大众汽车整车开发流程.doc

1、新车型的研发是一个非常复杂的系统工程，以至于它需要几百号人花 费上 3、4 年左右的时间才能完成。不 同的 汽车企业其汽车的研发流程有所不同，我 们下面讲述的是正向开 发的量产汽车一般的研发流程。以 满 足车友对汽车研发流程的好奇感。 研发流程包括管理、设计、组织等方方面面的辅助流程，本文主要向大家介绍汽车研发中的核心流程，也 就是专业的汽车设计开发流程， 这一流程的起点为项目立 项， 终点为量产启动，主要包括 5 个阶段： 一、方案策划阶段 一个全 新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入，投资风险非常大，如果不 经过周密调查研究 与论证，就草率上马新项目，轻则会造成产品先天不足，投产后

2、问题成堆；重则造成产品不符合消费者需求， 没有市场竞争力。因此市场调 研和项目可行性分析就成为 了新项目至关重要的部分。通 过市场调研对相关 的市场信息进行系统的收集、整理、纪录和分析，可以了解和掌握消费者的汽车消费趋势、消费偏好和消费 要求的变化，确定顾客对新的汽 车产品是否有需求，或者是否有潜在的需求等待开发，然后根据调研数据 进行分析研究，总结出科学可靠的市 场调研报告， 为企业决策者的大众汽 车研发项目计划，提供科学合理 的参考与建议。 汽车市场调研包括市场细分、目 标市场选择、 产品定位等几个方面。项目可行性分析是在市场调研的基 础上进行的，根据市场调研报 告生成项目建议书， 进一步

3、明确汽 车形式（也就是车型确定是微型车还是中高 级车）以及市场目标。可行性分析包括外部的政策法规分析、以及内部的自身资源和研发能力的分析，包括 设计、工艺、生产以及成本等方面的内容。在完成可行性分析后，就可以对大众汽车的设计目标进行初步的 设定，设定的内容包括车辆形式、动力参数、底盘各个总成要求、车身形式及强度要求等。 将初步设定的要求发放给相应的设计部门，各部 门确认 各个总成部件要求的可行性以后，确 认项目设计 目标，编制最初版本的产品技 术描述说明书，将大众汽 车的一些重要参数和使用性能确定下来。在方案策 划阶段还有确定大众汽车是否开发相应的变形车，确定 变 形车的形式以及种类。 项目策

4、划阶段的最终成果 是一份符合市场要求，开发可行性能 够保证得到研发各个部 门确认的大众汽车设计目标大纲。 该大纲明确 了大众汽车的形式、功能以及技 术特点，描述了 产品车型的最 终定位，是后续研发各个过程的依据和要求， 是一份指导性文件。 二、概念设计阶段 概念设计阶段开始后就要制定详细的研发计划，确定各个设计阶段的时间节点；评估研发工作量，合理分 配工作任务；进行成本预算，及 时控制开发成本；制作零部件清 单表格，以便 进行后续开发工作。概念车设 计阶段的任务主要包括总体布置草图设计和造型设计两个部分。 1 总体布置草图 总体布置草图也称为整体布置草图、整 车布置草图。 绘制汽 车总布置草图

5、是汽车总体设计和总布置的重 要内容，其主要任务是根据汽 车的总体方案及整车性能要求提出 对各总成及部件的布置要求和特性参数等 设计要求；协调整车与总成间、相关 总成间的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用条件下的 使用性能达到最优并满足产品目标大纲要求的整车参数和性能指标的汽车。而总体布置草图确定的基本尺 寸控制图是造型设计的基础。 总体布置草图的主要布置内容包括：车厢及驾驶室的布置，主要依据人机工程学来 进行布置，在 满足人体 的舒适性的基础上，合理的布置 车厢和驾驶室。 发动机与离合器及 变速器的布置、传动轴的布置、车架和承 载式车身底板的布置、前后悬 架的布置、制 动系的布置、

6、油箱、备胎和行李箱等的布置、空 调装置的布置。 保时捷 跑车总体布置方案正视图 2造型设计 在进行了总体布置草图设计以后，就可以在其确定的基本尺寸的基 础上进行造型设计了。 汽车的造型设 计现在已经成为汽车研发中至关重要的环节，包括外形和内饰设计两部分。而造型 设计过程也分为设计和 模型制作两个阶段。汽车造型 设计师根据要设计的车型，首先收集同类车型的图片资料，对同类车型进行 造型上的比较，根据这些车型在市 场上的受欢迎程度， 总结 出目前的流行的一些设计趋势以及时尚元素， 作为设计的主题或关键词。比如 简洁、复古、前卫等词语。 设计阶段包括设计草图和设计效果图两个阶段， 设计草 图是设计师快

7、速捕捉创意灵感的最好方法，最初 的设计草图都比较简单，它也 许只有几根线条，但是能 够勾勒出 设计造型的神韵，设计师通过设计大量的 草图来尽可能多的提出新的创意。每个 设计师都会对少数几个自己 认为比较好的草图进行完善，包括 绘制 多个角度的草图，进一步推敲 车身的形体，突出造型特征等等。下面是 菲亚特 BRAVO 设计草图，我们可以 看出最初的草图形体是比较简练的，只 强调部分的特征线 。而后来的深入 设计草图则比较完整的表达了车 身的整个形态。 菲亚特 BRAVO 前期设计草图 菲亚特 BRAVO 设计深入草图 当草图绘制到了一定阶段后， 设计工作室内部会进行一次 讨论， 设计室负责人(

8、比如设计总监)将从设计 师的设计草图中挑出几个相对较好的创意， 进行深入的设计 。接下来就是 绘制被选中的草图的精细设计效 果图，随着计算机辅助设计的 发展，以及其所 带来的方便和快捷，越来越多的设计师开始使用各种绘图软 件进行效果图的绘制。主要的 绘图软件有 Photoshop、Painter 以及 Alias Skethbookd 等。设计师绘制精细效 果图的目的是为了让油泥模型师或者数字模型师（其使用 3D 软件将设计师的设计由效果图变为 3 维的电 脑数据模型，这种模型能够直接将数据 输入 5 轴铣削机， 铣 削出油泥模型）看到更加清晰的设计表现效果， 以便保证以后的模型能够更好的与设

9、计师的设计意图相一致。设计效果图绘制完毕以后要进行一次评审， 这次评审会决定让其中的的几个方案进行 1：5 的油泥模型制作。 菲亚特 BRAVO 设计方案效果图之一 菲亚特 BRAVO 内饰设计方案效果图 如前所述对设计方案效果图进行评审以后就要开始制作模型了，一般有 35 个甚至更多方案会被选中 进行 1：5 的小比例模型制作，制作小比例模型主要是为了 节约成本以及节省时间，一般的 汽车厂家都会使 用油泥作为材料来制作小比例模型，主要是因为其容易修改，便于在模型制作阶段不断完善。 油泥模型的制作也有两种方法，一种是油泥模型师直接完全人工雕刻模型，另外一种是由数字模型师先 根据设计效果图在 a

10、lias 等软件里先建造出 3 维数字模型然后由铣削机铣削出油泥模型，然后经油泥模型 师进行细节调整。当然在油泥制作 过程中设计师必须全程跟踪指 导，以确保油泥模型能 够符合自己的设计 意图。 奔驰 R 级小比例模型造型方案 smart Forfour 小比例模型方案 在完成小比例油泥模型制作之后，公司高层将会对模型 进行评审， 这次是第一次实物模型的评审，他们 将综合考虑各个影响到生产的的因素，包括：美学、工艺、结构等。不过主要还是对模型外观美学的评判，通 过评审挑选出其中的 23 个方案进行 1：1 的全尺寸油泥模型制作。 传统的全尺寸油泥模型都是完全由人工雕刻出来的，这种方法 费时费力而

11、且模型质量不能得到很好的保证， 制作一个整车模型大约要花上 3 个月左右的时间，现在随着技 术的进步，各大 汽车厂家的全尺寸整车模型 基本上都是由 5 轴铣削机铣削出来的，油泥模型 师只需要根据 设计师的要求对铣削出来的模型进行局部的 修改就可以了，这种方法制作一个模型只需要 1 个月甚至更少的 时间。油泥模型制作完 毕后，根据需要将 进行风洞试验以测定其空气动力学性能；为了更直观的观察模型通常进行贴膜处理，以便检查表面质量和 产生逼真的实车效果。这时要 进行一次全尺寸模型的评审 会，从中 选出最终的设计方案，并对其提出一些 修改意见。油泥模型师根据修改意 见调整油泥模型，修改完毕后再次进行评

12、审，并最终确定造型方案，冻结 油泥模型。至此造型阶段全部完成，项目进入工程设计阶段。 福特 S-MAX 油泥模型 贴膜后的 S80 油泥模型方案 三、工程设计阶段 在完成造型设计以后，项目就开始 进入工程设计阶段，工程设计阶段的主要任务就是完成整车各个总成 以及零部件的设计，协调总成与整 车和总成与总成之间出 现的各种矛盾，保 证整车性能满足目标大纲要求。 工程设计就是一个对整车进行细化设计的过程，各个 总成分 发到相关部门分别进行设计开发，各部 门按照 开发计划规定的时间节点分批提交零部件的设计方案。工程设计阶段主要包括以下几个方面: 1. 总布置设计 在前面总布置草图的基础上，深入 细化总

13、布置设计，精确的描述各部件的尺寸和位置， 为各总成和部件 分配准确的布置空间，确定各个部件的 详细结构形式、特征参数、质量要求等条件。主要的工作包括发动机 舱详细布置图、底盘详细布置 图，内 饰布置图、外饰布置图以及电器布置图。 某轿车 3 维总布置图俯视图 2 车身造型数据生成 车身或造型部门在油泥模型完成后，使用 专门的 3 维测 量仪器对油泥模型进行测量， 测量的数据包括外 形和内饰两部分。测量生成的数据称 为点云，工程 师根据点云使用 汽车 A 面制作软件，比如 Alias、IceM- surface、Catia 等来构建汽车的外形和内室模型。在车身造型数据完成以后，通常要使用这些数据

14、来重新铣 削一个模型，目的是验证车身数据是否有 错误。 这个模型通常使用代木或者高密度塑料来 进行加工，以便 日后保存。 测量得到的点云数据 使用 Catia 软件制作车身表面 3发动机工程设计 一般 新车型的开发都会选用原有成熟的发动机动力总成，发动机部门的主要工作是针对大众汽车的特点 以及要求，对发动机进行布置，并进行发动机匹配，这一过程一直持续到样车试验阶段，与底盘工程设计同 步进行。 4白车身工程设计 所谓白车身指的是车身结构件以及覆盖件的焊接总成，包括发动机罩、翼子板、侧围、车门以及行李箱盖 在内的未经过涂装的车身本体。白 车身是保证整车强度的封 闭结构。白 车身由车身覆盖件、梁、支

15、柱以及 结 构加强件组成，因此该阶段的主要工作任 务就是确定车身 结构方案， 对各个组成部分进行详细设计，使用 工程软件比如：UG、CATIA 等完成 3 维数模构建，并 进行工 艺性分析完成装配关系图及车身焊点图。 某轿车白车身侧围部分设计图 5底盘工程设计 底盘工程设计的内容就是对底盘的 4 大系统进行详细的设计，包括：传动系统设计、行 驶系统设计、转向 系统设计以及制动系统设计。主要工作包括 : (1)对各个系统零部件进行包括尺寸、结构、工艺、功能以及参数等方面的定义 (2)根据定义进行结构设计以及计算，完成 3 维数模 (3)零部件样件试验 (4)完成设计图和装配图 其中传动系统的主要

16、设计内容为离合器、 变速器、 驱动桥 ，行驶系统的主要设计内容为悬架设计，转向系 统的主要设计内容为转向器以及转向传动机构的设计，制动系统的设计内容包括制动器以及 ABS 的设计。 底盘部分系统 3 维设计图 6内外饰工程设计 汽车内外饰包括汽车外装件以及内饰件，因其安装在 车 身本体上也称为车身附属设备。外装件的主要 设 计包括前后保险杠、玻璃、车门防撞装饰条、进气格栅、行李架、天窗、后视镜、车门机构及附件以及密封条。 内饰件主要设计包括仪表板、方向 盘、座椅、安全带、安全气囊、地毯、侧壁内饰件、遮阳板、扶手、车内后 视镜等。 7电器工程设计 电器工程负责全车的所有电器设计，包括雨刮系 统、

17、空 调 系统、各种仪表、整车开关、前后灯光以及车内 照明系统。 经过以上各个总成系统的设计，工程 设计阶段完成，最 终 确认整车设计方案。此时可以开始编制详细的 产品技术说明书以及详细的零部件清单列表， 验证法规。确定整车性能后，将各个总成的生产技术进行整 理合成。 四、样车试验阶段 工程设计阶段完成以后进入样车试制和试验阶段， 样车 的试制由试制部门负责，他 们根据工程设计的数 据，根据试验需要制作各种试验样车 。样车的试验包括两个方面：性能 试验和可靠性试验。性能试验，其目 的是验证设计阶段各个总成以及零部件经过装配后能否达到设计要求，及时发现问题，做出 设计修改完善 设计方案。可靠性试验

18、的目的是 验证汽车的强度以及耐久性。试验应根据国家制定的有关标准逐项进行， 不同车型有不同的试验标准。根据 试制、 试验的结果进行分析 总结，对出现的各种问题进行改进设计，再进 行第二轮试制和试验，直至产 品定型。 汽车的试验形式主要有试验场测试、道路 测试、 风洞试验 、碰撞试验等。各个汽车企业都有自己的试验场， 试验场的不同路段分别模拟不同路况，有沙石路、雨水路、搓板路、爬坡路等等。 国内某汽车企业试验场 保时捷汽车试验场 雷诺新款拉古娜试验场试验 道路测试是样车试验最重要的部分。通常要在各种不同的区域 环境中进行，在我国北到黑 龙江南到海南岛 都有进行道路测试，以测定在不同气候条件下 车

19、辆的行驶 性能以及可靠性。 雷诺新款拉古娜在不同的气候环境下的道路测试 风洞试验主要是为了测试 汽车的空气动力学性能， 获取风 阻系数， 积累空气动力学数据。一般要对汽车正 面和侧面的风阻进行测定，正面的 试验用于计算正面风阻系数和提升力，侧面试验主要是考察测向风对汽 车行驶的影响。国外大的汽车 生产厂家有自己的风洞试验 室，由于造价非常昂 贵的原因国内尚没有专门的 汽车风洞试验室。 雷诺新款拉古娜风洞试验 奔驰 R 级风洞试验 碰撞试验的作用是测试汽车结构的强度，通 过各种传感器 获得各个部分发生碰撞时的数据，考察碰撞 发 生时对车内假人造成的伤害情况。通 过碰撞试验可以发现 汽车安全上的问

20、题，有 针对性的对车身结构进行 加强设计。碰撞试验主要包括正面碰撞、侧面碰撞以及追尾碰撞。 样车碰撞试验 试验阶段完成以后， 新车型的性能得到确 认， 产品定型。 五、投产启动阶段 投产启动阶段的主要任务是进行投产前的准备工作，包括制定生产流程链，各种生 产设备到位、生产线 铺设等等。在试验阶段就同步 进行的投产准备工作包括，模具的开发和各种检具的制造。投产启动阶段大 约需要半年左右的时间，在此期 间要反复的完善冲压、 焊装、涂装以及总装生产线，在确保生产流程和样车 性能的条件下，开始小批量生产进一步验证产品的可靠性，确保小批量生产 3 个月产品无重大问题的情况 下，正式启动量产。 在奇瑞，一

21、个全新的车型的开 发，一般有 10 个节点，P0 到 P9，一般要 45 个月。 P0 阶段：立项建议书。 这个阶段较为简单，只是给公司高 层写个立项的报告， 论述一下 这个车型的定位，外形、 风格、预销售的地区、市场前景等等内容，看老板是否同意。 但是这个阶段却是很重要的一步，是整个项目的奠基之笔，这一步不能有大的差错，像 A18 定位就有问题， 就是败笔。 P1 阶段：立项批准。 这个阶段也较为简单，只有老板同意就可以了，就可以过这个节点了。 这个阶段需要销售公司在 4S 店搞市场调研（这也是 4S 店功能之一），了解 这个车型的预销售人群的需求信 息，比如这个车型长宽高、轴距、动力、配置

22、、外形 风格等，了解顾客的需求是很重要的一步，这样在设计时 才能满足消费者的要求阿，但是，很遗憾，国内还没有这个做的，因为合资的不需要，自主的都是老板定， 老板的眼光好还行，要是眼光不好就惨了。 P0 和 P1 阶段都是没有工程师参加的， P1 结束后工程师才开始 进入。 P2 阶段：项目立项。 这个阶段的主要任务是：油泥模型冻结，确定外部造型和内部造型效果。这个阶段只有领导和少数工程师参 加，因为新车都是机密阿。 这个阶段直接决定着设计的好坏，造型 师要有很深的功底，既要车好看，又要满足市场定位、风格等，还要 为后来的工程设计考虑，要风 阻低、人机工程好，满足各国的法规等等，需要相当的经验才

23、可以胜任。 这个阶段也很遗憾，奇瑞大部分的 车型都是从国外买的，因为奇瑞的造型根本做不了，A21 是奇瑞自己做 的造型，那个屁股真的不协调 阿， S21、S22 是国内设计公司做的造型，也不好看，唉。 。 P3 阶段：数字样车。 这个阶段的主要任务是：完成 3 维数据制作， 这个阶段就把 这个车型基本定型了。 这个阶段刚开始的时候，要根据定位确定以后的 竞争车型，就是市场上别的公司的同档次的车，像 A3 的竞 争车型就是高尔夫 5，确定后就要 买几辆回来测试、研究（合资公司也一样的）。首先，要 进行各种试验， 动 力性、通过性、舒适性、空间、操 稳、 NVH（噪声）等等，一是了解竞争车型的水平

24、，二是确定自己 车型的目标。 最后，这行车型免不了要拆几 辆，因 为奇瑞的工程师都比较 年轻，需要看看别人的车的结构，然后把零件带 回去作参考。高尔夫 5 买了 3 辆，被拆了 2 辆，现在拆得最好的是奥迪 A6L，正在 买奔驰 S600，同样也免不 了要被。 。 这个阶段工程师才会全面介入，首先要确定配置表，看要开发那些件，需要哪些功能，在前面确定的造型基 础上完成 3 维数据制作。这个 阶段就是考验一个公司的研 发能力的时候了，因 为要考虑的太多了：外观、功 能、配置、法规、材料、空间、人机工程、安装（包括生 产和售后的）、模具等等方方面面，只要有一个没有考 虑到，以后就会出问题。 在这里

25、我要说一下，奇瑞的工程 师虽然很年轻，但是有 这么多 车型的锻炼，成长很快，只有由于人员流动太 大，有经验的都走了，采购成本太低，零部件的质量太不稳定，造成奇瑞车的质量进展不大，这个话题太大， 有机会再详说。 P4 阶段：验证样车。 这个阶段的主要任务是：装几台车，确 认数据，是否有大的问题，因为实车和造型、数据是完全不同的，这个 阶段一般都要领导试驾，提一些意 见，好改 进，这个阶段还有一个任务就是确定下一步的试验计划。 这个阶段开始后，鱼雷的侦探工作也开始了。 P5 阶段：确认样车。 这个阶段的主要任务是：完成工程定义和各种试验、认证等，这是整个开发工作的重点阶段，车型将基本定 型。 这个

26、阶段一般要装 150 辆 车 左右，前 50 辆在普泰车间（鱼雷侦探工作的主要工作地点）装，后面在 总装车 间装。 这个阶段之所以要装这么多车，主要是 试验：3 万公里磨合 试验，一般 进行 3 轮，一次 2-3 辆车， 3 万公里 OTS 道路试验，一般进行 3 轮 ，一次 2-3 辆车， 还有 10 万公里强化试验，3 万公里的高原、寒带、热带、 强化 等试验，还有安全气囊匹配试验 、ABS 匹配试验、底盘调教、发动机和变速箱的匹配和标定试验，用车最多 的是碰撞试验，这些都是必不可少的，目的只有一个，充分验证车的性能。有的车型还会增加一些特别的试 验来验证车的性能，不合格的 还要增加一些试

27、验，所以 说，有时候试验太多也不好啊。 除了整车的试验，零部件还要 进行材料、尺寸和性能 试验，只有这些都合格了才能进行 OTS 认可（不懂？简 单点，认可后才能供货）。 这个阶段还有一个很重要的任务就是认证：涉及法规要求的零部件和整车都要做，全部合格后才能拿到 发 改委的许可证，有了许可证后才能 卖车。 认证的周期也很长 ，一般要 4-6 个月，所以 说，不要随便就能换发 动机的，不可能，国家的法规要求在这里。 P6 阶段：PVS 车 。 这个阶段的主要任务是：验证装配工艺，生 产可行性， 车是可以了，能不能大批量生产呢？物流、生产节拍 等就是这个阶段来验证的。 P7 阶段：OS 车。 这个

28、阶段的主要任务是：小批量试装。 这届阶段一般要生产 100-200 台，作为大批量生产的演练，车也还有 一些小的改动，但是无关大局了，这个时候的车要拿一些出来到 4S 店来展示，看看顾客和市场的反应。 P8 阶段：SOP 。 这个阶段的主要任务是：设计结束，就看 销售的了。 P9 阶段：ME 车。 这个阶段的主要任务是：市场导入，即打广告了，上市了。 国内自主产业，基本上全是在模仿国内外比较时尚的车型，一般国内企业开发周期最快的可以是一年稍长 一点时间，从确定样车到修改造型（外 饰和内饰）至少需 1-2 个月，拆解并建数字模型至少 3-5 个月，招标并 试制零部件至少个月，之后便是试制样车到小

29、批量下线了，一般是 3-5 个月；当然涉及到的改动较大时就要 视具体情况了，这其中还不能有什么大方案上的反复，否 则时间 就更不能保证了，有的时候反复一个大的 方案都会花上好几个月时间 基本流程如下： 1、根据公司指定的开发车型 做前期市场分析选定 设计参考样车编制整车设计任务书； 2、绘制简易总布置图（1：1），确定总体尺寸提交给造型部，造型部根据绘制的二维效果图和总布置图 来制作 1：1 的油泥模型经过造型评审后即开始采集造型点云数据， 经过逆向做出 3 维外表面模型 再用五轴铣床根据 3 维外表面模型铣出 1：1 的实体模型，经过表面处理做成接近于真实的实体模型再 对此近似真实模型进行评

30、审通过评审即可基本确定整车外形效果和 3D 外表面数模了。 3、在第二步开始的同时，设计部门（车身、底盘、 电器、附件等）会同步拆解参考样车，分 别对各部分进行功 能分析，状态确认，并逆向建模，在外部造型确定后及时更改涉及到部分（一般涉及到的是发动机舱、后行 李箱和侧围部分的车身钣金更改，当然也会涉及到其他局部更改）。 4、在外部造型确定后造型部就会及时根据绘制的内饰效果 图来制作 1：1 内饰油泥模型， 经过造型评审后逆 向建模细化内部结构，再经过 内部结构的方案讨论评审后即可确定基本的内 饰造型和结构。 5、在建模的过程中，总布置人员就会根据采集到的数据针对 新的内外饰造型进行相关的人机工

31、程校核（主 要是：驾驶员坐姿校核、上下车 方便性校核、踏板位置校核、外后 视镜和内后视镜的校核、前后方视野校核， 通过性校核、驾驶员操纵界面方便性校核、雨刮刮扫面积校核及 视野盲区校核等等），发现问题及时通知相 关部门更改设计方案。这一环节 一般问题较少， 说是校核其 实大部分都是验证，验证他人的产品（样车）。当 然有时候人机校核，会对部分 设计更改起到一定的指导作用。 6、先尽量按样车逆向出各系统 的 3D 数模，完成第一版整车数模后，再由 总体人员根据设计任务书全局考 虑相关布置工作（基本上都是在数模里完成），包括更换动 力总成及其他相关的进气、排气、冷却、供油、 悬 置、制动，换档、变速

32、等等。相关部门再根据总布置结果在第一版数模的基础上更改相关内容。 7、在所有设计开始后一般会在第一版数模完成前后，就开始对各零部件总成进行招标，寻找开发商对各零 部件总成进行前期开发研究和准备工作，各系 统在确认所有 设计都完成后就会通知各供应商对各零部件总 成进行手板或模具样件试制。 8、在设计更改完成后我们的主要工作就是跟踪供 应商的开 发情况， 这个过程包括技术上的支持，根据开发 商反馈得结果更改设计方案等等。 9、根据整车供应商的开发情况和整体 进度，我 们再根据计 划进行第一次样车的试制（一般 5 到 10 台），这 些样车主要是用来验证车身模具、 验证和调整车身焊接夹 具、各系 统

33、的相互装配关系及相关零部件的性能 等等，也会从这批车中抽出 3 台状态较好的样车用于跑国家公告和 8 万里整车性能试验。 10、根据第一次试制结果，反馈问题更改和完善车身模具、焊接夹具及相关零部件性能等。 11、根据情况安排第二次试制、第三次试制、第一次小批量试制、第二次小批量试制、第三次小批量试制， 这些过程是个反复完善的过程，直到 问题基本上都解决后即可正式批 产直到新车上市。 发动机管理系统主要由电子控制单元（ECU）、 传感器和执 行器组成。近几十年来，随着法规的加严和技术 的进步，汽油机发动机管理系 统和柴油发动机管理系统各自都有了很大 发展。 汽油发动机管理系统的基本工作原理是，

34、ECU 根据传感器 输入的发动机和整车运行的工况参数，根据内部 软件控制逻辑向执行器输出喷油量和点火提前角等控制参数，通 过精确控制空燃比，改善混合气的形成、 分布和燃烧，从而改善汽油机的排放性和燃油经济性。汽油机电控技术发展到今天，大致经历了三个阶段1 ： 70 年代末单片机成为系统核心，出 现集中控制系统；80 年代，半导体技术的发展增强了 ECU 的控制功能， 相继出现自诊断、爆震闭环、自学习等控制功能；进入 90 年代，多点燃油喷射系统逐渐成为主流，为适应日 益严格的排放法规，出现了闭环 EGR 控制、蒸 发系统控制、二次空气喷射控制、催化器加热控制、燃油系统 闭环控制等新技术。 EC

35、U 硬件的核心器件就是微处理器。微 处理器的性能及其配套控制 软件的功能基本决定了 ECU 能够完成 的控制功能。随着微处理器的运行速度、数据字长、寻址范围、I/O 资源等方面不断的发展升级，发动机管 理系统的控制水平大大的提高， 许多原来由硬件完成的功能可以用 软件来替代。例如，目前新的判缸算法 省去了凸轮轴位置传感器，用歧管 压力的波动判断气缸的工作 顺序。 综合性能监控、自诊断、信息应用和娱乐系统的综合应用已 经使汽车的性能发生了巨大的变化，但是同样 不可避免的增加了电路和配线。专用集成电路 ASIC 和可 编程逻辑器件 FPGA 的相继出现使汽车电子系统 得以减少元器件，节省电路板空

36、间，且具有开 发周期短，低成本高可靠、用户可定制、可重配置等特点。 发动机管理系统中使用的传感器、功率器件向智能化、小型化发展4 。这些因素使得发动机管理系统的性 能有了很大改善。智能传感器 (Smart Sensor)简化了电控 单元的硬件电路。如霍尔式转速传感器，是将模拟 电路和数字电路集成在同一块硅片上， 输出信号可直接与 单片机接口；智能功率驱动器件(Smart Power Driver)具有过电流、过压、过热 、负载短路和断路保护等多种功能，并可反馈故障信息。 日益严格的排放法规直接推动了汽油机电控系统的出现和发展。1966 年，美国加利福尼 亚州颁布了世界上 第一个汽车排放污染物控

37、制法规。1967 年，博世公司 发布了 D-Jetronic（速度-密度方式）电控汽油喷射系统， 并被各汽车公司采用1。自此，汽油机 电控系统开始正式应用在发动机上。 70 年代后期，为了满足更加严 格的排放法规，三效催化 转 化器被开发出来。三效催化转化器能够同时降低 汽油机的三种有害污染物的排放，但它在理 论空燃比附近很窄的混合气空燃比窗口（ a=1.000.01）内才能 达到 90%以上的转换效率。只有具备空燃比闭环控制功能的汽油机电控系统才能实现如此狭窄的控制窗口。 空燃比闭环控制和三效催化转化器配合使用，和 传统的化油器 发动机相比，可以使 发动机排气中有害生成 物 CO，HC，NO

38、x 的排放量减少 95%以上，成为汽油发动机降低排放最有效的技术措施2。70 年代末微处 理器的迅速发展，使得汽油机 电控系统实现多功能控制成 为可能。汽油机 电控系统迅速发展为集空燃比控 制、点火正时控制、怠速控制等功能于一体的集中控制系 统 ，比如 1980 年通用公司推出的 TBI（节气门体喷 射）系统3，1982 年福特公司推出的 EEC系统4。其中通用公司在 1980 年推出的 TBI 系统的核心是一 个 8 位的通用公司专用微处理器（GMCM），控制软件达 8K 字节。 80 年代中后期，各种具备高运算速度、强大处理能力的处 理器以及各类专用集成芯片（如 MOTOROLA 6830

39、0 系列 32 位微处理器）的出现，为日益复杂的控制软 件提供了硬件基础。 传感器、执行器的可靠性也在 不断提高，同时向智能化小型化 发展。 这些因素使得汽油机 电控系统的性能有了很大改善：一方面，控制精 度不断提高；另一方面，增加了 EGR 控制、爆震控制等功能。 90 年代初，考虑到提高燃油经济 性和驾驶舒适性，汽油机电控系统开始与动力传动系统的其它部分，如变 速器等系统的控制一起考虑，形成 动力传动系统控制模块 （PCM）的概念。由于汽车上的电子控制装置越来 越多，导致车身线束庞大而且复 杂，控制器局域网（ controller area network, CAN）总线技术被引入到汽车电

40、 子控制领域。原来独立的各子系 统，如 发动机控制、ABS、安全气囊、智能悬架控制等可以通过 CAN 总线实 现实时数据交换，形成整车网 络。 90 年代中后期至今，排放法规变 得更加严格，表 1.1 是欧洲汽油 轿车的排放标准。由于欧法规的测试循 环开始将发动机起动的前 40s 也纳入考核范围，尽可能降低冷起动排放的控制策略成为这一时期汽油机电 控系统研究的重要方向。由于汽油机在冷起动时氧传感器尚未达到正常工作温度，无法提供反馈信号对燃 油量进行闭环控制。P.J.Shayler 等人建立了用于开环控制的油膜 补偿模型56 。Giorgin Rizzoni 等人进行 了采用缸内压力作为反馈量的

41、冷起动空燃比闭环控制的研究78。而 Tang X G 等人提出通过发动机缸内 压力和扭矩作为反馈信号来预测冷起动阶段的瞬时空燃比，对喷油脉宽实行闭环控制9。 汽车外部造型设计 Exteriors car design 步骤 A 设计研究 1. 研究并分析技术资料（概念报告和造型描述书）和公司的其它具体要求； 2. 借用或沿用部件的三维图纸；（如底盘） 3. 在开展新产品设计之前，研究并分析品牌的 设计风格以 进行统一； 4. 统一相关设计术语； 5. 进行初步方案研究，并手绘设计图（草图- 用马克笔、铅笔、碳素笔等工具，数量视需要）；并组织讨论、评 选、优化。 6. 由设计师对各方案进行独立设

42、计； 7. 完成 5 套备选设计方案，并分 别提供 2D 效果图（前视、45 度侧视和正侧视）； 8. 进行 2D 渲染及设计陈述； 9. 公司或院级评审选定设计方案； 10. 对选定的设计方案进行设计细化及修改； 11. 细节设计，色彩设计及纹 理设计； 12. 最终 2D 设计方案陈述和公司 级评审。 步骤 B 3D 虚拟建模 13. 使用 Alias Studio 完成计算机辅助 3D 外形建模； 14. 三维虚拟演示，辅助以光学模 拟软件； 15. 细节设计及修改； 16. 最终 3D 方案陈述 (与其他工作同步进行，如油土模型制作) 。 步骤 C 油土模型 Style Model 造

43、型比例 1:1 （全比例） 17. 完成底盘模型，使用粗材料并按照技 术参数进行数控 铣； 18. 在三周左右的时间内完成手工建模及修改； 19. 使用照相测量法和数控加工法以保证两边车身完全对称； 20. 最终抛光处理； 21. 完成车身喷漆及车窗（镜面）安装，并 进行前/ 后车灯效果测试； 22. 加装仿真车轮/轮胎（使用薄板制作）。 汽车内部设计 Interior car design 步骤 A 设计研究 1. 研究并分析技术资料和公司的具体要求； 2. 汽车公司已有部件的三维图纸；（如底盘） 3. 在开展新产品设计之前，研究并分析汽 车品牌的设计风 格以达成统一； 4. 统一相关设计术

44、语； 5. 进行初步方案研究，并手绘设计图 （草图-用马克笔、铅笔、碳素笔等工具）； 6. 由设计师对各方案进行独立设计； 7. 完成 3 套备选设计方案，并分 别提供 2D 效果图（45 度侧视和正侧视）； 8. 进行 2D 渲染及设计陈述； 9. 公司或院级评审选定设计方案； 10. 对选定的设计方案进行设计细化及修改； 11. 细节设计，色彩设计及纹 理设计； 12. 最终 2D 设计方案陈述和公司 评审确定。 步骤 B 3D 虚拟建模 13. 使用 Alias Studio 完成计算机辅助 3D 内部结构和细节 建模 14. 三维虚拟演示，辅助以光学模 拟软件； 15. 细节设计及修改

45、； 16. 最终 3D 方案陈述 (与其他工作同步进行，如油土模型制作) 。 步骤 C 1:1 模型 Style Model 17. 使用粗材料及数控铣加工完成: 仪表板,控制台,方向盘,方向盘支柱,前通气口, 前左右门板, 后左右门板, 整体地板, B 柱以下左右面板, 后左右挡板； 18. 按照网格和仿真结果完成车身平台制作，按照造型 图 完成脚踏板和方向盘的制作； 19. 完成各类按钮和把手制作； 20. 在大约三周内完成模型的细化及修改； 21. 采用数控加工法来控制各部分的精确性； 22. 对市场上现有的座椅进行改型，并使用泡沫塑料完成 5 把座椅 (两把前座椅，3 把后座椅)； 2

46、3. 座椅蒙皮制作； 24. 完成内部喷漆工作； 25. 完成所有独立部件并进行组装； 26. 铺设地毯并完成整车内饰的模型； 乘用车整车总布置设计工作内容 1) 按标杆车型或现有改进车 型开展总布置设计 2) 整车的总 体布置实现所有总成、零部件及附件的合理布置和合理装配；采用三 维实体 CAD 总布置设计 （CATIA、UG 等软件），实现高精度的布置和数模 检验。 3) 确定设计硬点和设计控制规则（设计硬点是确定车身、底盘与零部件相互关系的基准点、线、面及控制结 构的统称）。 4) 整车 的总体设计检验所有运动部件的运动学校核，以便避免零部件的运 动学干涉,例如悬架跳动和转向 系统的运动

47、学干涉校核、转向梯形校核、轮胎跳动与轮罩包 络图等。 5) 通过更换动力总成，整车的总体设计实现整车性能计算和仿真，实现整车性能匹配和系统优化校对。 6) 整车的总体设计实现所有主要零部件的设计参数的确定和设计选型, 设计参数的确定和设计选型需要 配套厂家配合试验以及产品专业设计标准，并完善 产品信函（ 设计任务书）, 同时为项目协同开发创造条件。 7) 整 车的总体设计实现人机工程设计和设计舒适性法规的校核和设计优化，如人体模型的三维建模及三 维总布置设计，前后视野校核，上车舒适性校核，雨刷校核，眼椭圆校核， 头廓包络线校核。 8) 整车的总体设计实现整车 性能计算和仿真。 9) 安全带与气

48、囊选型、电喷和排放、ABS 等汽车电子控制设备由指定配套商负责匹配，或者条件具备时自 己进口、建立外形模型并进行布置和匹配。 总体设计的主要工作内容及技术成果如下： 1 总体设计总概述报告-总体设计总 概述 2 各总成位置总布置及主要控制硬点-各总成位置总布置及主要控制硬点 3 风窗玻璃刮水器运动学校核报告-风窗玻璃刮水器运动学校核 4 轴荷分配计算及转弯半径调整校核-轴荷分配计算及转弯半径调整校核报告 5 转向系统设计校核报告-转向系 统设计校核 6 制动力匹配校核报告-制动力匹配校核 7 动力性能计算报告-动力性能 计算 8 燃油经济性能分析报告-燃油 经济性能分析 9 操纵稳定性计算报告

49、-操纵稳 定性计算 10 平顺性能计算报告-平顺性能 计算 11 产品信函（设计任务书）-完善和修改 计划任务书 12 产品描述书 AOS（Assembly Operation Sheet）-产品总成、分总成装配关系 13 整车明细表 PPL（Production Parts List）-产品系统、各总成及零部件清单 14 整车成本核算书-按不同配置的核算 书 15 总体设计有关的三维数模-总布置图, 运动学校核图等 16 整车技术条件-整车、各系统技术主要技术参数及引用标准 17 产品使用手册（Owners manual）-整车介绍、安全 驾驶、车辆和主要部件使用方法、技术特征参数等（参照 标杆车型） 18 整车质量标准 CVQS（Complete Vehicle Quality Standards）-整车零部件装配硬点及间隙与公差要求，各部 件功能、操纵件的操纵力和调 整基准 19 零部件手册-整车主要总成零部件清 单及爆炸图 20 维修手册-整车主要总成零部件的 维护、检查和保养等规范 汽车开发项目主要输出 1) 内、外造型效果图（数种初选方案和最终方案），内、外三维造型数模