大众集团MQB平台详解.ppt

大众集团MQB平台详解 前横置模块 一 前言 3二 动力系统 4三 底盘系统 9四 车身系统 12五 电器系统 16六 思考及总结 24 目录 一 前言 MQB平台是大众汽车集团的汽车平台的集合之一 MQB代表德系车典型的前横置模块 可以粗略地翻译为 模块化横向矩阵 大众集团此组件矩阵旨在使设计兼容多种前横置引擎 前轮驱动车型所使用的相同的组件集 大众集团按如下路线推进其模块化横向矩阵的应用 基于MQB平台开发的车型 预计覆盖从超微型轿车 如UP 到大型家庭房车 取代目前各代车型 MQB平台将逐步取代目前的PQ25 PQ35和PQ46平台 大众汽车集团所有MQB平台车型将共享相同的发动机 前轴和油门踏板的间距 但该平台也具有足够的灵活性 允许有多种轴距 轮距和外部尺寸 在详细解读MQB平台之前 首先来看看第四代高尔夫实施的平台战略和简单的模块战略带来的好处 大众集团MQB平台整合路线 天窗系统 仪表板 传动系统 空调 暖风 车轮 前座椅 电子系统 门锁系统 制动器 控制 悬挂 平台及模块战略 主要模块 平台及模块战略 好处 Golf4代估算 高尔夫第4代系列车型按均价2 2万欧元计算 其实际总销售收入为430 2 2 946亿欧元 生命周期内 排除管理 薪资 采购等成本 按最低6 的利润测算 利润为56 76亿欧元 再减去总成本10 8亿欧元 净利润为45 96亿欧元 保守测算净利润约合400亿人民币 实际全球销售共计430万辆 利用经验提高运行质量 降低零部件种类 世界范围内能进行零部件交换 较低的总投资 较少的开发费用 提高采购量降低外购件价格 平台及模块战略优势 新旧平台对比 从以上对比判断 现阶段MQB平台是基于发动机横置的PQ平台整合 备注 主要车型并不具备平台特点的全部 只是选择性的集成其中部分 一般只有该平台上顶级车型才完全具备以上特点 前横置发动机模块 核心 MQB平台示意图 前悬可调 前轴中心线与油门踏板间距固定 后悬可调 轴距可调 后座椅与后轴中心线间距可调 前轮距可调 后轮距可调 二 动力系统 MQB平台动力系统概览 MQB平台可以看成是一个大的架子 在一个核心部件基础上 可以按需装上其他各种不同套件 而作为MQB模块化平台的核心要素 发动机模块的位置是统一不变的 即油门踏板距离前轮中心的距离是相同的 发动机安装倾角也是相同的 因此 发动机悬置位置是固定的 规格是系列化的 全新模块化发动机 是MQB平台的重要组成 涵盖了所有的发动机动力类型 排量范围1 2 2 0L EA211系列涡轮增压汽油机功率输出在40 110kW之间 将采用ACT可变气缸技术 亦称气缸钝化技术 成为全球首款拥有这类技术的四缸汽油机 代号EA288的全新柴油发动机的峰值马力输出介于66kW到140kW之间 EA211系列汽油机在MQB平台上的布置由向前倾斜变为向后倾斜 调整后的安装倾角让汽油机变成和柴油发动机一样布局 发动机倾角统一为向后倾斜12度 12度 GolfVIEA111原发动机布置 MQB平台所有新发动机位置 MQB平台动力系统特点 发动机和变速箱种类减少88 采用EA211 新EA888系列汽油机及EA288系列柴油机发动机较上一代减重21Kg 变速箱减重8Kg标准化驱动轴 变速器的位置进排气系统统一为前进后排方式发动机附件如水泵 发电机可直接与发动机和油槽螺纹连接比旧布置方式扩大50mm的空间 为管线的布置提供极大便利 MQB平台动力系统布置 可变气缸EA211系列列涡轮增压汽油机内部结构 EA211系列涡轮增压汽油机特点 全铝材质 112 114Kg 比EA111系列轻22Kg左右恢复正时皮带 降低内部噪音和功率损耗增设排气凸轮调节器 缩短响应时间 提高低速扭矩输出 降低油耗和排放量 具备进排气双可变气门技术直喷系统5孔喷嘴 喷射压力200bar主动可变气缸管理系统在ACT起作用时 驾驶员用足够的力量踩下加速踏板 休止的汽缸会在16 36ms之间启动 当行驶方式多样化 如过交叉路口或在郊外高速行进 时系统不起作用 1 4l90kWTSIEA211发动机减重图示 kg 曲轴箱 涡轮增压器 曲轴 连杆 传动控制系统 1 4TSI带ACT功能的EA211发动机示例 可变气缸功能启动的条件是发动机转速在1250 4000rpm之间 扭矩输出在25 100N m 可变气缸功能可以自动启动 通过凸轮轴的移动 让中间两个气缸处于休息状态 降低了低速时的燃油消耗 让燃油消耗最高能够降低20 2缸或4缸运行模式由仪表显示辨识 凸轮换行线在全负荷和部分负荷间切换 2 3缸气门关闭 粉红色为凸轮基圆 带ACT的1 4LTSIEA211汽油机定速行驶时最节油 可以轻松超越即将实施的EU 6排放标准 节油0 4L 100KmCO2减排8g 100Km 1 4TSIEA211汽油机特点 按欧洲燃油经济测定方法 NEDC 每100km节省燃油0 4L CO2减排8g 100Km2个汽缸工作状态仍处于最佳的平衡状态 振动和噪声都很小1 4TSI发动机转速在1400 4000rpm 扭矩在25 75Nm范围时 ACT总是起作用 该范围大约占NEDC检测范围的70 通过气缸可变技术降低的燃油消耗图 节油率百分比 车速 Km h 1档 2档 3档 3档 4档 5档 6档 6档 6档 6档 休止气缸 运行气缸 大众集团旗下的2 0TFSI发动机模块已经实现AudiA3 AudiTT GolfGTI AudiA4L A6L 中国 共用 见下表 注 DI 缸内直喷ETC 电子节气门控制SOHC 单顶置凸轮轴TRBO 涡轮增压int 中冷器BT 挺柱式 附2 0TFSI发动机模块目前共享实例 三 底盘系统 MQB平台底盘系统特点 标准的后桥接口 从设计上保证后桥 后地板部分对多连杆悬架和扭力梁悬架的兼容性 前轴中心线到油门踏板的距离实现了标准化 而发动机模块向后倾斜12度的布置方式为悬置节约50mm的纵向空间 与前轮前移40mm相结合 增加了发动机舱内部布置空间 同时提高了碰撞性能 另外针对中国等亚洲市场的车型轴距加长通过后轴后移实现 出现多项新技术配置 如VAQ前桥电控横向差速锁 多次碰撞自动制动 主动乘客保护 渐进转向系统等等 多次碰撞自动制动系统能够在碰撞出现后自动 智能地施加制动力 避免车辆出现更大损失 标配于高尔夫7及A3 主动乘客保护则包括了紧急刹车时的安全带勒紧 ESP当行驶不稳时介入等功能 渐进转向利用较小的转向角实现轻松地整车操控和泊车 底盘模块如减震器 悬挂等通过智能材料选择和结构优化减轻车身重量 减重目标6Kg 主要采用铝制转向节 后副车架 侧拖臂 转向盘 悬臂支架 汽车轮毂等零部件实现减重 标准后桥接口兼容多连杆和扭力梁悬架 前轴与油门踏板间距固定 底盘部件减重6Kg 针对中国等亚洲市场的车型轴距加长策略 后轴后移实现轴距加长 后地板 顶棚 车体后部做适应性修改 增加LED大灯配置增加后排中控箱增加前座椅头枕显示屏VAQ前桥电控横向差速锁多次碰撞自动制动系统主动乘客保护系统渐进转向系统 选择性增配策略 VAQ前桥电控横向差速锁首次出现在前驱车前桥 该系统是ASR XDS和ESP的一个补充 该系统由位于前桥差速器和右驱动轴上面的由多片离合器组成的差速器进行作用 在转弯时防止内侧车轮打滑 让汽车驾驶起来更有信心 前桥电控横向差速器 针对性能爱好者的锁止差速器VAQ 大众与Haldex合作开发的电控机械式差速锁 大众称之为VAQ VAQ与大众4MOTION全驱车使用的Haldex耦合器的概念类似 多级盘片式耦合器按左前轮或右前轮需要电子调节功率 该转矩的矢量效应产生的动力传输至最需动力的车轮 例如 在干燥路面情况下 处于极端过弯状态的前轮内侧失去牵引 则动力转移到外侧车轮 由于内侧车轮持续打滑 使用本系统的工程师们普遍认为可以真实的感觉到转弯时前轮自身终止驱动 节气门开度 示例 采用锁止差速器车型在纽伯格林赛道上的性能提升 机场高速 单圈跑道用时8分42秒 平均每圈节约时间8 5秒 斜坡过弯 m 斜坡赛道最低点 燕尾型赛道 森林赛道 灵敏转向显著减少驱动防滑系统干涉精确车辆响应像驾驶轨道车辆 强运动感赛道驾驶 经过电控差速锁 VAQ 优化后的车辆动力学表现 首次量产应用于前驱车辆实现差速器壳和右驱动轴间的多片耦合克服了前驱车辆牵引力缺陷更灵敏的操控表现及高速过弯性能中性转向由车辆性能决定激活横向差速锁所需要的压力由一个电控液压泵产生并调节 液压泵控制单元不断调节最佳的锁止功率作为驱动状态功能之一VAQ在过弯工况下根据前桥车轮受到的不同的垂向力将不同驱动力矩作用于弯道内侧车轮和外侧车轮 最佳牵引力 更多驾驶乐趣和更好性能 目标 四 车身系统 地板部分减重18kg 鉴于辅助系统 空调系统和其他先进技术的装备 按轻量化标准生产的典型汽车重量存在增加的趋势 但MQB平台成功扭转了这一趋势 MQB平台车身技术集中在轻量化方向 车身结构的85 使用高强度钢减重约18Kg 另一方面提升了碰撞性能 地板部分目前采用较重的热成型高强度钢 其减重目标也设置在18Kg 车身焊点标准化 钢板 340 700Mpa高强度钢 热成形超高强度钢 1000Mpa 铝板 铝 MQB构架内几乎对所有部件进行了结构优化 或由不同材料组成 从而显著地减轻重量 预计2012年底MQB装配线下线的第七代高尔夫 在增配的同时计划达到高尔夫IV相同重量 大众预测通过MQB平台架构 在未来产品上运用铝板替代钢板 在内饰零部件方面减重超过10Kg 内饰通过 即插即用 的模块化设计来实现不同内饰风格变化 尽量减少额外零部件数量 其中座椅骨架 仪表板横梁和空调部分减重共计约11Kg 内部零部件设计的轻量化 座椅骨架 空调 仪表板横梁 裁剪包边空余 1个零件减少5个单位 车身地板结构由大量极轻又能改善碰撞性能热成形钢组成 内部前后座椅系统 仪表板的承重结构和空调系统重量也得到了优化 同一个主体架构与不同的周边 可以出搭配出多元取向的组合 如帕萨特 明锐 波罗的仪表板安装支架均可实现在MQB平台A模块中实现柔性安装 五 电器系统 向后兼容性规模化可支配性可扩展性 电子电器平台架构的模块化设计策略 通过重复利用HW SW模块 接口 测试和工具等模块化设计方法显著减少开发时间和成本 模块化设计通过功能分离和再分配进行优化 大众电子电器平台的体系结构的特点 PQ平台 MLB平台 MQB平台 全新MQB电子电器平台架构 标准化和新概念设计 部分集成MLB平台高级功能 PQ平台系列基础特征集成 网络架构 通过优先级分配和网关路由选择进行节流设计限制 通信设施中央网关6个HS CAN 几个LINS MOST超过60个CAN节点网络节流设计共享CAN ID域 通讯优先 部分通信接口 信号和通讯 再利用针对安全功能的附加需求 MQB电子电器平台创新与挑战 挑战 新技术如何集成分配功能如 ACC功能涵盖超过20个ECU多相的底层通讯架构针对不同通信需求的功能新功能集成MLB平台媒体高级功能向MQB迁移全球市场品牌的特定功能 汽车电子 电气系统是实时系统 正时系统的纠错功能是必不可少的正确的时机评估有助于有效地度量系统资源 时序分析涉及范围案例 所有收音机采用触摸屏控制 标配和高配采用触摸控制和感应式传感器在检测到手靠近屏幕时作出反应 基于指向的某一模块时变换屏幕显示 此功能与一个全新高清8寸屏幕相结合 性能佳外形好 基本触摸如点击手势也得到很好的支持 远期将配备更好的蓝牙集成 地图整合和更新功能 3D导航 甚至将来通过手机触摸屏控制所有的应用程序 大众MIB娱乐系统概念案例 鉴于MQB横跨一系列宽泛的横置发动机模块 必须面对不同品牌的挑战 以In Car娱乐系统为例 奥迪MMI多媒体交互系统采用了旋钮调节系统 大众品牌则配备触摸屏系统 以上两种系统主ECU均需要处理相同的接口系统 以大众品牌为例 三种配置如下图所示 前提 在当前和未来车型上应用基本功能和设计相同的电器类模块已达到持续增长的程度与同一平台的零部件不同 例如RNS510和RNS810导航系统的电器部分在Golf和Phaeton上有很多相同之处 相同之处包括装于面饰板后部壳体内的硬件 调谐电路 DVD光驱和处理器 带标准插头的车载电源可满足不同车型的要求 在新系统的发展 在生产和服务过程中 特别是在故障查找 诊断和刷新控制单元时 此战略对于如下模块特别有益 以高尔夫6为例 电器类模块在Golf6上的应用案例 六 思考及总结 纵览大众集团的平台历程 大众汽车从1937年建厂起 历经37载到1974年左右开始推行第一阶段的平台战略 此时实际上是较为粗放的按轴距 外廓的分类方式 到了1995年才建立起第二阶段的PQ系列平台战略 随后还经历了7年实行模块化战略的过渡期 最后到2008年才形成了四大基准平台的模块化战略 前后历经71年才诞生高度衍生性 高度设计兼容性的MQB平台 MQB平台思考 备注 7年 的时间跨度仅针对了目前MQB平台第一阶段截至目前的的实施时间 MQB平台第一阶段持续整合时间尚未完成 根据上表 从技术层面可以推断 大众模块化战略的实施具备了以下条件支撑 平台谱系齐全 覆盖从A00级轿车至全尺寸SUV各级别车型平台战略期至少经历3代的升级换代历程 即至少12 18年左右的平台技术沉淀和积累从 平台战略 到 模块化战略 需要跨越模块共享论证阶段和规模化阶段这两个 关口 预计单一主力平台规模至少达到年产100万辆级别才有可能实施模块化战略 PQ35200万辆级别 从目前了解的信息来看 大众还花了10年的时间重建组织机构和流程 因此 除上述技术沉淀之外 实际上大众基于平台的模块化战略还需要如下支撑 1 组织机构方面 需