汽车工业研究·季刊2020年第4期
关于乘用车新一代
汽车平台升级的研究
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……………………………………………………………………………赵峰陶海燕
平台升级重要性和紧迫性
1.1国外汽车平台已开始整合、升级
近一两年海外品牌大规模降价促
销并加速产品升级，对中国品牌形成步步紧逼之势，主要取决于技术实力，尤其是模块化平台在华快速普
及。基于MQB 诞生的探歌、探岳、途岳、途观L 等大众SUV ，不仅有惊人的成本控制能力，而且在轻量化等方面有独特功效。
MQB （Modular Transverse Plat⁃
form ），即横置发动机模块化平台，包括了大众集团目前横置平台的所有小型、紧凑型和中型车。
CMF （Common Module Family ），即“通用模块化平台”，目标是整合现有的C 和D 平台，完成14款新车的
SPA （Scalable Platform Architec⁃
ture ）可扩展的平台架构，不论车辆大小和复杂度，均可建在同一条生产
线。独有的可扩展平台架构SPA （可扩展的平台架构内）有几个平台，共享基本相同的底盘结构、悬架、电气系统和传动系统。
大部分自主品牌车企也认识到平台重要性，开始进行平台升级，并已经有车型投入市场并获得市场口碑。譬如吉利领克、长城魏派、比亚迪等车型。
1.2平台基础研究周期长
（1）汽车用金属和非金属材料研究为满足轻量化要求，降低白车身重量的同时还需要满足碰撞法规的要求。采用新型材料和新工艺是平衡轻量化和安全性能的关键手段，图3所示的白车身通过提高多相钢、热成型钢的比例，其中多相钢占18%，热成型钢占16%，最终使车身减重55kg ，车身扭转刚度提高30%。
发动机罩盖、车门、翼子板以及前端的减震器座等与车身地板相互连接的零部件都采用了铝材，前排
座椅采用了混合式的连接技术，根据对零部件的要求和承载情况分别采用了粘接、铆接、惰性气体保护焊或激光焊接等技术。
除了新型金属材料的应用比例增大，非金属材料的应用范围也在逐步扩大，正在从内外饰件和电子电器壳
体部件向车身、动力和底盘系统部件扩展，如表1所示。
（2）通用化和模块化研究架构是一系列系统功能关系、标准化接口和模块、以及相同生产工艺的集合，即相似或相同工程、工装及工装设备解决方案的集合。基于架构进行开发，指产品族间标准化设计的下车体、座椅骨架、动力系统、底
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2020年第4期
盘等一系列零件和系统的集合称为平台。开发模块指零件/系统的组合，组合后具备独立的功能、属性和内在逻辑，并且在同一架构中结构方式和接口相同，通过组合、分解、更换可产生具备新功能的多
样化的产品。生产模块指一组相邻的部件，在生产线上作为整体和其他部件进行组装。架构、平台和模块之间的关系参考图3。
为提高平台通用化率，在平台开发过程中将架构系统用不同颜进行标注，可直观显示哪些零件是平台完全共用的零件，哪些零件是需局部修改的，哪些是需全新开发的。最终在BOM 里显示这些沿用、新开发的关系，生成平台BOM 清单指导后续车型开发，如果后续车型在开发过程中需要修正零件的沿用关系，需提交变更流程，并要有充分的理由证明零件重新设计的必要性。图4用不同颜显示了零件沿用和新开发的关系。
（3）人机工程学研究
人机工程学研究对平台开发有重要意义，基于平台开发的车型不限于Sedan 、SUV 、MPV 等车型，由于车型类别不同，级别有差异，导致悬架形式和人体座椅亦产生差异。通过在三维软件里建立参数化人机模型、建立人机布置数据库，实现参数化驱动，可大大减少重复工作，从而提高工作效率。搭建的数据模型可以通过人机
试验台进行验证，确保人体坐姿可以满足不同车型和不同级别的需求，在平台开发阶段就确认人体不同坐姿，避免在后期项目实施过程中发生调整人体坐姿的问题，详见图5所示。
（4）关键系统研究
汽车平台化开发关键系统详见表2，由于各企业对架构系统的划分有差异，架构系统不限于表2所列的内容。对关键系统的技术方案研究至关重要，直接决定平台化目标是否可以
达成。这些系统不仅仅影响整车性能目标，还涉及成本、重量、质量问题之间的平衡，根据企划部门输入的商品性指标进行分解，分解到各系统的性能指标，往往这些性能指标和成本、重量等专业很难达成一致，需要对系统的技术方案进行充分的挖掘，分析低成本方案，并分析低成本方案对质量和性能的影响。
关键系统的研究直接影响项目开发周期，作为基础研究在项目立项之前完成架构系统的验证工作对缩短项目开发周期起着关键作用。
（5）关键性能研究
各企业通过QFD 分解活动将用户需求转化为工程设计的具体指标，根据用户关注度和满意度的量化指标对性能指标进行分类，比如按照USP 、TOP3、Average 等进行划分，体现该车型的性能特征相对于对标车的差异情况，同时为体现各车型的性能差异性，对各车型的性能特性进行差异性设计，比如车型A 强调操稳性，车型B 强调运动性，根据系统和性能的关
序号123
汽车排量传统应用内外饰系统电子电器系统传统应用部件轻量化挖潜有机玻璃轻量化应用座椅骨架/仪表板骨架
应用趋势车身系统动力系统以塑代钢结构胶补强优化碳纤维创新应用
潜在应用底盘系统
以塑代钢/铝碳纤维应用表1汽车用非金属材料趋势
图1大众MQB 平台
图2雷诺日产CMF 平台
PQ25PQ35PL/PQ 46-47
PL52PL62
MQB A/B MQB A0MLB B/C MLB D MQB MLB
X65X86X84
V 平台B 平台C 平台D 平台
CMF2A/B 级车CMF1C/D 级车车型平台A 车型平台B 车型平台C
……
……
……
……
……
……
产品族
车型1车型2
车型1车型2
车型1车型2
车型1车型2开发模块1开发模块2开发模块3
架构
图3架构、平台和模块之间的关系
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联矩阵可以很容易到和性能强相关的有哪些系统，针对这些系统进行差异性的工程设计和零件开发，从而既能满足平台化开发又能体现各车型的差异性指标。
针对具体性能的开发工作，需在架构概念设计阶段规划性能优化的实施措施，比如推进节能降耗，采用更大承受扭矩的PTU及优化升级的电液式扭矩管理器，以实现优越的越野脱困性能，通过TCU标定、软连接、提高纵向柔度、优化减振器布置、优化路躁路振等措施提升平顺性，分析加速噪声、路面振动、怠速噪声与振动等NVH性能。
性能开发的实施是通过零件开发进行实施落地的，性能工程师提出性能改善方案的同时需要具体的零件工程师在招标文件中对供应商提出明确的约束和限制条件，在供应商提供样件后对样件进行充分的验证以确认是否达成最初定的性能目标，只有每个零件都能达成最初的目标设定，才有可能达成整车性能目标。
1.3平台研究和造型趋势和新技术
研究并驾齐驱
由于平台开发的重要性，越来越
多的自主品牌企业意识到平台研究和
造型趋势研究以及新技术研究起着同
等重要的作用，对平台进行充分的研
究，可使企业有更多的资源和时间进
行造型和新技术的研究，平台研究反
过来又可以促成企业战略目标的达成。
平台升级SWOT分析
通过对上一代平台开展工作的梳
理，对新一代平台进行SWOT分析，
到下一代平台开发的优势和劣势，
同时挖掘下一代平台开发的机遇和挑
战，争取开发具有竞争优势的新一代
平台。
除了对新一代平台进行SWOT分
析外，还需要相应的管控手段和理念
提升活动，比如：
（1）建立平台化管理机制
•建立同平台开发的产品开发
流程
•建立全新平台产品开发流程
•建立多平台之间的技术状态管
控体系
•一次规划、分步实施
序号
1
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3
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5
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9
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11
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13
系统名称
发动机系统
变速箱及电控系统
取力器/分动器系统
冷却系统
中冷系统
进气系统
燃油系统
电控系统
排气系统
前端集成系统
座椅系统
主副仪表板系统
地板系统
通用化标识
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序号
14
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26
五菱之光汽车之家系统名称
前机舱系统
动力电子系统
空调系统
电子电气架构系统
底盘电子系统
信息娱乐系统
转向系统
悬架系统
悬置系统
制动系统
传动系统
操纵机构系统
车轮总成
通用化标识
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表2汽车平台化开发关键的架构系统清单
图4通用化和模块化研究
H100-B L50-1
H30-1
L104L101
L103
L105
图5人机工程学研究
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（2）平台化理念推广活动•平台化产品开发采用相同的开发流程、技术标准和设计规范
•平台化产品开发采用相同的质
量标准、质量控制体系和验收方法
（3）汽车平台化采购平台•平台化产品采用相同的供应商体系和相同的核心零部件•培育供应商，保证不同供应商
实现同等质量（4）扩大国际视野，建立平台化
联盟
（5）前瞻课题研究（6
）建立平台化研究团队
平台升级总体原则
3.1建立一体化平台开发环境
平台化和模块化产品开发是在公司战略规划和产品规划下进行的项目开发活动，遵循项目管理的开展思路，和整车项目开发流程进行融合，参考GVDP5.0平台化开发和整车开发的思路，将平台化开发进行前置，在整车项目立项前完成架构系统的概念设计工作。平台化开发阶段主数据管理、设计过程、工艺流程和制造过程同步开展，同时战略采购管理和战略
供应商管理对平台化开发起着重要的关键支持作用，其效果直接决定平台化目标能否达成。
平台化和模块化开发同时要考虑质量与合规，在开发过程中加强知识管理和重用，形成企业组织过程资产。对平台化和模块开发的外延关系进行梳理，详见图6。
在平台化模块化产品开发过程中，先进数据管理系统对平台化开发亦起着关键作用，基于数据管理系统不同系统的工程师可以在统一的平台里进行数据设计、展示、系统方案说明和变更，通过可视化BOM 进行成本
和重量目标的达成和纠偏分析，可以避免在常规工作中手工维护导致统计漏件的情况发生。
3.2平台开发流程化
一般来说，平台架构开发过程分为四个开发阶段，经过平台规划、定义、设计和验证阶段，完成全新平台的开发。
平台规划阶段的核心是确定平台规划，主要包含车型规划及产品定位、平台特征、动总搭载规划、关键系统搭载规划、改善清单等，为平台定义提供输入。
平台定义阶段的核心是平台系统选型、平台尺寸带宽和属性带宽发布。
平台设计阶段的核心是确定架构集成布置，开展架构系统通用化模块化设计。
平台验证阶段的核心是完成平台开发验证工作。
基于以上四个过程，结合整车开发流程，细化平台开发阶段每阶段的详细交付物和过阀指标，在项目管理统一管理下完成整车平台的开发工作。
3.3车型开发遵循一次规划分步实施按照车型全生命周期进行车型的规划和实施，分为整车线和整机线。整车线确定年型、改款和换代的具体时间，整机线确定不同动力总成的切换和搭载时间，动力总成的切换时间
优势
•已完成1.0平台开发，在该平台上已上市车型多达10款，具备平台化开发环境，质量问题前移的理念已深入人心。
•通过深化工程师理念、建立跨部门推进组织、收集平台问题和新技术应用等，已为平台开发打下良好的工作基础，建立了广泛的战略合作伙伴关系。
机会
•与战略合作伙伴加强产品研发合作，完成平台升级。
劣势
•平台化开发经验不足，缺少平台化、通用化专职团队；
•目前国内部分关键零部件的设计和制造技术基础较弱，批产供货需依赖国外供应商；
•同平台开发的产品开发流程、全新平台产品开发流程并多平台之间的技术状态管控体系不健全。
挑战
•同级兄弟企业已完成平台升级；
•基于新平台的车型已上市并初具口碑；•需尽快建立模块化手册，供产品开发使用。
表3汽车新一代平台开发SWOT 分析
产品规划与项目管理
平台化模块化产品开发
配置管理
主数据管理
战略采购管理
设计过程
工艺流程
制造流程
成本管理战略供应商管理
质量与合规知识管理与重用
图6平台化、模块化产品开发外延关系图
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和车型的切换时间保持一致，一般在年型和中期改款过程中搭载新的动力总成，这样就要求新的动力总成验证工作在平台开发阶段完成。
3.4通过持续不断实施平台化、模块化实现快速推出新车的目的
为完成新车型快速投放市场的目的，在平台开发过程中建立模块化手册，对每个系统的模块化数量进行规划，比如在新一代平台开发过程中规划3种不同规格和性能要求的前悬架，3种不同规格的后悬架，形成平台化数据库，在车型开发过程中可以
在平台数据库中选择已有并且经过验
证的模块，这样不同的模块组合可组
合出不同的车型，以实现快速推出新
车型的目的，满足市场不同体和差
异性要求。
平台升级具体实施
平台升级具体实施因不同企业之
间存在较大差异，但原则上应开展以
下工作，不再赘述。
（1）建立高效组织团队
（2）持续完善上一代平台问题，
建立平台问题库
（3）明确平台开发目标
（4）完成平台尺寸带宽和属性带宽
（5）编制DCS表
通过系统与系统、系统与性能的
关联矩阵，平衡系统内部QCWF关系。
（6）完成里程碑节点评审
（7）建立问题清单
（8）建立技术标准和规范，完成
平台知识培训
主要模块及区域
前悬架
后悬架
前地板
中地板
后地板
前座椅
后座椅
车型
级别
车身型式数量
3
3
2
5
8
2
5
分布
A
A
A
A
C
A
A
A0
Sedan
A
A
A
A
C
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
陕汽通家面包车A
A
A
A
A
B
A
A
C
A
A
B
B
A
A
C
A
D
B
B
A
A
C雪铁龙c6怎么样
A
A
B
B
A
A
B
A
A
B
B
B
A
A
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A
A
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B
A
A
A
A
A
B
B
A
E
G
B
E
A
B
B
A再次呼吁取消醉驾罪
A
C
A
A
SUV
B
B
A
A
C
A
D
C
C
B
B
C
B
B
NA
B
B
A
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G
B
E
B
MPV
C
C
抬头显示
B
C
D
B
C
C
表4持续不断进行平台化、模块化实施26
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