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上海公路救援拖车-螺蛳壳里做道场 蔚来ES6谈汽车空气动力设计

作者:作者:24小时汽车救援 发布时间:2020-08-15 18:54:21 点击:1

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风阻系数、风阻这两个名词这两年随着电动汽车的日趋普及,以及油价的上涨而成为关系车辆电耗、油耗的朋友非常关注的一项技术参数。那么这个东西到底有什么意义?都影响了什么呢?

一、风阻与风阻系数

无论对于新能源汽车还是传统汽车,风阻都是车辆行驶过程中的重要能耗因素,特别是高速下的更是占据了绝大多数能量消耗。例如在110km/h的行驶状态下,风阻的能耗占比已经超过了70%。在燃油车领域有“风阻系数每下降10%燃油经济性提升7%”之说,而对于新能源汽车来说,由于受电池容量的限制,自然比燃油车更加关注风阻性能,其自身的能耗水平成为了评价一款电动汽车实用性甚至优劣的重要指标。

因为简单来说风阻的大小主要是由风阻系数、迎风面积与速度的平方共同决定的,计算公式为:正面空气阻力=(风阻系数x空气密度x车头正面投影面积x车速的平方) ÷2。可见速度对于车辆能耗的影响非常明显,这也是电动汽车在高速运行时续航里程掉落非常快的根本原因。

可是为了保证车辆的实用性和适用性,无论是车头正面投影面积还是用户的行驶速度都不能做出过度妥协,那么主机厂自然只好在风阻系数上做文章了。这也就使得我们传统印象中老“212”那样方头方脑的硬派越野也就越来越罕见了,如今似乎只能去奔驰G级上缅怀一二了。

至于如何有效降低风阻系数,虽然有其理论依据,但在对于汽车气动外形设计已经做过大量优化工作的当下,其实只有通过大量的仿真模拟计算与风洞实验来更近一步了。

说起风洞实验,可能很多人都觉得这个航空行业的专利。没错,但随着汽车的时速不断增高合对于风阻系数越来越斤斤计较,这项实验也逐渐广泛应用于汽车行业。

二、风阻系数的优化

这里以蔚来汽车的新产品ES6为例,介绍一下汽车行业特别是电动汽车领域当前对于风阻系数优化的主要措施。之所以用ES6举例,除了蔚来汽车非常高的关注度外,其0.28Cd的超低风阻系数成绩也是关键因素。这个数据虽然与特斯拉Model X那骇人成绩相比还有差距,但却可与奔驰、捷豹等老牌车企一较长短。

空气动力学/流体力学有句话叫“形决定流”,就是说什么样的形状早就什么样的流场。SUV这一类高大车身造型的车,其在经过一定的启动优化后,风阻系数平均水平就在0.34Cd左右的水平上下波动。这个水平还是经过气动工程师优化过的数值,要是5-10年前的SUV如果是0.37-0.4也很正常。

而ES6是如何在这样的行业基础上又将风阻系数整体降低了近20%呢?其实不外乎依托于电动车的先天优势和设计团队的精心打磨。

电动车的的原生优势,比如前舱不再需要迁就庞大的发动机,让造型设计更加自由;大幅减小的进气隔栅便足以满足电驱动单元的冷却需要;平整的电池包平置在汽车底部且无需排气管,底盘的平整度浑然天成等等诸如此类。

而说到精心打磨,那就是多方面的因素了。高效的团队合作与先进的研发手段缺一不可。蔚来空气动力及热管理团队的在空气动力学及热管理方面有着丰富的经验的26名工程师,在中国和欧洲分别建造了两套1:1的模型车,双线并进提升效率。并与其设计团队紧密合作,大大提高了研发效率。

而在研发上CFD流体仿真测试广泛应用,以计算机模拟各个工况下的车辆空气动力学表现。CFD的应用大幅度提高了开发效率、降低开发的时间、金钱和人力。但CFD无法完全替代风洞试验,只有真正的让风吹过车身,才能够收集到最真实的数据并切实优化、解决问题,蔚来ES6长达150小时的风洞试验是巨大的投入,但也毫无疑问的带来更优秀、可信赖的真实结果。

最终ES6在设计上实现了充分发挥了电动汽车的原生优势和多种有效优化细节(以下信息来源于蔚来官方资料):

1、AGS主动式进气格栅:气动阻力-8%,120kph车速下续航里程 23km