为了降低汽车风阻，人类付出了太多

白日梦车

发布时间: 2021-08-31 10:39? 优质汽车领域创作者

微风拂面，很少有这样四个字能带来体验感，这和你大脑瓜高达0.5的风阻系数有关。为什么鸟和鱼的脑袋是尖的，其背后是一整门系统学科。

我们和风的故事，也几乎贯穿了整个工业革命到近现代工业。

尽管流体力学晦涩，但俗话说的好，凡是力学就归牛顿管。确实在17世纪，最早是牛顿发现物体在液体中受到的阻力，与流体密度、物体迎流截面积以及运动速度的平方成正比的关系。此后，千年一遇的学霸们纷纷加入，比如欧拉、伯努利、拉格朗日都以自己的名字命名了学术成果，至今活跃在大家的课本上。

20世纪初，内燃机的成熟应用，催生了蓬勃的汽车工业和飞行器制造浪潮。我们的飞机机翼需要乘风起舞，但更大的问题也渐渐浮出水面。

水能载舟，亦可赛艇；风也一样。

我们把时间线调回现在，在计算机辅助模拟和风洞实验室的帮助下，目前市面上大多数车型在NEDC工况下对抗风阻的能量损耗可以占到总体能量消耗的1/3之多！被双积分卡住命运脖颈的厂商们当然也想在这里拧毛巾——降低能耗，但事情没那么简单。

先记住一个简单的公式，

它描述了车辆行进过程中受到的阻力的构成因素，当造型确定，那么阻力Fw就和车速V的二次方成正比。

由于空气密度全看老天，那么降低阻力的重担，全落在如何改变Cd阻力系数和S迎风面积上了。

降低风阻Cd，一直是豪华们品牌的游戏

好看吗？好看往往就是低风阻。

举两个例子，首先是被恩佐法拉利（法拉利创始人）盛赞的绝美设计，上图中的捷豹E-type，在70年代做到了让人咋舌的0.3Cd风阻系数。

接下来是由保时捷费迪南德（保时捷创始人）在梅赛德斯奔驰担任技术总监最后一年（1928年）操刀的作品，经典的梅赛德斯SSK（上图为复刻版本）尽管发挥出无可匹敌的实力，但是它的风阻系数高达0.9。两者虽然位于不同时代，但还是一眼就能看出区别，显然单论造型美感，E-TYPE是一座无法逾越的高山。参照“科学和哲学是登顶宇宙奥秘的南北坡”理论，艺术和物理往往也有着神秘的联系。

由于流线型体的线条和低风阻系数有着正关联，所以时代的宠儿们，超级跑车自然有动力去打造夸张的线条，来满足极致的美感和流线型体。PS：有些性能车为了获得更好的操稳性能，也会增加风阻系数。

但对于广大普通消费品级的车型来说，Cd风阻系数走进0.3却并没那么顺利。拿经久不衰的奥迪C代号三厢轿车车型举例（早期被命名为奥迪100，之后演变成A6车型）

直到1982年推出的Audi 100 C3，才通过优化车头、车厢和尾箱结合处角度，将风阻系控制在0.3，并震惊业界。

随后的继任A6车型在造型取向上逐渐圆润，同时进一步进行空气动力学优化，到了2012年C7代，风阻Cd进一步降低到0.26，举例40年前老前辈的0.3Cd，已经过去40年。

前前后后一百年多过去，风阻系数Cd仅从0.9降低到0.3？

先看看常见的买菜车风阻Cd做个参考。

我们来盘一盘汽车工业百年来Cd风阻系数这零点几的进步，对于阻力贡献有多少。还记得那个“简单的公式”吗？阻力和速度的平方成正比例关系，它会随着速度变大，急剧上升。

假如Cd为0.3的奥迪A6和Cd为0.9奔驰SSK，并排从30码加速到80码，他们受到的风阻会是什么样的对应关系？

2012款奥迪A6在30码时受到阻力为10.42倍面积和空气密度乘积，80码时上升到74.1倍；

1928款奔驰SSK在30码时的阻力就高达31.25倍面积和空气密度乘积，80码上升到222.2倍！

想象一下降低的这点风阻系数，能节省下多少能源，能创造出多少打破人类极限的速度机器。

但还不够，电机时代来临了。

人类和风阻的斗争进入下半局，并且态势上升到既分高下，也斗续航，更关乎企业的排放和能耗大计。

2021年汽车风阻天梯榜电动车霸榜，中国产品进入全球前三

要谈近代汽车工业史，甚至是“降低风阻史”，中国车很难插上话。但跟随着新能源弯道超车的国家政策，中国品牌已经在很多方面实现全球领先，甚至在新能源汽车的全链路产销上，已经呈现领先的态势。

是时候和世界掰掰手腕了。

截止2021年，世界风阻排行榜TOP3分别为

奔驰EQS：0.20Cd

特斯拉Model S：0.208Cd

智己L7:0.21Cd

肉眼可见的全是纯电轿车车型，可见豪华品牌纯电车型的素养，已经渐渐破出内燃机时代的那些旧律了。甚至，从三台车的线条的细节上，我们能隐隐发现一些共通点。

借由智己L7的0.21Cd风阻workshop，来看看从0.3Cd走向0.2Cd的代价

工欲善其事，先要有工具，先进的工具。

在降低风阻系数这件事情上，有一硬一软两款。

首先是硬件，也就是大家熟知的“风洞”，汽车行业最出名的风洞在上海同济，大多数的汽车风洞都在科研院校和测试机构手中，包括这次给L7做0.21Cd风阻系数认证的中汽研重庆风洞。由于极高的造价和使用成本，风洞几乎都是共享的。

第二就是仿真模拟，衍生出一门交叉学科叫做CFD计算流体动力学，使用计算机软件参数化仿真模拟。以上两个工具，一虚一实，在参数中寻求物理世界的破解，在风洞中求实。

参考同济风洞，每小时的使用价格在3万元左右。

想要做到更极限的Cd风阻系数，势必就需要更多轮修改验证，也要进更多次风洞。暂时不清楚EQS和Model S的测试数据，但智己L7完成了累计5轮共计150小时的风洞实验。对应的仿真则进行了900次，远超行业平均值。

一个后视镜可能就要面临几次调整

Cd风阻系数主要和造型相关，而汽车是一个复杂的工业品，有那么多依附在车身上的附件，要从哪里入手？

答案是全部都要改。以智己L7为例，上图中所有标出的因素，都直接影响整车的风阻系数Cd，每一轮的调整就是变更某几个设计，看看能否得到更好的成绩。

从图上看，单个位置经过调整后对整车Cd的贡献数字非常小（0.003），但每个0.001实际已经是最小计量单位，称为1个count。

大致加了一下和，83个count，合计0.083，对于一台底子比较好的中大型轿车，刚好能从不到0.3Cd降低到0.21Cd。而其中贡献最大的是主动式进气格栅和前轮阻风板以及大灯。

所有的改善，都要基于一点：设计部门认可，工程部门能实现。拿大灯举例，细长条的M型灯带，是否能满足灯光法规？目前的工艺能否做到最小接缝？

增加多少成本，对用户有多少价值

大多数人并不知道，在汽车制造业，改变=成本。无论增加一个孔还是让这个孔改变位置，在机械化制造中，都需要完整的研发、前期验证、生产、生产验证流程，其中的费用又会随着难度而指数上升。

曾经合众新能源和浙江大学曾就他们自己的车型，做过一分调查。

对于其品牌基础风阻0.35的试验车型，做风阻优化，来探讨付出的单位成本和能带给用户的节能价值，结果显示：

从使用过程的经济性考虑，几乎所有后期加装的优化都能值回票价。如果要在制造端就完成这些优化，设备改造的成本将是天文数字。

显然对于售价在40万区间的智己L7来说，选择了更难的路。

动力性能方面，电动车时代的扭矩和马力似乎来的更容易一些，所以“斗技”从如何做一颗劲草转而如何应付疾风。尤其，在加速成绩上，风阻榜的座次还要再调换一下，Model S一骑绝尘3.2s，智己L7:3.9s；奔驰EQS：4.1s。

如上所述，低风阻是豪华品牌的游戏，奔驰是行业大哥，特斯拉是颠覆者，而智己似乎也没有退意。

最后：

风阻系数将是纯电动车时代，豪华和运动的新坐标。这是工程制造和造型设计的较劲平衡，也是艺术和科学在下一个时代汽车产品上的重新统一。

中国品牌这些年的造型进步明显，尤其新能源品牌大胆激进，有破立的魄力。智己汽车气动项目左辉辉工程师在workshop上表示：一轮轮的优化，除了是完成L7项目外，也想作为中国品牌中国团队来和世界争个高下。

 

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