汽车整车设计与产品开发
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2.3.3 下车体系统方案选择与产品衍生策略

2.3.3.1 下车体系统方案选择

下车体主要由发动机舱模块、前地板模块和后地板模块三大模块组成,如图2-15所示。下车体不但要满足动力系统、底盘系统、内外饰系统、电器系统、上车体系统的承载及安装要求,而且要满足CAE、NVH、碰撞等整车性能要求,还要满足工艺、造型、成本要求。

图2-15 下车体组成模块示意图

车身结构按车身承受负荷的方式,可分成承载式、非承载式和半承载式三种类型。以承载式车身为例,目前,承载式车身的下车体常见结构形式有三种:贯通结构梁、仿生结构梁、“S”结构梁,如图2-16所示。三种类型的结构梁在人机工程布置、安全强度、重量、地板布置等方面各有优劣。贯通结构梁式下车体具有人机性能好和重量轻的优点,是目前主机厂采用的主流结构,但安全强度一般,动力蓄电池布置空间差。仿生结构梁式下车体具有人机布置空间好、安全强度较好,重量和动力蓄电池布置空间差的特点。“S”结构梁式下车体具有动力蓄电池布置空间大的优点,是应对未来整车电动化的下车体结构发展方向,但在安全强度、人机性能和重量等方面无优势,需要进一步研究优化。平台下车体系统选择时须根据平台搭载规划车型目标和趋势,统筹进行选择。

图2-16 下车体结构形式

上述结构梁又有不同变种,例如贯通结构梁式下车体根据梁走向又可细分成方正贯通梁和斜贯通梁,如图2-17所示。平台下车体系统进行性能优化时,可根据车身性能局部目标继续微调梁结构的走向。

图2-17 贯通结构梁形式示意图

2.3.3.2 下车体系统衍生策略

下面以贯通结构梁举例说明平台下车体的衍生策略。平台下车体系统衍生策略是围绕匹配平台规划车型的整车车格衍生进行的,其核心技术策略是固化主体梁结构,通过局部零部件调整,实现平台规划车型对车长、车宽等车格尺寸变化的要求。

首先,按照平台规划车型中的最小前悬架需求、最小碰撞吸能盒尺寸,分析确定主体梁前端尺寸,固化主体梁前端面的边界。其次,按照兼容平台规划内动力组合布置包络的最大Y向尺寸,固化主体梁前端发动机舱内侧边界尺寸。最后,通过平台规划车型的轮胎包络和最小轮距分析,固化主体梁前端发动机舱外侧边界尺寸。

固化主体梁结构尺寸后,下车体系统衍生配合平台规划车型的车长衍变主要体现在前悬架、轴距、后悬架的衍变上,前悬架衍变策略主要通过碰撞吸能盒的长度变化适应不同车型前悬架的长度设计要求;轴距衍变策略主要通过前后地板连接件的长度变化适应不同车型轴距长度设计要求;后悬架衍变策略主要通过后地板的长度变化适应不同车型后悬架的长度设计要求,如图2-18所示。

图2-18 车长衍变策略示意图

其次,下车体系统衍生配合平台规划车型的车宽衍变主要体现在下车体前部、中部和后部的衍变。下车体前部主要通过前轮毂包的变化适应不同车型的轮距设计要求,匹配前轮距衍变策略。下车体中部是通过前地板门槛Y向的变化适应不同车型的车宽设计要求。下车体后部通过左、右后地板后纵梁之间的宽度来适应不同车型的后轮距设计要求,如图2-19所示。

图2-19 车宽衍变策略示意图