螺螄殼里做道場 從蔚來ES6談汽車空氣動力設計

隨著近兩年電動汽車的日益普及和油價的上漲，風阻系數和風阻這兩個術語已經成為與汽車功耗和油耗相關的朋友們非常關注的技術參數。那么這件事有什么意義呢？它影響了什么？

1.風阻和風阻系數無論是對于新能源汽車還是傳統汽車，風阻都是汽車行駛過程中的一個重要能耗因素，尤其是在高速行駛時，風阻占了能耗的絕大多數。例如，在110公里/小時的行駛狀態下，風阻的能耗已經超過70%。在燃油車領域，有一種說法是，阻力系數每降低10%，燃油經濟性就會提高7%。然而，對于新能源汽車來說，由于電池容量的限制，它們自然比燃油車更注重阻力性能，而自身的能耗水平也成為評價電動汽車實用性甚至優缺點的重要指標。

因為簡單來說，風阻的大小主要由風阻系數、迎風面積和速度的平方決定，計算公式為：正面空氣阻力=（風阻系數x空氣密度x正面投影面積x車速的平方）÷2。由此可見，速度對汽車能耗的影響非常明顯，這也是電動汽車在高速行駛時續航里程下降非常快的根本原因。但是，為了保證車輛的實用性和適用性，無論是車輛前部的正面投影面積還是用戶的行駛速度，都不能做出過度的妥協，所以主機廠自然不得不在風阻系數上大做文章。這讓我們的傳統印象是，像老“212”這樣的硬核越野越來越罕見。現在看來，我們只能去梅賽德斯-奔馳G級記住一兩輛。

至于如何有效降低阻力系數，雖然有理論依據，但目前汽車的氣動外形設計已經做了大量的優化工作，實際上只有通過大量的模擬計算和風洞實驗才能走得更遠。說起風洞實驗，很多人可能會認為這個航空業是一項專利。沒錯，但隨著汽車速度的提高和對阻力系數的日益擔憂，這項實驗逐漸在汽車行業得到廣泛應用。第二，阻力系數的優化本文以蔚來汽車的新產品ES6為例，介紹了汽車行業特別是電動汽車領域阻力系數優化的主要措施。之所以以ES6為例，不僅是蔚來汽車的高度關注，其0.28Cd的超低阻力系數也是一個關鍵因素。盡管這一數據與特斯拉Model X的驚人成績仍有差距，但可以與梅賽德斯-奔馳和捷豹等老牌車企相提并論。空氣動力學/流體力學中有一句話叫“形狀決定流動”，也就是說，什么形狀早就是什么流場。SUV是一種車身形狀較高的汽車，經過一定的啟動優化后，其平均阻力系數在0.34Cd左右波動。這個水平仍然由氣動工程師優化，如果SUV在5-10年前是0.37-0.4，這是正常的。

ES6是如何在這個行業的基礎上將阻力系數降低近20%的？事實上，這無非是依靠電動汽車的先天優勢和設計團隊的精心打磨。電動汽車原有的優點，如無需在前艙容納巨大的發動機，使設計更加自由；大大縮小的進氣格柵足以滿足電動驅動單元的冷卻需求；

扁平的電池組平放在沒有排氣管的汽車底部，底盤的平整度自然等等。說到仔細打磨，是多種因素造成的。高效的團隊合作和先進的研發手段是必不可少的。來自蔚來空氣動力學和熱管理團隊的26名工程師在空氣動力學和熱量管理方面擁有豐富的經驗，他們分別在中國和歐洲制造了兩輛1:1模型汽車，具有兩條車道，并提高了效率。并與其設計團隊密切合作，大大提高了研發效率。

在研發中，CFD流體模擬試驗被廣泛用于通過計算機模擬車輛在各種工況下的氣動性能。CFD的應用大大提高了開發效率，減少了開發時間、資金和人力。然而，CFD并不能完全取代風洞試驗。只有讓風吹過車身，我們才能收集到最真實的數據，并有效地優化和解決問題。蔚來ES6的150小時風洞試驗是一項巨大的投資，但它無疑會帶來更好、可靠的實際結果。最終，ES6的設計實現了電動汽車原有優勢的充分發揮和多種有效的優化細節（以下信息來自蔚來官方信息）：

1.AGS主動進氣格柵：空氣動力學阻力-8%，巡航里程為120公里/小時+23公里。

蔚來ES6有上下兩組進氣格柵，以滿足空調和動力驅動單元的冷卻需求。由于電動驅動單元的散熱要求遠低于內燃機，汽油車常見的“大嘴”變成了一個精致的狹窄開口，在滿足功能要求的前提下，大大減少了進入前艙的空氣。采用標準的上下AGS（主動格柵）主動進氣格柵，AGS葉片在熱交換要求較低時關閉，并采用嚴格的泄漏標準，在120公里/小時的最高速度下，空氣動力學阻力可降至8%。

2.發動機罩轉角：空氣動力學阻力為-0.7%，120公里/小時+2公里發動機罩轉角的巡航范圍是空氣動力學發展的重要分離點。如何局部優化家族X-Bar的典型特性是對空氣動力學發展的挑戰，發動機罩轉角已成為工程師們發展突破的重點。經過十多次對轉彎表面曲率的迭代優化，空氣動力學阻力降低了0.7%，同時達到了最佳的視覺效果，為120公里/小時的巡航里程貢獻了2公里。

3.扁平底盤布局：空氣動力學阻力-10%，巡航里程為120公里/小時+28公里。在行駛過程中，大量的空氣會進入車底，無論是副車架、電機還是眾多的管路，都會成為空氣進入的“死角”，增加阻力。作為電動汽車，威來ES6的電池組均勻地布置在車輛中部，并與前后副車架的底部護板相匹配，使轉向氣流能夠快速從底部通過，這不僅提高了車輛高速行駛時的穩定性，還將氣動阻力降低了10%，并且在120公里/小時的速度下巡航里程增加了28公里。

4.前翼子板：空氣動力學阻力-8%，巡航里程為120公里/小時+23公里。前翼子板的存在度很低，許多用戶可能沒有意識到它的存在，但它是改善空氣動力學的重要組成部分。在沒有阻塞的情況下，空氣會直接進入車輪和輪罩中的空腔，被車輪吸入并無序地進入車輛底部和側面，形成強烈的渦流，而前輪擋板可以有效地引導氣流以避免這種情況的發生。經過幾輪對尺寸、排列位置和硬度的優化……

前擋泥板，空氣動力學阻力最終降低了8%，巡航里程在120公里/小時時增加了23公里。

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5.后擾流板：空氣動力學阻力為-3%，120公里/小時+9公里的巡航里程是車輛后部設計的重要元素。后擾流板不僅為ES6增加了年輕運動的視覺效果，還有效提高了整車的空氣動力學性能。在開發過程中，對后擾流板的長度、高度和傾角進行了數十次迭代優化。最后，空氣動力學阻力降低了3%，120公里/小時的巡航里程增加了9公里。

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6.后翼子板：空氣動力學阻力為-2%，120公里/小時+6公里的巡航里程是尾部的重要設計元素。后擋泥板的功能絕不像美觀那么簡單。事實上，它也是空氣動力學的重要組成部分之一。更“鋒利”的擋泥板可以迫使氣流分離，并使高速氣流遠離尾流渦流區域。經過幾輪調整和優化，蔚來ES6后翼子板的分離點和曲率最終將空氣動力學阻力降低了2%，巡航里程在120公里/小時時增加了6公里。

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7.A柱：空氣動力學阻力-1.5%，巡航范圍為120公里/小時+4毫安。立柱的設計不僅是空氣動力學的一部分，還涉及安全、視野、風噪、水管理等性能，具有很高的用戶感知度。在開發過程中，空氣動力學工程師進行了十多次迭代，對A柱的表面差異、圓角和表面曲率進行了優化，最終實現了空氣動力學阻力降低1.5%，巡航里程增加4公里，達到120公里/小時。

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8.主動空氣懸架：空氣動力學阻力為-2.5%，120公里/小時的巡航里程為+7公里。蔚來ES6的首發紀念版和性能版都配備了主動空氣懸架。當速度達到極限時，車身高度將自動降低20毫米，這可以大大減少通過車底的氣流，減少進入尾流渦流的氣流能量，從而使空氣動力學阻力優化約2.5%，在120公里/小時時巡航里程將增加7公里。小結：當然，空氣動力學外形的優化遠不止上述，還有更多的細節，即使這個細節只能帶來0.001Cd的減少，這也是工程師努力的成功。最終，在蔚來工程設計團隊的努力下，ES6最終取得了0.28Cd的優異成績。該團隊甚至自信地表示，他們之所以不把它做得更低，主要是考慮到整車的形狀和空間適應性（空間是否足夠，乘坐感覺是否舒適等）與風阻之間的平衡。這也表明，汽車是一個龐大的系統工程，任何參數的設置都不是任意的或過度的追求，而是一系列精心平衡的權衡過程。隨著新技術和新動力的使用，汽車在許多方面獲得了不同的調整可能性，也為汽車市場帶來了更多樣化的產品。（本文中的一些圖片來自互聯網。）

4隨著近兩年電動汽車的日益普及和油價的上漲，風阻系數和風阻這兩個術語已經成為與汽車功耗和油耗相關的朋友們非常關注的技術參數。那么這件事有什么意義呢？它影響了什么？

1.風阻和風阻系數無論是對于新能源汽車還是傳統汽車，風阻都是汽車行駛過程中的一個重要能耗因素，尤其是在高速行駛時，風阻占了能耗的絕大多數。例如，在110公里/小時的行駛狀態下，風阻的能耗已經超過70%。在t……中……

在燃油汽車領域，有一種說法是，阻力系數每降低10%，燃油經濟性就會提高7%。然而，對于新能源汽車來說，由于電池容量的限制，它們自然比燃油車更注重阻力性能，而自身的能耗水平也成為評價電動汽車實用性甚至優缺點的重要指標。

因為簡單來說，風阻的大小主要由風阻系數、迎風面積和速度的平方決定，計算公式為：正面空氣阻力=（風阻系數x空氣密度x正面投影面積x車速的平方）÷2。由此可見，速度對汽車能耗的影響非常明顯，這也是電動汽車在高速行駛時續航里程下降非常快的根本原因。但是，為了保證車輛的實用性和適用性，無論是車輛前部的正面投影面積還是用戶的行駛速度，都不能做出過度的妥協，所以主機廠自然不得不在風阻系數上大做文章。這讓我們的傳統印象是，像老“212”這樣的硬核越野越來越罕見。現在看來，我們只能去梅賽德斯-奔馳G級記住一兩輛。

至于如何有效降低阻力系數，雖然有理論依據，但目前汽車的氣動外形設計已經做了大量的優化工作，實際上只有通過大量的模擬計算和風洞實驗才能走得更遠。說起風洞實驗，很多人可能會認為這個航空業是一項專利。沒錯，但隨著汽車速度的提高和對阻力系數的日益擔憂，這項實驗逐漸在汽車行業得到廣泛應用。第二，阻力系數的優化本文以蔚來汽車的新產品ES6為例，介紹了汽車行業特別是電動汽車領域阻力系數優化的主要措施。之所以以ES6為例，不僅是蔚來汽車的高度關注，其0.28Cd的超低阻力系數也是一個關鍵因素。盡管這一數據與特斯拉Model X的驚人成績仍有差距，但可以與梅賽德斯-奔馳和捷豹等老牌車企相提并論。空氣動力學/流體力學中有一句話叫“形狀決定流動”，也就是說，什么形狀早就是什么流場。SUV是一種車身形狀較高的汽車，經過一定的啟動優化后，其平均阻力系數在0.34Cd左右波動。這個水平仍然由氣動工程師優化，如果SUV在5-10年前是0.37-0.4，這是正常的。

ES6是如何在這個行業的基礎上將阻力系數降低近20%的？事實上，這無非是依靠電動汽車的先天優勢和設計團隊的精心打磨。電動汽車原有的優點，如無需在前艙容納巨大的發動機，使設計更加自由；大大縮小的進氣格柵足以滿足電動驅動單元的冷卻需求；

扁平的電池組平放在沒有排氣管的汽車底部，底盤的平整度自然等等。說到仔細打磨，是多種因素造成的。高效的團隊合作和先進的研發手段是必不可少的。來自蔚來空氣動力學和熱管理團隊的26名工程師在空氣動力學和熱量管理方面擁有豐富的經驗，他們分別在中國和歐洲制造了兩輛1:1模型汽車，具有兩條車道，并提高了效率。并與其設計團隊密切合作，大大提高了研發效率。

在研發中，CFD流體模擬試驗被廣泛用于通過計算機模擬車輛在各種工況下的氣動性能。CFD的應用大大提高了開發效率，減少了開發時間、資金和人力。然而，CFD并不能完全取代風洞試驗。只有讓風吹過車身，我們才能收集到最真實的數據，并有效地優化和解決問題。蔚來ES6的150小時風洞試驗是一項巨大的投資，但它無疑會帶來更好、可靠的實際結果。最終，ES6的設計實現了電動汽車原有優勢的充分發揮和多種有效的優化細節（以下信息來自蔚來官方信息）：

1.AGS主動進氣格柵：空氣動力學阻力-8%，巡航里程為120公里/小時+23公里。

蔚來ES6有上下兩組進氣格柵，以滿足空調和動力驅動單元的冷卻需求。由于電動驅動單元的散熱要求遠低于內燃機，汽油車常見的“大嘴”變成了一個精致的狹窄開口，在滿足功能要求的前提下，大大減少了進入前艙的空氣。采用標準的上下AGS（主動格柵）主動進氣格柵，AGS葉片在熱交換要求較低時關閉，并采用嚴格的泄漏標準，在120公里/小時的最高速度下，空氣動力學阻力可降至8%。

2.發動機罩轉角：空氣動力學阻力為-0.7%，120公里/小時+2公里發動機罩轉角的巡航范圍是空氣動力學發展的重要分離點。如何局部優化家族X-Bar的典型特性是對空氣動力學發展的挑戰，發動機罩轉角已成為工程師們發展突破的重點。經過十多次對轉彎表面曲率的迭代優化，空氣動力學阻力降低了0.7%，同時達到了最佳的視覺效果，為120公里/小時的巡航里程貢獻了2公里。

3.扁平底盤布局：空氣動力學阻力-10%，巡航里程為120公里/小時+28公里。在行駛過程中，大量的空氣會進入車底，無論是副車架、電機還是眾多的管路，都會成為空氣進入的“死角”，增加阻力。作為電動汽車，威來ES6的電池組均勻地布置在車輛中部，并與前后副車架的底部護板相匹配，使轉向氣流能夠快速從底部通過，這不僅提高了車輛高速行駛時的穩定性，還將氣動阻力降低了10%，并且在120公里/小時的速度下巡航里程增加了28公里。

4.前翼子板：空氣動力學阻力-8%，巡航里程為120公里/小時+23公里。前翼子板的存在度很低，許多用戶可能沒有意識到它的存在，但它是改善空氣動力學的重要組成部分。在沒有阻塞的情況下，空氣會直接進入車輪和輪罩中的空腔，被車輪吸入并無序地進入車輛底部和側面，形成強烈的渦流，而前輪擋板可以有效地引導氣流以避免這種情況的發生。經過幾輪對尺寸、排列位置和硬度的優化……

前擋泥板，空氣動力學阻力最終降低了8%，巡航里程在120公里/小時時增加了23公里。

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5.后擾流板：空氣動力學阻力為-3%，120公里/小時+9公里的巡航里程是車輛后部設計的重要元素。后擾流板不僅為ES6增加了年輕運動的視覺效果，還有效提高了整車的空氣動力學性能。在開發過程中，對后擾流板的長度、高度和傾角進行了數十次迭代優化。最后，空氣動力學阻力降低了3%，120公里/小時的巡航里程增加了9公里。

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6.后翼子板：空氣動力學阻力為-2%，120公里/小時+6公里的巡航里程是尾部的重要設計元素。后擋泥板的功能絕不像美觀那么簡單。事實上，它也是空氣動力學的重要組成部分之一。更“鋒利”的擋泥板可以迫使氣流分離，并使高速氣流遠離尾流渦流區域。經過幾輪調整和優化，蔚來ES6后翼子板的分離點和曲率最終將空氣動力學阻力降低了2%，巡航里程在120公里/小時時增加了6公里。

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7.A柱：空氣動力學阻力-1.5%，巡航范圍為120公里/小時+4毫安。立柱的設計不僅是空氣動力學的一部分，還涉及安全、視野、風噪、水管理等性能，具有很高的用戶感知度。在開發過程中，空氣動力學工程師進行了十多次迭代，對A柱的表面差異、圓角和表面曲率進行了優化，最終實現了空氣動力學阻力降低1.5%，巡航里程增加4公里，達到120公里/小時。

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8.主動空氣懸架：空氣動力學阻力為-2.5%，120公里/小時的巡航里程為+7公里。蔚來ES6的首發紀念版和性能版都配備了主動空氣懸架。當速度達到極限時，車身高度將自動降低20毫米，這可以大大減少通過車底的氣流，減少進入尾流渦流的氣流能量，從而使空氣動力學阻力優化約2.5%，在120公里/小時時巡航里程將增加7公里。小結：當然，空氣動力學外形的優化遠不止上述，還有更多的細節，即使這個細節只能帶來0.001Cd的減少，這也是工程師努力的成功。最終，在蔚來工程設計團隊的努力下，ES6最終取得了0.28Cd的優異成績。該團隊甚至自信地表示，他們之所以不把它做得更低，主要是考慮到整車的形狀和空間適應性（空間是否足夠，乘坐感覺是否舒適等）與風阻之間的平衡。這也表明，汽車是一個龐大的系統工程，任何參數的設置都不是任意的或過度的追求，而是一系列精心平衡的權衡過程。隨著新技術和新動力的使用，汽車在許多方面獲得了不同的調整可能性，也為汽車市場帶來了更多樣化的產品。（本文中的一些圖片來自互聯網。）

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標簽：蔚來蔚來ES6奔馳捷豹Model X

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