探析模块化设计实现节能汽车技术的集成路径

李曙辉

摘要：现阶段，整个社会的经济发展都面临着日益突出的环境污染与能源匮乏问题，尤其是对汽车工业来说，加快节能汽车的研发已成为其未来发展趋势。以模块化理论为指导，加快整合与深化汽车中关键技术的集成，以此探究节能汽车在模块化实现上的相关技术集成路径，对于促进汽车产业的快速发展具有重要战略意义。鉴于此，本文便对模块化节能汽车技术的集成路径进行深入的探讨与分析。

关键词：模块化;节能;汽车技术;集成路径

0  引言

当前，我国正面临严峻的环境污染与能源匮乏双重困境，这给我国汽车产业的发展带来了很大挑战，发展节能汽车已成未来重要的发展趋势。节能汽车要想实现产业化发展，就需要以传统汽车技术为基础，对汽车节能技术进行持续改进与创新，以模块化理论为指导，深入分析现有节能汽车的相关短板，并加快产品的集成创新开发，这样方可不断提高汽车的节能、环保等性能优势。为此，以下便在分析模块化概念与技术集成的基础上，对模块化节能汽车技术的集成路径模型构建进行分析，以期能够为我国节能汽车的进一步发展提供一定理论参考和实践指导意义。

1  模块化概念与技术集成

在上世纪60年代，模块化概念便已经正式被定义，模块化是指功能独立且具有半自律性特征的子系统，其系统界面的结构比较标准，通过相应规则来建立联系，以此形成复杂性更高的系统。在汽车产业中，生产商需要依据模块化理论为指导来对大量零部件进行组装，以此形成一个完整系统，人们对模块化理论的研究主要包括三个过程，分别是产品层面过程、组织层面过程以及网络层面过程。在进行模块化生产时，需要具备较强的创新能力，而模块化创新则是一种技术过程，同时还包括一些管理过程，如用户协调过程、模块分包商和集成开发商之间的管理过程、资源分配过程等。通过对汽车进行持續性的模块化创新，可进一步推动汽车企业乃至整个产业的发展，使其在面临未来机遇与挑战时能够更好的应对。自我国进入改革开放以来，汽车市场需求得以快速增长，这也使技术存量的膨胀速度大幅提升，人们也愈发重视将市场需求和技术存量进行更高效的整合。对于汽车产品的模块化持续创新而言，其需要对汽车相关技术进行集成创新，而这就需要从三个方面来进行探讨，即产品概念设计、产品技术设计与产品的持续创新。在对汽车产品技术进行集成时，明确其技术路线是至关重要的，而在此之前则需客观评估能够适用的技术，并采取试验设计、试验仿真以及原型开发等手段来得到评估结果，然后方可作出对应的选择。

2  模块化节能汽车技术的集成路径模型

在以模块化理论为指导，对模块化节能汽车技术进行理论整合与深化的过程中，需要明确其技术集成路径，可将该路径按照三个主要阶段进行划分，即概念设计、集成开发与持续创新这三个阶段。在开发时，需要对各级供应商和汽车开发企业间所具有的协作关系进行考量，使企业能够在供应商的协同下实现对汽车产品的高效开发。

2.1 概念设计

在对模块化节能汽车进行技术集成创新时，需要先构建其产品概念，这也是整个集成路径的起始点。在开展模块化节能汽车开发工作前，需要确定新产品定义，并对该定义的准确性进行分析，在此过程中需要识别需求，对初期目标表达模式进行建立，然后生成多个新产品的概念并加以选择和测试，然后确定最终的表达模式。考虑到汽车企业有着很多样的内外部需求，所以企业需要对与其生存发展相适应、能够提高后续产品竞争力的相关需求。通过开展内外部技术对比来生成与选择产品概念，并对新产品相关信息进行集成，将企业作为核心，以此实施技术集成，以便于确定市场需求和多样技术源的最佳契合点，以确保新产品能够得到有效构思。

2.2 集成开发

汽车企业在确定新产品的概念后，便可对新产品实施集成开发，应以模块化理论为指导来进行集成开发，使功能不同的各种零部件能够组合起来。汽车制造企业有着多种技术来源，而且其技术系统正日趋复杂，在此背景下，企业需要确定哪些技术知识能够通过外部途径获取，哪些技术知识能够通过自主开发来获取。在开始新产品开发时，需要关注整车匹配开发能力的提升，也就是对技术集成建构知识进行丰富，以使企业能够具备关键总成开发能力。在本文中，需要将集成开发阶段按照四个环节进行划分，即产品功能分析环节、模块外包环节、架构设计和模块分解环节以及系统的集成调试环节。首先，在产品功能分析环节中，开发商需结合内外部需求，并汇总历史技术知识与新领域知识、开发经验等，以此深入分析新产品所具有的功能，然后明确整车系统的最初构架与技术解决方案，确定新产品的开发档次、外型，如新产品的安全、节能、自动等比较基本的常规功能，此外还包括新产品中的自动变速器、EBD+ABS电子制动力分配、三元催化、ESP电子稳定程序等能够对整车功能发展方向具有代表性的特殊功能。在新产品的架构设计和模块分解环节中，需要根据其功能分析结果，探讨其架构设计，并实施模块分解。需要以产品结构特点、功能和相关技术来进行模块分解，根据汽车新产品功能需要满足的各个要点来对具体的功能模块进行划分，这些功能模块可能会涉及到许多种技术领域，为此需要建立模块开发小组来研究其功能的最终实现。现阶段，大部分汽车整车开发商均是根据产品功能及结构来实施模块分解的。以重要总成功能为依据，汽车能够进一步分解成前后悬架总成和车身、内饰件、转向系统、车门系统、制动系统以及空调与电器系统。在模块外包环节中，待整车模块份解完毕，需要由开发商来评估汽车自身能力与成本，以明确哪些模块要进行外包，哪些模块可在内部完成。通常需要根据信用、资源能力与技术能力来评估各个外包供应商，以使这些分包商能够在指定期限内高效完成模块开发任务。在诸多模块化技术中，需要将特定的模块化技术委托给指定的零部件供应商来完成，因为这些零部件供应商有较擅长的特定专业领域，此外汽车开发企业也可和其他公司进行合作，以此对某个模块进行开发和生产，以使完整的汽车系统能够在动力、车身、电子系统等方面实现总成。运用模块化设计理念，通过对发动机控制性能提升、车身轻量化模块设计、传动系统模块设计、制动系统模块设计等进行创新，并应用于汽车组装中，可有效提高汽车的节能效果和生产效率。采用各种新技术组合，并将这些新技术进行结合应用，可以实现汽车油耗20%以上的降低，同时对实现尾气排放量减少也是非常重要的。汽车整车厂商和零部件供应商通过合作来对新产品进行共同开发时，需要确保新车型能够和零部件开发保持同步，以确保整车厂能够得到供应厂商的技术支持，而且零部件厂商的专业化程度也能进一步提高，进而使产品开发能力得以大幅增强。在集统集成调试环节中，需要所有外包模块均完毕后，以汽车整体结构、技术标准和界面为依据，由整车开发商来集成零部件供应商所开发出的各个功能模块，企业的内外部技术整合力度在很大程度上决定了技术集成度，待接口程序完成模块化集成以后，便可进行技术融合，而这就需要整车开发商能够对模块内的核心技术进行逐步的了解与掌握，对于集成中产生的技术问题，则可能会涉及到各个模块间的协作运行，为此需要采取联合调试的方式进行解决。

2.3 产品创新

对于汽车开发企业而言，其产品平台的形成来自于成功的产品集成开发，而产品平台则集合了一组产品的零部件集合与共享设计，并由此使许多新的产品得以衍生出来。产品平台是汽车中大量的装配部件以及标准化部件，例如制动装置、底盘等，在型号各有不同的汽车中都安装有这些标准件。汽车开发企业能够利用产品平台来获得产品中相关技术架构，在此基础上通过对新领域知识进行不断的植入，以此推进汽车架构中各个模块的更新换代与升级，进而使企业从中得到专有化的产品，而且该产品还能在现有的产品平台中进行不断创新。通过将各种新的领域知识进行植入和不断的技术集成，以此推动节能汽车产品的持续创新，从而使企业在技术能力上和产品创新进行良好互动，使企业在技术能力提升过程中能够以技术集成为主要路径。

3  结语

总而言之，节能汽车已经成为我国汽车产业的未来发展方向，而节能汽车的模块化特征是非常明显的，因此对于汽车企业而言，需要根据汽车产业的实际发展情况，进一步加快自主创新和技术集成之间的相互结合，这样才能使节能汽车在更多可借鉴经验的基础上得以更快发展。

参考文献：

[1]肖勇，丁玉梅，秦柳，程祥，虞华春，杨卫民.新能源汽车轻量化的关键技术[J].塑料，2016，45（02）：98-100.

[2]刘华，吴珩晓，张亚萍，李碧钰.浅析汽车平台演进与模块化战略[J].上海汽车，2014（12）：31-35，40.

[3]袁心月，袁竑，李诗骏.基于多模块化模型的新能源汽车消费市场研究[J].企业科技与发展，2015（16）：35-39.

[4]刘叶鹏.产品生命周期理论下新能源绿色汽车造型设计分析[J].经济研究导刊，2017（34）：44-45.