汽車行業以效率為驅動。制造商一直在尋找減少生產時間與成本并提高車輛質量及可維修性的方法，而電動汽車 (EV) 的興起已使競爭變得更加激烈。汽車工程師如履薄冰，但在自動化、新工作流程以及汽車設計新方法的幫助下，相關技術仍可不斷改進。

模塊化設計可通過將這些因素融入統一的方法中，幫助工程師提高可制造性、可維修性和可維護性。將產品設計和仿真與制造仿真相結合，不僅可縮短生產時間，而且還可使自動化更簡單易行。

何為模塊化設計

模塊化設計就是將一個系統細分為“模塊”的部件，這些模塊可獨立設計、制造、測試和更換，而且在某些情況下，還可在不同系統之間與其它模塊交換。

系統在維度上可模塊化的程度決定了其可定制的程度。在模塊化系統環境下，維度只是一個可調整的參數，如物理形狀、生產成本或產品生命周期等。因此，涉及汽車工程的模塊化設計時，維度非常高。

模塊化設計與傳統方法的對比

在典型的汽車設計周期中，組件通常會緊密整合在車輛的整體結構中。因此，很難同時對其余部分系統做出調整，此情況下，修改或替換單個零件難以實現。相較于傳統方法，模塊化設計具有更多優勢：

01

設計自由度：將制動和傳動系統等受電氣化影響較大的組件與信息娛樂系統等可能受影響極小的組件分離開來。并且向電氣化過渡后，模塊化設計側重于將系統劃分為離散的模塊，可在無需調整整個系統的情況下，修改或更換單個組件。如電動汽車的可更換電池組。

02

可制造性：汽車制造商可在他們的制造策略上更加靈活，甚至可以在單條生產線上容納多種車型，更接近面向制造的設計(DFM) 概念。

03

可持續性：生產支持模塊化所需的標準化組件，通常效率更高，并兼顧其生命周期結束時的回收問題，使用更少、更統一的材料來簡化制造與回收過程。

04

定制化：汽車制造商能夠以足夠低的開發和工裝成本，提供更加多樣化的車型、風格和配置。在理想情況下，一個完全模塊化的汽車平臺只需對底層架構進行微調，即可支持各種車身風格。

電動汽車的模塊化設計

在排放法規和購買激勵措施的刺激下，電動汽車市場目前正處于快速增長期。這一增長正推動著對可適應各種車身風格、高靈活、可擴展汽車平臺的一致需求。然而，這一目標因電池技術、充電設施以及組件互操作性三個因素的不足而受挫。模塊化設計采用相互關聯的方式解決了這三個問題：

01

電池技術：汽車工程師可創建隨技術進步而升級的電池系統，車主不必更換整車。

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充電基礎設施：電動汽車制造商可設計標準化的模塊化電池組，電池組可在充電站進行更換。此外，模塊化增程器還可為充電基礎設施稀少的長途旅行提供輔助電源。

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組件互操作性：汽車制造商能夠在標準化電動汽車組件(特別是電池)上開展協作，駕駛員能夠分別給電池組充電，然后在可用充電容量有限時將其組合起來。