摘要：基于电动汽车行业的市集与客户需求领悟，提出了合用于某公司的神速高效的模块化计划技巧。以电动汽车电池热统制集成产物为例，采用产物设备计划与变形计划

摘要：基于电动汽车行业的市集与客户需求领悟，提出了合用于某公司的神速高效的模块化计划技巧。以电动汽车电池热统制集成产物为例，采用产物设备计划与变形计划技巧，对模块化计划技巧举行了可行性验证。该产物模块化计划技巧征求：产物模块化领悟，即对各整车厂的技艺条件举行领悟，提炼分歧客户的共性需求，并遵照共性需求对产物各项功能目标举行系列策划，划分产物的重要机闭模块；产物模块化计划平台修筑，即竖立表率的产物编码和零部件定名编制，编制重要机闭模块间接口的计划原则，竖立准则模块，并以计划模板、原则和产物实例竖立产物模块化计划平台。

立刻日下，为了符合环球化的市集角逐，满意客户众样化的需求，成立企业慢慢将性格化办事举动卖点，遵照分歧客户的需求举行定制化产物的开辟。祁国宁等提出了多量量定制技艺的根基道理和技巧。邵晓峰等领悟了大界限定制临盆的特性，即以客户需求为起点，以模块化计划、零部件准则化为底子，以圆活为符号结构临盆。王舟师正在其博士学位论文中发挥了大界限定制与模块化计划的观念，提出了面向大界限定制的产物族机闭优化技巧和模块化产物设备计划技巧。正在模块化计划技巧的考虑方面，顾新筑等以表面连结众个产物的行使案例，对机电产物模块化计划技巧举行整个考虑，竖立了产物模块化计划的历程模子——“Y模子”，而且提出了机电产物模块化水准的评判技巧(征求产物模块化水准评判与模块化效益评判)。侯亮等以为模块化计划的主题是领悟产物机闭与计划历程，并对它们举行重组；同时，他们将产物机闭分为“性能域”“技艺域”“物理域”，修筑了三者之间的映照模子。孙锐等针对模块化计划顶用含混聚类法划分模块时存正在的精度缺陷，提出了基于核函数的含混C均值聚类和遗传算法的模块划分技巧。王东星等将模块化计划技巧应用正在动车制动体例计划中，提升了制动体例的产物格地与不乱性，低落了整车拼装难度，缩短了整车安装韶华。分歧层级的产物开辟都可能应用模块化计划技巧。模块化技艺可能缩短产物研发周期、提升产物格地、低落研发本钱。

目前，模块化计划技巧已被普遍行使于船舶、燃油车、家具、推算机等产物的研发历程，但举动新兴物业的电动汽车电池热统制体例，对模块化计划的行使还较少。电池热统制体例及其零部件的研发成立历程面对下列重要离间：①因零部件繁众、安装联系繁杂，各零部件之间人人采用金属管道硬相接或软管抱箍相接方法，所需装置空间大，装置恶果低，质地危急点众，可维修性差；②国表里新能源制车公司繁众，看待电池热统制体例及其零部件的需求各异，存正在接口不联合，所需零件交换性、通用性差的题目，众口难调，怎么斡旋性格化需求与多量量定制间的冲突，已成为电动汽车电池热统制体例及其零部件研发成立公司亟待处理的紧张题目；③正在电动汽车物业进一步整合、零部件研发周期条件缩短的配景下，电动汽车电池热统制体例及其零部件正在研发成立周期和行使牢靠性方面仍存正在题目。

本文以电动汽车电池热统制集成产物为例，拟提出合用于电动汽车电池热统制集成产物高效开辟的模块化计划技巧，以便面临整车客户需求作入神速响应，正在短韶华内研发成立出满意分歧客户条件的电动汽车电池热统制集成产物。

某公司2005年创制，从事汽车热统制体例的产物研发出售，颠末十几年的繁荣，其目前的单品性能零部件出售量依然处于国内领先水准，车用热力膨胀阀年出售量达1 700万件，稳居天下前三甲；其他产物如电子水泵、电子水阀、油冷器、电池冷却器、电子膨胀阀、电磁阀等的销量正在国内领先。其单品性能零部件技艺蕴蓄堆积坚固，产物系列整个。基于大宗单品性能零部件的订单数据，连结现有电动汽车电池热统制集成产物的整车客户需求、已有产物性能等数据，可能展开电动汽车电池热统制集成产物的模块化计划。

目前该公司正在批量化临盆的单品性能零部件方面依然具有大宗的国表里整车厂订购户，如戴姆勒、通用、福特、人人、吉祥、沃尔沃、比亚迪、北汽新能源、蔚来汽车等公司。其电动汽车电池热统制集成

产物具有吉祥、福特、沃尔沃、通用、恒大、比亚迪、小鹏等客户的批量产物订单。对单品性能零部件的多量量订单及已有电动汽车电池热统制集成产物数据举行领悟，连结电动汽车市集繁荣趋向，可确定该公司的产物模块化计划需求。

电动汽车电池热统制集成产物的客户需求领悟次序为：①调研并收罗已有车厂的需求音讯(此项数据重要由策划部分正在与客户普通项目疏通中蕴蓄堆积获取)，预测客户改日需求或潜正在需求，特别需求发现其兴奋需求(此项数据重要由产物技艺职员正在与整车客户技艺职员的本质项目互助中蕴蓄堆积获取)；②对获取的整车客户需求音讯(征求产物条件、技艺表率、寿命目标、法例条件等)举行矩阵领悟，并判决哪些技艺条件是目前公司电动汽车电池热统制集成产物可能满意的、哪些是需求从头开辟的、哪些是可能与客户计划后舍弃的；③对政策客户需求举行领悟提炼(政策客户重要为环球几大车厂，如本田、丰田、通用、戴姆勒、宝马、大方等)，酿成分歧整车厂的共有需求，为修筑产物数据平台供应扶助。

注：PAG为合成的聚(乙)二醇类润滑油(Polyalkylene Glycol)；POE为合成的众元醇酯类油(Polyol Ester)。

电动汽车电池热统制集成产物的单品性能零部件规格繁众，开端忖度上千种。正在产物模块化计划之前要对公司已有的零部件举行ABC领悟，遵照分歧的性能条件，将零部件分成A、B、C 3类。A类零部件指客户为满意整车装置条件所定制的种种装置板、换热组件、接收、虚拟次序以及遵照客户特定接口定制的零部件。它们的通用化水准较低，本钱较高。B类零部件指对产物的闭节功能、重要性能有影响的零部件。它们可能正在分歧电动汽车电池热统制集成产物中交换，通用化水准高，容易举行变型计划，历程工艺的相仿性较强，如驱动电机、传动齿轮、电容、电阻、绝缘柵双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、O形圈、异形圈、减震垫圈等。C类零部件广泛目标准件。它们正在机闭、尺寸、画法、符号等各方面有国标、行业准则可能参照，如螺钉、螺母、弹簧等。

零部件ABC领悟的用意正在于为竖立模块化产物平台打底子，晋升零部件正在分歧产物中的重用率，一方面将分歧产物的专用零部件变为大批产物可能通用交换的零部件；另一方面将大局限产物通用的

零部件尽大概变为准则件。通过零部件ABC领悟，可能筛选可通过模块化计划就业淘汰的零部件品种。电动汽车电池热统制集成产物中A、B、C类零部件数目与本钱占比景况如图1所示。

注：PCB为印刷线道板(Printed Circuit Board);TVS为瞬变电压强迫二极管(Transient Voltage Suppressor)。

产物型谱是反应产物型号与发货量(需求量)的联系图。图3所示为某公司电动汽车电池热统制集成产物型谱。对电动汽车电池热统制集成产物型谱举行长远领悟，订定相应的繁荣策划，有利于晋升电动汽车电池热统制集成产物的繁荣潜力。

产物性能模块划分的根基原则有零件团结原则、性能原则等。零件团结原则是指把已有的众个零件整合成单个新零件，把已有众个零件百般彼此联系变为一个零件内的彼此联系，以淘汰原料的行使量，低落加工和安装的本钱；性能原则重要是指从各零件间的机闭、能量、物质、信号、用意力的联系度开拔，结束模块划分。

电动汽车电池热统制集成产物性能模块划分是遵照已有批量产物的性能道理、整车客户技艺条件，遵照产物性能模块划分的根基原则举行的。电动汽车电池热统制集成产物的主题性能是热量换取、流量调整、流量开闭，其重要性能模块有换热芯体、制冷剂流量调整模块、冷却液回道流量调整模块等。

换热量是电动汽车电池热统制集成产物的主题目标之一，反应了产物的热量换取才智。电动汽车电池热统制集成产物分歧型号的换热芯体对应于系列化的性能参数，从而酿成具有分歧热量换取才智的电动汽车电池热统制集成产物。换热芯体的换热量参数系列化计划如图4所示。

制冷剂流量调整模块可能通过调整电动汽车空调体例回道中制冷剂流量，变更空调体例用于电池包冷却的换热量、用于搭客舱降温的冷量，并辅助电池热统制体例举行电池包的冷却。制冷剂流量调整模块能遵照阀口巨细来界说流量调整才智，使流量调整才智系列化(表3)。

冷却液回道流量调整模块可能通过调整电池热统制体例冷却液流量与流向，来把握电池热统制体例的换热量，从而使电池包的就业温度正在合理畛域，提升电池的恶果，晋升电动汽车的续航才智。冷却液回道流量调整模块能遵照换向性能数目告终产物的系列化(表4)。图5所示为分歧换向性能数目的冷却液回道流量调整模块。

产物机闭模块是性能模块的载体，机闭模块划分应连结性能模块的划分来做，以尽大概少的模块构成尽大概众的产物。模块划分应简单计划选用、加工安装、物流统制和庇护珍惜等。

电动汽车电池热统制集成产物机闭模块划分的依次是先合座后限制，按序划分部件、组件、零件3个主意的模块，或称为I级、Ⅱ级、Ⅲ级3个层级的模块。起初确定对产物闭节性能有宏大影响的重要模块，如换热芯体组件、制冷剂流量调整模块等；然后划分次要模块；末了确定辅助模块，如装置支架组件等。

电动汽车电池热统制集成产物模块划分景况如图7所示。I级模块征求冷却液回道流量调整模块、制冷剂流量调整模块、换热组件模块、装置支架组件模块等。

竖立产物编码和零部件定名编制是指,对总成、部件、零件等用字母或数字举行编码，并由专人对编码、定名申请举行审核，以便正在模块化计划时搜罗、选用和领悟。

针对某公司的电动汽车电池热统制集成产物，本文遵照JB/T 5054.4—2000《产物图样及计划文献编号准绳》(它供应一种平行编码编制)举行编码。正在图8所示的产物编码编制中，种别号与分辨号具有分歧编码法例，可能络续扩容。编码法例及阐述如下：编码0127-08-00001体现某个电动汽车电池热统制集成产物的冷却液回道流量调整模块。

(1) 产物号由4位阿拉伯数字组成。如0127中，01体现电池热统制体例，27体现集成产物。分歧产物中同类零部件的产物号各不相仿，以初度行使的产物代号举动其产物号。

(2) 种别号由2位阿拉伯数字组成。应遵照分歧的零部件性能，对部件和零件举行分类。电动汽车电池热统制集成产物局限零部件的种别号如表5所示。

零部件定名是对零部件所具备性能的简便总结，搭筑零部件定名编制是为了使零部件定名历程有章可依，简单选用零部件时神速鉴别，淘汰零部件类型的数目，晋升零部件重费用。表率化的零部件定名编制正在模块化计划行使中具有很紧张的用意。

零部件名称表率化是对已有零部件名称举行领悟并编制定名表率的历程。正在订定零部件定名法例时，应起初遵照零部件分类，基于性能和机闭性格，尽量避免歧义，以行使频次高、名称精粹、适宜逻辑的名称举动参考，然后归结出通用法例。其它，应遵照零部件定名法例来界说零部件名称，以确保零部件的名称具有相仿性和独一性。订定定名法例后对零部件名称一一校验，并对每个零部件名称举行备注阐述，以便于产物开辟职员正在新筑零部件时查问。零部件名称申请与零部件编码申请相仿，需求通过公司准则化专员的审核，审核通事后才华将新的零部件名称增加至编码库。

计划准则模块是电动汽车电池热统制集成产物模块化计划的紧张症结，是悉数产物模块化开辟的必有次序。它征求领悟零部件几何形态和机闭参数，竖立模块主模子和百般主文档等。

通过领悟，寻得分歧产物及零部件行使性能、呆板机闭、成立历程的相通性，竖立可能正在分歧产物之间交换的通用模块，以满意变型计划的条件，淘汰零部件的品种。如电动汽车电池热统制集成产物的接收零件，需求满意分歧流量、分歧客户装置地位、分歧敌手件的条件，品种许众。通过呆板机闭的领悟，创造许众接收零件的尺寸和形态特质都非凡相通，如其墩头的倒角、限位、巨细等(图9)。

对图10所示接收零件机闭参数举行领悟后，可将这些参数分为性能需求、加工需求等种别；因R1、d2、H3等为稳定尺寸，而其他尺寸随分歧安装条件而改观，因此又可遵照参数是固定的仍旧可变的，以及分歧参数间的相干，对这些参数举行分类。

对应图10，可作图11所示电动汽车电池热统制集成产物接收零件的主模子。图11中，接收零件仅有A、B、C 3个参数的变动需求把握，其他参数如DAB、DAC、DAD、DAE，要么是固定稳定的，要么都可能通过这3个参数举行推算。

接收零件主模子应与事物性格表联络起来，酿成模块主模子。事物性格表用于刻画模块族中各模块的简直尺寸及性格(如规格、原料字号等)。表6 所示为电动汽车电池热统制集成产物接收零件的事物性格表。

同类模块的神速退换、分歧模块的简单安装，都要用到模块上的接口。只要各模块间接口具备协和性，模块才有更好的独立性，才华对彼此独立的分歧模块举行神速组合，以酿成性能协和、机闭紧凑而具有柔性的产物。模块接口计划是否合理对模块化产物的功能有很大影响。

电动汽车电池热统制集成产物模块化计划平台的修筑便是竖立各模块之间的联络，以便正在产物模块化计划时拣选模块。产物模块化计划平台修筑历程征求：竖立产物主机闭、领悟产物参数、安顿产物系列、计划系列化产物模块等。

产物主机闭即遵照产物就业道理和性能模块分类编制的机闭树模子。产物模块化计划时应按照其机闭树模子，正在性能上拣选分歧的模块举行组合。图13 所示为电动汽车电池热统制集成产物的主机闭。

产物主机闭面向产物族，征求必选模块和可选模块。正在电动汽车电池热统制集成产物模块化计划时，冷却液回道流量调整模块、制冷剂流量调整模块、换热组件模块、装置支架组件模块等都是必选模块，而制冷剂流量调整模块中的II级模块传感器、换热组件模块中的Ⅱ级模块线束固定架属于可选模块。

通过产物的客户需求领悟和性能机闭策划，将会酿成产物性能参数、功能参数和机闭参数。此中，性能参数征求换热量、换热流道数目、冷却液回道流量调整模块精度等；功能参数征求揭发量、噪声等；机闭参数征求装置支架模块尺寸、接收装置墩头尺寸等。图14所示为电动汽车电池热统制集成产物的几个代表种类。

产物模块系列化计划以产物系列化和产物参数领悟为底子。模块系列化计划是指让各级模块规格和数目淘汰(如衬套、阀体组件的相仿固定方法为3-5 种)，但能满意分歧的整车客户需求；通过分歧模块之间的交换组合，酿成众样化的产物规格。对电

动汽车电池热统制集成产物的换热组件模块举行系列化计划时，遵照产物换热才智及换热流道数目的条件，可计划系列化的换热组件A1、换热组件A2、换热组件A3等(表8)。

产物设备计划是指遵照预订义的零部件集和它们之间的管理联系，通过合理组合，酿成能满意客户性格化条件的产物计划历程。电动汽车电池热统制集成产物的设备计划是遵照电池热统制集成产物的客户需求界说，正在电池热统制集成产物的功能、性能、寿命等满意整车厂条件下，以产物主机闭为底子，通过选配分歧的Ⅰ级、Ⅱ级模块(如分歧换热量的换热芯体组件、分歧流量的制冷剂流量调整模块)，举行计划检验和验证，开辟能满意百般需求产物的历程。

产物设备计划的技巧可能分为：产物性能设备计划、产物机闭设备计划。此中，产物性能设备计划重要面向整车市集与客户，以性能条件的输入和选用为主；产物机闭设备计划重要面向产物开辟职员，以机闭参数的输入与组合为主。

变更产物零部件的局限机闭，进而酿成新的零部件，使原有产物的主机闭和性能稳定，这是产物变型计划的准绳。产物变型计划的最大利益是可能神速计划成型。执行中,产物变型计划往往与设备计划相连结，来结束产物模块化计划，满意分歧客户的需求。

行使电动汽车电池热统制集成产物模块化计划技巧时，为满意客户对电池包冷却液的需求，需计划一款冷却液流量较大的产物。遵照换热芯体组件、阀体组件等机闭设备条件，计划接收时采用参数系列化计划技巧，对表6中A、B、C 3个参数举行适应调理，计划了新的接收零件，使产物的机闭和性能产生变动。某客户需对冷却液回道的装置接口的偏向举行调理，为此正在已有冷却液回道流量调整模块的阀体部件上，对接收零件举行简便的变型计划，其余机闭稳定。通过产物变型计划，满意了客户新的需求。冷却液回道流量调整模块的阀体部件限制机闭变型计划如图15所示。

本文基于某公司已有产物数据，从加疾产物开辟速率、提升产物历程质地、低落产物本钱的条件开拔，提出了电动汽车电池热统制集成产物模块化计划技巧。对电动汽车电池热统制集成产物的客户需求举行领悟，对产物机闭主模块举行划分，竖立产物编码和零部件定名编制，搭筑了产物模块化计划平台。执行阐明，应用模块化计划技巧，可能加疾电动汽车电池热统制集成产物的研发速率，提升产物格地，低落研发本钱。

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