根据国家规划，2025年我国乘用车平均燃料消耗量降至4.0升/百公里，这一指标也在不断推动汽车行业的技术更新升级。除了发动机等动力技术上的进步，车身结构的轻量化是实现能耗降低的了一个有效途径。数据显示，汽车所有能耗的60%来自自重，每减重10%，可降低油耗10%～15%，轻量化对汽车节能减排意义重大。

目前汽车行业的轻量化技术包括材料轻量化、结构轻量化、工艺轻量化等，近年来，众泰汽车一直积极推进在轻量化领域的布局。通过运用铝镁合金材料，优化结构设计和推广运用激光拼焊、内高压成型等轻量化材料和工艺等一系列手段，有效降低了新产品重量，并提高核心性能。

以众泰A平台副车架为例，之前该平台产品给人最直观的印象是用料足，厚实，结实。但因为平台开发设计较早，并未充分考虑轻量化问题，A平台副车架重量达20公斤。后期的轻量化开发中，众泰开发出了质量11.7公斤的铝合金副车架，但由于铝合金副车架工艺和连接方式的复杂性，难以大批量装备。另一个钢制副车架方案，则是因为轻量化效果不明显，构造过于复杂而被放弃。

由此可见，汽车零部件的开发过程中，不仅要满足性能提升要求，更要兼顾成本、工艺制造等多方面要素，是一项系统性工程。能否通过零部件开发提高单项性能，并逐个突破，提高汽车整体性能，也是汽车企业走向正向开发的重要一步。为了开发出性能更好的副车架，众泰CAE、底盘等不同技术部门组成了联合开发团队，共同进行技术攻关。

副车架是前后车桥的骨架，是前后车桥的组成部分。副车架并非完整的车架，只是支承前后车桥、悬挂的支架，可以承受路面情况所带来的各种冲击，提高汽车悬挂系统的连接刚度，阻隔振动和噪声。提高车辆在震动和噪音方面的表现，所以大多出现在豪华的轿车和越野车上。

传统没有副车架的承载式车身，其悬挂是直接与车身钢板相连的。在副车架诞生后，前后悬挂都可以先组装在副车架上，组成一个车桥总成，然后再将这个总成一同安装到车身上。同时，通过调教副车架的软硬刚度，可以调控车辆舒适性和操纵性之间的关系。因此，带副车架的悬挂总成，除了安装上能带来各种方便和优越性以外，最主要的还是其舒适性和悬挂刚度的提高。从副车架的功能和连接可以看出，它是一个需要满足各种性能需要，即坚又韧，刚柔并济的结合体。

目前众泰研发团队已经将轻量化开发融入到整车开发过程中，同时为了更好的开发出性能优秀的副车架，联合开发团队对项目的研发制定了详细的计划和流程。开发过程中不仅要考虑到轻量化效果，同时也要保证零部件自身的刚度、强度、模态、耐久等核心性能。同时运用Altair、Dassault、MSC等十几款汽车正向开发CAE软件，提高整体研发效率。

在过去，自主品牌不管整车还是零部件的研发通常都是依葫芦画瓢，按照国外某款车型做出样件，也就是所谓的逆向工程，这也是所有后发汽车品牌在技术积累阶段必须要经过的成长历程。众泰汽车在经过此前的技术积累以后，决定开拓出一条自主创新之路。通过“开发一个零部件、建立一套流程、树立整个规范”，来逐步搭建起自己的正向开发能力，并不断的改进和提升整车性能。

但是在整车布置确定了硬点位置之后，难题来了，副车架的主体该设计多宽？多高？板子多厚？里边支架一个还是两个？布置成纵向还是横向？一连串的问题接踵而来，面对诸多未知设计参数，开发团队抽丝剥茧，从容应对，按照既定计划，一步步推进。

拓扑优化（Topology Optimization）帮助开发团队破解了第一个难题，确定了基本架构，得到材料在空间上的最优布局。拓扑优化的基本原理是将有限元模型设计空间内的“单元密度（Density）”作为设计变量。在0~1之间连续取值，优化求解后单元密度为1（或接近1）表示该单元处的材料很重要，需要保留；单元密度为0（或靠近0）表示该单元处的材料不重要，可以去除，从而实现轻量化设计。

底盘开发团队在校核了附近各个零件的运动包络后，提供给CAE团队一个副车架的设计空间，CAE部门经过拓扑优化后找到了材料的最佳分布位置，反馈给底盘部设计出初版的形状。好的开始是成功的一半，好钢用在刀刃上，去除冗余的材料，给副车架瘦身，达到减重不减性能。

在完成初版设计方案后，联合开发小组随即开始进行尺寸优化工作，精细调整各个钣金件的厚度。尺寸优化（Size Optimization）是汽车零部件开发最经典的轻量化优化技术，一般也叫参数优化技术(改变模型参数值，网格模型保持不变)，可以对有限元模型的各种参数，如板件厚度、杆梁截面尺寸、材料特性、弹性元件刚度等进行优化。

根据设计阶段的不同，可以分为两种类型：概念阶段的自由尺寸优化，一般用于非等厚薄板件，如航空航天的复合材料结构；用于详细设计的尺寸优化技术，此时结构形式已经确定，只需确定一些规格尺寸即可。由于模态的设计余量比较大，根据模态灵敏度（图11）将各钣金厚度进行了调整（图12），在轻量化后模态值仍能满足要求。

在完成尺寸优化后，研发工作开始进入综合评估阶段。这个阶段主要解决一些性能之间的冲突，形状、尺寸参数之间互相打架的问题。比如副车架腰部变细，可以增加模态，避开低频共振，但是质量太轻，动刚度性能又不能满足，容易被激励后在高频传递振动和噪声。重量变轻减少了成本，强度工况又会变弱，存在破坏风险。纵向支架一边布置的靠里好，另一边又布置的靠边上好，那么布置走向放哪里好？羊角弯一些，Y向刚度变强，Z向刚度又变差，那么羊角弯多大的角度才合适？多个性能目标的协调，仅靠经验判断就不够了。

这时就需要运用到多学科设计优化（Multi-disciplinary Design Optimization）集成技术，用SFE和Isight相互配合：通过在SFE软件里建立参数化模型，录制几何变量。在Isight里搭建多目标优化流程，驱动这些变量经过试验设计（DOE）和多次优化迭代后得出最佳结果。副车架腰部的“环肥燕瘦”，羊角和中间支架的形状和走向布置，所有这些参数不止不再是主观臆断，而是科学决策的结果。

在完成基本参数优化后，开发小组对副车架的形状进行进一步优化。形状优化（Shape Optimization）是改变模型的形状参数，以满足某些性能的优化方法，形状参数包括倒圆角的半径、加强肋高度、减重孔形状等。在零部件开发中，在保证刚度等性能前提下，通过减重孔来降低零部件质量是常用的轻量化手段。但是拓扑优化出的形状往往千奇百怪，不方便制造，设计人员希望孔是规则一些的，比如类似长方形，圆形，椭圆形等。为了解决这个问题，CAE分析人员又使用了形状优化技术。经过形状优化，支架的开孔形状既实现了轻量化，又便于制造。

在完成形状优化后，开发小组会进一步对零部件进行形貌优化（Topography Optimization），包括设计出满足要求的最佳加强筋布局。加强筋布局可以有效增加结构刚度、强度，通过设置筋的高度，宽度，拔模角度等参数，保证了加强筋可以满足性能和工艺要求。

在完成副车架的整体设计后，开发工作进入不断的细化设计和验证阶段。设计出来的副车架要经过刚度、模态、强度、耐久、安全等5个方面36项指标的整体性能验证。最终众泰全新的副车架在模态、动刚度等关键指标更优的情况下，最终质量仅为11.5公斤，不仅优于某竞品车副车架的12.5公斤，甚至比铝合金副车架的11.7公斤还要轻。

轻量化为汽车产品带来的不仅是燃油经济性的提高，由于车身重量的减少，旋转惯量降低，操纵的灵敏性和驾控感会更强，对加速性和缩短刹车距离都有明显提升。可以说，轻量化带来的是燃油经济性、操控性和安全性的全面提升。本次副车架的轻量化开发，不仅是众泰长期积累和技术研发实力的成果，也是众泰不断创新，可持续发展的体现。

除了副车架之外，众泰目前在白车身结构轻量化、全铝车身开发、碳纤维复合材料加强件等多个轻量化领域都取得了实质性进展，未来众泰也将为消费者推出更多优秀的汽车产品。