新能源汽車創新性造型解析*

甘新旭 蘇暢 張智強 張婉玉

（吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室，長春 130022）

主題詞：新能源汽車 造型特征 創新性造型

1 前言

新能源汽車作為一種節能環保的出行方式，獲得各國政府和民眾的廣泛歡迎[1]。基于中國大力發展新能源汽車的政策引導，新能源汽車市場呈現百花齊放的局面，造型新穎的新能源汽車層出不窮。

同時，在智能化、網聯化和電動化和共享化的行業顛覆性趨勢下，新能源汽車驅動方式和能源配置的優勢逐漸獲得社會認可，這也為內外飾造型設計提供了更多發揮空間。新能源汽車有著區別于傳統燃油車的總體布置、設計理念及用戶需求，有必要針對新能源汽車的創新性造型的表現形式及主要影響因素進行深度解析。

2 汽車外形設計的“變”與“新”

新能源汽車架構相對簡單的優勢促進了新品牌誕生，通過建立新品牌來重建用戶需求、產品規劃的邏輯，增加了在市場上與傳統品牌成功競爭的可能性。新能源汽車從2022年2月份開始，已實現連續6個月的零售滲透率高于20%[2]。新能源汽車通過自身的技術優勢和超強的附加值承載力，在滿足消費者需求的領域展現了獨特競爭力。更靜謐的座艙環境、同等外觀尺寸下的更大空間、更經濟的出行成本和智能便捷的車機體驗，新能源汽車將新穎的造型特征及功能體驗輸送給目標群體。

國內學者已分析總結出一些新能源汽車造型設計的特點與規律：王波等從整體比例、特征線與曲面處理、細節和色彩材質三個角度進行分析，得出電動汽車的典型造型特征[3]。江海龍等闡述了現階段新能源汽車外觀在進氣口、輪轂、燈光系統和車身造型布局4個方面的設計特征，并從科技、審美和工藝角度預測了未來趨勢[4]。李勇等分析了提升出行體驗、人工智能發展和智慧出行系統對汽車設計的影響，列舉了純電動汽車在外觀整體造型傾向、格柵、車燈、輪轂和參數化設計的變化，并強調了情感化設計和改變空間布局這兩個設計傾向[5]。因此，新能源汽車外觀造型中顯而易見的“變”與“新”可歸納為：

（1）比例姿態上，突出四輪四角和更大的車輪直徑特征。

（2）A柱與C柱的傾角更大，同時A柱前移，整車更接近于“完整的單廂體”特征，不斷突破常規的車型分類。

（3）特征線與型面處理上，造型更為簡潔，通過“曲面扭曲或沖突”來塑造造型特征，達到張弛有度。

（4）細節設計與整體形態處理相協調，造型更為簡潔概括，增強了幾何式元素與矩陣式燈具的運用。

新能源汽車也逐漸形成了更深層、獨特的設計特征。早期的新能源汽車多采用簡單封閉的汽車前臉（以占據視覺中心的上進氣格柵為主），在特斯拉Model S的影響下，無臉化造型成為設計主流。但是，隨著高能量密度動力電池和高功率電機的散熱需求增加，更加開闊的下進氣格柵應運而生，結合新能源汽車普遍更寬的車體，造就了新穎獨特的前臉設計特征，圖1展示了新能源汽車前臉設計進化的3個主要階段。

傳統風格的新設計是現今多數新能源汽車的造型選擇。線條變化強調了車身的比例姿態，并塑造了總體造型風格，繼而可以借此判斷車型對于設計趨勢的理解、品牌基因的詮釋與表達[6-7]。新能源汽車使用更精煉的造型語言，弱化機械式美感，造型更強調邏輯感、科技感和功能性，更接近電子產品的造型語言。并運用簡潔而有高級感的線條，克制地控制型面變化，追求極致化的細節處理，期望消費者產生“純粹”的聯想。

在對無外后視鏡的汽車前臉造型前視圖的研究中發現：與有后視鏡的前臉設計方案相比，沒有后視鏡的前臉造型的完整車型更能引起受眾的關注，并且通過粗糙集的評估方法，得出參與測試的人群對保留了外后視鏡且具有“方形”造型趨勢的汽車前臉造型的接受度更高[8]。所以，在法規約束下可通過調整后視鏡的造型體積，與前臉造型等外觀細節設計形成視覺反差，增加新能源汽車的整體造型輕盈感。

外飾色彩是新能源汽車的表征性特征，具有強烈的品牌識別度。新能源汽車對于流行趨勢的捕捉更加敏銳與大膽，特別是在外飾漆的選擇上，勇于做出嘗試。在“顏值至上”的時代，采用治愈風、莫蘭迪色和馬卡龍色系的一些小型新能源車型（圖2），受到眾多年輕消費者的喜愛，短時間內銷量劇增。

傳統燃油車的技術條件限定了交互的模式、約束了操作行為，疊加用戶消費的慣性思維，造成“變”化的局限性。直到1980年代前半期，世界上大部分車燈仍是密封式光束照燈，尺寸和形狀的標準化約束，嚴重約束了前照燈的設計自由度[9]。而新能源汽車外飾設計的“變”在光的使用上有強烈的體現。車燈智能化，在避免改變物理性造型產生高昂成本的前提下，通過點陣密排或矩陣式光源和軟件獨立控制技術，使新能源汽車車燈造型具備明顯的智能化特征。新能源汽車極致的燈光設計理念造就全新的車燈造型，車燈的橫向尺寸逐漸加長，配合智能交互燈組，呈現出獨特的前臉布局風格（圖3）。

此外，新能源汽車外觀零部件的設計與裝飾也充分考慮了用戶個性化需求。廣汽埃安為用戶提供了多種配色和定制化外觀裝飾件，打造不限量的限量版（圖4）。

3 汽車內飾設計的精致與高級感

從設計者的角度來看，內飾設計是在具備完善功能布置的基礎上，為目標人群打造出一個身心愉悅的空間。從消費者角度來看，擁有某款新能源汽車，首先關注的是駕乘感受及該車型向外界傳遞的價值觀，并通過自身對內外飾造型要素的認可程度，構建出具體的感知意向。從而形成設計者和消費者在新能源汽車造型上的“設計場”，使得人（使用者）、物（新能源汽車），環境（使用環境）以及社會（服務系統）之間建立起有機聯系。

座椅是汽車內部總成件的核心，其外觀造型、面料觸感和舒適度會直接影響消費者對汽車整體內飾的感知滿意度。座椅面料的紋理及色彩搭配對車內整體環境有最直接的影響，注重座椅面料的花型紋理和色彩的組合與搭配，可營造出差異性較大的視覺效果[11]。雖然真皮座椅和細節裝飾彰顯價值，增加了奢華感，但是它并非最舒適的材質，在日常使用中易產生褶皺，影響造型美觀性。因此，新能源汽車正積極探索并應用透氣性和耐污性較好的超細纖維、麂皮絨等仿真材料，以滿足造型與功能的雙重需要。

運用色彩、材質、表面裝飾及紋理圖案塑造汽車內飾的精致與高級感，是新能源汽車內飾設計風格的重要趨勢之一。所謂的高級感是產品自身帶給用戶的正向綜合體驗，它代表著品質、品味和高精度的審美[12]。內飾中使用智能表面材料是豐富設計細節的新穎手法，在防塵、防水的基礎上，智能表面不僅深度還原物理按鍵的深刻觸感，更增加了用戶的數字式感官體驗。威馬M7首創的i-Surf科技皮膚能夠支持用戶自定義界面內容，還能在側面出現同行車輛時，提前發出碰撞提醒（圖5）。

新能源汽車內飾材質設計表達了不同語義與感知結果。覆膜塑料、覆膜塑膠和鋼琴烤漆這些不同表面帶來的溫暖感、紋理深度以及真實程度是內飾材料設計中優先考慮的因素[13]。紋理的疏密程度、變化規則以及紋理表面的光澤度都對內飾的色調及質感產生影響，可以呈現出輕快、穩重、整潔、細膩等不同的質感效果（圖6）。

氛圍燈光的使用，增加了汽車內部的科技元素，提升了造型設計的科技感。同時，氛圍燈的冷暖、明暗、強弱變化，從情感角度舒緩了駕駛員的疲勞感，讓駕乘更具儀式感，營造輕松愉悅的氛圍。氛圍燈細膩的品質感也提升了品牌的辨識度[14]，對于內飾造型起到了襯托作用，促進了內飾設計的立體化，也定義了駕乘者的專屬活動空間。阿維塔11的情感渦流設計，具有對稱式展開的內飾滾邊縫線和氛圍燈帶，隨著氛圍燈環繞亮起，能增強溫暖和安全的駕乘體驗（圖7）。

4 車內與車外的創新性交互設計

新能源汽車的人機交互設計主要通過物理架構、軟件架構和前沿技術搭載匹配度來體現其設計的前瞻性與創新性。交互設計理念從“功能”向“人”發生轉變，以產品定義為立足點，在滿足品牌平臺構架戰略和目標人群的體驗需求基礎上，由上而下自發地形成頂層設計指導思想，結合人機標準及法規，系統性統籌車內與車外的人機交互設計。

內飾中人與車的交互，主要體現為駕乘人員對各個部件的有效操作，既有人的主動操作，也有被操作物的反饋，兩者有效配和才能達到使用功能的一致性[15]。新能源汽車屏幕的增大和數量的增加，改變了交互方式，傳統式物理按鍵得到了簡化，實現了更為簡潔和集成的操縱與控制（圖8）。

新能源汽車通過改變傳統物理按鍵促進交互方式的變革，但通過簡化物理功能按鍵而建立的新交互模式并沒有減少使用功能。小鵬P7放棄手動旋鈕和撥擋，轉而通過屏幕滑動或者語音控制來實現空調的風向調節，并實現風向調節可視化（圖9）。

交互屏幕可以是多個小屏聯動或者使用少量的大尺寸屏幕，兩者沒有明顯的造型優劣之分，很大程度上取決于品牌、車型和具體功能的限定。它在體現品牌造型基因一致性的同時，也必須滿足駕乘人員觀測角度和視域范圍的法則與規定，特別是在動態行駛過程中對視覺信息的捕捉準確性提出更高要求。因此，集合車內信息后的一體式整體大屏幕，更容易實現整車的智能化操作，給用戶帶來更舒適的出行體驗[1]。

車內交互屏幕的形狀、大小和所處的位置，對儀表板主體和中控區域產生了重要影響。汽車屏幕界面的設計，從使用功能上可分為3類：

（1）娛樂消遣類，包含音樂、新聞、多媒體平臺等；

（2）操縱控制類，主要指方向盤、踏板、換擋等操作裝置；

（3）舒適裝置類，包含空調、溫度調節等控制按鍵。

作為操縱控制類的方向盤、踏板、換擋裝置與駕駛習慣密切相關，其簡化程度在交互過程中相對較小，而娛樂消遣、舒適度體驗的裝置與總成，則有不同程度的歸納與簡化，甚至可以進一步加強簡化。舒適裝置按鍵則更多地集中于屏幕與界面顯示，以高集成的電動調節來代替手動操作，完成多模態的人機交互體驗。

隨著技術發展和交互理念的深化，新能源汽車的交互已不滿足于不同車輛駕駛者之間的信息傳遞，逐步關注車輛與車外行人之間的通訊與交互。上千顆LED光源組成的智能交互燈，可以形成多種具有特定含義的符號，向外界傳遞特定信號，建立起車內駕乘人員與車外行人之間的信息交互關系。高合汽車與智己汽車均已開發出“智能燈語系統”，并應用于量產車型。這種交互系統不僅可以發出駕駛信號提醒，還能發送一些文字信息及動態表情（圖10），使行人能快速直接地了解車輛信息的顯示意圖。

5 結合流行趨勢的創新性造型設計

從藝術及技術方面來看，創新性造型設計的5個影響因素概括為：人機工程、機械工程、流體力學、信息的輸入與輸出4個技術要素，以及消費者和設計者審美心態藝術要素[16]。參照這5個影響因素來分析近年來具有代表性的新能源汽車造型設計案列，結合前沿的材料研發和加工工藝，總結出新能源汽車造型領域中7項頗具創新性的設計特征。

5.1 進階的中國風設計

在文化自信與品質生活的觸動下，新能源汽車造型從線條、色彩、形式感和風格樣式等角度出發，深度結合品牌意識，打造出獨特迷人的造型設計語言。在細節處理上，充分關注具體的形態、特征線條、材質的高級感、奇幻的燈光效果和內容豐富的交互界面。紅旗和比亞迪在車型命名、造型設計和色彩紋理使用方面，吸取中華文化的精髓，詮釋了東方時尚美學的設計理念（圖11）。

5.2 多樣化的輪轂造型設計

考慮到提高續駛里程的需求，新能源汽車通常會設計超低風阻的輪轂造型，所呈現出的趨勢是鏤空部分越來越小，輪轂的造型越來越趨于封閉化。為實現視覺美觀，采用多色、多紋理設計，以增加結構線條與單元形態的層次感（圖12）。

5.3 更具未來感的色彩設計

車身色彩是指以車身覆蓋件為主體的外觀整體色彩，它是汽車整體審美評價的關鍵要素[17]。車身色彩直接影響了整車比例的視覺感受，高亮或磨砂亞光的裝飾條對車身色彩的區域分割產生清晰的提示。通過改變乘用車立柱的配色，在視覺上隱藏車身立柱（A柱或C柱），可以營造出具有未來感的懸浮車頂造型[18]。隨著寶馬電子墨水技術的成功開發，可以呈現出可變色車身，當經過成本與效益平衡之后，寶馬在iX Flow車型批量生產中應用電子墨水技術，使新能源汽車的車身色彩亦可呈現多元化、可變式色彩設計，進一步滿足并超越了新興用戶的期望，為新興用戶帶來了驚喜（圖13）。

5.4 全景天窗和全景天幕設計

車頂使用大面積玻璃可以為后排爭取更多的頭部空間，并減輕整車在視覺上的沉重感（圖14）。但是，與大面積覆蓋玻璃幕墻的建筑外觀一樣，玻璃的大面積使用對行人和道路環境造成的光污染也會隨之增加。同時，由于天窗玻璃的通透性，不得不增加座艙溫度調節的頻率與強度，會引發更多能源消耗。因此，新能源汽車通過采用天幕鍍膜、光感天幕或安裝遮陽簾措施來彌補天幕在隔熱和保溫方面的缺陷。

5.5 透明A柱設計

哪吒U車型采用柔性AMOLED屏的透明A柱方案,即在A柱上安裝了兩個柔性屏幕，通過智能算法和攝像頭配合，在屏幕上呈現外部的真實場景，從而實現A柱透明化（圖15）。基于獨有的“眉心追蹤算法”，通過攝像頭跟蹤駕駛員雙眼，計算眉心位置，從而確認A柱顯示屏的顯示透視角度，并實時顯示，始終保持駕駛者視野清晰。透明A柱會根據車速進行自動開閉，低速行駛時系統自動啟動，此時駕駛員可以通過車內OLED屏實時觀察A柱的盲區信息，而高速行駛時，為避免視覺干擾，該系統則會自動關閉。

5.6 應用抗菌內飾材料

受全球新冠疫情的影響，消費者對于個人的安全防護有了更高認識。從車規級CN95空調濾芯到高抗菌性內飾材料，新能源汽車力爭打造更鮮明、更強大的健康屬性。蔚來ET7通過對用戶平時容易接觸到的部件表面噴涂增加抗菌劑的保護涂層，來實現保護材質及提升長期使用的愉悅性（圖16）。

5.7 應用激光紋理工藝

激光紋理是通過計算機輔助設計生成的具有立體化和參數化特征的紋理與圖案。它簡化了加工工藝，也為設計提供了更寬泛的選擇性，極大地解放了設計想象力。激光紋理所承載的標記符號等個性化信息不會隨環境的變化而發生改變，更便于識別其獨一無二的特征屬性[20]。激光紋理工藝，可以實現參數化設計并突出家族化設計語言（圖17）。基于激光紋理的諸多優勢，未來會在新能源汽車造型設計中發揮更大作用。

6 汽車造型創新性解析

新能源汽車的造型創新性在形態、交互方式、細節設計及材質色彩方面都有突出的體現，這些體現形式構建出新能源汽車創新性造型概念模型的第1維度。

人與車之間的高頻互動，形成了用戶的第三居住空間，以滿足用戶衣食住的基本需求。人與環境的協調發展，則對用戶的審美情趣、娛樂、交友活動等提供了可靠的環境場景。車體內部的自身環境，車與外部的交通環境，構建了客觀的移動平臺、通信手段、交互方式，使得人、車、環境形成完整的閉環結構，由此形成新能源汽車創新性造型概念模型的第2個維度。

第3個維度則是建立在時間與空間、科學與藝術交叉融合的基礎上。對于品牌文化的理解與品牌形象的塑造，吸收了汽車發展史中各個階段的杰出成果和經驗。對于空間的詮釋體現了交通、建筑等設計形態對新能源汽車創新性造型的啟發與影響。對于科學的理解則依賴于汽車造型呈現出的材料、工程、工藝具體技術手段的支撐。對于藝術的表現則發揮了新設計、新材料、新趨勢的優勢組合特征，使得新能源汽車從出現開始，就本著滿足新興用戶的審美需求，無限靠近其審美標準，以恰當的設計尺度，提供了具有美學價值的內外飾造型設計方案。從而創造出完整的新能源汽車創新性造型的多維度概念模型，如圖18所示。

運用該模型，基于人的感性體驗與掌握的認知規律對新能源汽車造型的創新性進行評估。視覺方面，主要體現在內外飾的造型上，實現整體布局、設計風格和色彩定義之間的協調性和美觀性，并創造適度的視覺沖擊力，以達到突出的視覺效果。聽覺方面，主要關注交互設計領域，敏感的響應度，界面設計的易用性，對于信息捕捉的準確性與智能化的信息篩選性，都可以憑借良好的聽覺系統設計來實現交互目標。嗅覺方面，主要針對不同材料的選擇，減少氣味的刺激，對于營造汽車內部空間的宜人性有加強作用。觸覺方面，能直接感受到內飾材料的應用效果，也是交互設計的重要組成部分。對于座椅及儀表板材質的選擇與使用，不僅是對材質及表面裝飾的直接反饋，也可以通過觸覺感知，強化對操控界面的觸控性以及對交互信息的及時反饋與響應，適度的觸感設計，將為用戶帶來真實的感知體驗。體感方面，涵蓋了內飾的絕大部分造型設計，氛圍燈光利用科技帶來視覺反饋，從而帶動情緒體驗，座椅的造型直接關系到身體舒適感，適合的材質與紋理及表面裝飾效果的使用提升了內飾的整體品質感。

通過對人的感知體驗及認知規律的深入解讀，闡述了新能源汽車造型的創新性設計邏輯，滿足了消費者對安全感、舒適感、美觀感的全方位一致性造型體驗的需求，豐富了新能源汽車造型評價的基礎理論。

7 結束語

汽車造型設計的創新性對于汽車品牌吸引消費者和提升知名度意義非凡。通過梳理文獻和分析現有新能源汽車的造型設計，總結出具有前沿探索性的設計思路，建立新能源汽車創新性造型的概念模型，作為造型設計評價的理論依據。

新能源汽車造型設計的創新性直接體現了汽車企業對科技、用戶和品牌自身的理解。為了實現更具品牌特色、更環保友好和給消費者帶來更多價值的汽車造型，從創新性的角度進行設計思考和設計探索，具有重要的啟發意義。