摘要：近年来，新能源汽车行业尤其是纯电动乘用车在国家政策的大力支持下发展势头非常迅猛。仪表板作为纯电动乘用车内饰系统最复杂的零部件，其重要性不言而喻。本文作者依据当前纯电动乘用车行业内的产品开发现状并结合自身的工作经验，对纯电动乘用车仪表板设计的关键要素进行论述。
关键词：纯电动乘用车；仪表板；内饰系统
1 功用简述
仪表板是纯电动乘用车乘员舱内主要的内饰部件。除了通过造型、分块、色彩皮纹等措施给用户赏心悦目的视觉享受之外，仪表板的功用主要有以下几条：
1）承载各系统零部件。组合仪表、方向盘管柱、除霜除雾风口、手套箱、杯托、中控面板、车载影音系统、DAB、PAB等零部件都需要仪表板来提供安装特定的位置。
2）配合空调系统完成乘员舱内气体的内外循环。空调系统（含中控面板）、暖风机、空调风管、仪表板除霜除雾风口等零部件共同实现乘员舱室内冷热空气交换（小循环）以及乘员舱与外部空气的交换（大循环）。
3）乘员舱乘员碰撞防护。依据汽车内部凸出物法规要求弱化楞线倒角、采取措施保证头部碰撞、膝部保护区域局部弱化以及 PAB碰撞时及时起爆这三条措施保证乘用车正面碰撞时对乘员舱乘客起到了一定的防护作用（DAB不属于仪表板，归属于方向盘总成）。
2 关键要素
仪表板是一个多元化的复杂集成部件。结构对标、成本对标、间隙段差、人机工程、CAE仿真分析等内容贯穿了整个仪表板的设计开发过程。
2.1目标值确定
依据设计任务书和Benchmark对标结果，首先明确仪表板的设计要求，然后结合对标结果，确定仪表板的设计目标值（高度重视开发成本），主要有以下几点：
1）总成技术状态：具体配置要求、制造工艺、装配工艺
2）人机工程、法规适应目标值：以R点为基础，确定仪表板上部边沿高度范围、仪表板下部边沿到地毯高度、腿部空间、PAB布置、通风除霜的配风范围及相关尺寸等
3）质量开发目标：间隙段差的初步确定
4）开发费用的评估及预算
2.2 初版开发明细确定
确定借用件、改制件、新开发件以及黑匣子件明细，确定相关边界，并将数据、明细及边界条件提供给项目组，总布置人员对其进行布置、造型人员根据要求进行效果图绘制。
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2.3 效果图构造分析
根据造型部门所绘制的效果图，结合对标分析结果进行工程可行性分析，并提交分析报告，主要内容有：
1）与技术方案的符合性审查，确定是否要修改技术方案
2）满足仪表板功能需求，符合人性化需求
3）制造工艺及装配工艺符合性
2.4 仪表板总成布置
仪表板总成布置的内容有：总体尺寸确定、组合仪表视野检查、组合仪表罩的布置分析、驾驶员手伸及界面（操纵件的可触及性）、PAB布置、转向支撑布置、手套箱布置、烟灰盒布置、保险丝盒布置等。
2.5 主断面设计
1）主要依据A面及总布置结果进行结构设计，需要考虑厚度、间隙段差、选用标准件及安装方式、定位点、装配工具操作空间、相关搭接件的信息；运动件考虑其运动包络与周边部件间隙是否满足要求。
2）材料及料厚：依据使用环境边界要求，确定是否符合间隙段差标准。
3）紧固方式：金属卡子、塑料卡子、塑料卡扣、标准件（金属）、摩擦焊接等。
4）拔模角度：装配后所有零部件可见表面上无分模线及滑块线痕迹，减少滑块数量简化模具，保证模具使用寿命，考虑皮纹深度对拔模角度的影响，拔模角度一般与XY面成25°—30°夹角。
2.6 工程化设计
1）拔模方向和拔模角度的确定。仪表板主体参照2.5第四条执行，其他零部件本着分型面尽量简单的原则。
2）零部件壁厚。尽量保持均匀一致，避免因壁厚不均匀引起的气孔、缩痕、塌陷等缺陷，如结构设计确实需要，则壁厚变化需要控制在合理范围内。
3）加强筋。为保证仪表板的刚度和强度，必要时可以设置加强筋。通常加强筋的底部厚度一般不超过料厚的37%，特殊的高强度加强筋尖端厚度在1.2mm-2mm之内，高度不超过40mm。
4）CAE仿真分析。零部件保持力遵循安全设计原则，对仪表板总成施加60g惯性力，所有开闭件（手套箱、保险丝盒等）保持关闭，其余零部件保持固定。如果车辆脉冲信息可以获得，可酌情修改惯性力的大小。仪表板一阶固有频率不应大于35Hz，并且在车辆耐久试验过程中不能出现5Hz以上的降级。仪表板与车身联接固定处的车身局部刚度必须大于技术要求值。
2.7 试验验证
仪表板需要进行的试验内容很多，大致可以分为操作人机舒适性、环境使用寿命、振动异响、结构刚度强度模态、固有频率、材料燃烧特性、耐老化耐候性、维修方便性、装配工艺、外观品质检查等众多类型。具体试验项目有仪表板固有频率测试、PAB展开试验、仪表台耐日光照射试验等。
3 结论
纯电动乘用车的市场定位非常关键，直接决定了整车的开发成本，再结合Benchmark对标分析结果就可以决定仪表板的开发成本，之后设计开发环节的选材、分色、皮纹等技术方案必须依据开发成本进行取舍。CAE仿真分析在设计开发过程中应用比较广泛，涵盖了结构刚度强度、NVH仿真分析（固有频率、一阶模态）、可靠耐久（环境循环寿命、冲击试验）、CFD流场分析（除霜除雾试验）四大方面。最终的台架测试、试验车辆搭载测试更是种类繁多，可以说仪表板设计开发在纯电动乘用车产品设计开发过程中占有举足轻重的地位，必须投入大量的人力物力，设计人员必须予以高度重视。
论文作者:沈洪波1,李艳春2,栾英林3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/16
标签：仪表板论文; 乘员论文; 乘用车论文; 零部件论文; 除霜论文; 总成论文; 刚度论文; 《基层建设》2018年第16期论文;