针对城市电动汽车的模块化车身框架

电动汽车拥有全新水平的设计和约束条件。城市化，模块化，电气化和高水平自动化的全球趋势为系统地研发创新型车身概念和结构提供了机会。

针对电动车的研究平台，一些国家已经认识到车身结构的全新设计对整车性能的影响,但并没有在整车设计和白车身研发层面关注。本文以德国宇航中心的城市模块车辆为研究对象，展示了全新电动汽车车身综合设计方法。

基于电力动力总成及其所需车辆结构的城市车辆概念综合新方法，主要分为两个阶段，概念方案设计阶段和车身结构开发阶段。概念设计阶段首先定义必要的整车参数，包括性能及尺寸等，接下来基于人机及总布置统一定义动力系统布置形式，这样一个参数化的空间模型便创建完成，以此用来代表和评价不同的动力总成布置形式变量。

通过对动力系统布置形式为变量，利用拓扑优化，传力路径在整车层面被分析得出，创建两个不同白车身结构形式，之后该结构通过系统性，弯扭刚度及模态分析及多工况碰撞验证，择优选出。

图1 不同模块白车身变量

白车身模块化建模平台包含节点铸造单元，线性截面型材和三明治板件，所使用材料为铝合金。车辆后端模块包括C柱，连接C柱的铸铝节点。相比于基本模块，加长模块地板长度变量可伸展400mm，一个全新的更长的上顶纵梁，一直连接集成到门槛梁的B柱。为针对SAE 5级的无人驾驶水平，该设计也提供了人员移动工具，货物移动工具变量，即前，后端结构和车身结构连接，如图1所示。

在未来，模块化城市车辆如前后及地板模块，将进行更深层次的研发及验证。