王胜玉，何 琼
平台化下车体的通用化设计
王胜玉，何 琼
（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）
文章围绕影响下车体各模块平台通用化的关键接口因素，系统分析了下车体平台通用化设计方法。通过对前舱模块、前围模块、前地板模块及后地板模块的平台通用化设计方案进行研究，阐述了实现各模块关键部件通用化的结构、分块、搭接等设计要点。在满足关键接口平台化需求的前提下，均衡考虑产品开发成本、周期、性能需求、制造工艺难度等方面因素，最大化的实现下车体各模块关键零部件通用，为整车产品快速灵活投入市场做出贡献。
下车体；
平台化；
通用化；
关键接口
随着国内汽车行业的快速发展，汽车市场的竞争也日益激烈，各大汽车主机厂为快速响应市场需求、保持市场占有率，不断加快产品投放速度，完善产品矩阵[1]。平台化开发为整车产品矩阵快速成型提供了一条高效的路径，产品通用化设计为平台开发的重要指标之一，车身结构的通用化设计可有效减少新产品开发过程中模具、夹具、检具等工装成本并缩短零部件验证周期[2-3]。
白车身上车体受到造型、车身尺寸的严格限制，难以实现平台通用化，而下车体基本不受造型影响，故白车身的通用化设计主要集中在下车体部分。如图1所示，下车体结构主要划分为前舱区域、前围区域、前地板区域、后地板区域[4]。
图1 下车体结构划分
影响各模块通用化关键接口要素不同，导致各模块将采用不同的通用化策略[5-6]。此外，由于同一平台往往会规划多款车型，如轿车、运动型多用途汽车（Sport Utility Vehicle, SUV）和多用途汽车（Multi-Purpose Vehicles, MPV）车型以及纯电、混动等多种动力形式，导致各款车型的整备质量不同，要求下车体刚度、可靠性、安全等性能设计时要将重量差异纳入设计。
表1为影响下车体各模块通用化的关键接口要素。平台化前舱区域通用化主要受到前悬尺寸、轮距、动力总成、轮胎尺寸等影响。
表1 影响下车体各模块通用化的关键接口要素
2.1 基于前悬尺寸的通用化设计
前悬尺寸主要影响发舱前纵梁向尺寸，发舱前纵梁采用前后分段设计，如图2所示，前段尺寸较小的为前悬延伸板，后段尺寸较大的为发舱前纵梁本体。发舱前纵梁本体按照平台规划的最短前悬设计，延伸板按照不同前悬差异化设计，可最大程度确保关键部件通用。
图2 发舱前纵梁采用前后分段设计
2.2 基于轮距和轮胎尺寸变化的通用化设计
前轮距和轮胎尺寸发生变化时，主要影响发舱纵梁本体和前塔包避让结构，以及前减震器安装点位置。如图3所示，发舱前纵梁和前塔包本体、扭矩盒按照最小轮距和最大轮胎包络设计避让，前减震器安装板匹配不同轮距差异化设计。
图3 前纵梁及前塔包避让设计
2.3 基于动力总成的通用化设计
根据平台规划的不同选型动力总成最大边界，设计发舱前纵梁开挡距和开挡角度，如图4所示。
图4 发舱前纵梁避让动力总成设计
2.4 基于性能的通用化设计
前舱区域的碰撞传力路径、发舱纵梁和扭矩盒断面尺寸、发舱纵梁的材质料厚可按照平台最大整备质量设计，对于整备质量较小的车型可通过灵活减少部分加强板来实现。如此，既可实现尺寸较大部件的通用，也可避免设计冗余，增加轻量化效果。
如表1所示，平台化前围区域主要受下车体宽度、地板高度、前轮距、轮胎尺寸及转向系统等影响，针对各个关键接口要素影响范围，将前围总成分成6个模块，如图5所示[7]。
图5 前围分块设计
3.1 基于轮胎尺寸变化的通用化设计
在平台车型规划时，左右前轮包后段、前围加强横梁按照最大综合轮胎包络进行避让，可以实现同平台车型的通用，如图6所示。如后续车型轮胎尺寸超过前期规划的最大包络，前轮包后段及前围加强横梁重新开发，前围板本体保持通用。
图6 前围模块避让轮胎包络设计
3.2 基于地板高度变化的通用化设计
前围板本体与前围加强横梁设计成滑动搭接，如图7所示，前地板高度变化时，纵梁与前地板高度差改变，前围板本体通过向上下滑动保持通用。
3.3 基于下车体宽度变化的通用化设计
下车体宽度变化时，前围板本体保持通用，通过左右前轮包后段、前围加强横梁、前围左右连接板向宽度变化来实现。
图7 前围板本体与前围加强横梁Z向滑动搭接设计
如表1所示，平台化前地板主要匹配轴距、下车体宽度、地板高度等关键接口影响，主要变动策略如下。
4.1 基于轴距变化的通用化设计
如图8所示，前地板左、中、右分块设计，中部为中央通道。轴距在前地板区域变化时，通过前地板后端止口位置向变化来实现左右地板通用，左右地板采用开口拉延方式成形，根据平台轴距规划在前地板上预留模具切边位置。中央通道前后分块设计，轴距变化时，前段主体保持通用，后段随轴距变化专用。分块位置在轴距影响区前部。
4.2 基于下车体宽度变化的通用化设计
下车体宽度小范围变化时，可通过改变门槛内板向深度，如图9所示，保持前地板通用；
若下车体宽度变化范围较大，超过门槛内板成形极限，不满足碰撞安全需求时，则无法通过门槛内板截面调整来实现前地板通用，前地板无法保持通用。
4.3 基于前地板高度变化的通用化设计
前地板与门槛内板立面搭接，门槛内板立面设计成正向，前地板高度发生变化时，前地板与门槛向滑动搭接，前地板和门槛内板保持通用，如图9所示。
如表1所示，后地板平台化影响因素相对较多。其中，地板高度变化时，后地板难以保持通用，座椅配置对下车体影响较大时亦难以实现通用；
其余接口变化时，后地板的通用化策略如下。
如图10所示，后地板前后分块设计，分块位置向尺寸在后轮心附近。仅轴距变化时，后地板前段匹配轴距开发专用，后地板后段保持通用。
图10 后地板前后分段设计
仅后悬尺寸发生变化时，通用化策略与后悬尺寸变化量有关。后悬尺寸变化量较小时，可通过后围内板上部向弯折，后地板保持通用，如图11所示；
后悬尺寸变化量较大时，后围内板冲压成形受限或后门洞造型受限，后地板后段匹配轴距变更。
图11 后围内板X向弯折设计
综上所述，平台化车身下车体的通用化设计需要考虑平台规划的所有关键接口变化。根据接口变化的特点和影响位置不同，各模块应对平台通用化的策略不同，但其核心都是均衡考虑关键接口、制造成本、整车性能、制造工艺方面要求，最大程度实现下车体各模块关键零部件的通用，从而降低整车开发成本并缩短设计、验证周期。
[1] 陆恒,于忠娟,刘宝新.某款汽车下车体平台化设计[J].汽车实用技术,2020,45(19):65-68.
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The Generalized Design of Underbody Platform
WANG Shengyu, HE Qiong
( Anhui Jianghuai Automobile Group Company Limited, Hefei 230601, China)
The article introduces the universal design of the vehicle underbody, considering key interface factors that affect the generalization of each module. Based on the study of the platform universal design principle, the key design points of realizing the universal, such as structure, block and lap are expounded. On the premise of meeting the platformization requirements of key interfaces and balancing factors such as cost, cycle, performance requirements, and manufacturing process difficulty during the product development,the universality of key components for each module of the vehicle underbody is maximized for making contributions to the rapid and flexible entry of vehicle products into the market.
Underbody;Platform; Generalization; Key interface factor
U462.1
A
1671-7988(2023)22-120-04
10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.022.022
王胜玉（1991－），男，硕士，助理工程师，研究方向为车体结构设计，E-mail:csuwangshengyu@126.com。
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