【好友問:啥是平臺架構?電動化時代它會如何發展?我不是專業的整車架構工程師,給不了技術性的回答。基于多年項目經驗,簡單寫寫個人理解。】
本文嘗試回答以下問題:
1、什么是平臺架構;
2、平臺架構的好處與不足;
3、電動化、智能化時代,平臺架構的發展方向;
汽車產業是高度技術密集、資本密集、勞動密集型產業,其背后產業鏈之冗長、技術之精密、標準之嚴苛、投資之巨大、運營之復雜,遠超行業外人士的想象。
而同時它又是個高度競爭、不斷變化的買方市場。賣方(汽車廠)隨時有掉隊乃至破產的風險。
在如此嚴苛的條件下實現生存和發展,汽車廠孜孜以求的是:如何減少項目投入、縮短開發周期、提高運營效率,開發豐富、多元、有競爭力的車型。
截至目前,平臺/架構策略是所有汽車廠在研發領域共同的答案。
01
平臺/架構- 相同零件/方案的集合
平臺架構的理念是舶來品。平臺,來源于英文Platform;架構,來源于英文Architecture。
行業對什么是平臺/架構沒有統一的標準。這個概念是各家公司在汽車產品開發過程中,基于過往的技術積累逐漸形成的理念,各家都有不同的理解和定義,在項目開發中基于實際情況酌情處置。
個人推測測平臺架構是這樣出現的:
階段一:汽車廠開發的所有汽車,都是從頭開始設計。基于市場需求和產品定義,做一臺與現有產品完全不一樣的全新車型。由此逐漸積累大量技術和車型庫;這樣的開發實在太復雜且不經濟。
階段二:開發某款車型時,某臺同級別的老車的部分零件可以沿用,于是愉快的借用,省時省力省心。
階段三:受上面的啟發,全面評估手里積累的大量零件和車型數據,對同級別、性能尺寸接近的多輛車進行深度分析,尋找其中可以統一的零件和系統。最終獲得一系列零件集合。大概率包含:發動機、變速箱、底盤、懸架等等重要且昂貴的零件。將他們組成的集合命名為“平臺”。平臺化以后,開發新車型將基于相應級別的平臺,優先使用平臺零件(沿用老零件),不能沿用的零件全新開發。
階段四:多個平臺仍然太復雜,嘗試進一步精簡。不同平臺之間雖然零件尺寸不一,但解決方案可以盡量一致。即使零件重新設計,共用一套方案也能減少技術驗證的周期和制造難度。由此形成了“架構”。架構化以后,開發新車型基于某個架構,能沿用的零件進量沿用,不能照搬的零件,盡量使用架構規定的解決方案。剩下的零件全新開發。
基于上述推測,所謂平臺,是相同零件的集合;架構是相同解決方案的集合。架構的概念更大,在平臺之上。車企推出平臺架構的目的,主要為降低成本、提高效率,而成本高、技術難度大、研發周期長的零件主要是發動機、變速箱、底盤、懸架等,因此這些零件構成平臺架構的核心。
以燃油車時代的標桿大眾為例。
大眾曾同時存在PQ25/PQ35/PQ45為代表的多個平臺。P代表平臺(Platform),Q代變橫置發動機(Quer),2代表A0級尺寸(Polo),3代表A級車尺寸(Golf、朗逸、速騰),4代表B級車(Passat),5代表第五代產品。基于這幾個平臺開發了一些列車型。但大眾仍然認為過于復雜不夠經濟,需要進一步精簡平臺,降低成本,最終努力將3大平臺歸于MQB架構。
MQB架構下,外觀長得都差不多,動力總成也基本全部套用TSI發動機+DCT變速箱(曾經的黃金動力組合),雖然給大眾招來了套娃車的罵名,但商業上取得了巨大成功。大眾的產品性能穩定、質量可靠、產品推出又快又多,都離不開平臺架構的助力。
02
好處- 降本增效,減少風險
1、降低項目開發成本
通過平臺化,提高零件共用率,減少重復開發。在前一代產品中已經使用過的、技術成熟的零件和方案,在后一代車型上沿用,可以減少大量的開發費用和試驗費用。
2、縮短產品開發周期
原本需要費時費力設計開發、試驗認證的零件和方案,通過平臺化沿用現有的零件和方案,節省了大量工作時間,大大縮短開發周期。
3、降低產品質量風險
在過往車型上使用過的、證明可靠的零件和方案,在新車型上使用,一般不會出現大的質量問題,比新技術靠譜得多。
4、降低物料成本和生產復雜度
通過零件共用,可以降低物料成本,簡化生產復雜度。畢竟生產線都是多車型共線生產,如果同一個部位的零件每個車都一樣,能大大簡化該工位的裝配難度和物流復雜度;同時,裝錯零件的概率降為零。(實操中,工人將A車的零件裝到B車上的事故各個廠家都有發生。因此零件防錯是非常重要的零件設計和現場工藝設計難點,但只能緩解無法根除;如果A、B車的該零件完全一樣,將徹底解決這個問題。)
5、豐富產品供給,降低產品風險
以最快的速度,研發更多不同的產品投入市場,也是一種敏捷模式。雖然每輛車長得差不多,也沒有個性,但商業風險相對小許多。
03
不足- 靈活度受限,產品同質化嚴重
平臺架構也不是只有好處沒有壞處。
整車開發受限于既有的零件系統和方案,只能在平臺架構框定的范圍內,帶著鐐銬跳舞。
想做的更大更寬?抱歉底盤已經把尺寸限制死;
想要更大功率的發動機?抱歉空間放不下。
想降低成本用更便宜的零件?抱歉也不行。
不想要這個功能?抱歉也不行。
由于決定產品性能的發動機、變速箱、底盤等零件基本共用,開發的一系列車型基本都是相同內核套不同的外殼,產品開發靈活性不足,造成產品性能單一或功能冗余浪費。
整車開發時,對平臺架構要辯證的看待。基于實際情況,平衡架構能力和產品個性。
平臺架構的覆蓋能力越廣,則零件共用率越低、開發成本越高、周期越長,越難以體現平臺架構的價值。反過來,零件共用率越高,必然開發成本越低、周期越短,但架構能力就會受限,產品同質化越嚴重。
04
未來- 重心向三電架構、EE架構發展
平臺架構出現的目的是降低成本提高效率,提高零件復用、方案復用率,而技術難度高、開發周期長、物料成本高的零件則是復用的重中之重。燃油車時代以發動機、變速箱、底盤、懸架、制動等零件為主。
電動化、智能化推動了汽車革命,自然也將推動研發體系的革命。
1、電動化推動整車技術簡化,傳統架構件將進一步簡化
傳統技術中最復雜的三大件:發動機、變速箱、底盤都被電動化消滅或簡化。純電不需要發動機和變速箱;混動發動機工況簡單,技術難度大幅下降,變速箱同樣下降。底盤不再受制于發動機的制約,技術難度相應降低。
2、成本體系變化,架構開發從發動機為核心轉向電池為核心
目前整車最貴的零件是電池,鐵皮鋼材壓根不值錢。而純電續航是衡量電動車性能的絕對指標。因此整車開發將首要保證三電系統復用。近年來,各大車企相繼發布各自的混動和純電動力架構,如比亞迪DM,上汽珠峰架構等。就是對這個趨勢的回應。
3、智能化革命推動電子電器架構重要性提升
當前軟件定義汽車,軟件功能強大與否,決定汽車是否能賣出好價錢。因此過去不太在意的電子電器元件,在軍備競賽的內卷之下,成本越來越高,功能越來越豐富,技術要求越來越嚴苛。在芯片短缺時期,幾塊核心芯片的價格,相當于一臺發動機。
電子電器架構在遠期將比整車架構更為重要。
05
總結
平臺是相同零件的集合,架構是相同解決方案的集合。
他們出現的目的是為降本增效,以最小的投入,最短的時間,開發合適的車型投入市場。
燃油車時代最重要的架構件是發動機、變速箱、底盤。因為他們最貴、技術難度最大、研發周期最長,是整車開發的瓶頸和痛點。
電動時代,三電系統(電池電機電控)和智能駕駛、智能座艙零件最貴、技術難度最大、開發周期最長且風險最大(搞機械的玩不來軟件),他們將成為新時代的架構件。
未來的車型開發,將以三電和電子電器為核心開發整車,正契合軟件定義汽車的行業共識。
來源:第一電動網
作者:EV Trend
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