در صنعت خودروسازی، مفهوم پلتفرم (Platform) نقشی حیاتی و بنیادین ایفا می‌کند. پلتفرم خودرو به مجموعه‌ای از اجزای ساختاری و مهندسی زیربنایی اشاره دارد که توسط چندین مدل مختلف خودرو به اشتراک گذاشته می‌شود. این مجموع شامل عناصر کلیدی مانند ساختار شاسی یا بدنه، سیستم تعلیق، نقاط اتصال پیشرانه و بخش‌هایی از معماری الکتریکی است. استفاده از پلتفرم‌های مشترک یک استراتژی محوری در صنعت خودروسازی مدرن است که به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا با به اشتراک‌گذاری هزینه‌های تحقیق و توسعه و تولید، محصولات متنوعی را با سرعت و بهره‌وری بیشتر به بازار عرضه کنند. درک پلتفرم خودرو چیست؟ مفهوم و اجزای اصلی تشکیل دهنده آن برای فهم نحوه تولید، طبقه‌بندی و ارتباط بین مدل‌های مختلف خودرو ضروری است. این دانشنامه به بررسی جامع پلتفرم در صنعت خودرو می‌پردازد.
پلتفرم خودرو چیست؟ مفهوم و اجزای اصلی تشکیل دهنده آن
پلتفرم خودرو فراتر از صرفاً شاسی است؛ این یک مجموعه مهندسی زیربنایی است که اساس طراحی و ساخت چندین مدل خودرو را تشکیل می‌دهد. خودروهایی که بر روی یک پلتفرم ساخته می‌شوند، ممکن است از نظر ظاهری (نوع بدنه)، فضای داخلی و حتی نوع موتور کاملاً متفاوت باشند، اما بخش‌های پنهان و ساختار اصلی آن‌ها مشترک است.
اجزای اصلی تشکیل دهنده پلتفرم خودرو معمولاً شامل موارد زیر است:
- ساختار کف خودرو (Floor pan): بخش اصلی سازه زیرین که صندلی‌ها، باتری (در خودروهای برقی) و اجزای سیستم اگزوز/انتقال قدرت (در خودروهای سنتی) روی آن قرار می‌گیرند.
- نقاط اتصال کلیدی: نقاط استاندارد برای اتصال سیستم تعلیق جلو و عقب، نصب موتور و گیربکس، و اتصال ستون فرمان.
- بخش‌هایی از سیستم تعلیق: گاهی اوقات، طراحی و حتی برخی قطعات اصلی سیستم تعلیق (مانند نوع آرایش آن) بخشی از پلتفرم مشترک هستند.
- معماری پایه الکتریکی/الکترونیکی: ساختار کلی شبکه برق و ارتباطی خودرو (باس‌های CAN و LIN) و محل قرارگیری ECUهای اصلی.
- دیواره آتش (Firewall): جداکننده محفظه موتور و کابین.
- ستون‌های A و B: در برخی پلتفرم‌ها، طراحی پایه این ستون‌های سازه‌ای نیز مشترک است.
مزایای استراتژیک استفاده از پلتفرم‌های مشترک برای خودروسازان (اقتصادی و تولیدی)
استفاده از پلتفرم‌های مشترک یک استراتژی کلیدی است که مزایای استراتژیک قابل توجهی برای خودروسازان به همراه دارد و در نهایت به نفع مصرف‌کننده نیز تمام می‌شود. مزایای استراتژیک استفاده از پلتفرم‌های مشترک برای خودروسازان (اقتصادی و تولیدی) عبارتند از:
- کاهش چشمگیر هزینه‌های تحقیق، توسعه و مهندسی: مهم‌ترین مزیت. بخش عمده‌ای از هزینه‌های اولیه طراحی، تست تصادف، توسعه سیستم تعلیق و … یک بار برای پلتفرم انجام شده و سپس بین چندین مدل تقسیم می‌شود.
- کاهش هزینه‌های ابزارسازی و تولید: نیاز به طراحی و ساخت قالب‌ها و ابزارهای کاملاً جدید برای هر مدل کاهش می‌یابد. همچنین، تولید مدل‌های مختلف روی خطوط تولید مشابه امکان‌پذیر می‌شود.
- تسریع زمان عرضه محصول به بازار: با وجود یک پایه مهندسی آماده، زمان لازم برای طراحی و تست مدل‌های جدید به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.
- افزایش انعطاف‌پذیری خطوط تولید: در صورت طراحی مناسب، می‌توان مدل‌های مختلفی را بر روی یک خط تولید واحد مونتاژ کرد.
- امکان ارائه تنوع بیشتر در محصولات: خودروساز می‌تواند با هزینه کمتر، طیف وسیع‌تری از مدل‌ها را در کلاس‌ها و با بدنه‌های مختلف به بازار عرضه کند.
- بهبود کیفیت و قابلیت اطمینان: ایرادات مهندسی و تولیدی در یک پلتفرم در طول زمان شناسایی و برطرف شده و این بهبودها به تمام مدل‌های استفاده کننده از آن پلتفرم منتقل می‌شود.
نمونه‌های مشهور از پلتفرم‌های خودرویی و خانواده‌های خودرویی متولد شده از آن‌ها
بسیاری از گروه‌های خودروسازی بزرگ از استراتژی پلتفرم‌های مشترک به طور گسترده استفاده می‌کنند. نمونه‌های مشهور از پلتفرم‌های خودرویی و خانواده‌های خودرویی متولد شده از آن‌ها نشان‌دهنده کاربرد گسترده این مفهوم است:
- پلتفرم MQB گروه فولکس‌واگن (Volkswagen Group’s MQB Platform): یکی از مشهورترین و موفق‌ترین پلتفرم‌های مدولار در جهان برای خودروهای موتور جلو با سیستم انتقال قدرت عرضی. طیف گسترده‌ای از خودروها شامل فولکس‌واگن گلف، آئودی A3، اشکودا اوکتاویا، سئات لئون و بسیاری مدل‌های دیگر، از هاچ‌بک و سدان گرفته تا کراس‌اوورهای کوچک، بر روی این پلتفرم ساخته شده‌اند.
- پلتفرم TNGA تویوتا (Toyota New Global Architecture): رویکرد جدید تویوتا برای طراحی و تولید خودروها با استفاده از پلتفرم‌های مشترک برای کلاس‌های مختلف. مدل‌هایی مانند تویوتا پریوس، کمری، RAV4، کرولا و آوالون بر روی زیرشاخه‌های مختلف این پلتفرم ساخته شده‌اند.
- پلتفرم CMF رنو-نیسان-میتسوبیشی (Common Module Family): یک پلتفرم مدولار که برای طیف وسیعی از خودروها در اندازه‌ها و سگمنت‌های مختلف در این اتحاد خودروسازی به کار می‌رود.
- پلتفرم‌های جهانی جنرال موتورز یا فورد: در گذشته نیز خودروسازان آمریکایی از پلتفرم‌های جهانی برای تولید مدل‌های مختلف در قاره‌ها استفاده می‌کردند.
این نمونه‌های مشهور نشان می‌دهند که چگونه یک زیربنای مشترک می‌تواند منجر به تولید طیف متنوعی از محصولات نهایی شود.
نقش پلتفرم در تعیین ابعاد، هندلینگ، ایمنی و پیشرانه خودروی نهایی
هرچند خودروسازان تلاش می‌کنند تا مدل‌های مختلفی بر روی یک پلتفرم بسازند، اما پلتفرم محدودیت‌ها و ویژگی‌های بنیادینی را تعیین می‌کند که بر خودروی نهایی تأثیرگذارند. نقش پلتفرم در تعیین ابعاد، هندلینگ، ایمنی و پیشرانه خودروی نهایی به شرح زیر است:
- ابعاد پایه: پلتفرم محدودیت‌هایی را برای فاصله محوری (Wheelbase)، عرض اکسل (Track Width) و تا حدودی طول و عرض کلی خودرو تعیین می‌کند. گرچه نسخه‌های مختلف یک پلتفرم ممکن است فاصله محوری متفاوتی داشته باشند، اما این تفاوت‌ها معمولاً در محدوده مشخصی است.
- هندلینگ و راحتی سواری: طراحی سیستم تعلیق (محل اتصال، نوع آرایش مانند مک‌فرسون استرات یا مولتی‌لینک)، صلبیت پیچشی ساختار بدنه و توزیع وزن پایه، که همگی تحت تأثیر طراحی پلتفرم هستند، نقش حیاتی در نحوه رانندگی خودرو، فرمان‌پذیری و جذب ناهمواری‌های جاده ایفا می‌کنند.
- ایمنی ساختاری: بخش عمده‌ای از توانایی خودرو در جذب و توزیع انرژی در هنگام تصادف (مناطق خرد شونده، تقویت‌های ساختاری) توسط طراحی پلتفرم تعیین می‌شود. یک پلتفرم با طراحی ایمنی بالا، اساس خوبی برای دستیابی به امتیازات ایمنی بالا در تست‌ها فراهم می‌کند.
- آرایش پیشرانه: پلتفرم نحوه قرارگیری موتور (طولی یا عرضی، جلو یا عقب)، گیربکس و سیستم انتقال قدرت (دیفرانسیل جلو، عقب، دو دیفرانسیل) را دیکته می‌کند. این موضوع بر توزیع وزن و فضای داخلی تأثیر می‌گذارد.
پلتفرم‌های مدولار و اختصاصی خودروهای برقی: آینده طراحی پلتفرم
صنعت خودرو در حال حاضر شاهد تحول در مفهوم پلتفرم است که تا حدی ناشی از ظهور خودروهای برقی است. پلتفرم‌های مدولار و اختصاصی خودروهای برقی: آینده طراحی پلتفرم را شکل می‌دهند:
- پلتفرم‌های مدولار: این پلتفرم‌ها با هدف ارائه انعطاف‌پذیری بیشتر در ابعاد (به‌خصوص فاصله محوری و عرض اکسل) طراحی شده‌اند تا بتوانند طیف وسیع‌تری از خودروها را در سگمنت‌های مختلف و حتی با بدنه‌های متفاوت (سدان، هاچ‌بک، SUV، کراس‌اوور) بر روی یک زیربنا پوشش دهند. مثال‌هایی مانند MQB یا CMF نشان‌دهنده این رویکرد هستند.
- پلتفرم‌های اختصاصی خودروهای برقی (Dedicated EV Platforms / Skateboard Platforms): این پلتفرم‌ها از ابتدا با در نظر گرفتن نیازهای خودروی برقی طراحی شده‌اند. در طراحی “اسکیت‌بورد”، بسته باتری بزرگ و مسطح در کف خودرو قرار می‌گیرد، موتورهای الکتریکی (یک یا چند عدد) در محل‌های مناسب نصب می‌شوند و فضای بیشتری برای کابین سرنشینان آزاد می‌گردد. این پلتفرم‌ها امکان طراحی‌های داخلی و خارجی نوآورانه را فراهم می‌کنند. مثال‌هایی شامل MEB گروه فولکس‌واگن، E-GMP هیوندای-کیا، Ultium جنرال موتورز و SEA جیلی.
این پلتفرم‌های جدید، به خصوص پلتفرم‌های اختصاصی EV، آینده طراحی پلتفرم محسوب می‌شوند و امکان بهره‌برداری حداکثری از مزایای معماری خودروهای برقی را فراهم می‌آورند.
نتیجه‌گیری
پلتفرم (Platform) در صنعت خودرو، فراتر از یک شاسی ساده، مجموعه‌ای از اجزای ساختاری و مهندسی مشترک است که به عنوان زیربنای چندین مدل خودرو عمل می‌کند. درک پلتفرم خودرو چیست؟ مفهوم و اجزای اصلی تشکیل دهنده آن برای فهم نحوه طراحی و تولید خودروها ضروری است. مزایای استراتژیک استفاده از پلتفرم‌های مشترک برای خودروسازان (مانند کاهش هزینه و زمان)، این استراتژی را به یک رکن اصلی در صنعت تبدیل کرده است، که با نمونه‌های مشهور متعدد قابل مشاهده است. نقش پلتفرم در تعیین ابعاد، هندلینگ، ایمنی و پیشرانه خودروی نهایی بسیار تعیین‌کننده است. در نهایت، ظهور پلتفرم‌های مدولار و اختصاصی خودروهای برقی، آینده طراحی پلتفرم را متحول کرده و مسیر را برای توسعه خودروهای هوشمندتر، کارآمدتر و با قابلیت‌های جدید هموار می‌سازد.
