日产汽车公司的通用模块化平台策略

【日】 山本浩義

关键词：整车开发;平台;整车计划

0 前言

日产汽车公司于2013年推出了首款基于通用模块化平台（CMF）（图1）“4+1大型模块”路线而开发的车型—T31型奇骏（X-Trail）。从2009年起，日产汽车公司就已开始进行CMF平台项目的研发，并逐步将这种方法推广到B级车的开发进程中。目前，日产汽车公司正向第2代C级车的CMF平台及纯电动汽车（EV）的专用平台方向发展。

日产汽车公司的平台化战略从2003年开始正式实施。20世纪80年代中期，日产汽车公司曾提出过建立车型平台、区分固定部分/变动部分、基础车型和改型车等构想，还开展了针对集成设计的概念及体系结构等方面的技术研讨，但都没有形成体系化的平台。目前，日产汽车公司主要以CMF平台为中心，并将其作为1项支撑公司商品/商务的技术战略，不断地完善和更新。

当今国际市场变化瞬息万变、竞争日趋激烈，尤其是汽车行业。在无法预测未来产品发展的情况下，如何制定“商品基础=平台”的战略就显得非常关键。本文将通过具体的实例对日产汽车公司的CMF平台战略及未来所面临的挑战进行介绍。

1 日产汽车公司CMF平台的特点

1.1 平台的范围

日产汽车公司的平台包含了除整车造型部分以外的4个硬件架构（发动机舱、前侧下车体、中后部下车体、座舱），再加上1个电子平台的电子电气架构，一共五大要素（即“4+1大型模块”）构成。研发人员通过对这五个部分进行优化组合，构建了日产汽车公司的平台战略（图2）。

CMF平台涉及的范围包括了车体框架、仪表盘、脚底板、底盘零部件、燃油系统、电瓶等动力源，进排气系统、驾驶位置（含座椅框架、空调单元及转向系统、仪表盘非造型部位等）及电子电气架构（图3）。日产汽车公司早在2009年开始进行CMF平台企划时，就制定了包含电子电气架构的商品战略，并明确了以最少的投资和成本来使商品使用价值最大化的商务战略。这样就可以把公司相关技术与商品一起投放到市场，为公司的发展作出贡献。

1.2 五大要素的构成

该平台由以下几个部分组成：（1）具有CMF平台通用接口规则的大型模块，如以B级车为主的CMF-B平台，以C级车为主的CMF-CD平台;（2）决定这些接口规则或布置规则的零部件，如碰撞、生产和装备空间或摆动空间，以及热、水、电磁场等的周边环境等。

在这4个硬件大型模块中，CMF-B平台和CMFCD平台两者之间基本上不会超越各自的级别界限，但由于具备了通用的接口规则，日产汽车公司可以在零部件层面突破CMF平台的限制，追求更高的通用化或者系列化水平。

无论是CMF-B平台还是CMF-CD 平台，雷诺-日产联盟进行了超过200万台生产规模的预测，但在某些生产地区仍然出现了产量不足的情况。因此，为了实现全球各地区的商业盈利，日产汽车公司需要突破中大型模块和零部件之间的接口及布置要求的限制，实现CMF平台范畴内零部件的通用化，达到更高的通用化。此外，各地区现有的零部件库存实现最大化也非常重要。

1.3 平台战略和商务的关系

成立平台战略的最重要的因素之一就是要确立符合商品/商务战略平台的覆盖范围。具体而言，就是基于CMF-B平台及CMF-CD 平台，公司根据整车的尺寸、搭载的动力总成、目标市场、车型、用途及销售价格等不同因素，确定整车整备质量等参数的范围，再结合公司中长期的商品/商务战略作出决策。

就车辆技术性能而言，虽然车体构造、底盘等下车身属于CMF平台的一部分，汽车制造厂商能够直接制造出每个车型的专用模块确实更为理想，但是这样将会大幅增加制造成本，公司的整体商务战略也无法实现。因此，1个平台能够覆盖多少产量及变型产品，对公司的商务战略来说非常重要。换而言之，公司策划的商品处在哪个平台、覆盖多大范围，那么其所在平台（分布范围及在哪里构建它的最佳位置）采用的战略就变得尤为重要。CMF平台是由“4+1大型模塊”组合构成的平台，该平台不仅能通过每个子平台的灵活多样性来提升产品的竞争力，还能使其享受到按比例分配投资的优势及整车/零部件的规模化效应。

关于平台的覆盖范围，本文将以技术要求较为复杂且投资影响较大的前纵梁为例进行具体说明。

前纵梁的内侧有动力总成，外侧是前纵梁自身的端面结构，还有轮胎、悬架等结构（图4）。从技术潜力来分析，如果平台整体的覆盖范围将前纵梁的跨度布置得太大，由此将为动力总成分配更多空间，意味着该公司更加注重燃油耗和动力性能（图5）。反之，如果前纵梁的跨度布置得比较小，由此将为车身、轮胎、悬架分配更多的空间，也就意味着公司将会更加重视如大轮胎等部件的造型、操作稳定性和可控性（包括长轴距带来的舒适性等方面）。

本文以平台整体的覆盖范围为例，来说明具体的技术要点。研究人员首先假定了1个整体的覆盖范围，然后再确定轮胎尺寸和宽度等配置。以前悬架连杆为例，根据其所在平台的负荷水平及整体覆盖范围，研究人员将悬架连杆内侧支点的前后跨度作为固定部件来设计，将悬架连杆内支点到外支点之间的跨度作为可变化部件的设计参数（图6），再通过车轮偏移量和车胎宽度的组合来实现宽广的覆盖范围。这样的设计方案就能较好地兼顾了车辆尺寸、造型样式、舒适性等商品需求，既满足了商务要求又满足了技术战略，具有较高的投资效率。

日产汽车公司在引入CMF平台概念前，其平台战略主要应用于B平台，是面向全球推广的可将整车前后方向的机械空间实现最小化的平台。通过该平台设计的车辆由于增大了空间，提高了整车舒适性。该平台策略不仅应用在了B级车上，还扩展应用在了“骐达（TIIDA）”、“轩逸（SYLPHY）”等C平台车型上，并在中国市场上取得了显著的效果。这些在中国市场上销售的车型采用了加长轴距的专门设计，满足了中国用户较为重视后排座位空间的这一商品属性。不少原始设备制造商（OEM）也会根据不同的市场对车型作出相应的调整。因此，汽车制造厂商将商品/商务战略和平台战略达成一致尤为重要。

2 第2代CMF-CD 平台和EV 专用平台

2.1 第2代CMF-CD 平台战略

与第1代CMF-CD平台相比，第2代CMF-CD平台战略升级的关键在于提升了应对新法规、电动化和整体性能潜力的能力。尤其是用于运动型多功能车（SUV）系列的高驱动力模块。该模块增大了轮胎直径及覆盖范围，同时增加了后备箱的空间。而用于轿车系列的低驱动力大型模块中，则包含了胯点位置和降低发动机舱盖高度的设计方案。通过上述技术升级，日产汽车公司确保了SUV、跨界车等新1代车型具有较高的技术竞争力，并与“尖兵（SENTRA）”、“轩逸”等轿车系列的性能和造型的发展趋势保持了一致。

2.2 EV 平台战略

目前，日产聆风（LEAF）使用的是上述B 平台的架构和C平台的零部件，研究人员通过调整整车质量和电动化而对其进行了开发。该架构对所搭载的电池容量有较大限制，只能搭载小型内燃机动力系统，其动力却无法投入有效利用。因此，日产汽车公司按照新的规定重新设计了紧凑型发动机舱、前侧下车体大型模块和全面覆盖各种电池容量的中部底板大型模块，这样就极大地提升了电动车的技术吸引力和业界竞争力。

目前，纯电动车还没有实现CMF-B平台和CMFCD平台的高产量目标，因此日产汽车公司可以与产量规模比较大的内燃机平台共用大型模块和零部件。具体做法是，座舱系统使用与内燃机汽车采用同一级别的大型模块，而后部底盘可以使用更高一级的、负荷能力更大的内燃机汽车的大型模块。

此外，日产汽车公司通过采用紧凑型的发动机舱大型模块，可在控制整车长度和宽度的基础上，开发出可以充分搭载电池的长轴距车型，使整车尺寸能够覆盖从B级车到D级车的广阔范围。因为电动车的动力总成系统比内燃机更加紧凑，因此研究人员可将前纵梁的跨度设计得更小，这样便可以在确保车身端面承担较大的电池质量基础上，为轮胎和悬架分配更多的设计空间。研究人员通过调节该款车型左右方向的空间分配，并缩短前端凸出长度，扩大了平台的覆盖范围，并将原先内燃机平台覆盖不到的车型尺寸也纳入了其中。

2.3 开发阶段的环境变化

在初期开发阶段，第2代CMF-CD 平台主要采用了2项较大的战略升级。其中1项升级终止了原来的柴油机搭载计划，增加了电动车动力总成的搭载计划。另1项升级是根据美国和中国的碰撞安全标准中增加的小偏置测试变化，在车体构造和悬架大梁等方面进行了结构调整。

关于电动车平台，在日产汽车公司的初期战略立项不久，特斯拉公司就推出了独创的车型系列，与之配套的快速充电桩等基础设施建设也得以迅速发展。近年来，中国也有许多新兴的电动车OEM 厂商相继成立。OEM 厂商在开发新车型时，选用了搭载新型电气化设备的设计方案。这些汽车制造厂商都是日产汽车公司的强力竞争者。此外，除了新兴的OEM 厂商，以大众公司的模块化电气化工具套件（MEB）平台为代表，其他各大汽车厂商也都相繼进入该领域。整个汽车行业的竞争环境和市场变化将变得异常激烈，加之各公司需要提升企业战略的应变性，因此战略的快速更新就显得尤为重要。日产汽车公司通过对大型模块进行灵活组合，来组成不同平台的CMF“4+1大型模块”路线，其战略确立/开发的方法有着较好效果。未来，日产汽车汽车公司还将不断地进行战略升级，继续实现各个大型模块的通用化，并将平台的机动灵活性再提升1个级别。

3 未来的平台/战略面临的挑战

现代商务竞争将在互联、自动驾驶、服务与共享、电动化等领域展开，而对于未来汽车的平台战略的竞争领域，以下2方面将成为重要的挑战。

（1）从传统的内燃机向电动化转型发展过程中，电池搭载问题仍是当前平台面临的主要难题。研究人员需要考虑到如下2类问题。在确保安全性的基础上，如何在造型设计方面实现更高效的充电性能、更低的成本及更具吸引力的舒适性等属性，同时还需要考虑与电池本体之间进行相互协调的问题。

（2）连接接口、结构与设计、其他电气特征类启动器等电子电气架构是否具备可升级换代性。其中包含仅通过软件变更便可应对的部分，以及将来硬件升级而需要预先应对的产品研发策略。具体而言，研究人员需要考虑未来更加集成化的汽车电子控制单元（ECU），并实现对逆变器、监控摄像头、传感器和传感线束、通电线束等设备的布置。

在解决了上述难点的基础上，进一步思考如何实现更加舒适的移动空间将是未来平台战略所面临的重要挑战。