汽车模块化平台解析

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摘   要：随着汽车工业的不断发展，研发生产先后经历了手工作坊、流水线、平台、模块化平台四个阶段。手工作坊式生产主要倚靠工人进行设计组装，流水线生产方式一条生产线只能生产一种车型，而汽车平台化生产则可基于一个平台生产同级别多种车型，但由于存在高度相似性和无法迅速迭代车型的问题，模块化平台应运而生。本文解析汽车模块化平台的特点和优势，并结合主流主机厂模块化平台具体实例，介绍汽车模块化平台的开发理念及應用。

关键词：平台化  模块化  通用化率

中图分类号：F42                                     文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）05（a）-0082-02

1  引言

随着汽车工业的不断发展，研发生产先后经历了手工作坊、流水线、平台、模块化平台四个阶段。手工作坊式生产主要倚靠工人进行设计组装，流水线生产方式一条生产线只能生产一种车型，而汽车平台化生产则可基于一个平台生产同级别多种车型，但由于存在高度相似性和无法迅速迭代车型的问题，模块化平台应运而生。模块化平台以模块的方式设计组装汽车的各部分子系统。模块化平台打破了传统汽车平台只针对一个级别车型的限制，通过不同的模块组合，可覆盖多级别，多类型不同车型。随着模块化平台生产的优势日益体现，现已成为国际主流趋势，主流主机厂均已开发了各自最新的模块化平台。

2  模块化平台的特点及优势

模块化平台将产品分为几个部分，每个部分都有独立的功能，具有一致的几何连接接口和一致的输入，输出接口单元，相同种类的模块可以重复使用和互换。通过模块架构的组合方案，可以创建不同需求的产品，满足市场的不同需求。模块及方案的重复使用，可以使整个产品生命周期中的采购，物流，制造和服务资源协同降低成本。具备四大特点：零部件以及系统的通用性能提升;零部件设计参数可共享;生产模具/辅具共用;车型间个性化。基于如上特点，模块化平台生产具有四大优势：削减研发成本;缩短新车型开发周期;建立统一的质量标准及提升整体产品实力。

3  大众集团模块化平台

国际主流车企目前具有代表性模块化平台，如大众的MQB平台、雷诺-日产联盟的CMF 平台、沃尔沃SPA 平台等。大众集团作为模块化平台践行的先驱和典范，无论在燃油车还是电动车上都有经典的平台典型。

3.1 大众MQB平台

大众集团自1996年开始从平台战略（同级别车型之间通用）到模块战略（不分级别车型之间通用），再不断转变为模块架构战略（所有级别车型之间通用）。最根本的变化在于从以零件/总成为出发点开展工作到以产品功能为出发点开发工作。使得产品变化更加灵活，更易满足客户的需求。在汽车模块化设计中，首要考虑的因素是动力总成的布置形式。大众集团根据不同的发动机布置形式，定义了三大模块化平台。分别是MQB（横置发动机平台）;MLB（纵置发动机平台）;MSB（中置模块化标准平台） 。MQB作为大众康采恩整体模块架构战略的支柱，替代平台化时期的PQ35/46。该平台主体部分设计要素，是发动机模块保持不变，即油门踏板距离前轮中心的距离相同，发动机安装倾角相同，轴距、前后悬间距可调。MQB 平台已研发设计出众多车型，如高尔夫嘉旅、奥迪A3、新速腾等，计划开发超过70款产品。

3.2 大众MEB平台

MEB平台全称为“电动车模块化平台”。与MQB平台相同，都是基于大众模块化理念而来，具有极强的扩展性，可打造不同车身轴距，并根据不同电动车的需求调校出不同的续航里程。MEB平台环绕电池而造，围绕电池组进行布局，电池组、电机等核心组件均设定固定的位置和模式。电池整体嵌入车底，车轴模块和传动系统模块相隔较远，使生产出的车辆具有较长的轴距和较短的前后悬，“四轮四角”的特征更为明显。纯电动车不需要用到内燃机，在空间上可以更好的利用，带来更大的驾驶舱空间和更高的坐姿。在总体长度方面，与Golf相近的平台尺寸却有堪比大众Passat的内部空间。

此平台作为A级和A+级市场中的一个主流电动车平台，结合了MQB平台的成功设计理念/技术积累，通过康采恩集团的平台化使用将平台复杂性降低70%～80%;整体零件数量降低20%～25%，电器成本降低10%～40%。同时通过生产制造上的通用性使得材料成本物流成本降低，柔性生产率提高，单车工时降低。

4  模块化架构开发理念

整车布置是模块架构的基石。通过设定好整车一定的框架和关键尺寸结构，能够减少不同产品之间制造的复杂度，但同时需保证必要的性能，如大众MQB平台控制好踏板和前轮中心线之间的关键尺寸，发动机舱尺寸随之确定。这保证了发动机有相同的布置空间和悬置点，以及碰撞保护梁，也保证了驾驶中控台有固定的物理安装点。在此基础上通过改变不同的轴距，选择不同的悬架系统，电器架构可实现不同车型的差异化。

在开发过程中，各大版块也面临各自的难点。（1）车身&装备模块架构主要解决“车身轻量化”问题，首先在分析各种车身形式之后，做出可扩展的车身方案;再将非造型相关件标准化设计、将造型相关件多样化设计统一接口加到车身上。（2）动力系统需考虑统一的动力总成方案，发动机/电池规划，同时考虑轻量化设计。（3）底盘模块架构要统一前后轴方案，并根据车的宽度进行调整。通过规范底盘模块品种和数量实现性能稳定、行驶系统和驾驶辅助系统优化以及底盘轻量化。（4）电子电器专业的模块架构在标准化的网络架构基础上组合出各种整车电器方案，包括：信息娱乐系统、人/机/网互联方案、电子电器轻量化等。

5  爱驰汽车MAS模块化平台

作为初创汽车企业，爱驰汽车自2017年成立至今，在车型研发过程中充分考虑模块化设计理念，定义开发了MAS（more adapted structure）模塊化平台。该平台是全新“模块化，灵活可调整的平台”，可覆盖A，A+，B，B+四个级别，轴距2650～3000mm，可拓展SUV，MPV，Sedan，Cross等15款车型，平台首款车型已于2019年底上市。该平台具备五大优势：（1）通用化率高，全系车型通用化率达到60%，单车型通用化率大于70%;（2）全球首创上钢下铝的车身，航空级7系铝材的应用，FDS，SPR连接技术，充分兼顾安全，强度，模块化和轻量化全方位结合;（3）平台采用高能量密度电池结构，电池包多样化，可覆盖多种容量的电池包型式，兼顾纯电和甲醇重整制氢动力形式，同时考虑叠加电池包应用增加续航里程;（4）驱动型式灵活，可覆盖前驱，后驱，四驱;（5）智能迭代，D-EPS转向器，可支持自动泊车，ibooster支持自动驾驶L4储备。

MAS模块化平台车型开发之初通过制定模块化范围零件清单，并进行平台通用化考虑，进行部分冗余及通用化储备开发。MAS平台涵盖车身，底盘，动力总成，电子电器，内外饰，智能网联6大模块专业。每个模块专业再进行细分，涉及电驱，传动轴等67个模块架构。通过模块化平台理念进行开发，使平台车型生产成本削减20%，研发费用减少25%，制造时间缩减20%。

6  结语

当前，模块化策略已经成为各大主机厂的主流路线，如何开发好的模块化平台将是一个不断深入完善的课题。也将成为指引车型快速有效推向市场的核心竞争力.

参考文献

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