汽车底盘平台化开发策略分析

卢海隔 陈晶艳 胡伟 黄纬

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院）

随着汽车市场竞争的加剧，人们对汽车的价格和性能提出了更高的要求，传统汽车设计基于单一车型单独开发，依靠车型大规模产量的开发方式，无法满足当今汽车市场快速发展的需求，因此，国外各主流车企首先提出了平台化和模块化的理念[1-2]。底盘是汽车的筋骨，底盘结构决定了汽车操控性、舒适性等性能特性，底盘平台化直接影响到企业和产品的竞争力，文章对汽车底盘的平台化开发策略进行了深入研究，从国内外2 个角度、3 个方面进行了解析，指出国内底盘平台未来的开发方向，具有十分现实的意义。

1 概述

1.1 平台开发概念

20 世纪80 年代，大众公司提出“汽车平台”的概念。汽车平台是在汽车开发过程中，利用结构类似的底盘模块和车身模块，开发具有不同尺寸、造型和性能的车型。

1.2 平台开发意义

随着现阶段汽车产业智能化、轻量化趋势的发展，模块化产品的设计尤为重要。在平台开发初期，考虑同平台待开发车型的规划，平台开发的意义在于提高客户感知不明显的零件通用最大化，削减企业成本，满足用户需求。

通过模块化战略，即同平台跨车型、跨级别的研发和规模化制造共用研发工艺和设备，可以实现：1）大规模地降低模块的研发成本和采购成本，缩短研发周期。2）降低单车制造时间及单车研发深度，减少研发风险，并使生产过程标准化从而提高制造质量，降低制造成本；3）降低整车质量及油耗，提升整车轻量化水平[3]。以提高整车的可靠性和质量。

总之，平台化开发策略可以最大化地减少零部件开发种类，优化模块间的组合，提高零部件的通用化率，从而降低开发成本、缩短开发周期，为企业带来持续性的效益。

2 底盘平台化开发现状

国外对底盘模块化的研究始于20 世纪80 年代，国内的主机厂现阶段也进行了大量的研究，对于发展中的中国汽车工业，应抓住这个技术创新与产业结构变革的时机，提升底盘平台化和模块化水平，增强产品竞争力。

2.1 大众MQB 平台

大众集团是平台化开发的领跑者，不同品牌车型平台共享，跨车型平台共用。目前已推出多个新平台，如图1 所示。涵盖了A00 级到E 级，包括NSF，MQB，MLB，MSB 等平台[4]。

图1 大众四大底盘平台示意图

大众MQB 模块库引入模块族和子模块，子模块通过零部件属性差异及系列化等进行区分。通过平台库、模块库及子模块开发进行平台开发；通过车型库开发、车型级别、车型风格输入等完成具体车型差异选型。

大众MQB 平台构成，如图2 所示。MQB 平台在统一的架构下最大化地共享标准的技术方案、部件、生产线，提升品质、减少成本和周期，增强竞争力。

图2 大众MQB 平台架构示意图

从大众的经验来看，平台开发起步早于车型开发，平台开发初次验证后，平台第1 款车型进入产品设计阶段。平台开发完成后，新车型开发周期明显缩短（如MQB 前3 年主要是平台开发及验证，后续车型开发周期逐步缩短）。平台开发周期持续到同平台所有规划车型开发结束，并跟随车型开发持续优化。

2.2 丰田TNGA 架构

TNGA 是丰田最新一代的模块化整车平台。该平台通过创新动力总成、打造全新底盘、提高车身刚性、追求更好的安全性以及打磨设计等方式，实现了提高车辆性能和提升产品实力的目的[5]。

2012 年发布TNGA 平台战略，涵盖丰田和Lexus品牌，2015 年推出首款车型丰田Prius，已发布4 款车型，平均每年发布3 款车型；产品分为B 级、C 级、D级，均涵盖 Sedan，SUV，MPV 车型，分步实施，且产品主要为 A/B 级，SUV，Sedan 车型。

正月初七，也称“人日”。 传说女娲初创世，在造出了鸡狗羊猪牛马等动物后，于第七天造出了人，所以这一天是人的生日。 南朝梁宗懔在《荆楚岁时记》中记载了两汉魏晋时代江南民众的习俗：“七日为人日，以七种菜为羮，剪彩为人，或镂金箔为人，以贴屏风，亦戴之头鬓。 又造华胜以相遗。 登高赋诗。”[19]4 唐代之后，每至人日，皇帝赐群臣彩缕人胜，又登高宴请群臣。 陆龟蒙《人日代客子》说：“人日兼春日，长怀复短怀。 遥知双彩胜，并在一金钗。”

图3 示出丰田TNGA 架构。不同车型的内外饰按照不同地域客户的喜好，追求个性化的差异（图3 黄色部分）；底盘总成的核心技术通过TNGA 平台有效互通，实现最大化的共用（图3 粉色部分）。基于TNGA 架构，丰田通过新开发悬架、转向和制动来改善底盘基础性能和可感知性能，从而带来更舒适的驾乘感受和更优的操纵性。

图3 丰田TNGA 架构原理示意图

丰田计划在2020 年在全球范围内将70%的车型转变成TNGA 架构的全新产品。2017 年，丰田在中国市场投放首款基于TNGA 架构的车型产品。TNGA 平台拥有3 种底盘系统，分别适用于小型车、紧凑型车以及中型车，未来会覆盖丰田全球市场旗下60%销量的车型。TNGA 平台将会追求更极端的零部件共享，据悉，在多达四五千种的零部件中，最终会有80%的零部件实现共享。

2.3 吉利CMA 平台

CMA 平台是（Compact Modular Architecture platform）由沃尔沃主导，吉利参与共同开发的全新模块化平台。相比沃尔沃SPA 平台产品，它的车型定位更低，即产品相对更“亲民”。

针对不同市场区间的产品，未来吉利汽车将形成四大模块化平台，即 AMA，BMA，CMA，DMA，新能源车和高端车成为重点规划平台[6]。表1 示出吉利汽车平台及定位。根据资料显示，该平台支持悬架结构的多样化，后悬架可以根据车型定位、需求不同，自由选择扭梁结构和多连杆结构。

表1 吉利汽车平台及定位表

2.4 广汽GPMA 平台

根据广汽集团平台化战略，底盘已经搭建了跨B/C级底盘子架构和跨A0/A 级底盘子架构，架构内基于产品的定位、性能、整车参数可以在一定的范围内互换及拓展。

底盘模块划分为多个子模块，并在模块内规范接口定义、载荷、轴距及轮距等基本参数的拓展范围；建立融合硬点设计、DMU 分析及调校优化相结合的开发流程，最终形成通用性强、性能好、质量成本最优的多种悬架系统、转向系统、制动系统和四驱/两驱传动系统等子模块。

广汽GPMA 底盘架构，如图4 所示。B/C 级底盘子架构和A0/A 级底盘子架构可以覆盖A 级到C 级别车型开发，能够提供灵活拓展的方案，可以根据不同车型的轴距、轮距设计做适应性调整。

图4 广汽GPMA 底盘架构示意图

3 汽车底盘平台开发策略

3.1 通用化

模块化平台应把变化作为设计的前提，尽可能地减少零部件种类，提高车型底盘通用化水平。

底盘通用化水平的提升依赖于整车参数的设定。大众在MQB 平台开发初期即考虑了整车和发动机舱布置的最优化，平台化约束可变部分和不可变部分，重新对零部件开发设计进行了标准化，从而将零部件通用化水平提高到新的水平，MQB 模块化平台定义，如图5 所示。

图5 MQB 模块化平台定义示意图

基于国内外主流车企通用化策略，底盘前悬模块应能够实现载荷、轮距、姿态、轮胎的拓展。同时，提升滚阻、拖滞优化空间，兼容主动悬架技术和轻量化材质。

乘员舱关联模块需要适应Sedan、SUV、MPV 等车型胯点（H 点）、车身框架（BOF）的差异，以及底盘电控智能人性化技术（线控制动、线控转向系统）。

机舱关联模块需要兼容不同的动力总成配置，铝合金副车架、真空助力器、空心稳定杆。

后轴模块需要实现载荷、轮距、姿态、轮胎的配置、2WD/4WD 的拓展，同时，提升滚阻、拖滞的优化空间，兼容主动悬架技术、轻量化材质和智能四驱技术。

通过以上通用化策略的实施，底盘各零部件能够实现最大程度通用，共用工艺化设备，大幅缩短研发周期，提高推陈出新的速度，最大程度地降低开发和采购成本。

3.2 智能化

根据整车开发要求、车型定位，综合选择适配模块。在平台车型开发初期，考虑未来技术发展趋势，对开发周期内可落地的技术，提前规划布置预留，以应对未来落地的需求。

MQB 平台在降低开发成本的同时，规划平台内可变助力转向系统、多次碰撞自动制动系统等多样化模块，根据车型项目需求，选择性搭载应用，在实现平台化的同时体现差异性，满足了客户的差异性需求。

3.3 轻量化

通过平台化设计，如稳定杆布置、线束优化等手段，设计底盘零部件的最优化载荷带宽，从而使得平台化车型达到最优化设计，降低整车质量，实现轻量化水平提升。MQB 平台轻量化设计，如图6 所示。

图6 MQB 平台轻量化设计示意图

MQB 平台较以往车型的整车质量平均降低了40 kg左右。该平台的底盘结构采用85%的高强度钢材料，并广泛应用热成型工艺，质量比原来降低18 kg。通过模块化载荷带宽设计和性能、耐久等验证，将轻量化水平提升到新的高度。

4 结论

文章结合国内外平台化的开发现状和未来模块化发展需求，提出了一套适用于汽车底盘模块化的开发策略。

今后汽车平台化开发时，需要改变以往单车型开发的模式，基于汽车市场企划、整车基本参数以及底盘领域中长期战略规划开展，在通用化、智能化和轻量化3 个方面开展产品开发和制造，从而降低开发成本，同时缩短产品开发周期，最终实现产品竞争力的提升。