Doordat auto’s onderhuids steeds meer op elkaar lijken, wordt het aanbod juist gevarieerder

Geef tien kinderen allemaal een zelfde set Lego-stenen en de kans is groot dat er uiteindelijk tien verschillende autootjes ontstaan. Ziehier de flexibiliteit van modulair bouwen. In de autoindustrie gaat het niet veel anders. Autofabrikanten gaan er bij de presentatie van een nieuw model tegenwoordig vaak prat op dat gebruik is gemaakt van modulaire platformarchitectuur, bij voorkeur nog schaalbaar ook. Doorgaans wordt zo’n architectuur aangeduid met een cryptische drie- of vierletterige afkorting. Het klinkt lekker hightech, maar waar hebben we het nu eigenlijk over en vooral ook: wat schiet je er als automobilist mee op?

Wat is platformarchitectuur niet? 

Auto’s als de Volkswagen Kever en de Lelijke Eend hebben een letterlijk platform: een bodemplaat met daar bovenop een losse koets geschroefd. In beperkte mate zijn die bodems ook modulair gebruikt; het onderstel van de 2CV is tevens de basis voor de Ami, de Dyane en niet te vergeten de Méhari. Het platform van de Kever is behalve de basis voor de Karmann Ghia ook het vertrekpunt geweest voor een schier oneindige rij buggybouwers. Dit is echter niet wat autofabrikanten tegenwoordig bedoelen met modulaire platformarchitectuur. De moderne auto heeft namelijk een zelfdragende carrosserie en dus niet een als los onderdeel aan te wijzen platform. Wel zien we al decennia lang auto’s met een zelfdragende koets die gebruik maken van dezelfde bodemgroep. Denk bijvoorbeeld aan een Opel Astra en een Opel Zafira. En binnen het Volkswagen-concern wordt sinds 1996 dezelfde basis gebruikt voor de Golf, de Audi A3, de Seat Leon en de Skoda Octavia. Behalve bescheiden variaties in wielbasis en voertuiglengte is hier echter weinig sprake van flexibiliteit. En die flexibiliteit is nu net de crux van de modulaire architectuur.

Hoewel de koets van de Lelijke Eend op een platform staat, is dat niet wat de autofabrikanten daar tegenwoordig mee bedoelen.

Wat is een modulaire platformarchitectuur wel?

Bij een modulair bouwsysteem wordt – net als bij de eerder genoemde set Lego-stenen – gebruikgemaakt van gestandaardiseerde elementen en dito constructiemethoden. Binnen bepaalde grenzen is de afstand tussen de meeste bouwstenen vrij te kiezen; het wordt daarmee dus schaalbaar en geeft flexibiliteit in het ontwerp. Dat is de kern van de modulaire platformarchitectuur. Je kunt een schaalbare platformarchitectuur zien als een leidraad, een handboek met standaarden en richtlijnen waar de ingenieurs op terug kunnen vallen, een basisconcept bij de ontwikkeling van een nieuw model.
Wanneer zo’n architectuur eenmaal is vastgelegd, verloopt de ontwikkeling van nieuwe modellen sneller en goedkoper. Binnen de architectuur zijn zaken als de ophanging, de aandrijflijn, de remmen en de stuurinrichting vastgelegd. Dankzij de schaalbaarheid kan een platformarchitectuur worden gebruikt voor een waaier aan modellen. Overigens is de schaalbaarheid niet oneindig; niet alle afmetingen zijn vrij te kiezen. Allereerst liggen omwille van productie-efficiëntie bepaalde basismaten vast. En ook de mens is niet schaalbaar, vandaar dat we vaak zien dat de afstand van de pedalen tot de vooras of de afstand van het stuurwiel tot de pedalen voor alle op een specifieke architectuur gebaseerde modellen binnen zekere toleranties vast ligt.

Wat vast staat en wat variabel is bij het MQB-platform van de Volkswagen Group.

Wat heb ik er als consument aan?  

Van de meeste voordelen die een fabrikant heeft door te werken met een modulaire platformarchitectuur profiteren we als consument ook. De opzet van een platformarchitectuur vraagt in eerste instantie een forse investering (dat kan oplopen van enkele honderden miljoenen tot wel een miljard euro), maar als die hobbel eenmaal is genomen, zijn de ontwikkelingskosten voor een specifiek model vervolgens beduidend lager dan voor een auto waar een eigen basis voor moet worden ontwikkeld, niet in de laatste plaats omdat de ontwikkelingstijd wordt verkort doordat het wiel niet meer opnieuw hoeft te worden uitgevonden. Hoe groter de variëteit aan modellen, hoe groter het voordeel dus. Vervolgens pakken de productiekosten lager uit doordat er eenvoudiger verschillende modellen door elkaar heen op dezelfde lopende band kunnen worden gebouwd. Daarnaast ontstaat bij een hoge mate van standaardisatie schaalvoordeel bij de inkoop van onderdelen.

Een leuke bijkomstigheid is dat bovenstaande voordelen ervoor zorgen dat er meer modelvarianten mogelijk zijn en er meer niches kunnen worden bediend. Het maakt varianten mogelijk die normaal in een te kleine oplage zouden worden gebouwd  om rendabel te zijn. Oftewel: er is meer keuze en er komt minder eenheidsworst op straat. Daar staat wel tegenover dat de ingenieurs zich wel aan het handboek van de desbetreffende architectuur moeten houden; ruimte voor technische uitspattingen is er niet meer.

Zijn er architectuurverschillen bij voor-, achter- of vierwielaandrijving?

Jazeker, je kunt platformarchitecturen onderscheiden op basis van de aan te drijven wielen. Handiger is het echter om te kijken naar de positie van de motor; staat die dwars voorin of juist in lengterichting? Toegegeven, doorgaans staat bij voorwielaandrijvers, zeker in compacte en middenklassemodellen, de motor dwars voorin. Toch zijn er altijd uitzonderingen die de regel bevestigen. Denk aan de voorwielaangedreven Subaru’s met de boxermotor in de lengterichting of aan de voorwielaangedreven Audi A4, waarbij de motor net als bij de grotere Audi’s ook in lengterichting staat.

Bij auto’s met een dwarsgeplaatste motor plus versnellingsbak is er minder ruimte voor een volumineuze voorwielophanging, anders wordt de auto te breed. Doorgaans zien we hier de relatief compacte McPherson-veerpoten. Staat de motor in de lengte, dan is er aan weerszijden van de motor wat meer ruimte beschikbaar, bijvoorbeeld voor een constructie met dubbele driehoekige draagarmen (vanwege een grotere vrijheid in wielgeometrie heeft die onder techneuten de voorkeur). Vierwielaandrijving heeft slechts beperkt invloed op de architectuurkeuze. Zowel met de motor dwars opgesteld als met de motor in lengterichting is 4WD mogelijk. Bij auto’s die in basis voorwielaandrijving hebben, wordt er een cardanas toegevoegd richting de achteras en bij auto’s die in de basis juist achterwielaangedreven zijn, komt er vanuit de versnellingsbak nog een as bij die naar de vooras loopt.

Bovenste foto: de Audi RS Q3, daaronder de RS4. Zowel met de motor dwars als in lengterichting valt vierwielaandrijving te creëren.

Heeft een autofabrikant één platform of juist meerdere? 

Op basis van één modulaire architectuur is een aardige verscheidenheid aan modellen te creëren. Er zijn echter wel grenzen aan de mogelijkheden. Autoconcerns met een breed uiteenlopend modelgamma gebruiken doorgaans verschillende platformarchitecturen. Een voorwielaangedreven A-segment-boodschappenautootje is namelijk iets heel anders dan een fullsize SUV met de motor in lengterichting. Daarnaast heeft een aantal fabrikanten zijn modulaire bouwsysteem opgedeeld in subarchitecturen. Zo heeft Toyota bijvoorbeeld zijn Toyota New Global Architecture (TNGA), maar dat is verdeeld in wel zes verschillende varianten voor vijf verschillende voertuigsegmenten plus een groep EV’s. Binnen de Volkswagen Group wordt met de MQB (Modularer Querbaukasten, voor auto’s met de motor dwars voorin) juist weer een heel breed palet bediend: van compactere B-segmenters als de Polo tot grotere D-segmenters als de Passat, waarbij de grote overeenkomst de dwars voorin geplaatste verbrandingsmotor is. Voor de modellen met de motor in lengterichting is er binnen de Volkswagen Group de MLB (Modularer Langsbaukasten) voor zowel een Audi A4 als een A8, maar ook een Bentley Bentayga of Porsche Cayenne. In de pikorde staat de MLB boven de MQB, maar de bouwsystemen overlappen elkaar wel in afmetingen. De Passat (MQB) is iets langer dan de Audi A4 (MLB), net zoals de Atlas (een bij ons niet verkrijgbare MQB-SUV) groter is dan de Touareg (MLB). Verder zien we bij steeds meer fabrikanten aparte platformstructuren voor elektrische auto’s, veelal opgezet rondom een groot in de bodem weggewerkt accupakket (dat op zich ook vaak weer modulair is). Daarnaast hebben veel fabrikanten tegenwoordig aparte platformarchitecturen voor elektrische auto’s.

Hoewel de Audi A4 en de Bentley Bentayga in verschillende marktsegmenten opereren, maken ze wel gebruik van dezelfde basisarchitectuur.

Kun je  dezelfde platformarchitectuur gebruiken voor conventionele aandrijftechniek en voor volledig elektrische aandrijving? 

Jazeker. De vorige generatie van de Golf (de eerste auto op MQB-basis) was er niet alleen met verbrandingsmotoren, maar ook als puur elektrische e-Golf. Bij twee compleet verschillende manieren van aandrijven binnen één platformarchitectuur moeten er wel compromissen worden gesloten, maar die zijn voor lief genomen. Het MQB is ontwikkeld in de pioniersfase van de moderne EV, een periode waarin nog veel onzeker was: zou het fenomeen EV wel aanslaan en zo ja, op welke schaal? Door mee te liften op techniek die wordt gebruikt voor conventioneel aangedreven auto’s kunnen de kosten laag worden gehouden. BMW gebruikt ook de hybride bouwmethode: de nieuwe 5-serie waarmee we onlangs voor het eerst reden, is er zowel met verbrandingsmotoren als puur elektrisch (en heet dan i5). Het vertrekpunt voor deze auto is echter nog BMW’s CLAR (Cluster Architecture) voor auto’s met de verbrandingsmotor in lengterichting. Het nadeel van eventuele compromissen weegt in München niet op tegen de voordelen in productieflexibiliteit: de elektrische i5 kan namelijk gewoon tussen de conventioneel aangedreven varianten van de 5-serie op één productielijn worden gebouwd. Bij een verschuiving van de vraag van conventioneel naar meer elektrisch aangedreven versies (of juist andersom) kan er gemakkelijk worden omgeschakeld. In de toekomst ziet BMW overigens wel een eigen platformarchitectuur voor EV’s. Een hint in die richting is vorige maand gegeven bij de presentatie van de ‘Neue Klasse’, het studiemodel dat laat zien in welke richting er moet worden gedacht voor de volgende generatie van de 3-serie.

BMW gebruikt voor de elektrische i5 en de 5-serie met verbrandingsmotoren dezelfde basis.

Is er alleen modulaire standaardisatie van hardware? 

Nee, alles wat kan worden gestandaardiseerd, wordt door de industrie ook echt zoveel mogelijk gestandaardiseerd. Met de alsmaar toenemende hoeveelheid functionaliteit (plus de grote variëteit aan uitvoeringen en optiemogelijkheden) wordt het boordnet van de auto steeds complexer, niet alleen voor hen die het moeten ontwikkelen, maar ook in de productie en net zo goed voor garagepersoneel dat storingen moet oplossen. Om het beheersbaar te houden en wildgroei te voorkomen, wordt hier ook gewerkt met vaste standaarden. Naast het fysieke boordnetwerk is er ook standaardisatie in softwareplatforms. De standaardisatie van het boordnetwerk en meer nog die van het softwareplatform overstijgt vaak zelfs die van de fysieke platformarchitectuur, om nog maar te zwijgen over de standaardisatie van infotainmentsystemen die vaak voor het hele modelgamma worden ingezet. Zo vind je bij BMW het OS8 (het operating system waar de huidige generatie van het iDrive-multimediasysteem op draait) momenteel terug in zowel de compacte voorwielaangedreven 2-serie als in de full-size 7-serie limousine, maar ook in alle SUV’s en EV’s. Met het verder verbeterde OS8.5 hebben we in de onlangs gepresenteerde nieuwe 5-serie al kennisgemaakt en dat zal niet alleen in nieuwe, maar ook in bestaande modellen worden uitgerold.

Hoe lang gaat een platform mee? 

De grote vernieuwingen in de auto-industrie zitten vooral in de elektronica. Na bijna anderhalve eeuw lijken qua hardware de grootste stappen wel gezet. Met starre assen, pendelassen, ladderchassis en worm-en-rol-besturing hebben we al lang afgerekend. Die hebben al weer een tijdje plaatsgemaakt voor McPherson-veerpoten, een zelfdragende carrosserie, tandheugelbesturing en achter een torsieas of multi-link-constructie. Het is nu meer evolutie dan revolutie en dit betekent dat een platformarchtectuur voor een volgende generatie modellen niet meer volledig op z'n kop hoeft te worden gezet. De onderhuidse verschillen tussen de eerste – uit 2013 stammende – generatie MQB-auto’s en de huidige (uit 2020) zijn bescheiden. Als het gaat om elektronica en softwareplatforms liggen de kaarten beduidend anders. Daar volgen de ontwikkelingen elkaar nog altijd razendsnel op. Het basisontwerp van een softwareplatform is van dien aard dat het uitbreiding en doorontwikkeling toestaat. Wanneer je beseft dat een automodel een levenscyclus heeft van zeven tot acht jaar en een smartphone na amper twee jaar alweer uit de schappen verdwijnt, zal het je echter niet verbazen in welk tempo de elektronica en de software zich moet blijven vernieuwen. Niet alleen om de toenemende functionaliteit van de auto te kunnen bijbenen, maar ook om in de pas te blijven lopen met al je nieuwe devices die met je auto in contact moeten kunnen blijven staan.

De onderhuidse verschillen tussen de eerste generatie MQB-auto’s en de huidige zijn bescheiden, maar een e-Golf is er niet meer bij. Die is opgevolgd door de ID.3 met een eigen platformarchitectuur.

Hoe flexibel is een architectuur? 

Binnen een bepaalde architectuur hebben de ingenieurs nog behoorlijk wat vrijheid. Neem bijvoorbeeld Ford en Mercedes. Die gebruiken voor de lichter gemotoriseerde versie van respectievelijk de Focus en de A-klasse een semi-onafhankelijke achterwielophanging in de vorm van de budgetvriendelijke torsie-as. De potentere varianten krijgen net als de vierwielaangedreven versies achter een multilink-constructie. De fabrikanten hebben het zo uitgekiend dat de torsie-as via dezelfde bevestigingspunten aan de carrosserie kan worden gemonteerd  als de multilink-as.

Daarnaast heeft een fabrikant ook vrijheid als het om de aandrijving gaat. Veel platforms bieden ruimte aan zowel een brandstoftank als aan een accu, waardoor het mogelijk is om de auto een (plug-in) hybride aandrijflijn te geven.

Net als met de lengte, de breedte en de wielbasis kun je ook spelen met de bodemvrijheid. Hierdoor kan een architectuur wordengebruikt  voor zowel lage hatchbacks en sedans als voor hoog op de poten gezette SUV’s. Een Opel Grandland deelt bijvoorbeeld zijn PSA EMP2-basis (Efficient Modular Platform) met de Peugeot 308 en een Porsche Cayenne maakt net als de Audi A4 gebruik van de MLB Evo-architectuur van de Volkswagen Group. Verder had het weinig gescheeld of de nieuwe Range Rover (toch best een hoge terreinreus) had zijn basis (MLA-Flex, Modular Longitudinal Architecture) gedeeld met de Jaguar XJ (een lage limousine), ware het niet dat de XJ – zo goed als klaar – op het laatste moment werd gecanceld. Al dook dit bericht afgelopen zomer op. 

Worden motoren ook modulair ontwikkeld?

Niet alleen onderstellen, elektronica en remsystemen worden modulair ontwikkeld, ook bij motoren wordt zo gewerkt. Binnen een motorenfamilie zien we versies met meer of minder cilinders. Door te spelen met de slag en/of de boring wordt een grotere of kleinere cilinderinhoud gecreëerd. Door bijvoorbeeld de hartafstand van de cilinders te standaardiseren en dezelfde warme en koude kant (uitlaat en inlaat) aan te houden, kan er een grote variëteit aan motoren op dezelfde montagelijn in elkaar worden gezet. Bij sommige motorenfamilies is niet alleen het aantal cilinders en de cilinderinhoud een variabele, maar ook het verbrandingsprincipe.  Zo kunnen zowel benzine- als dieselmotoren deel uitmaken van dezelfde familie.