一“台”多用

只需要一个平台，就能满足多种不同车辆型号的需要：多年来，类似的平台帮助保时捷开发了大量品种繁多的内燃机汽车及其衍生产品，并让其能以合理的成本和时间进行批量生产。平台生产模式带来了规模经济效应：更少的部件、更大的产品数量，从而大大降低了部件成本并确保了产品的高质量。大众汽车公司的模块化横向生产模块（MQB）是统一生产平台战略的先驱之一。自 2012 年以来，大众公司借助这一平台生产了一系列搭载汽油或柴油发动机的车型。目前，该集团凭借平台战略，已生产了超过 3,200 万辆汽车。

通过模块化电动驱动系统（MEB），大众汽车在早期阶段就将 MQB 理念转移到电动汽车上，以提高其开发和生产效率。而由奥迪和保时捷联合开发的新型高级电动平台（PPE）则进一步扩大了电动汽车平台概念的应用范围。为此，保时捷正在开辟新的机会，以商业上可行的方式将具有高技术标准的车型大批量推向市场，从而促进其产品组合的另一个重要支柱实现电气化。针对这一点，保时捷 2030 年的目标是在其新交付的汽车中，全电动车占比提高到 80% 以上。

在 PPE 的助力下，全电动平台将在更多领域发挥其优势。在这个方面，除了组件和空间等领域，一个重要的例子便是车身底部的集成锂离子电池。根据保时捷的理念，保时捷工程公司在续航能力、性能和可持续性之间，重点关注电动车的续航能力。同时，该平台设计在轴距、轮胎宽度和离地间隙方面提供了很大的发挥空间，如此便能轻松满足不同的后驱或全轮驱动车型的需求，为不同的细分市场提供各类性能水平。

独立特性

这种灵活性也让保时捷车型继续保持其强大独立的特性。系统功率最初将达到 450 kW，最大扭矩超过 1,000 Nm。第一辆基于 PPE 设计生产的保时捷将是全电动 Macan。凭借其 800 伏的设计、强大的最新一代电机和先进的电池和充电管理，该车型将实现保时捷独有的超高电动性能。作为一款万众喜爱的紧凑型 SUV 的下一代车型，这款电动 Macan 将成为其细分市场中运动性能最高的车型。在开发过程中，开发人员的目标除了可重复的最佳驾驶性能值外，还包括实现适合长距离行驶的续航能力与高性能快速充电技术。

在此，电动汽车平台的优势便显而易见。然而，其设计对于工程师来说依然是一个非常复杂的挑战，因为工程师必须考虑众多方面，并需要将相互冲突的发展目标和谐地融合起来。这一挑战在各类车辆的开发中均存在，但在电动车辆当中尤为突出。这是因为与内燃机汽车相比，电动汽车的各个驱动部件提供了更多的设计自由。为此，工程师在设计平台时，要提供很大的可扩展性，使其非常灵活，这样才可以通过驱动系统套件创造出完全不同的车辆。与内燃机相比，电动驱动系统可以被安置在一个平台内，并可增加一个额外的电机来实现后轮驱动、全轮驱动或前轮驱动。

“从平台的最初设计开始，我们就考虑到了其可扩展性。” Humberto de Campos do Carmo

多年来，保时捷工程公司在该领域中累计了大量的整体系统知识，从而使开发人员能够实现平台概念的最佳整合。如今，保时捷工程公司的服务范围包含了平台整个开发过程链的每一个步骤，从最初的项目设想一直到平台设计。一个项目的基础通常是初步的可行性研究，其中还会在给定的框架条件下，审查项目是否具备技术可行性。这样，客户的主观愿望便可以被转化为客观、物理上可测试、可测量的属性。

计算机辅助开发

接下来便是要制定尺寸理念，开发团队需要确定车辆及其部件的所有相关尺寸。“在此基础上，开发工作将会越分越细，直到开发人员最终获得整车的数字化概念。”保时捷工程公司汽车概念和组件设计专业负责人亨贝托·德坎波斯·杜卡尔莫（Humberto de Campos do Carmo）解释说。下一步便是对各类部件精确规格的仿真，例如车身外壳结构、电池、座椅、驱动和车身支撑结构等。这一步将会用到计算机辅助开发：开发人员创建一个虚拟模型，即所谓的数字样机（DMU），并对主要部件进行定义。然后汽车制造商将会接手，将项目设计转化为可生产的车辆。

保时捷工程公司在这一阶段还为其客户提供部件、系统和整车开发、仿真和测试等服务。“保时捷工程公司的全面技术与经验对我们来说非常有价值，该公司为我们提供了全领域、全部门的无缝支持。”保时捷物理架构平台和尺寸概念主管克劳斯·伯恩哈德（Klaus Bernhard）说，“这大大节省了协调的工作量并简化了开发，因为我们在这个过程中必须将电动汽车平台始终视为一套系统。唯有如此，我们才能同时考虑各种实质性的开发内容，例如碰撞安全、组件、重心、重量和功能等。”

展示品牌的最佳优势

在电动汽车的开发生产中，电池起着决定性的作用，因为它不仅是电动汽车的能量储存装置，而且由于安装空间和重量的原因，它还是碰撞结构、车底加固和冷却系统的重要组成部分。伯恩哈德说：“保时捷十分重视平台的灵活性对车辆设计的作用，尽力使保时捷跑车的品牌特性——在日常使用中的高度适应性与超高驾驶性能——获得最佳的展现。”其中便包括了驾驶员座椅和座椅位置的设计：必须符合人体工程学、运动性与舒适性要求，并适合全球范围内广泛的客户群体。

平台开发的首要原则是：在确定平台之前，不应启动具体的车辆项目。只有这样，开发人员才能实现各个开发目标的平衡，并对电池、前后桥等部件，或是车轮尺寸等进行优化设计。若是到后期才进行调整，就会非常耗时费力、成本高昂，有时甚至根本无法进行后期调整。许多小型汽车制造商在启动一个汽车开发项目时，根本没有考虑到平台战略的优势。“于是我们便经常遇到这样的情况：汽车制造商在已经有了一个汽车模型的情况下才与我们联系，让我们开发进一步的衍生产品，但平台根本不适合这种情况。”德坎波斯·杜卡尔莫说，“然后，汽车制造商就必须决定，是开发一个新的平台，还是选择一个不能满足所有要求的折中解决方案。

而另一个客户则恰恰相反：该客户希望推出一个电动汽车车型系列，并在早期阶段就寻求与保时捷工程公司合作，为此也节省了大量开发费用。德坎波斯·杜卡尔莫解释说：“从平台的最初设计开始，我们就考虑到了其可扩展性，还为最重要的车辆系统开发了一个模块化系统。”

“保时捷工程公司的全面技术与经验对我们来说非常有价值。” Klaus Bernhard

例如，针对各种车型的不同轴距，开发团队做出了特殊的设计，使得在轴距增加时，总是能将另一个电池模块安装到车辆底部的间隙中。如此，客户只需要这一个平台，就能满足从紧凑型轿车到豪华轿车与 SUV 等所有所需车辆细分市场的要求。

需要高度的灵活性

现代化平台设计的另一个重要方面即是未来的可行性。例如，即使汽车制造商最初只规划了后轮驱动车辆，保时捷工程公司也应考虑到前轮驱动或全轮驱动等其他选项，以便该平台能够覆盖目前尚未规划的未来车型。为此，工程师们需要引入高度的灵活性来整合未来的技术。其中一个很重要的原因便是电动汽车迅猛的发展势头，诸如电池和电动发动机等部件以及 E/E 架构等都在大踏步向前发展。伯恩哈德解释说：“由于平台的寿命很长，我们在设计时根本不可能预见到哪些创新设计必须在多少年后集成到车辆中。”德坎波斯·杜卡尔莫补充说：“因此，在开发一个新的平台时，我们总是需要评估哪些技术将在什么时候能够进行批量生产，以及它们能以何种形式融入平台中。”

综述

多年来，平台理念帮助保时捷开发了大量品种繁多的车型及其衍生产品，并让其能以合理的成本和时间进行批量生产。在电动汽车方面，平台的优势显而易见。然而，其设计对于工程师来说依然是一个非常复杂的挑战，因为工程师必须考虑众多方面，并需要将相互冲突的发展目标和谐地融合起来。从最初的概念设计到生产就绪的车辆产品，保时捷工程公司都致力于为其客户提供强力支持。

版权信息

原文初刊于保时捷工程集团杂志《Porsche Engineering》2023 第一期

文：Richard Backhaus

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