纯电动车车身架构及其带宽设计

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收稿日期：2018－12－06纯电动车车身架构及其带宽设计陈东平王镝（泛亚汽车技术中心有限公司，上海201208）

【摘要】电动车用电机和电池取代了燃油车的动力总成、传动、排气及燃油系统，通过前后配置的轻巧电机简化了电动车的布置和架构类型。但现有的电池及其技术也全面影响着整车的布置、性能及柔性的变化，作为承载和性能实现的主体，车身架构需要适应这一新的变化。通过对比分析与燃油车主要系统的差异，在兼顾传统设计概念的基础上，提出了电动车的车身接口与布置解决方法以及车身架构的实现路径，并结合电池的柔性变化的特点，提出了与之相适应的尺寸及性能带宽的变化方法，实现了基于电动车特点的车身柔性架构及其精益设计。

【Abstract】BEV replace the powertrain，transmission，exhaust and fuel systems of fuel vehicles by motor and battery，and simplify the arrangement and structure type by using front and rear motors．Limited to the existing technology，the overall layout，performance and flexibility of the vehicle needs to adapt to this new change．In this paper，the differences between BEV and ICE are analyzed．The BEV body interface layout solution and the realization path of the vehicle body structure are proposed based on the concept of traditional design．Combined with the flexible change characteristics of batter-y，the size and performance bandwidth change are proposed，the flexible structure of the body based on the characteristics of BEV and lean design are realized．

【关键词】车身架构带宽柔性化车电动车

doi：10.3969/j.issn．1007-4554．2019．02．02

0引言

随着世界各地对碳排放要求的日益严苛，各国政府和各大车企均制定了应对战略并投入巨资进行电动车的研发，各种以纯电驱动的新能源车在国内出现了爆发式增长。但电动车相对燃油车在整车布置、性能及柔性变化的策略上有很大差异，本文将从电动车的特点和内在驱动出发，剖析与燃油车的相似性及特殊性，构建电动车车身架构及其柔性化的实现方法。1电动车车身架构及驱动特点分析

1．1车身架构及其在平台型谱开发中的作用车身架构通常指车身结构的下车体部分，由于它跟整车的动力驱动系统、悬架及转向等底盘系统、座椅及人机布置、整车尺寸及整车性能等核心架构要素密切相关，是上述系统及要求的承载主体，因而将下车体结构称为车身架构。它受造型的影响比较小，但却能更多地体现平台车型型谱的变化能力。一个好的车身架构能够适应车企灵活快速地开发多个车型及变化的要求，而又不

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产生过多的冗余，这就要求车身架构能够具备一

定的带宽范围，

并通过相应的带宽实现策略来快速实现不同车型的整车参数及布置的柔性变化。

随着整车架构模块化开发的研究与应用，车身架构也相应地进行了前端、

中端及后端模块的划分，

如图1所示。前端模块主要是指乘客舱之前的所有部分，

它与舱室的动力驱动系统、悬架及转向等系统密切相关；中端模块与乘员的布置以及驾驶员操作密切相关，

同时也为排气、后驱传动轴、

中置油箱及电池等提供布置空间；后端模块与后排乘员及座椅、

油箱、电池、后悬架及后备箱等的布置相关。前、

中、后3个模块分别与前碰、侧碰及后碰等安全性能直接相关，

结构上又紧密关联可协同开发，

通过事先定义好的各模块之间的公共接口，

可以顺利地装配成完整的下车体，为上下游业务链在各节点的虚拟性能、虚拟制造及成本分析等提供评估模型

。

图1由前、中、后端模块组成的车身架构

1．2

电动车车身架构特点及驱动

燃油车以内燃机为主要驱动，通过变速器调

节速比后输出到传动轴。目前主流的乘用车为发

动机前置，

根据前驱和后驱的不同需求分为发动机横置前驱和纵置后驱两种架构。对于横置前驱的架构，

前端模块的布置空间非常紧张；对于纵置后驱的架构，

中端模块需要设计宽大贯通的中央通道来同时布置传动系统和排气系统。燃油车通过油箱提供续航，

油箱体积相对较小，通常布置在后端模块的二排乘员下侧，图2为底视的典型纵置后驱燃油车架构。

电动车以电机提供驱动力，由电池提供储能

，图2燃油车纵置后驱架构的底视图

小巧的电机简化了舱室的布置，并可以通过前后

分别布置的电机实现前后驱的灵活配置，不再需要燃油车复杂的传动系统，

简化了电动车的架构类型。比如大众汽车公司分别开发了前置前驱MQB 和纵置后驱MLB 燃油车架构，但其电动车都统一为MEB 架构。

为满足续航要求，电池需要把长、宽、高3个

方向尽可能做大，

因此乘员舱地板下侧成为电池布置的区域，

但其对车身前、中、后模块的影响也非常明显。首当其冲的是中端模块，

相比燃油车，电池抬升地板高度，导致乘员的踵点和H 点抬高，在保证基本乘坐舒适性的前提下车高可能被迫抬

高，

或者在保持车高基本不变的情况下，采用可调节透光率的天窗玻璃等新技术来取消遮阳帘以保证足够的头部空间。由于电动车不需要为排气及后驱传动系统预留布置空间，

地板上的中央通道得以取消，

使得前地板基本平整，给内部的空间布置以更多的自由，

图3为电动车与燃油车的前地板比较

。

图3

电动车与燃油车的前地板断面比较

其次，抬高的电池影响了与前端模块的接口，

打断了前端模块向中端平顺过渡的承载路径，如图4所示。因此，

需要重新寻找拓扑路径将车身承受的载荷直接引导和传递到两侧的门槛梁。

最后是与后端模块的接口方面，首先横梁的