浅析汽车平台演进与模块化战略

浅析汽车平台演进与模块化战略刘华吴珩晓张亚萍李碧钰中国汽车技术研究中心上海工作部，上海200122【摘要】通过研究各大汽车企业平台化以及新能源汽车平台开发的现状，归纳总结出汽车开发平台演进的趋势，并结合对几家企业平台模块化特点的分析，为我国相关自主品牌进行平台化和模块化研究提出建议。【ABSTRACT】THROUGHTHERESEARCHONTHEPRESENTSITUATIONOFTHEAUTOMOTIVEENTERPRISEPLATFORMANDNEWENERGYCARPLATFORM，THETRENDOFAUTOMOTIVEPLATFORMEVOLUTIONISSUMMARIZEDCOMBINEDWITHTHEANALYSISOFTHEMODULARPLATFORMSCHARACTERISTICABOUTDIFFERENTAUTOMOTIVEENTERPRISES，SEVERALSUGGESTIONSAREGIVENTOCHINASFUTUREMODULARPLATFORMPROGRAM【关键词】平台模块化汽车战略DOI103969JISSN10074554201412080引言平台化开发已经是各大整车企业降低研发成本，缩短开发周期的重要手段之一。汽车平台是指在开发过程中使用相似的底盘和下车体的一组公共架构，该架构可以承载不同车型的开发及生产制造，在此基础上可以生产出外形和功能都不尽相同的产品。组成汽车产品平台公共架构的识别要素主要包括发动机舱、地板、悬架、制动、传动、发动机和电气系统等。目前出现的“模块化”开发，比“平台化”更进了一步。汽车企业可以在全球范围内进行汽车模块的选择和匹配优化，进一步减少新开发零部件的种类和数量，让零部件通用化程度更高，使企业更加灵活、快速地推出新产品。本文意在通过推导汽车平台演进进程，并结合几家国外车企平台模块化战略深入分析，总结其特点与适用要素，为我国自主品牌汽车企业开展平台模块化研究提供一定的参考建议。收稿日期20141020上海汽车2014121汽车平台战略与发展趋势世界汽车平台战略经历了单车型开发、平台开发、平台精益化和模块化进程。汽车制造商通过扩张和兼并，拥有了更多的汽车平台，梳理现有汽车产品，对平台进行整合以及精益化，并在精益化的基础上对平台构建进行模块化构建。全新的模块化平台，将进一步降低研发周期和风险，成为未来汽车生产发展的方向。从20世纪80年代平台概念的诞生，到20世纪90年代平台战略的兴起，至2010年全球九大跨国车企通用、大众、福特、丰田、雷诺13产、PSA、本田、菲亚特和戴姆勒已拥有了175个平台。各大跨国车企开始意识到进一步削减平台数量，扩大单个平台的车型覆盖率，提高平台规模效益是未来平台化发展的不二选择。到2020年九大跨国车企计划将平台削减至13，并且纷纷将大规模生产的车型集中在关键几个核心平台上。通用汽车宣布到2018年平台将从2010年的30个削减到31椅骨架也整合减少到6种，可覆盖雷诺和日产的全部车型。与此同时，取代现有B平台的CMF2计划也已启动，主要用于未来小型车紧凑型车，并且考虑了与CMF1共用某些模块，其中可能包括仪表板模块，从而打通CMF1与CMF2的阻隔，真正摆脱个别车型最优化的设计理念，实现产品群的最优化设计。2经济性分析。在未导入CMF之前，尽管雷诺和日产自组建联盟之后就启动了共用平台计划，但由于主要目标市场的差异，许多车型不得不在共用平台的基础上修改设计，导致专用件越来越多，共用平台的效果难以体现。雷诺日产通过导人CMF，中期计划将此前联盟相应车型的共用化率从7提高到50左右。单就日产而言启用CMF平台设计理念之后，零部件跨车型和跨平台的共享程度会大幅提升，零部件通用比例将达到80左右，是之前数据的两倍左右。CMF平台理念能够起到降低开支、容纳最新技术的作用，其可以降低开发成本3040左右，而零件采购成本也将随之降低2030左右。根据计划，日产将在2016年前推出51款新车，在全球取得8的市场份额，并实现8的可持续性经营利润率。23标致雪铁龙EMP2模块化平台2013年初，PSA集团正式发布了全新的EMP2模块化平台，即EFFICIENTMODULARPLATFORM2高效模块化2样平台。如图5所示，EMP2整合了PF2与PF3平台的紧凑型车与中高级车。图5EMP2模块化平台演变B级轿车C级轿车B级SUV中大型MPV1技术分析。EMP2平台的前半部分是固定不变的，后部则有很大的灵活性，可自由调整驾驶座高低、后部地板的长短、轴距及其他部件的尺寸，后悬架有多连杆和扭力梁两种可供选择，由此34可生产轿车、MPV、SUV以及跨界车等多种车型。该平台除了搭载传统的汽油和柴油发动机之外，还可采用压缩空气驱动液压电机加上传统内燃机的混合驱动单元。此外，EMP2模块化平台还可以使不同悬架、电子设备、发动机、动力总成等多种配置自由组合。EMP2平台大量应用高强度钢和铝合金等新型材料，相比老款平台可减轻车身重量7080KG_3J。并采用发动机起停系统、电动助力转向减少动力损耗，可变进气格栅和底盘护板可减少风阻，低滚阻轮胎降低滚动阻力。随着无铆钉式铆接技术的发展，近年来出现了铝制和钢制相结合的平台形式，EMP2平台的部分零件就是采用铝材和钢材的复合材料打造，而这样的设计带来的效果自然就是大幅度降低平台车型的重量。2经济性分析。EMP2平台能够降低22的CO排放量，而作为一款模块化的平台，大量的平台车型产量极大地分摊了铝制材料的研发和制造成本。EMP2模块化平台实现了更多车身部件的通用，拥有了更好的灵活性与适应性，可以更快地研发出多种不同属性的车型。所以虽然PSA集团前期投入大量资金研发此平台，但未来研发更多新车时就可以大大缩短研发时间和成本，同时进一步满足不同市场消费者的需求。根据PSA集团与通用汽车公司的合作协议，未来通用集团欧洲子公司也将采用EMP2平台生产多种车型以节约新车型开发成本。24新能源汽车平台国外汽车厂商大多会基于现有汽车平台开发出新能源汽车，以尽量减少开发投入。大众已启动插电式混合动力模块化战略，其最大优势在于它能以极低的成本适用于不同平台打造的车型，通过这样的平台大众将提供多款应用新能源技术的电动车型。大众的模块化平台战略将会基于现在的3个平台打造，分别是MQB发动机横置平台、MLB发动机纵置平台和MSB跑车豪华车平台。大众设计研发的发动机和电动组件模块将会被应用在这3个平台上，在未来既生产传统车型又生产电动车。目前，大众集团已经发布和上市的电动车包括EUP、EGOLF、保时捷9L8一上海汽车201412SPYDER、保时捷PANAMERASEHYBRID和XL1。2014年将会有包括奥迪A3SPORTBACKETRON等至少6款电动车亮相或上市。丰田未来汽车产业发展的趋势及方向是搭载全新电动机和锂离子电池的PIEV电动车、采用外插充电式混合动力技术的HICT、及运用先进混合动力技术研发而成的运动型跑车FTHS。新一代普锐斯将基于丰田全新的TNGA平台。这一平台可以容纳多款不同设计要求的车型，且降低整车的重量。目前福特新能源车主要基于福特C系列中级车平台，该平台下目前有福克斯车型4款、CMAX车型4款、KUGA与ESCAPE两款车型。国内在新能源汽车平台化方面与国外还有一定差距，完整的平台化概念还没有在国内形成，导致完整的动力系统集成和电动车平台难以建立。各方面的因素综合起来，制约了我国在电动汽车方面的发展。底盘方面，相比国外各大整车厂为电动汽车开放构建了全新平台，如VOLT电动底盘，本田纯电动及PLUGIN平台，我国合资品牌传统车大多基于国外平台，缺乏底盘自主开发，而电动汽车大多在传统车上进行改装，无电动汽车平台化发展概念。目前只有上汽、一汽和东风汽车公司有计划开发电动汽车底盘架构。电池方面，电池成组技术是电动汽车产业化发展的关键。虽然国内对电池成组技术有了越来越深的理解，但车辆电池行业中注重的主要还是单体电池的研究，对于电池成组之后的性能没有太多的关注。究其原因，是因为成组电池的关键技术没有解决，包括成组电池的管理，成组电池的统一评价规范等。目前看来国内成组电池技术发展还需要较长一段路走。3平台模块化趋势应对策略通过分析以上各大车企平台演变以及模块化技术与经济性的特点，发现模块化平台趋势的构建必须有新技术支撑和一定的经济性条件。我国汽车厂商在应对平台模块化趋势的过程中，以下3上海汽车201412个方面是需要关注的。1产品开发模式变革。国内相关企业需要建立全球化的大视野、长期可持续发展的战略眼光。对汽车平台模块化的认识，不能仅停留在少部分零件的共用，而是需要对现有产品平台进行升级，加快技术研发，改变单一车型开发的老套路L4。大量开发验证工作需要前移，必须提升商品企划、产品研发、采购等等核心部门的水平和实力，而能够提升产品独特个性和附加值的电子技术大量导人，也将有利于汽车企业向高科技、高附加值产业的转化升级。2采用共用架构和分步开发。一些国内整车企业年销量较少，不具备模块化的条件，所以可以采取共用架构和分布开发策略。实现体系层面的通用化，即车身基本结构的通用化，只是因车型的差异而改变冲压件大小和板厚，也就是共用架构。从企业规模和经营资源实际出发，追求产品的“形似”以降低工厂和设备投资，并在此基础上实现零部件通用化，实现提升产品总体收益。同时，分步开发导人的策略，成熟一种就导人一种，并逐步切换，分阶段性完成总体技术和产品的换代，降低了技术风险，提高了资金效率。3实现平台技术共享。国外的一些大型车企年产量巨大、车型丰富，独自开发模块化平台的确具有一定的经济性，但是相比之下现在国内的汽车企业虽然数量众多，但是每家车企的销量有限。本土的自主品牌需要联合起来，不能偏安一隅，满足过时的车型技术或平台技术，而要对其进行共享，互相取长补短。部分有一定规模和能力的企业，应积极带动国内车企平台技术的发展，促成合力，并积极打通产业链，联合零部件企业进行零件模块化技术开发，以减少新车型开发成本。4结语未来，汽车平台模块化开发依靠其成本和新技术导人优势，必将拥有更大的发展空。从各大跨国企业汽车平台演变过程来看，中国整车企业对其单车开发或平台构架进行单纯模仿并非下转第40页35主导市场和满足消费者的各种要求，世界各主要国家在此领域也基本上是摸索着前进，由于各国国情存在很大的差异，因此可借鉴的成功经验不多。结合现阶段我国新能源汽车发展现状，并不能将某一个国家的政策措施全盘接纳，只能在多个国家中吸取适合我国发展的部分经验。综上分析，结合我国基本国情和新能源汽车发展现状，总结以下两方面建议1继续鼓励推广应用混合动力汽车。在上一轮示范推广政策中，混合动力汽车得到了大规模推广，特别是混合动力客车，以其相对成熟的技术，适应市场需求的经济性、可靠性等显著特征，在实际推广的节能与新能源汽车中，占据绝对优势份额。混合动力汽车技术已趋向成熟，可在较长的时期内起到由传统车技术向纯电动汽车技术过渡的桥梁作用。尽管电动汽车有着诸多优势，但电动汽车在关键技术电池技术和充电设施上还有很长的路要走。在电动汽车发展成熟之前，要同时推广包括混合动力在内的其它新能源技术符合节能减排的初衷。因此，我国需继续鼓励扶持混合动力车型，尤其是公共领域商用车，专为混合动力车型制定政策措施，可在原有补贴制度基础上加严补贴依据，可采取达到一定规模后降低补贴金额的退坡机制。2建立新能源汽车评价体系，加快市场化发展。为促进混合动力与新能源汽车的市场化发展，国家出台了推广应用、财政补贴、创新工程和政府采购等一系列的扶持政策，而目前扶持政策多采用广泛鼓励、大面积补贴的做法，并未做到优中选优，择优扶持，将有效的资源充分利用，导致目前市场上的产品质量参差不齐，性能优异产品得不到更大力度扶持，降低了产业化发展速度。通过建立新能源汽车评价体系，对市场产品从性能、安全性、可靠性等多方面进行综合评价，筛选出真正优质的新能源汽车产品，为企业燃料消耗量核算、财政补贴、创新工程、推广应用等相关政策制定和实施提供依据，充分调动汽车企业研发生产积极性，加快新能源汽车市场化发展。参考文献1陈柳软美日欧新能源汽车产业发展的政策支持J汽车工程师，20101022252许立宇中美新能源汽车产业政策解析J机动车专栏，20131248513蔡学晶日本新能源汽车发展及对我国的启示J上海企业，201312；写石；石L，石_、占石石I、石L、L、1、石、蛤写、；上接第35页长远之计。我国的自主品牌汽车厂