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汽车性能开发


汽车性能开发介绍
一、 汽车性能介绍
1. 汽车性能定义 假如我们买了一辆车,首先是买了一辆实实在在的车,是看得见摸得着的车。 与此同时,也购买了汽车带给我们的快感,也购买了汽车带给我们的安全感,也购 买了汽车带给我们的舒适与欢乐,也购买了汽车应具有的社会责任与义务… 由此我们再进行汽车设计开发时,不仅仅要考虑汽车物理结构的设计,更重要 的是要考虑汽车结构所应具有的满足顾客需求的内在特性,这些特性,我们称之为 汽车性能,准确的说,汽车性能是指汽车能适应各种使用条件、满足顾客使用需求 及社会环境需求的能力。 2. 汽车性能分类 由前面汽车性能的定义不难看出, 在各种使用条件下汽车均应满足顾客与社会 环境的需求,因此,从顾客与社会环境需求角度出发,可以讲汽车性能划分为以下 16 项: 1) 总布置及工效性 General layout and performance 2) 指汽车的总布置、装配及维修方便性、运输、保管、通过性等相关指标。 人机工程 Ergonomic 指使整车设计适应人体结构的要求, 确保人-机系统工作的高效、 舒适性。 本标准指居住舒适性和人机界面性能,具体为车内乘坐姿势及空间、操作 方便性、上下车方便性、座椅舒适性、视野等指标。 3) 造型及颜色 Styling and Color 指车辆内外部形状风格及色彩搭配特征,具体指汽车的造型风格、风阻洗 漱、颜色基调及色彩搭配。 动力性 Power Performance 指汽车在良好路面直线行驶时由车辆受到的纵向外力决定的、 所能达到的 平均行驶速度。其评价指标为最高车速、加速能力、爬坡能力、驾驶性、 5) 牵引能力等。 燃油经济性 Fuel Economy 指汽车以最少的燃料消耗量完成单位运输工作量的能力, 其评价指标为设 计标准载荷下每行驶 100 公里消耗掉的燃料量(升) 。汽车燃油经济性的 指标包括等速油耗、综合油耗、行驶里程等。 6) 操纵稳定性 Steering/Handling Stablity 指汽车在行驶状态下能否完全按照驾驶员的意愿(操作)完成改变运动方 向和改变运动速度,且当遭遇外界干扰时,汽车能抵抗干扰而保持行驶的 能力, 它包括转向回正、 稳态回转、 转向轻便、 蛇行、 直线行驶稳定性等。 7) 平顺性 Ride Comfort 指汽车在行驶状态下, 由于路面不平而引起的座椅振动对乘员舒适性的影 响程度。其工作内容包括随机输入(等效均值等) ,不平路面座椅振动。 8) 可靠耐久性 Reliability and Durability 可靠性指汽车在规定的条件下,规定时间内,完成功能的能力。耐久性指 汽车在规定的使用和维修的条件下,达到某种技术或经济指标极限时,完 成功能的能力。本标准所指的可靠耐久性包括汽车平均故障间隔里程、平 均首次故障里程、故障率等。耐久性包括整车及管件零部件使用寿命等。

4)

9)

NVH Noise Vibration Harshness

指汽车的噪音、振动以及平稳三项指标。主要工作内容包括整车及系统主 要零部件的 NVH 性能。 10) 重量 Weight 指整车自重、重量分解、载重能力等各项指标 11) 成本 Cost 指用户购买及使用所付出的的费用。包括整车终端价格、直接材料成本、 车辆使用成本等。 12) 功能/配置 Fuction/Features 指汽车内外表面视觉、触觉等质量,主要指车辆内外表面间隙/阶差、外 露联结方式及外露件圆角等,也只车辆相关操作部件触摸质量等。 13) 精细化 Craftsmanship 指汽车内外表面视觉、触觉等质量,主要指车辆内外表面间隙阶差、外露 联结方式及外露件圆角等,也指车辆相关造作部件触摸质量等。 14) 热适应性 Thermal Compatibility 指乘员热适应性(室内空调暖风) 、车辆热适应性(机舱热管理、除霜华 冰及低温冷启动性) 。 15) 安全性 Safty 指汽车防止或减少道路交通事故发生的能力, 以及减少在交通事故中乘员 及行人的伤害程度。本标准所指的汽车安全性包括主动安全、被动安全以 及灯光及信号安全, 其中主动安全包括: 制动性、 ESP (车身电子稳定系统) 、 ASR (牵引力控制系统) 、TCS(循迹控制系统)等;被动安全包括乘员安 全性、行人保护、低速碰撞指标等。灯光及信号安全包括:灯光及信号装 置的配光性能、信号强度等。 16) 环保性 environmental Protection 指汽车队环境的影响程度。包括汽车尾气排放、回收再利用、驾驶室内空 气污染物控制及电磁兼容。 尾气排放:指汽车排放废气有毒有害物质控制、排气烟度控制、燃油蒸发 物控制等指标。 回收再利用:指报废汽车的可回收、零部件及材料可再利用的能力,包括 汽车产品禁用限用物质的控制与标识、整车回收利用率的指标控制等。 驾驶内空气污染物控制: 指车内零部件及材料的挥发性有机物和酮醛类物 质的识别与控制。 电磁兼容性: 指汽车的电子电气设备或系统在其电磁环境中不会因为周边 的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏,也不会再周边环境中产生 过量的电磁能量,以致影响周边设备的正常工作。包含电磁干扰和电磁敏 感性。

二、

性能开发思路

1. 性能开发思路

用户需求 标杆研究 法规要求 制造能力 顾客需求研究 性能转化控制 部件 性能指标 整车 性能指标 总成 性能指标

AT&C

整车性能指标:是整车 16 项目想能的主要指标,是对用户需求及法规要求的体现,是产品策略(技 术竞争力)的表现,是整车设计必须控制的指标,指导后期的工程研发。 AT&C:即 Attribute Transform & Control,为达到整车性能指标,根据系统匹配分析,对总成及部件提 出性能指标要求,该转化及控制过程成为 AT&C。是整车指标和总成指标之间的控制环节,是性能模 块设计必须控制及分析的项目,用以指导总成及零部件指标的设定。 总成性能指标:是总成及零部件的指标,是对整车性能指标的保证和支撑,是总成及零部件设计必 须控制的指标,在系统匹配计算分析报告进行体现,以指导和控制零部件的工程开发,并最终验收 零部件开发质量。 零部件性能指标:根据需要,是对总成性能指标的再分解和细化,该层指标是否有,可酌情考虑。 2. 顾客需求研究 以目标区域标准法规为基本要求, 通过对市场顾客语言研究与 benchmark 研究, 以竞争策略为指导,结合公司技术生产能力设定整车性能目标。 3. AT&C 要保证性能指标的真正落地, 必须将性能分解指标体现在相关系统部件结构设 计上,并在系统及部件 SDS 中最终体现,作为系统及零部件性能指标验收的依据。

各性能模块指标分解

标杆研究 CAE 方法

性能 SDS 作为验 证标准

系统及部件性能指标集成 系统 SDS 系统及部件结构设计

实物验证

CAE 虚拟分析

同时整车对各系统及零部件选型报告进行确认, 各系统模块按 SDS 要求对零部 件进行质量特性控制,保证满足整车及系统要求。

性能分解示例 一般牵引车消耗能量分布如下:

4. 结构实现

各性能模块依据整车目标将分解后的系统目标输出至各相关结构系统, 结构设 计依据这些性能目标制定十一的系统方案,并形成零部件将特性清单,同时在二维 /三位设计中落实,最终以实物设计符合性能目标为验收依据。 5. 性能验证

6. 性能与结构业务关联 各性能开发业务根据自身特点,整合传统设计业务资源,统一规划汽车性能目标与 设计控制,实现性能在汽车设计中的最优化匹配,相关关联如下。 性能分类 传统业务分类关联 序 号 1 2 3 项目 总布置及功效性 人机工程 造型及颜色 整车设计 ★ ★ ★ 底盘设计 ★ 动力传动 设计 ★ ★ ☆ 车身造型 设计 ★ ★ ★ 电装设计 ★ ★ ☆ 电控标定 ☆ ☆ ☆

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

动力性 燃油经济性 操纵稳定性 平顺性 安全性 环保性 可靠耐久性 NVH 热适应性 精细化 重量 成本 功能/配置

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★表示强相关;☆表示弱相关

国内外行业性能开发案例 1

国内外行业性能开发案例 2

国内外行业性能开发案例 3

国内外行业性能开发案例 4

三、

性能开发流程与交付物体系

1. 开发流程 1.1. 总体流程

1.2. 整车性能开发主要顺序及层次 在产品设计开发过程中,产品品质与性能作为附加值体现在产品结构中, 是顾客真正要购买的东西,因此,性能开发在产品设计过程中占有举足轻重的 地位,必须有严格的性能开发流程与交付物对性能开发进行质量控制,以保证 品质与性能最终体现在产品设计过程中,体现在最终产品上,经过几个整车开 发项目等实践,初步形成以下控制文件。

1.3. 整车性能开发关键路线

1.4. 模块性能开发流程

2. 交付物体系 2.1. 交付体系规划

通过项目实验及积累,已初步建立整车性能集成及部分模块性能开发流程, 交付物体系初步建立,但其模板规范没有系统完成,后续待完善,形成完整的 整车及模块性能开发流程交付物体系;系统性能及部件性能开发流程及交付体 系不系统,需要进一步梳理。
2.2. 整车交付体系

整车性能集成继教服务体系基本形成,后续进一步持续完善交付物模板规 范并形成标准。
2.3. 模块交付物体系——举例

模块性能计较服务体系基本形成,并在各项目中应用,交付物模板规范应 坚持持续改进完善。

四、

性能开发主要业务

1. 基础信息研究 ? 主机厂信息:官方网站/资料等 ? ? 第三方评价信息:JD POWER 等 网站其他信息:评论评价等 ? ? 技术路线研究 性能初步评估

? 用户调研信息:专业调研咨询公司信息 ? 市场样车调研:了解样车基本结构及技术等 2. 标杆样车研究 2.1. 客观测试 ? 性能研究策划包含内容: ? 性能项目 ? ? ? ? 样车资源 时间节点 费用预算

? 实验资源 性能研究实验 ? 用专业设备及人员对样车进行试验测试 (包含人机工程、 NVH、 操稳、 动力性等)

2.2. 主观评价 分专业人员(应用专业评价表) 、普通用户(应用通用性问卷)进行评价。 3. 顾客语言研究

4. 法规标准研究 根据目标市场对开发产品的技术法规要求,结合国内标准,进行有针对性的目标区 域法规解读与适应性分析,确保产品符合当地法规要求。 5. 性能目标设计

6. 设计验证策划(DVP)

五、

性能开发主要工具

1. QFD(Quality Function Development )——质量屋 1.1. 定义 QFD 是将项目的质量要求、客户意见转化成项目技术要求的专业方法,它从客 户对交付物的质量要求出发,先识别出客户在功能方面的要求,然后把功能要 求与产品或服务的特性对应起来,根据功能要求与产品特性的关系矩阵,以及 产品特性之间的相关关系矩阵,进一步确定出交付物的技术要求。QFD 矩阵主 要是用来确定项目质量要求的,形状看起来像房子,于是又称质量屋。

1.2. QFD 在性能展开中的应用(性能指标逐级分解)

2. LACU

3. CAE 仿真


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