到模塊戰略（不分級別車型之間通用），再不斷轉變為模塊架構戰略（所有級別車型之間通用）。最根本的變化在于從以零件/總成為出發點開展工作到以產品功能為出發點開發工作。使得產品變化更加靈活，更易滿足客戶的需求。在汽車模塊化設計中，首要考慮的因素是動力總成的布置形式。大眾集團根據不同的發動機布置形式，定義了三大模塊化平臺。分別是MQB（橫置發動機平臺）;MLB（縱置發動機平臺）;MSB（中置模塊化標準平臺） 。MQB作為大眾康采恩整體模塊架構戰略的支柱，替代平臺化時期的PQ35/46。該平臺主體部分設計要素，是發動機模塊保持不變，即油門踏板距離前輪中心的距離相同，發動機安裝傾角相同，軸距、前后懸間距可調。MQB 平臺已研發設計出眾多車型，如高爾夫嘉旅、奧迪A3、新速騰等，計劃開發超過70款產品。

3.2 大眾MEB平臺

MEB平臺全稱為“電動車模塊化平臺”。與MQB平臺相同，都是基于大眾模塊化理念而來，具有極強的擴展性，可打造不同車身軸距，并根據不同電動車的需求調校出不同的續航里程。MEB平臺環繞電池而造，圍繞電池組進行布局，電池組、電機等核心組件均設定固定的位置和模式。電池整體嵌入車底，車軸模塊和傳動系統模塊相隔較遠，使生產出的車輛具有較長的軸距和較短的前后懸，“四輪四角”的特征更為明顯。純電動車不需要用到內燃機，在空間上可以更好的利用，帶來更大的駕駛艙空間和更高的坐姿。在總體長度方面，與Golf相近的平臺尺寸卻有堪比大眾Passat的內部空間。

此平臺作為A級和A+級市場中的一個主流電動車平臺，結合了MQB平臺的成功設計理念/技術積累，通過康采恩集團的平臺化使用將平臺復雜性降低70%～80%;整體零件數量降低20%～25%，電器成本降低10%～40%。同時通過生產制造上的通用性使得材料成本物流成本降低，柔性生產率提高，單車工時降低。

4 ?模塊化架構開發理念

整車布置是模塊架構的基石。通過設定好整車一定的框架和關鍵尺寸結構，能夠減少不同產品之間制造的復雜度，但同時需保證必要的性能，如大眾MQB平臺控制好踏板和前輪中心線之間的關鍵尺寸，發動機艙尺寸隨之確定。這保證了發動機有相同的布置空間和懸置點，以及碰撞保護梁，也保證了駕駛中控臺有固定的物理安裝點。在此基礎上通過改變不同的軸距，選擇不同的懸架系統，電器架構可實現不同車型的差異化。

在開發過程中，各大版塊也面臨各自的難點。（1）車身&裝備模塊架構主要解決“車身輕量化”問題，首先在分析各種車身形式之后，做出可擴展的車身方案;再將非造型相關件標準化設計、將造型相關件多樣化設計統一接口加到車身上。（2）動力系統需考慮統一的動力總成方案，發動機/電池規劃，同時考慮輕量化設計。（3）底盤模塊架構要統一前后軸方案，并根據車的寬度進行調整。通過規范底盤模塊品種和數量實現性能穩定、行駛系統和駕駛輔助系統優化以及底盤輕量化。（4）電子電器專業的模塊架構在標準化的網絡架構基礎上組合出各種整車電器方案，包括：信息娛樂系統、人/機/網互聯方案、電子電器輕量化等。

5 ?愛馳汽車MAS模塊化平臺

作為初創汽車企業，愛馳汽車自2017年成立至今，在車型研發過程中充分考慮模塊化設計理念，定義開發了MAS（more adapted structure）模塊化平臺。該平臺是全新“模塊化，靈活可調整的平臺”，可覆蓋A，A+，B，B+四個級別，軸距2650～3000mm，可拓展SUV，MPV，Sedan，Cross等15款車型，平臺首款車型已于2019年底上市。該平臺具備五大優勢：（1）通用化率高，全系車型通用化率達到60%，單車型通用化率大于70%;（2）全球首創上鋼下鋁的車身，航空級7系鋁材的應用，FDS，SPR連接技術，充分兼顧安全，強度，模塊化和輕量化全方位結合;（3）平臺采用高能量密度電池結構，電池包多樣化，可覆蓋多種容量的電池包型式，兼顧純電和甲醇重整制氫動力形式，同時考慮疊加電池包應用增加續航里程;（4）驅動型式靈活，可覆蓋前驅，后驅，四驅;（5）智能迭代，D-EPS轉向器，可支持自動泊車，ibooster支持自動駕駛L4儲備。

MAS模塊化平臺車型開發之初通過制定模塊化范圍零件清單，并進行平臺通用化考慮，進行部分冗余及通用化儲備開發。MAS平臺涵蓋車身，底盤，動力總成，電子電器，內外飾，智能網聯6大模塊專業。每個模塊專業再進行細分，涉及電驅，傳動軸等67個模塊架構。通過模塊化平臺理念進行開發，使平臺車型生產成本削減20%，研發費用減少25%，制造時間縮減20%。

6 ?結語

當前，模塊化策略已經成為各大主機廠的主流路線，如何開發好的模塊化平臺將是一個不斷深入完善的課題。也將成為指引車型快速有效推向市場的核心競爭力.

參考文獻

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