【日】 山本浩義

關(guān)鍵詞：整車開發(fā);平臺(tái);整車計(jì)劃

0 前言

日產(chǎn)汽車公司于2013年推出了首款基于通用模塊化平臺(tái)（CMF）（圖1）“4+1大型模塊”路線而開發(fā)的車型—T31型奇駿（X-Trail）。從2009年起，日產(chǎn)汽車公司就已開始進(jìn)行CMF平臺(tái)項(xiàng)目的研發(fā)，并逐步將這種方法推廣到B級(jí)車的開發(fā)進(jìn)程中。目前，日產(chǎn)汽車公司正向第2代C級(jí)車的CMF平臺(tái)及純電動(dòng)汽車（EV）的專用平臺(tái)方向發(fā)展。

日產(chǎn)汽車公司的平臺(tái)化戰(zhàn)略從2003年開始正式實(shí)施。20世紀(jì)80年代中期，日產(chǎn)汽車公司曾提出過建立車型平臺(tái)、區(qū)分固定部分/變動(dòng)部分、基礎(chǔ)車型和改型車等構(gòu)想，還開展了針對(duì)集成設(shè)計(jì)的概念及體系結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)研討，但都沒有形成體系化的平臺(tái)。目前，日產(chǎn)汽車公司主要以CMF平臺(tái)為中心，并將其作為1項(xiàng)支撐公司商品/商務(wù)的技術(shù)戰(zhàn)略，不斷地完善和更新。

當(dāng)今國際市場變化瞬息萬變、競爭日趨激烈，尤其是汽車行業(yè)。在無法預(yù)測(cè)未來產(chǎn)品發(fā)展的情況下，如何制定“商品基礎(chǔ)=平臺(tái)”的戰(zhàn)略就顯得非常關(guān)鍵。本文將通過具體的實(shí)例對(duì)日產(chǎn)汽車公司的CMF平臺(tái)戰(zhàn)略及未來所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行介紹。

1 日產(chǎn)汽車公司CMF平臺(tái)的特點(diǎn)

1.1 平臺(tái)的范圍

日產(chǎn)汽車公司的平臺(tái)包含了除整車造型部分以外的4個(gè)硬件架構(gòu)（發(fā)動(dòng)機(jī)艙、前側(cè)下車體、中后部下車體、座艙），再加上1個(gè)電子平臺(tái)的電子電氣架構(gòu)，一共五大要素（即“4+1大型模塊”）構(gòu)成。研發(fā)人員通過對(duì)這五個(gè)部分進(jìn)行優(yōu)化組合，構(gòu)建了日產(chǎn)汽車公司的平臺(tái)戰(zhàn)略（圖2）。

CMF平臺(tái)涉及的范圍包括了車體框架、儀表盤、腳底板、底盤零部件、燃油系統(tǒng)、電瓶等動(dòng)力源，進(jìn)排氣系統(tǒng)、駕駛位置（含座椅框架、空調(diào)單元及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、儀表盤非造型部位等）及電子電氣架構(gòu)（圖3）。日產(chǎn)汽車公司早在2009年開始進(jìn)行CMF平臺(tái)企劃時(shí)，就制定了包含電子電氣架構(gòu)的商品戰(zhàn)略，并明確了以最少的投資和成本來使商品使用價(jià)值最大化的商務(wù)戰(zhàn)略。這樣就可以把公司相關(guān)技術(shù)與商品一起投放到市場，為公司的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

1.2 五大要素的構(gòu)成

該平臺(tái)由以下幾個(gè)部分組成：（1）具有CMF平臺(tái)通用接口規(guī)則的大型模塊，如以B級(jí)車為主的CMF-B平臺(tái)，以C級(jí)車為主的CMF-CD平臺(tái);（2）決定這些接口規(guī)則或布置規(guī)則的零部件，如碰撞、生產(chǎn)和裝備空間或擺動(dòng)空間，以及熱、水、電磁場等的周邊環(huán)境等。

在這4個(gè)硬件大型模塊中，CMF-B平臺(tái)和CMFCD平臺(tái)兩者之間基本上不會(huì)超越各自的級(jí)別界限，但由于具備了通用的接口規(guī)則，日產(chǎn)汽車公司可以在零部件層面突破CMF平臺(tái)的限制，追求更高的通用化或者系列化水平。

無論是CMF-B平臺(tái)還是CMF-CD 平臺(tái)，雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟進(jìn)行了超過200萬臺(tái)生產(chǎn)規(guī)模的預(yù)測(cè)，但在某些生產(chǎn)地區(qū)仍然出現(xiàn)了產(chǎn)量不足的情況。因此，為了實(shí)現(xiàn)全球各地區(qū)的商業(yè)盈利，日產(chǎn)汽車公司需要突破中大型模塊和零部件之間的接口及布置要求的限制，實(shí)現(xiàn)CMF平臺(tái)范疇內(nèi)零部件的通用化，達(dá)到更高的通用化。此外，各地區(qū)現(xiàn)有的零部件庫存實(shí)現(xiàn)最大化也非常重要。

1.3 平臺(tái)戰(zhàn)略和商務(wù)的關(guān)系

成立平臺(tái)戰(zhàn)略的最重要的因素之一就是要確立符合商品/商務(wù)戰(zhàn)略平臺(tái)的覆蓋范圍。具體而言，就是基于CMF-B平臺(tái)及CMF-CD 平臺(tái)，公司根據(jù)整車的尺寸、搭載的動(dòng)力總成、目標(biāo)市場、車型、用途及銷售價(jià)格等不同因素，確定整車整備質(zhì)量等參數(shù)的范圍，再結(jié)合公司中長期的商品/商務(wù)戰(zhàn)略作出決策。

就車輛技術(shù)性能而言，雖然車體構(gòu)造、底盤等下車身屬于CMF平臺(tái)的一部分，汽車制造廠商能夠直接制造出每個(gè)車型的專用模塊確實(shí)更為理想，但是這樣將會(huì)大幅增加制造成本，公司的整體商務(wù)戰(zhàn)略也無法實(shí)現(xiàn)。因此，1個(gè)平臺(tái)能夠覆蓋多少產(chǎn)量及變型產(chǎn)品，對(duì)公司的商務(wù)戰(zhàn)略來說非常重要。換而言之，公司策劃的商品處在哪個(gè)平臺(tái)、覆蓋多大范圍，那么其所在平臺(tái)（分布范圍及在哪里構(gòu)建它的最佳位置）采用的戰(zhàn)略就變得尤為重要。CMF平臺(tái)是由“4+1大型模塊”組合構(gòu)成的平臺(tái)，該平臺(tái)不僅能通過每個(gè)子平臺(tái)的靈活多樣性來提升產(chǎn)品的競爭力，還能使其享受到按比例分配投資的優(yōu)勢(shì)及整車/零部件的規(guī)?；?yīng)。

關(guān)于平臺(tái)的覆蓋范圍，本文將以技術(shù)要求較為復(fù)雜且投資影響較大的前縱梁為例進(jìn)行具體說明。

前縱梁的內(nèi)側(cè)有動(dòng)力總成，外側(cè)是前縱梁自身的端面結(jié)構(gòu)，還有輪胎、懸架等結(jié)構(gòu)（圖4）。從技術(shù)潛力來分析，如果平臺(tái)整體的覆蓋范圍將前縱梁的跨度布置得太大，由此將為動(dòng)力總成分配更多空間，意味著該公司更加注重燃油耗和動(dòng)力性能（圖5）。反之，如果前縱梁的跨度布置得比較小，由此將為車身、輪胎、懸架分配更多的空間，也就意味著公司將會(huì)更加重視如大輪胎等部件的造型、操作穩(wěn)定性和可控性（包括長軸距帶來的舒適性等方面）。

本文以平臺(tái)整體的覆蓋范圍為例，來說明具體的技術(shù)要點(diǎn)。研究人員首先假定了1個(gè)整體的覆蓋范圍，然后再確定輪胎尺寸和寬度等配置。以前懸架連桿為例，根據(jù)其所在平臺(tái)的負(fù)荷水平及整體覆蓋范圍，研究人員將懸架連桿內(nèi)側(cè)支點(diǎn)的前后跨度作為固定部件來設(shè)計(jì)，將懸架連桿內(nèi)支點(diǎn)到外支點(diǎn)之間的跨度作為可變化部件的設(shè)計(jì)參數(shù)（圖6），再通過車輪偏移量和車胎寬度的組合來實(shí)現(xiàn)寬廣的覆蓋范圍。這樣的設(shè)計(jì)方案就能較好地兼顧了車輛尺寸、造型樣式、舒適性等商品需求，既滿足了商務(wù)要求又滿足了技術(shù)戰(zhàn)略，具有較高的投資效率。

日產(chǎn)汽車公司在引入CMF平臺(tái)概念前，其平臺(tái)戰(zhàn)略主要應(yīng)用于B平臺(tái)，是面向全球推廣的可將整車前后方向的機(jī)械空間實(shí)現(xiàn)最小化的平臺(tái)。通過該平臺(tái)設(shè)計(jì)的車輛由于增大了空間，提高了整車舒適性。該平臺(tái)策略不僅應(yīng)用在了B級(jí)車上，還擴(kuò)展應(yīng)用在了“騏達(dá)（TIIDA）”、“軒逸（SYLPHY）”等C平臺(tái)車型上，并在中國市場上取得了顯著的效果。這些在中國市場上銷售的車型采用了加長軸距的專門設(shè)計(jì)，滿足了中國用戶較為重視后排座位空間的這一商品屬性。不少原始設(shè)備制造商（OEM）也會(huì)根據(jù)不同的市場對(duì)車型作出相應(yīng)的調(diào)整。因此，汽車制造廠商將商品/商務(wù)戰(zhàn)略和平臺(tái)戰(zhàn)略達(dá)成一致尤為重要。

2 第2代CMF-CD 平臺(tái)和EV 專用平臺(tái)

2.1 第2代CMF-CD 平臺(tái)戰(zhàn)略

與第1代CMF-CD平臺(tái)相比，第2代CMF-CD平臺(tái)戰(zhàn)略升級(jí)的關(guān)鍵在于提升了應(yīng)對(duì)新法規(guī)、電動(dòng)化和整體性能潛力的能力。尤其是用于運(yùn)動(dòng)型多功能車（SUV）系列的高驅(qū)動(dòng)力模塊。該模塊增大了輪胎直徑及覆蓋范圍，同時(shí)增加了后備箱的空間。而用于轎車系列的低驅(qū)動(dòng)力大型模塊中，則包含了胯點(diǎn)位置和降低發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋高度的設(shè)計(jì)方案。通過上述技術(shù)升級(jí)，日產(chǎn)汽車公司確保了SUV、跨界車等新1代車型具有較高的技術(shù)競爭力，并與“尖兵（SENTRA）”、“軒逸”等轎車系列的性能和造型的發(fā)展趨勢(shì)保持了一致。

2.2 EV 平臺(tái)戰(zhàn)略

目前，日產(chǎn)聆風(fēng)（LEAF）使用的是上述B 平臺(tái)的架構(gòu)和C平臺(tái)的零部件，研究人員通過調(diào)整整車質(zhì)量和電動(dòng)化而對(duì)其進(jìn)行了開發(fā)。該架構(gòu)對(duì)所搭載的電池容量有較大限制，只能搭載小型內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，其動(dòng)力卻無法投入有效利用。因此，日產(chǎn)汽車公司按照新的規(guī)定重新設(shè)計(jì)了緊湊型發(fā)動(dòng)機(jī)艙、前側(cè)下車體大型模塊和全面覆蓋各種電池容量的中部底板大型模塊，這樣就極大地提升了電動(dòng)車的技術(shù)吸引力和業(yè)界競爭力。

目前，純電動(dòng)車還沒有實(shí)現(xiàn)CMF-B平臺(tái)和CMFCD平臺(tái)的高產(chǎn)量目標(biāo)，因此日產(chǎn)汽車公司可以與產(chǎn)量規(guī)模比較大的內(nèi)燃機(jī)平臺(tái)共用大型模塊和零部件。具體做法是，座艙系統(tǒng)使用與內(nèi)燃機(jī)汽車采用同一級(jí)別的大型模塊，而后部底盤可以使用更高一級(jí)的、負(fù)荷能力更大的內(nèi)燃機(jī)汽車的大型模塊。

此外，日產(chǎn)汽車公司通過采用緊湊型的發(fā)動(dòng)機(jī)艙大型模塊，可在控制整車長度和寬度的基礎(chǔ)上，開發(fā)出可以充分搭載電池的長軸距車型，使整車尺寸能夠覆蓋從B級(jí)車到D級(jí)車的廣闊范圍。因?yàn)殡妱?dòng)車的動(dòng)力總成系統(tǒng)比內(nèi)燃機(jī)更加緊湊，因此研究人員可將前縱梁的跨度設(shè)計(jì)得更小，這樣便可以在確保車身端面承擔(dān)較大的電池質(zhì)量基礎(chǔ)上，為輪胎和懸架分配更多的設(shè)計(jì)空間。研究人員通過調(diào)節(jié)該款車型左右方向的空間分配，并縮短前端凸出長度，擴(kuò)大了平臺(tái)的覆蓋范圍，并將原先內(nèi)燃機(jī)平臺(tái)覆蓋不到的車型尺寸也納入了其中。

2.3 開發(fā)階段的環(huán)境變化

在初期開發(fā)階段，第2代CMF-CD 平臺(tái)主要采用了2項(xiàng)較大的戰(zhàn)略升級(jí)。其中1項(xiàng)升級(jí)終止了原來的柴油機(jī)搭載計(jì)劃，增加了電動(dòng)車動(dòng)力總成的搭載計(jì)劃。另1項(xiàng)升級(jí)是根據(jù)美國和中國的碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)中增加的小偏置測(cè)試變化，在車體構(gòu)造和懸架大梁等方面進(jìn)行了結(jié)構(gòu)調(diào)整。

關(guān)于電動(dòng)車平臺(tái)，在日產(chǎn)汽車公司的初期戰(zhàn)略立項(xiàng)不久，特斯拉公司就推出了獨(dú)創(chuàng)的車型系列，與之配套的快速充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得以迅速發(fā)展。近年來，中國也有許多新興的電動(dòng)車OEM 廠商相繼成立。OEM 廠商在開發(fā)新車型時(shí)，選用了搭載新型電氣化設(shè)備的設(shè)計(jì)方案。這些汽車制造廠商都是日產(chǎn)汽車公司的強(qiáng)力競爭者。此外，除了新興的OEM 廠商，以大眾公司的模塊化電氣化工具套件（MEB）平臺(tái)為代表，其他各大汽車廠商也都相繼進(jìn)入該領(lǐng)域。整個(gè)汽車行業(yè)的競爭環(huán)境和市場變化將變得異常激烈，加之各公司需要提升企業(yè)戰(zhàn)略的應(yīng)變性，因此戰(zhàn)略的快速更新就顯得尤為重要。日產(chǎn)汽車公司通過對(duì)大型模塊進(jìn)行靈活組合，來組成不同平臺(tái)的CMF“4+1大型模塊”路線，其戰(zhàn)略確立/開發(fā)的方法有著較好效果。未來，日產(chǎn)汽車汽車公司還將不斷地進(jìn)行戰(zhàn)略升級(jí)，繼續(xù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)大型模塊的通用化，并將平臺(tái)的機(jī)動(dòng)靈活性再提升1個(gè)級(jí)別。

3 未來的平臺(tái)/戰(zhàn)略面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)代商務(wù)競爭將在互聯(lián)、自動(dòng)駕駛、服務(wù)與共享、電動(dòng)化等領(lǐng)域展開，而對(duì)于未來汽車的平臺(tái)戰(zhàn)略的競爭領(lǐng)域，以下2方面將成為重要的挑戰(zhàn)。

（1）從傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)向電動(dòng)化轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中，電池搭載問題仍是當(dāng)前平臺(tái)面臨的主要難題。研究人員需要考慮到如下2類問題。在確保安全性的基礎(chǔ)上，如何在造型設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)更高效的充電性能、更低的成本及更具吸引力的舒適性等屬性，同時(shí)還需要考慮與電池本體之間進(jìn)行相互協(xié)調(diào)的問題。

（2）連接接口、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、其他電氣特征類啟動(dòng)器等電子電氣架構(gòu)是否具備可升級(jí)換代性。其中包含僅通過軟件變更便可應(yīng)對(duì)的部分，以及將來硬件升級(jí)而需要預(yù)先應(yīng)對(duì)的產(chǎn)品研發(fā)策略。具體而言，研究人員需要考慮未來更加集成化的汽車電子控制單元（ECU），并實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器、監(jiān)控?cái)z像頭、傳感器和傳感線束、通電線束等設(shè)備的布置。

在解決了上述難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步思考如何實(shí)現(xiàn)更加舒適的移動(dòng)空間將是未來平臺(tái)戰(zhàn)略所面臨的重要挑戰(zhàn)。