电动汽车底盘平台开发需求和实施策略
前言
面对能源结构调整,环保压力和智能化网联化的需要, 全球主要车企将电动汽车发展作为未来竞争成败的关键,电动 汽车产业在近年取得飞速的发展。车企通过销量大幅提升产生 的规模效益带来一定成本节约,但成本竞争力仍是制约电动 汽车发展的最重要因素。通过实施电动汽车平台化开发提升 企业的成本、周期和产品的竞争力,仍具有重要的意义[1]。 
平台化开发模式呈现不同的开发特点,早期主要强调同 级别车型的零部件共用,后来又发展出跨级别车型之间零部件共用,目前在模块化理念的基础上,重点在于通用的、可 持续发展的技术协同下的零部件的共用[2]。底盘零部件的共 用一直是平台开发的核心,电动汽车底盘平台开发亟需重点 关注和深入研究。 
本文尝试系统阐述模块化平台化开发的相关概念及开发 本质,梳理纯电汽车底盘开发的新需求,并对当前主流电动 汽车平台中底盘特性进行对比解析,为电动汽车底盘平台开 发提出方向性建议和实施策略。
模块化开发的新特点
基于模块理念进行技术协同是平台开发的最新发展形 势。奥迪率先提出以模块为基础的 MLB,并通过大众 MQB 深化并推广模块化开发的理念[3]。在汽车制造业中,模块是具有某种特定结构和功能的通用部件的组合[4]。进一步说, 模块是用于组成车辆上的各大系统的,基于功能性进行划分 的,具备标准接口的通用独立的部件组合。 
经过多年的实践,我们这么定义模块:由基础部分、可 变部分和专属部分构成,具备几何、性能及接口属性,典型 特征为具有通用性,互换性和相对独立性。通过对模块属性 创造性的进行几何和性能双维度的解耦与重构,形成标准化, 系列化和规范化的规则,从而设计出具有带宽的差异化产品。 
由图 1 所知,通过识别转向模块几何和性能属性,转向 模块的基础部分可以重复使用和互换,提升整个产品生命周 期中的通用化水平来降低成本;通过可变和专属部分的组合 方案,快速提供多种产品选择,满足客户的差异化的需求。在统一接口情况下,我们可以对转向模块内如兼容自动驾驶 等高级功能进行独立的技术预开发,紧跟新技术发展,持续 提供有竞争力的产品满足客户多样化的需求。
电动汽车底盘开发的新需求
电动汽车相比传统汽车主要差异在动力源、能源形式的 变更,同时更好的用户体验期望需要更强的科技感,更高的 电气化和智能化的设计。面对这些变化点和新需求,电动汽 车底盘设计需要有前瞻性的思考,系统全面地分析关键特性 和影响要素,有序推行底盘平台的开发。 
3.1 应对动力源变化的开发需求 
电动汽车由传统内燃机变为新能源电机,底盘开发需要 重点关注动力总成噪音减小对 NVH 的影响,更好加速性能 带来的加速和制动的影响,无热源下的间隙和隔热影响,对 底盘的新要求如表 1 所示:
3.2 应对能源形式变化的开发需求 
电动汽车能量形式由燃油变为电池,同时电池电量直接 决定续航里程,底盘开发需要重点围绕怎么给电池提供更大的安装空间,降低能耗,电池包引起整车载荷和质心变化等 开展底盘专属性开发要求如表 2 所示:
3.3 应对更好的用户体验的开发需求
电动汽车的核心就在于更好的用户体验。对电动汽车体 验预期的变化需要底盘必须提供更强的科技感,更高的电气 化和智能化技术,底盘必须提供对更多智能驾驶,智能控制 的支持[5]。底盘开发新要求如表 3 所示:
典型汽车企业电动车底盘开发解析
4.1 大众汽车集团 
大众 2015 年提出全新纯电平台 MEB[6],发布全新纯电 品牌 ID 及 7 款概念车,Audi,Seat,skoda 基于 MEB 发布 各自概念车。基于ID概念车的首款量产EV 车ID.3于2019.03 亮相,2019.11 正式上市,并计划 2020 年交付 30 万台,2025 年交付 1 百万台,2023 年中国市场提供 10 款车型。 
如图 2 所示,MEB 采用模块化底盘平台开发,整体平整 电池包置于车底,驱动形式为后驱或四驱。底盘总体架构针 对纯电底盘开发需求进行专属设计,前常规麦弗逊悬架,摆 臂反置,后五连杆悬架;转向器前置;前副车架框型六点安 装,刚性连接,后副车架四点柔
性连接;支撑式悬置,前后 均是二级隔振,支持大众 ID.Pilot 自动驾驶模式。如图 2 所 示。
奥迪 2019 年 3 月发布首款基于 MEB 的概念车型 Q4  e-tron,计划 2020 量产上市。通过与保时捷合作,分别推出高端电动平台 PPE,高性能电动平台 J1。奥迪计划 2025 年 之前投放超过 30 款电动车型,销量占比超过 40%。
大众集团将传统车型模块化开发经验迅速应用到纯电平台的开发,用 MEB,PPE,J1 纯电平台分别去抢占 MQB, MLB 和 MSB 平台的传统车型的市场,反映了大众对未来电 动车的总体规划,其模块化开发理念值得我们思考和研究。 
4.2 特斯拉汽车 
特斯拉是纯电汽车企业的代表,最先量产当时全球最快 加速,最长续航的电动汽车,纯电车型的总销量突破一百万 台。特斯拉首次应用平整电池包以及后驱或四驱的整车架构, 推出四款车型 Model S, Model X, Model 3, Model Y。特斯拉车型底盘采用统一的架构,前双叉臂悬架,后多 连杆悬架,转向器前置。
目前特斯拉产品线较少,更多基于 现有单一车型底盘共用的基础上进行适应性优化工作,更多 强调规模效益。此外,特斯拉在为电池提供更大 X 向空间, 底盘 NVH 方面还可以进一步提升优化。 
4.3 日产汽车
日系车型中丰田提出 TNGA 更侧重对现有车型竞争力 提升同时提高零部件的共用水平,E-TNGA 目前还只是概念, 本田汽车陆续推出基于油改电的纯电车型,日产汽车的通用 模块化平台 CMF 基于模块化开发,暂未发布纯电平台,日 产 leaf 为其首款纯电车型,累计销量超过 40 万台。 
Leaf 车型为全新开发的纯电车型,采用异形电池包和前 驱系统,底盘架构采用前麦弗逊悬架,后扭力梁悬架,转向 器后置。国内纯电车型如几何 A,AION S 等均采用此设计 理念,目前来看此类技术方案在满足纯电车型新需求与零部 件最大通用化实现平衡,也能节约时间和费用,降低零部件 采购成本,也可以是纯电底盘平台开发的选择。 
大众因为多品牌运营及多年模块化开发的积累可以快速 推出覆盖所有市场需求的纯电模块
化平台;特斯拉定位为高 端豪华以及最佳的用户体验,追求单一底盘平台的规模效益;日产结合传统汽车资源和纯电车型需求选择单一产品最大通 用化。必须强调的是,大众、特斯拉、日产的纯电车型底盘 平台开发都是结合企业自身的发展阶段和目标进行的选择。
电动汽车底盘平台开发实施策略建议
5.1 模块化开发的方法及需求条件 
电动汽车底盘有着更多差异化和多样化的需求,同时需 要提高通用性来降低成本。利用模块通用性,互换性和相对 独立性的特性,模块化的开发理念与电动汽车底盘开发新需求 想匹配,值得我们研究、思考并实践模块化底盘平台的开发。 
通过模块化的开发,企业可以到通用化和差异化平衡, 快速应对市场多变的需求和成本的压力。但是模块化的开发 需要企业中长期规划,品牌,研发,生产,采购,销售等一 系列专业和业务部门的支持。
企业只有从组织架构,工作机 制,业务流程,业务支持系统等方面进行全局变革,才能在品牌打造,产品规划,平台开发、生产,采购和销售等研产 销统一思想,并在统一架构下
最大化地共享标准的技术方案, 零部件、生产线,提升品质和减少成本和周期,增强企业竞 争力。只有这样,模块化开发才是真正落地并能发挥最大的 作用。 
5.2 电动汽车底盘平台开发建议 
近些年,电动汽车产业的发展已经上升国家战略的高度, 中国电动汽车市场也取得了快速发展。造车新势力凭借互联 网思维主打用户体验,迅速吸引一部分市场需求;传统车企 凭借自身技术积累主打安全性、续航能力和驾驶操控性能去 占领市场。本田电动车
面对合资品牌的竞争压力,寄希望于通过电动汽 车弯道超车的中国车企,更应该系统全面的有思考有行动的 实践电动汽车底盘平台的开发。基于此,我们有提出如下开发建议:
5.2.1 电动汽车底盘平台开发主要原则
电动汽车底盘平台开发主要原则是一切为了客户。为了 客户,底盘平台必须围绕电池开发,主要体现在提供更大的 电池安装空间,降低底盘能耗,为电池提供保护,以提供最 大的续航能力;为了客户,底盘平台必须提供更好的用户体 验,主要体现在提供更好的驾乘体验,更多的智能驾驶配置 以及更高级的智能控制配置。 
5.2.2 电动汽车底盘平台具体策略 
针对不同续航的电动汽车,我们对底盘不同模块给出具 体的开发策略建议,针对低续航车辆,我们优先考虑满足电 动汽车需求,尽可能借用现有常规能源方案,如麦弗逊前悬, 扭梁后悬,CEPS,前驱形式;针对中高续航,通过转向器前 置以及更紧凑的五连杆,实现尽量短的前后悬以提供最大化 的电池空间来提升续航,通过后驱或四驱以缩短加速时间;针对高续航,需达到最好的性能,最好的科技感,更好的用户体验,如双叉臂前悬,五连杆后悬,REPS,后轮转向,电 动助力制动,线控换挡,空气弹簧等。