瘋狂的風(fēng)阻

李爾欣　陳家誠(chéng)　林映輝

PART1 風(fēng)阻到底多費(fèi)勁

風(fēng)與電的角斗

為了幫電動(dòng)汽車(chē)增加寶貴的續(xù)航里程，車(chē)企與消費(fèi)者們可不少聚焦電池、能量管理、車(chē)身輕量……話題。但你可能不知道，風(fēng)阻系數(shù)這看不見(jiàn)的力量，會(huì)對(duì)省電產(chǎn)生多大效果呢？

最獨(dú)特的阻力：風(fēng)阻

0.25、0.23、0.22……本已遠(yuǎn)離主流視野的風(fēng)阻系數(shù)之爭(zhēng)，近來(lái)逐漸開(kāi)始被車(chē)廠^拿到新能源車(chē)的圈子里來(lái)“故伎重施”。不過(guò)，這回與風(fēng)阻系數(shù)掛鉤的不再是油耗，而是新能源車(chē)的續(xù)航里程。倒是買(mǎi)車(chē)的群眾還和從前一樣，依然不明白“風(fēng)阻系數(shù)”為何物，更沒(méi)搞懂這玩意是怎樣跟能耗扯上關(guān)系的。

好在，風(fēng)阻系數(shù)與能耗之間的關(guān)系并非隱晦的秘密，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)燃油車(chē)時(shí)代，教材就已經(jīng)講過(guò)，根據(jù)公式（一）可知，發(fā)動(dòng)機(jī)用于克服空氣阻力所消耗的功率N與風(fēng)阻系數(shù)Cd成正比，故風(fēng)阻系數(shù)越小，車(chē)輛要達(dá)到一定速度所消耗的燃油量就越少。

至于電動(dòng)汽車(chē)，雖說(shuō)其動(dòng)力所用的能源不同于傳統(tǒng)燃油車(chē)，但由于風(fēng)阻系數(shù)只是用來(lái)計(jì)算風(fēng)阻大小且相對(duì)固定的參數(shù)，而與能源類(lèi)型無(wú)關(guān)，因此電動(dòng)汽車(chē)的風(fēng)阻系數(shù)依然與能耗成正比，即風(fēng)阻系數(shù)越小，能耗越低。只不過(guò)，風(fēng)阻系數(shù)對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的意義跟傳統(tǒng)燃油車(chē)有所不同。

簡(jiǎn)單來(lái)講，汽車(chē)必須由動(dòng)力單元消耗燃油或電能等能源做功，才能克服行駛阻力跑起來(lái)，而在構(gòu)成行駛阻力的滾動(dòng)阻力、空氣阻力、加速阻力和坡度阻力等4大部分里頭，能由廠商主動(dòng)改善，并且必然存在而不受行駛條件影響的阻力卻僅有1個(gè)，那就是空氣阻力——通常又稱(chēng)為風(fēng)阻。

雖然根據(jù)風(fēng)阻計(jì)算公式（二）來(lái)看，車(chē)輛的風(fēng)阻系數(shù)Cd、流體的密度ρ、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u，以及迎風(fēng)面積A都能引起風(fēng)阻Fd的變化，但其中可以相對(duì)公平地讓普通老百姓都能直接比對(duì)的參數(shù)，卻只有風(fēng)阻系數(shù)Cd。由此可見(jiàn)，在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)設(shè)定之外，風(fēng)阻系數(shù)還真算得上是用以衡量汽車(chē)能耗水平的重要參數(shù)！

在同等條件下，風(fēng)阻系數(shù)的變化對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的影響很明顯：保時(shí)捷Taycan Turbo的風(fēng)阻系數(shù)為0.22，而保時(shí)捷Taycan Turbo S的風(fēng)阻系數(shù)則是0.25，二者均搭載93.4kWh的電池，但二者的WLTP工況的續(xù)航里程卻分別為348km和343km——風(fēng)阻系數(shù)更低的車(chē)型擁有更長(zhǎng)的續(xù)航里程。

風(fēng)阻，更考驗(yàn)錙銖必較的電量

對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，風(fēng)阻系數(shù)的重要性又更甚于傳統(tǒng)燃油車(chē)。因?yàn)椋啾饶芰棵芏雀哌_(dá)44.4MJ/kg的汽油以及48MJ/kg的柴油，單個(gè)鋰電池的能量密度僅有0.36～0.875MJ/kg——若按1兆焦耳=0.278千瓦時(shí)換算，鋰電池的能量密度就約等于0.1～0.243kWh/kg.也就是說(shuō)，即便其他條件都一樣，電動(dòng)車(chē)也得消耗數(shù)倍于傳統(tǒng)燃油車(chē)的“燃料”，才能獲得與傳統(tǒng)燃油車(chē)相當(dāng)?shù)哪芰浚M(jìn)而達(dá)到相近的續(xù)航里程。

對(duì)此，比亞迪汽車(chē)還做過(guò)實(shí)驗(yàn)：如果用單體容量為160Wh/kg的三元鋰電池組建電池堆，純電動(dòng)車(chē)要想實(shí)現(xiàn)500km的續(xù)航里程，則整個(gè)電池堆的總重至少要有400kg;若換成容量為120Wh/kg的磷酸鐵鋰電池，電池堆的總重將增至500kg以上;但與此同時(shí)，電池的布局又不可過(guò)密，更不能無(wú)限制地增加數(shù)量，不僅如此，電動(dòng)機(jī)還得保持90%以上的工作效率;相比之下，傳統(tǒng)燃油車(chē)卻只需準(zhǔn)備工作效率在30%左右的發(fā)動(dòng)機(jī)和數(shù)十升汽油，無(wú)疑輕松得多。

這意味著，電動(dòng)汽車(chē)得比傳統(tǒng)燃油車(chē)更充分地利用能量，哪怕只是讓行駛阻力減少1%也必須全力爭(zhēng)取，因?yàn)槊恳稽c(diǎn)電量都“彌足珍貴”，只有省下更多的電量，才能換來(lái)更長(zhǎng)的續(xù)航里程。

風(fēng)阻-0.01=續(xù)航+5km=車(chē)重-40kg

事實(shí)上，由于現(xiàn)在既難以提升電池的能量密度，又沒(méi)有完善的充電網(wǎng)絡(luò)與充電技術(shù)，眼下還真需要通過(guò)降低風(fēng)阻系數(shù)來(lái)為電動(dòng)汽車(chē)延長(zhǎng)續(xù)航里程。例如，據(jù)比亞迪方面測(cè)算，風(fēng)阻系數(shù)每降低0.01，即可使純電動(dòng)轎車(chē)的綜合工況續(xù)航里程增加5km，這相當(dāng)于車(chē)輛減重40kg帶來(lái)的節(jié)能效果。

當(dāng)然，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程并不完全取決于風(fēng)阻系數(shù)，還有電機(jī)性能、電池管理系統(tǒng)的智能程度等其他因素也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。另外，風(fēng)阻系數(shù)還會(huì)影響到風(fēng)噪的大小，而空氣對(duì)于汽車(chē)的作用力也不僅限于空氣阻力，更具體的內(nèi)容諸位去翻看正經(jīng)的“汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)教材”自會(huì)知曉，此處就暫且略過(guò)。真要感興趣，不妨先看下后邊的“如何優(yōu)化風(fēng)阻系數(shù)”。

在同等條件下，風(fēng)阻系數(shù)的變化對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的影響很明顯：保時(shí)捷TaycanTurbo的風(fēng)阻系數(shù)為0.22，而保時(shí)捷TaycanTurboS的風(fēng)阻系數(shù)則是0.25，二者均搭載93.4kWh的電池，但二者的WLTP工況的續(xù)航里程卻分別為348km和343km-風(fēng)阻系數(shù)更低的車(chē)型擁有更長(zhǎng)的續(xù)航里程。

那些年被風(fēng)阻改變的造型

要降低風(fēng)阻，就得減小風(fēng)阻系數(shù)，而汽車(chē)身上受風(fēng)阻系數(shù)影響最為明顯的，就是造型。畢竟，汽車(chē)發(fā)展上百年的進(jìn)化歷史早已證明，每次造型潮流的演變都伴隨著風(fēng)阻系數(shù)的優(yōu)化。

風(fēng)阻系數(shù)是這么得來(lái)的

車(chē)輛的造型一旦被確定，其風(fēng)阻系數(shù)便就此固定，直到再次調(diào)整設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)前，都不會(huì)隨行駛條件的變化而發(fā)生改變。目前，用以測(cè)算汽車(chē)風(fēng)阻系數(shù)的辦法主要有3種：風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、滑行試驗(yàn)、CFD軟件模擬。

1風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)

這是目前最為標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)阻系數(shù)測(cè)算方法。首先，在風(fēng)洞中固定好車(chē)輛的等比例或全尺寸模型，又或者是按規(guī)定設(shè)置好測(cè)試質(zhì)量的實(shí)車(chē);接著，將速度穩(wěn)定或固定風(fēng)速的氣流吹向車(chē)身，并通過(guò)車(chē)載臺(tái)記錄相應(yīng)的阻力，由于此時(shí)車(chē)輛相對(duì)靜止，因此可忽略滾動(dòng)阻力，所測(cè)得的阻力即為空氣阻力;最后根據(jù)公式計(jì)算出相應(yīng)的風(fēng)阻系數(shù)。只不過(guò)，采用不同的風(fēng)洞設(shè)置，測(cè)出來(lái)的風(fēng)阻系數(shù)會(huì)有所偏差。

2滑行試驗(yàn)

嚴(yán)格來(lái)講，根據(jù)官方制定的汽車(chē)道路試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行滑行試驗(yàn)，所測(cè)得的是車(chē)輛的行駛阻力。因此在試驗(yàn)后，還得根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的坡度、風(fēng)速等數(shù)據(jù)分別算出車(chē)輛的滾動(dòng)阻力、空氣阻力、加速阻力和坡度阻力，然后再由空氣阻力推算出風(fēng)阻系數(shù)。

雖然滑行試驗(yàn)要反復(fù)試驗(yàn)多次才能得到相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)值，并對(duì)試驗(yàn)條件有著嚴(yán)格的要求，但得益于更低的成本，滑行試驗(yàn)在實(shí)際應(yīng)用中仍比風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)更受廠商的青睞。

3CFD軟件模擬

如今，為節(jié)省研發(fā)時(shí)間與成本，汽車(chē)廠商會(huì)讓CFD計(jì)算流體力學(xué)工程師先根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在相關(guān)軟件里建立模型，進(jìn)行流體力學(xué)的數(shù)字化模擬與仿真，并得出新車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)方案。在此過(guò)程中，軟件會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算出風(fēng)阻系數(shù)，但這并非車(chē)輛最終的風(fēng)阻系數(shù)。由CFD工程師設(shè)計(jì)方案要做成實(shí)體模型，并反復(fù)放到風(fēng)洞中校對(duì)、修改，直到模型在風(fēng)洞中錄得廠商預(yù)定的風(fēng)阻系數(shù)。

PART2 電動(dòng)汽車(chē)的降風(fēng)阻絕招

風(fēng)兒，你別擋著我來(lái)電

去年的廣州車(chē)展上，廣汽集團(tuán)發(fā)布了刷新全球乘用車(chē)最低風(fēng)阻系數(shù)記錄的純電動(dòng)車(chē)EN0.146。作為一款6座乘用車(chē)，其風(fēng)阻系數(shù)只有0.146，而一般轎車(chē)的風(fēng)阻系數(shù)大多都在0.25左右。

前面說(shuō)過(guò)，電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于降低風(fēng)阻系數(shù)，有著比傳統(tǒng)燃油動(dòng)力車(chē)更迫切的需求，那……到底有什么適合電動(dòng)汽車(chē)的降風(fēng)阻藥方呢？

不管對(duì)燃油車(chē)還是電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，低風(fēng)阻系數(shù)都意味著行駛時(shí)面對(duì)的空氣阻力越小，不僅可以減少高速行駛時(shí)的風(fēng)噪，更是對(duì)提高燃油經(jīng)濟(jì)性或續(xù)航里程有重要的作用，我們就來(lái)看看電動(dòng)汽車(chē)有什么降低風(fēng)阻系數(shù)的做法。

1取消前進(jìn)氣格柵

這可是專(zhuān)屬于純電動(dòng)車(chē)方能享用的降風(fēng)阻良方，因?yàn)榇蠹叶贾溃加蛣?dòng)力車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)、增程動(dòng)力車(chē)……只要有用上發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)，就少不了需要進(jìn)氣，并且發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生巨大熱量，相應(yīng)的散熱系統(tǒng)需要“撞風(fēng)”散熱，因此不得不設(shè)計(jì)具有一定尺寸的進(jìn)氣格柵來(lái)滿足散熱的需求，但這樣會(huì)增加車(chē)身前部的空氣阻力，使空氣分子更容易堆積。所以后來(lái)有一些燃油車(chē)配備了主動(dòng)進(jìn)氣格柵的功能，當(dāng)速度達(dá)到一定，系統(tǒng)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有特別大的散熱需求時(shí)就會(huì)控制葉片把進(jìn)氣格柵封閉起來(lái)，以減少空氣阻力。

但純電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有以上煩惱，散熱的要求大大降低，因此就算有進(jìn)氣格柵更多也只是裝飾功能，所以各類(lèi)純電動(dòng)車(chē)無(wú)例外地會(huì)把車(chē)頭盡可能的蓋起來(lái)（油改電的對(duì)比起來(lái)更明顯），以最小化車(chē)身前部壓力，減少撞風(fēng)面積。要知道，汽車(chē)在看不見(jiàn)的空氣中穿梭，無(wú)數(shù)空氣分子在車(chē)身前部被壓縮，從而使車(chē)身前部的空氣壓力增加，這就是所謂的前方壓力。在此之后，空氣分子會(huì)從車(chē)身上方、兩側(cè)以及底部尋找離開(kāi)車(chē)頭高壓區(qū)的出路。能夠盡可能降低這樣的壓力，就會(huì)讓車(chē)更容易破風(fēng)前行，降低電耗！

除此之外，前擋風(fēng)玻璃也是會(huì)產(chǎn)生前方壓力的地方，因此廣汽集團(tuán)的EN0.146概念車(chē)、大眾的XL1概念車(chē)或勒芒賽車(chē)都會(huì)把前擋風(fēng)玻璃設(shè)計(jì)得非常傾斜，但這樣會(huì)影響車(chē)內(nèi)的空間，因此一般家用車(chē)很少采用如此極端的設(shè)計(jì)！

2平滑的車(chē)身線條

一輛車(chē)的風(fēng)阻系數(shù)是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)復(fù)雜的方程計(jì)算以及風(fēng)洞“吹”出來(lái)的，但簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，風(fēng)阻系數(shù)與物體表面的粗糙程度有關(guān)，所以我們會(huì)看到那些追求極致低風(fēng)阻系數(shù)的車(chē)，車(chē)身表面都會(huì)十分平滑，減少與空氣的摩擦效果，而且沒(méi)有排氣管等布局的電動(dòng)車(chē)底盤(pán)可以做得非常平整，氣流可以十分流暢地通過(guò)車(chē)身表面。

同時(shí)，后視鏡和輪圈等汽車(chē)必須的部件容易劃破原本完整的氣流，造成紊亂的湍流，因此不僅僅是概念車(chē)，也不分電動(dòng)車(chē)還是燃油車(chē)，像國(guó)外版的奧迪e-tron和雷克薩斯ES等車(chē)型可以選擇“虛擬后視鏡”一就是傳統(tǒng)的后視鏡移除，用體積小得多又可以獲取寬廣視野的攝像頭代替，并通過(guò)屏幕實(shí)時(shí)地投影兩側(cè)車(chē)身后方的情況。

至于另外一個(gè)容易產(chǎn)生湍流的部位一輪圈，在保證一定設(shè)計(jì)感的基礎(chǔ)上盡可能保持表面平整，大眾XL1概念車(chē)甚至?xí)⒑筝喌拇蟀氩糠指采w起來(lái)，以保持車(chē)身表面的統(tǒng)一性。

3慢慢收細(xì)的車(chē)尾

汽車(chē)穿過(guò)空氣，會(huì)在尾部留下一個(gè)空洞，由于空氣末能馬上填補(bǔ)這個(gè)空洞，形成了一個(gè)瞬間的負(fù)壓區(qū)或者“真空區(qū)"，但由于車(chē)輛在不斷前進(jìn)，因此這個(gè)“瞬間”也會(huì)一直存在并跟著跑，產(chǎn)生一股把車(chē)向后吸的力量，而這個(gè)無(wú)法填補(bǔ)的空洞就叫“流動(dòng)分離"。

雖然這個(gè)真空空洞是在車(chē)輛的后部產(chǎn)生，但隨著車(chē)速的，上升也會(huì)產(chǎn)生更多的真空吸力，所以限制流動(dòng)分離的區(qū)域同樣十分重要。一般來(lái)說(shuō)，車(chē)尾的垂直面積越大就會(huì)產(chǎn)生越明顯的流動(dòng)分離，因此SUV的風(fēng)阻系數(shù)往往比三廂轎車(chē)大不少，并不僅僅是因?yàn)樗挠L(fēng)面積大。

我們同樣可以在那些追求極致氣動(dòng)效果的概念車(chē)或賽車(chē)上看到從車(chē)身到尾部慢慢收窄，這是為了讓空氣可以貼著車(chē)身漸漸流向尾部的負(fù)壓區(qū)，不必突然填補(bǔ)大量空洞的區(qū)域。而且尾部真空區(qū)產(chǎn)生的真空后向吸力往往還大于車(chē)頭撞風(fēng)的阻力，因此減少尾部的流動(dòng)分離十分重要！

4底盤(pán)平整化

大家都知道燃油車(chē)的底盤(pán)是非常“雜亂”的，發(fā)動(dòng)機(jī)、油底殼、變速箱、排氣管、油箱等等，所以稍微高檔一些的車(chē)型都會(huì)用護(hù)板盡可能地把底盤(pán)蓋起來(lái)，這不僅僅是出于美觀和保護(hù)作用，而是車(chē)輛高速行駛時(shí)會(huì)有大量氣流從下方通過(guò)，不平整的底盤(pán)會(huì)產(chǎn)生更多空氣阻力。

但電動(dòng)汽車(chē)就大不一樣了，純電動(dòng)車(chē)的底盤(pán)布局可以作到像滑板車(chē)一樣平整、簡(jiǎn)單，因?yàn)橹恍枰粔K大平板承托住電池組，并且把小體積的電機(jī)安裝在結(jié)構(gòu)框架之中，電動(dòng)車(chē)就可以把底盤(pán)做得非常平整，所以幾乎所有純電動(dòng)車(chē)都會(huì)把底盤(pán)蓋得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，這對(duì)于降低車(chē)身下方的空氣擾流阻力十分有幫助！

知識(shí)加油站 風(fēng)阻系數(shù)不是越小越好

或許你會(huì)奇怪，一邊說(shuō)要如何降低風(fēng)阻系數(shù)，為何又要說(shuō)風(fēng)阻系數(shù)不是越小越好？

對(duì)于家用車(chē)來(lái)說(shuō)，平時(shí)行駛速度不高，降低風(fēng)阻來(lái)提高續(xù)航里程更加重要，但跑車(chē)和各種賽車(chē)不是需要更小的風(fēng)阻嗎？不一定，因?yàn)樗鼈冊(cè)诟咚贂r(shí)更需要下壓力！所以性能車(chē)尾部的大尾翼就是與降低風(fēng)阻背道而馳的，像F1賽車(chē)的風(fēng)阻系數(shù)比SUV都高，但其迎風(fēng)面積卻又比SUV小得多，因此整體承受的風(fēng)阻還是非常小的。

空氣動(dòng)力學(xué)是一套非常復(fù)雜的學(xué)問(wèn)，講究就是平衡！

PART3 電動(dòng)轎車(chē)、跑車(chē)、SUV的風(fēng)阻絮語(yǔ)

迎風(fēng)而上

說(shuō)完電動(dòng)汽車(chē)降低風(fēng)阻的學(xué)問(wèn)，接下來(lái)是找?guī)卓畲碥?chē)型迎風(fēng)跑跑了……

風(fēng)阻8、3、2

車(chē)輛風(fēng)阻來(lái)源有兩個(gè)重要因素，一個(gè)是迎風(fēng)面，一個(gè)是車(chē)身亂流。體型高大的蔚來(lái)ES6在設(shè)計(jì)車(chē)身時(shí)也著重從這兩點(diǎn)思考如何降低風(fēng)阻。首先，前臉迎風(fēng)面部份，蔚來(lái)ES6擁有上下兩組AGS（ActiveGrillShutter）主動(dòng)式進(jìn)氣格柵，它的設(shè)計(jì)是窄口的，一方面能夠滿足驅(qū)動(dòng)單元全力發(fā)揮性能時(shí)需要的散熱空氣，而車(chē)輛機(jī)件散熱需求較低時(shí)，會(huì)關(guān)閉AGS葉片，從而減少空氣流入機(jī)艙，降低空氣阻力。

在造型設(shè)計(jì)方面，蔚來(lái)ES6在引擎蓋折角上經(jīng)過(guò)細(xì)微優(yōu)化，讓X-Bar前臉達(dá)到理想視覺(jué)效果的同時(shí)，空氣阻力降低0.7%。經(jīng)過(guò)前臉的優(yōu)化，蔚來(lái)ES6在降低風(fēng)阻系數(shù)的同時(shí)，還能有效提升續(xù)航表現(xiàn)，理論上在120km/h時(shí)速下能額外貢獻(xiàn)25km的續(xù)航里程。

在空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)上，電動(dòng)車(chē)最大的優(yōu)勢(shì)之一在于有規(guī)整的底盤(pán)，易于空氣流通，蔚來(lái)ES6在此基礎(chǔ)上，通過(guò)底部護(hù)板角度的設(shè)計(jì)，能夠引導(dǎo)氣流更快速的通過(guò)。加上平布在車(chē)輛底盤(pán)中間的電池組，因此在高速行駛時(shí)能帶來(lái)更良好的車(chē)輛穩(wěn)定性表現(xiàn)，理論上在120km/h時(shí)速下續(xù)航里程能再增加28km。此外工程師針對(duì)蔚來(lái)ES6翼子板曲線幅度設(shè)計(jì)、擾流板形狀傾斜角優(yōu)化、A柱面差曲率等等方面的進(jìn)行打磨。最終蔚來(lái)ES6獲得了0.28的風(fēng)阻系數(shù)。

Model3作為特斯拉品牌最新的量產(chǎn)轎車(chē)，它的造型設(shè)計(jì)可謂帶領(lǐng)汽車(chē)行業(yè)再次走上一個(gè)新高度。首先最搶眼的莫過(guò)于它完全取消前格柵的設(shè)計(jì)，一體化的前臉是純粹的電動(dòng)化風(fēng)格，這也給用戶帶來(lái)很強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊。我們說(shuō)過(guò)，最佳的風(fēng)阻造型是水滴狀，取消中網(wǎng)后，Model3能夠?qū)⑶澳樤煨妥龅酶訄A潤(rùn)，更加降低風(fēng)阻系數(shù)。

與超跑追求強(qiáng)大下壓力的做法不同，Model3作為一款日常通勤車(chē)，它在設(shè)計(jì)空氣動(dòng)力學(xué)時(shí)首要考慮的是減阻和降低能耗。所以它的整體造型是目前汽車(chē)中最接近水滴形的造型設(shè)計(jì)，看上去更加圓潤(rùn)。其次在機(jī)艙蓋、翼子板、腰線、車(chē)尾等等位置做了導(dǎo)流槽，讓空氣能夠更流暢的通過(guò)，而這也是整車(chē)少見(jiàn)有肌肉感和棱角的設(shè)計(jì)。還有就是應(yīng)用了低風(fēng)阻的輪圈、隱藏式門(mén)把手等等設(shè)計(jì)，以上種種造就了Model3低達(dá)0.23的風(fēng)阻系數(shù)！

不管是特斯拉Model3還是蔚來(lái)ES6，它們都屬于普通通勤車(chē)的范疇，因此在設(shè)計(jì)風(fēng)阻系數(shù)的時(shí)候主要考慮的是能耗優(yōu)化，只要達(dá)到既定的目標(biāo)就可以了。但是對(duì)于保時(shí)捷Taycan這樣的頂級(jí)電動(dòng)跑車(chē)來(lái)說(shuō)，風(fēng)阻系數(shù)必須將性能優(yōu)化考慮進(jìn)去。因此從造型上就能看出，保時(shí)捷Taycan與另外兩者是不一樣的。

造型上的不一樣有哪些呢？首先自然是跑車(chē)更低矮，更流線的造型，其次是遍布全車(chē)的導(dǎo)流槽、通風(fēng)孔、尾翼、擴(kuò)散器等等設(shè)計(jì)，于是成就了0.22的風(fēng)阻系數(shù)！得益于良好的風(fēng)阻以及強(qiáng)大的電機(jī)，保時(shí)捷TaycanTurboS能夠輸出560kW的最大功率，百公里加速時(shí)間僅2.8秒，表顯最高時(shí)速更是達(dá)到了260km/h。當(dāng)然性能強(qiáng)悍的它在續(xù)航里程方面的表現(xiàn)也是毫不遜色的，465km的NDEC續(xù)航里程足以媲美主流電動(dòng)車(chē)，再加上保時(shí)捷獨(dú)有的800V超高電壓快充系統(tǒng)，把底盤(pán)上那塊容量為93.4kWh的電池組從5%的虧空點(diǎn)亮充至80%僅需22.5分鐘。

除了為性能服務(wù)外，保時(shí)捷Taycan上面也有許多小的減小風(fēng)阻設(shè)計(jì)同樣是為了增加續(xù)航服務(wù)的，例如輪圈上的碳纖維導(dǎo)風(fēng)片能夠減小車(chē)輛在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輪圈上的風(fēng)阻，比如在前大燈～下方有條進(jìn)氣道能夠讓氣流從車(chē)輪兩邊通過(guò)從而降低空氣阻力，并且給剎車(chē)降溫提供額外的空氣。還有隱藏式的門(mén)把手、自動(dòng)升降尾翼都能為風(fēng)阻系數(shù)及續(xù)航表現(xiàn)提供不小的助力。

安靜又迅猛

前文講過(guò)，通過(guò)降低風(fēng)阻，能夠有效提升電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程，但是里程的提升不僅僅取決于風(fēng)阻系數(shù)，是由時(shí)速、工況、駕駛習(xí)慣、載重等等綜合因素共同組成的，因此在駕駛的過(guò)程中很難通過(guò)風(fēng)阻的降低感受到續(xù)航的提升。那么降低風(fēng)阻對(duì)駕駛感受最直接的影響體現(xiàn)在哪呢？

對(duì)于跑車(chē)和轎車(chē)這種本身就具備流線型外殼的車(chē)型來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)的風(fēng)阻差異很難直接從駕駛上感受到，但是對(duì)于SUV車(chē)型來(lái)說(shuō)駕駛感受就明顯不同了。對(duì)于SUV，尤其是尺寸比較大的中大型SUV而言，因?yàn)樵O(shè)計(jì)原因往往就將造型做成方方正正的樣子，如此一來(lái)便大大增加迎風(fēng)面，因此在駕駛過(guò)程中能夠感受風(fēng)阻帶來(lái)的噪音會(huì)對(duì)車(chē)內(nèi)乘坐舒適性造型較大影響，另外經(jīng)過(guò)車(chē)身的亂流也會(huì)對(duì)高速行駛的穩(wěn)定性造型影響。相比之下，這些問(wèn)題在電動(dòng)車(chē)上則被大大改善了。以蔚來(lái)ES6為例，雖然是一臺(tái)有1965mm車(chē)身寬度、1758車(chē)身高度的SUV，但是通過(guò)動(dòng)空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化，縮小前臉進(jìn)氣口、引擎蓋折角上細(xì)微優(yōu)化等等方式，讓正面流經(jīng)車(chē)身的氣流能夠更順滑快速的通過(guò)車(chē)身，從而減小阻力，也降低噪音。因此同樣是中型SUV，但是在高速行駛時(shí)蔚來(lái)ES6所表現(xiàn)出來(lái)的風(fēng)噪算是相當(dāng)?shù)停踔量梢哉f(shuō)絲毫不遜色于更加流線的轎車(chē)。

除了噪音以外，穩(wěn)定性是駕駛電動(dòng)車(chē)時(shí)感受到的最大優(yōu)勢(shì)。首先電動(dòng)車(chē)的電池組大多平鋪在底盤(pán)位置，這樣一來(lái)底盤(pán)重心就大大降低，在變道時(shí)更低的重心也讓車(chē)身更平穩(wěn)快速的完成駕駛員的操作指令。其次是電動(dòng)車(chē)平整的底盤(pán)也有利于氣流的快速平穩(wěn)流通，而不會(huì)有多余亂流產(chǎn)生，在這可以參考電動(dòng)車(chē)的加速表現(xiàn)，特斯拉Model3后驅(qū)版百公里加速時(shí)間為5.6秒，蔚來(lái)ES6性能版百公里加速時(shí)間為4.7秒，而保時(shí)捷TaycanTurboS的百公里加速時(shí)間更是僅為2.8秒，堪比最頂尖的HyperCar。這其中的因素當(dāng)然有電機(jī)強(qiáng)大性能輸出的功勞，但是正式因?yàn)楦骶€的造型，更低的風(fēng)阻，才能輕易將加速時(shí)間做到如此迅捷。在加速的過(guò)程中，車(chē)輛會(huì)老老緊貼地面，從而帶來(lái)更強(qiáng)的抓地力，在這樣天然的優(yōu)勢(shì)下，自然能做到極快的提速表現(xiàn)。

不同類(lèi)型，不同策略

從以上三款不同類(lèi)別的車(chē)型來(lái)看，電動(dòng)車(chē)都具備一個(gè)普遍的優(yōu)勢(shì)一動(dòng)力結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)更加自由，車(chē)身整體性更高，因此想要設(shè)計(jì)出極低風(fēng)阻系數(shù)的車(chē)身并不是一件困難的事。以蔚來(lái)ES6為例，0.28的風(fēng)阻系數(shù)在電動(dòng)車(chē)之中并不屬于拔尖表現(xiàn)，但是相比傳統(tǒng)燃油車(chē)型（奧迪Q5L風(fēng)阻系數(shù)0.3），依然要好上不少。

但是從類(lèi)別上來(lái)看，電動(dòng)車(chē)在風(fēng)阻設(shè)計(jì)時(shí)儼然有不少派別誕生，包括以蔚來(lái)ES6為代表的“傳統(tǒng)派”依然占據(jù)目前市場(chǎng)多數(shù)，因?yàn)槎鄶?shù)消費(fèi)者還是更愿意接受造型熟悉的電動(dòng)車(chē)，這樣在換車(chē)過(guò)渡時(shí)不需要適應(yīng)過(guò)程;另一派別則是以特斯拉Model3為代表的未來(lái)派，其外觀風(fēng)格更科幻，更有視覺(jué)沖擊力，雖然有點(diǎn)兒挑戰(zhàn)消費(fèi)者視覺(jué)認(rèn)知，但依然在新興市場(chǎng)收獲了不少的用戶青睞，像小鵬……等新能源品牌同樣有走該方向發(fā)展的趨勢(shì)，相信隨著電動(dòng)車(chē)的普及，以后有這樣科幻造型的電動(dòng)車(chē)也會(huì)越來(lái)越多的。

倒是以保時(shí)捷Taycan為代表的頂級(jí)跑車(chē)在設(shè)計(jì)方面最為成熟，眾所周知，風(fēng)阻系數(shù)一直是頂級(jí)跑車(chē)設(shè)計(jì)之中必不可少的重要一環(huán)，想要獲得更好的性能表現(xiàn)，風(fēng)阻是跑車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)繞不開(kāi)的問(wèn)題，在進(jìn)入電動(dòng)車(chē)時(shí)代，超低的風(fēng)阻系數(shù)既能兼顧性能表現(xiàn)，又能帶來(lái)很好的續(xù)航里程，可謂是一舉兩得。

特斯拉Model3

（長(zhǎng)續(xù)航后輪驅(qū)動(dòng)版）

動(dòng)力系統(tǒng).

后永磁同步電機(jī)·電動(dòng)車(chē)單速變速箱·置電機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)

性能

電機(jī)總功率202kW·電機(jī)總扭矩404Nm·0～100km/h加速5.3s·最高車(chē)速225km/h·耗電量12.8kWh/100km（工信部）·純電續(xù)航里程668km（工信部）·電池能量80kWh

底盤(pán)

前、后通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)·前雙叉臂、后多連桿式獨(dú)立懸掛·前、后235/45R18輪胎

車(chē)身尺寸

4694×1850×1443mm（長(zhǎng)×寬×高）·軸距2875mm·車(chē)重1745kg

保時(shí)捷Taycan（Turbo S）

動(dòng)力系統(tǒng)

前后永磁同步電機(jī)·2擋自動(dòng)變速箱·雙電機(jī)四驅(qū)

性能

電機(jī)總功率560kW（前電機(jī)最大功率190kW、后電機(jī)最大功率335kW）·電機(jī)總扭矩1050Nm（前電機(jī)最大扭矩400Nm、后電機(jī)最大扭矩550Nm）·0～100km/h加速2.8s·最高車(chē)速260km/h·耗電量27kWh/100km（工信部）·純電續(xù)航里程465km（NEDC）·電池能量93.4kWh

底盤(pán)

前、后陶瓷通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)·前雙叉臂、后多連桿式獨(dú)立懸掛·前、后265/35R21輪胎

車(chē)身尺寸

4963×1966×1378mm（長(zhǎng)×寬×高）·軸距2900mm·車(chē)重2295kg

蔚來(lái)ES6（首發(fā)紀(jì)念版）

動(dòng)力系統(tǒng)

前永磁同步電機(jī)、后交流異步電機(jī)·電動(dòng)車(chē)單速變速箱·雙電機(jī)四驅(qū)

性能

電機(jī)總功率400kW（前電機(jī)最大功率140kW、后電機(jī)最大功率240kW）·電機(jī)總扭矩725Nm·0～100km/h加速4.7s·最高車(chē)速200km/h·電量-kWh/100km（工信部）·純電續(xù)航里程430km（工信部）·電池能量70kWh

底盤(pán)

前、后通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)·前雙叉臂、后多連桿式獨(dú)立懸掛·前、后255/50R20輪胎

車(chē)身尺寸

4850×1965×1731mm（長(zhǎng)×寬×高）·軸距2900mm·車(chē)重2200kg

THE END

未來(lái)，讓風(fēng)為我所用

如今，對(duì)于降低行車(chē)風(fēng)阻系數(shù)，主要圍繞在研究車(chē)身周?chē)目諝庾匀涣鲃?dòng)，減小阻力的消耗。但未來(lái)，將不止于這種路線，而是更多強(qiáng)調(diào)化被動(dòng)為主動(dòng)，如何主動(dòng)利用好流動(dòng)風(fēng)力，而這絕對(duì)是新能源車(chē)突破瓶頸再進(jìn)化的一大重點(diǎn)！

繼續(xù)玩風(fēng)

1A柱形態(tài)

根據(jù)CFD仿真計(jì)算所得出的數(shù)據(jù)，車(chē)輛A柱的形態(tài)會(huì)直接影響氣流在前擋玻璃前部的分離，對(duì)整車(chē)風(fēng)阻系數(shù)影響非常明顯，而目前針對(duì)汽車(chē)A柱區(qū)域的研究主要分析其氣動(dòng)噪聲性能，因此，未來(lái)還存在優(yōu)化潛力。

當(dāng)增大A柱內(nèi)側(cè)面偏移量△1有利于A柱區(qū)域氣流附著，并有效降低整車(chē)風(fēng)阻系數(shù)。當(dāng)△1>7mm時(shí)△Cd隨之變化幅度較小。當(dāng)△I<7mm時(shí)整車(chē)風(fēng)阻系數(shù)隨著之有較大幅度的降低。

除此之外，減小A柱迎風(fēng)面與前擋玻璃面高度差可以有效改善A柱區(qū)域氣流分離，降低整車(chē)風(fēng)阻系數(shù)。當(dāng)△h《5mm時(shí)，風(fēng)阻系數(shù)的變化隨△h的變化而產(chǎn)生的變化較大，當(dāng)△h≥5mm時(shí)，風(fēng)阻系數(shù)隨△h的增大而降低的趨勢(shì)則較緩。A柱內(nèi)側(cè)面與前擋玻璃交線偏移量的改變會(huì)加劇A柱區(qū)域氣流的分離情況，越大分離效果越顯著，不利于整車(chē)風(fēng)阻系數(shù)的優(yōu)化。

2攝像頭后視鏡

相較于傳統(tǒng)后視鏡，攝像頭的廣角鏡頭和各項(xiàng)圖形處理技術(shù)外加AR技術(shù)成就的流媒體，綜合下來(lái)可以有效減少甚至消除駕車(chē)時(shí)的視覺(jué)盲區(qū)，提供更廣闊的視野，提升駕車(chē)安全性。并且比起傳統(tǒng)后視鏡體積更小更符合空氣動(dòng)力學(xué)，降低風(fēng)阻系數(shù)。

根據(jù)資料顯示，將后視鏡更換為攝像頭后，整車(chē)迎風(fēng)面積平均能下降2.56%，提升燃油經(jīng)濟(jì)性，改善汽車(chē)效能。預(yù)計(jì)到2023年，日本29%的新車(chē)都將換上攝像頭后視鏡。

3渦流發(fā)生器

渦流發(fā)生器以往更多運(yùn)用在飛機(jī)機(jī)翼上表面的前沿部分，可提升低速和高迎角狀態(tài)下飛機(jī)的穩(wěn)定性，并對(duì)機(jī)翼的空氣動(dòng)力學(xué)性能起到顯著作用，改善流體分離現(xiàn)象。作為一種氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，它開(kāi)始裝置在車(chē)輛上，起到減小阻力從而改善油耗的作用，使得氣流能平滑地流過(guò)車(chē)體，讓車(chē)后的低壓端流區(qū)域遠(yuǎn)離車(chē)體，改變邊界層的性質(zhì)，減小前后壓力差帶來(lái)的壓力。

4仿生襟翼

奔馳在推出的VisionAVTR概念車(chē)上，亮相了名為仿生襟翼的新技術(shù)。通過(guò)在車(chē)輛的背部裝有33塊離散式的板片，用于和車(chē)外的人進(jìn)行交流，改變車(chē)輛尾部的流動(dòng)，減小車(chē)輛的阻力，提高車(chē)輛的氣動(dòng)性能，而經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試后的速度和壓力曲線表明，減阻的關(guān)鍵是減弱后傾角側(cè)邊產(chǎn)生的縱向渦流。