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一般一般，世界第三，智己L7的超低风阻系数是如何做到的？
MJ车谈 4浏览 2021-09-01 IP属地: 未知
前段时间，我在上海参加了一场智己L7的媒体活动，活动主题只有一个，即风阻系数。单独拿风阻系数举行一场活动，我还是第一次见。

 
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为什么智己汽车要举办这样的活动？因为，8月13号，中汽研向智己汽车颁发了产品认证证书，认证智己L7风阻系数为0.21Cd，这意味着智己L7驾驭风的能力站到了世界之巅，确实是一件非常值得炫耀的事情。
 
其实，智己L7研发之初，设计团队的目标是超越当时风阻系数全球最低车型，也就是风阻系数为0.22Cd的保时捷Taycan，结果出来了，目标确实达成了。
 
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不过，奔驰EQS和新款特斯拉Model S相继发布，分别以0.20Cd和0.208Cd的成绩刷新风阻系数记录，最终，智己L7距离世界第一只差数月之遥。当然啦，奔驰EQS和新款特斯拉Model S也都还没交付，而且，它们都是售价百万级的车型，智己L7的预售价才40.88万。总之，智己L7风阻系数的含金量非常之高。
 
为什么业界最顶尖的选手，保时捷Taycan、新款特斯拉Model S、奔驰EQS都疯狂追求极致的风阻系数？在智己汽车的这场活动上，我得到两个答案。一是，风阻系数每降低0.01Cd，可将电动车续航里程提升大概8公里；二是，如能达成超低风阻系数，往往就意味着车身拥有更加犀利的车身姿态，对于操控也会有所帮助。
 
当然，大家看风阻系数的排名也会知道，要想取得优秀的风阻系数，没有几把硬刷子，是根本不可能的。
 
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那么，智己L7是如何做到这么领先的成绩的呢？
 
设计团队当初树下世界第一的目标，本身就代表了巨大的勇气。勇气的底气是，团队由30余名经验丰富的工程师和设计师联合组成，为达到目标，智己L7的风阻研发投入达数千万元，经过了十轮设计迭代。
 
值得一提的是，智己L7不仅在工程上做到了极致，而且也平衡了艺术上的美学效果。智己L7外观最出彩的地方莫过于，非常优雅的车顶弧线。
 
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仿真计算机计算出的最佳空气动力学夹角是，25.9度前风窗倾角和16度尾窗顶夹角。基于此，智己汽车设计师又从水滴边沿曲线获得灵感，从而，绘制出了曲率完美、流畅的车顶弧线。
 
在此提一句，目前公认的风阻系数最低的物体是水滴，因为水滴边沿弧线非常平滑。
 
其实我们简单从智己L7的设计特征就能看得出，它的风阻系数很低。除了流畅的车顶弧线外，它超低的、浑然一体的、非常流畅的车身，俯冲的车头等等，也直观地表明，它是十分会驾驭风的。
 
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空气动力学部件也是智己L7实现超低风阻系数的玄机之一。
 
这些部件包括主动式进气格栅，可根据行驶工况主动调整，以便在合适时机能达到最优风阻状态；空气动力学轮毂，可通过为轮毂加装空动套件进行优化，改善车轮附近的乱流；空气动力学尾灯，与尾翼巧妙融为一体，轻微上扬，引导气流上扬，有效改善车辆尾部的紊流；空气动力学底护板，全覆盖式的空气动力学底护板细节设计拥有排布规则的气动导流槽，行驶中有利于疏导气流，起到引流增速的作用，可有有效提高整车底盘的空气流速进而改善尾部涡流，提高整车背部压力，减小阻力。
 
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在活动上，智己设计团队的代表也向我们展示了针对智己L7多达15个关键部位多达10轮设计迭代后的成果，上面这张图便是直观的呈现。
 
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再说一个很玄乎的东西。熟悉智己L7的小伙伴可能知道，智己L7风挡上面有个“Carlog”摄像头，它净增高25毫米，但丝毫没有增加车辆的风阻系数。
 
最后，我把活动现场，智己L7的设计师许邓涛与负责风阻系数的工程师左辉辉的对话贴出来，里面关于智己L7风阻系数设计故事的干货非常多，大家可以看看。
 
对话内容
 
许邓韬：设计和工程，代表了两种观点的碰撞。0.21的风阻光靠设计肯定是做不到的，背后还有大量的工程逻辑和测试，所以我们今天要跟各位媒体老师展示一下这个风阻成绩，在这个研发的过程当中，我们设计是如何去跟工程一起发展的。
 
实际上从我们这个设计团队出发，我们认为最好的设计应该是工程跟艺术完美的融合。2021年开年实际上蛮特别，除了智己L7以外，从目前来看排名靠前的，超过0.21的另外两个对手都是在2021年发布了新车，实际上在我们确定第一版的那个时间点来说，我们认为我们是世界第一。但是在2021年之前，所有低风阻的车型，无论是汽油车还是电动车都长得很奇怪，为了要实现这样一个风阻表现，去做出一些比较怪的、夸张的造型。但是我们从今天开始，从L7开始，我们认为车辆是可以做到拥有高性能风阻的同时，观感上也能有一个完美的设计。
 
我们和工程团队在这个过程中的互动非常多，从美学的角度来说，我们认为风洞这件事情应该不是很复杂的事，最完美的形态，莫过于风吹过的形态。像是水滴，它的风阻系数平均的大概在0.04到0.05之间。一个轮廓前方比较温润，整个体态比较舒服，然后越往后越是收肩的这样一个状态。但是汽车在设计体态的过程中，很难直接去依赖一个纯粹的体态来解决这样一个问题。
 
从项目初期我就拿到两个数据，一个是前风窗倾角25.9度，另一个是尾窗顶夹角16度，我们在两个夹角之上直接一笔成弧勾勒出了一条曲线，近似于一个水滴的上边沿区域的形态，这一块各位看到的时候，是非常自然的一个效果，背后实际上是有数据支撑的，请辉哥给大家介绍一下。
 
左辉辉：一个是前风窗倾角25.9度，另一个是尾窗顶夹角16度，这两个参数，实际上在气动工作的前期就非常关键，一旦前风挡的角度设计不合理，我们就做不到现在的风阻。所以在前期，我们设计团队通过分析积累了大量的数据之后，才得出这个角度。前风挡是车辆在行驶过程中，前风挡与引擎盖之间会形成一个正压区，我们把这个区域叫驻点区。驻点区越小风阻越小，而这个最佳驻点区的寻找需要结合车头的高度，来流的角度等，最终确定前风挡在25.9度的时候，可以让驻点区最小。
 
如果学过流体力学可能会知道，后风挡是写在课本上的，大于16度，会尾涡过大，而小于16度气流就会因为贴附不了而分离，造成尾涡形态不佳。所以这个角度，在气动的方案里面，也叫黄金角度。这两个角度是气动在给设计部两个关键的要素，在这两个角度的基础上，设计师在这两个角度的基础上，一笔勾勒出百万曲线，做得非常好看。
 
许邓韬：智己L7为什么能做到0.21，这个观感背后是大量的数据和计算。因为这辆车是一个全新的电动架构，我们为此进行了大量的优化，为了达成目标，我们车型有很多的设计都是围绕风阻这个话题，比如车头，整个都做的很平整。当然还有格栅，我们做的是主动式进气格栅，这也是辉哥提的一个非常高的要求。
 
左辉辉：在传统油车上AGS用的比较少，但对于电车来讲非常重要，在车辆的外形保持不变的情况下，车辆的风阻系数是一个固定值，不随车速变化而变化。但当进气格栅的开度发生变化时，车辆的风阻系数也随之改变。我们在设计中一步到位，直接做了外显式的主动进气格栅。
 
许邓韬：智己L7原来是一个渐进扩散的“八”字型面，从设计角度来说，跟车身的整个风格，可能匹配度更高。但当我们做主动式进气格栅的时候，这个竖向的平行的排布才是最有效的，可以让每一个页面开闭。实际上越到电动车这个时代，可能越来越对汽车设计的风格要求越高，这是最终的一个共识问题。所以这个区域的设计，会比以往传统的汽油车更大。对我来说打造智能时代汽车该有的样子，不光我的审美很重要，客户得到的实际价值也变得越来越重要。当我的工程团队的合作伙伴告诉我说，这个行为可以有效的解决电动车车主的问题，可以在高速上大胆放心的把速度拉起来，这就是有价值的。
 
左辉辉：因为风阻系数每降低0.01，可将纯电汽车续航里程大概提升8km。
 
许邓韬：除了AGS，我们在轮毂这一方面，专门设计了一个19英寸的轮饰盖。这台车上的好多配置其实都是辉哥要求的，基于一个非常低风阻的目标，轮饰盖就是其中之一。

左辉辉：这个轮饰盖是很重要的。车轮转动的速度非常大，一辆普通乘用车的体积大约是10立方米，一个轮胎的体积不到0.1立方米，即便是四个轮胎的总体积也不到整车的5%，但是轮胎转动引起的风阻却占比高的多。所以说车轮设计其实是重中之重，它对风阻的影响着主要是三个方面：
 
第一个，自身的压差风阻问题。车轮迎风面直接受到底部气流冲击而压力较高，而由于轮胎自身的形状以及与地面的接触又导致其尾流较大，使得车轮背风面压力较低，“前高后低”的压力表现带来了较大的风阻。其中前轮受高速气流的影响更显著，其风阻也略高于后轮。
 
第二个，侧面流场的影响。前轮产生的尾流对其后侧车身的受力产生明显的影响。继而对车身侧面以及车尾的流动布局产生不利影响。
 
第三个方面，是对尾流的影响。后轮不但自身会产生一部分风阻，其尾流和整车尾流之间也有强烈的相互作用，改变了整车尾流结构，从而影响车辆背部的压力恢复。因为车轮是固定的，我们只能控制一下车轮轮毂的造型。
 
许邓韬：车轮轮毂设计，最大的难题在于想要一个平整的，有较低的开孔率和更大面积封闭设计的轮毂罩。但是光平整不能解决问题，因为我们车对性能的要求是非常高的，所以在这个基础上，我们还是要保持开孔为制动系统散热，还涉及到安装等一系列问题来做满足空气动力学的设计。

以前一些低风阻车，为了减少涡流，会把后轮直接盖起来，因为后轮风阻是比较恶劣的，但是为了我们这辆车的观感，我是不能接受这样的，而且我们本身还有双向共12度的后轮转向，这就意味着我用一个轮罩就把整个车轮挡下来，还是要跟着这个空气动力学设计去做。可以看到我们这个空气动力学轮毂罩也做了精心设计，既保证了低风阻又满足设计的美学，很有气势。
 
左辉辉：空气动力学尾灯部分，我的尾灯和扩散器在利用计算机做完仿真之后，推导出了一个尾灯的最佳长度，比现在要长的多。因为车辆尾部会不可避免的存在两个涡流，涡流的形态与位置会极大影响车尾的压力，不好的涡流将会增加整车的压差阻力。而涡流是受到整车上下左右四个方向的来流影响，因此设计这四个方向的来流就成为降低风阻的关键。  
 
但出于设计与安全的考虑，尤其是低速碰撞的要求，这样的尾灯设计可能会对碰撞时行人造成伤害，所以我们最终还是做了妥协，在Z向的位置与后保在X向保持了平齐。
 
许邓韬：传统车辆的尾部设计中，尾灯是尾灯，尾翼是尾翼。智己L7采用尾翼尾灯一体式设计，兼顾空气动力学性能，完美融入超宽车肩设计，带来更稳定、更动感的视觉感受。
 
为什么到2021年，所有大型的电动轿车的风阻，都可以往下拉一点，甚至到0.21,0.20的状态，其实这和全新的电动车平台有关。我们L7对整个车辆的下方底护板做了很多的空气动力设计，包括我们结合着高尔夫球的理念做了一些参考，在看不见的地方也依然给力。
 
左辉辉：智己L7的底护板上有一些特别的空气动力学的结构设计。首先是这块前舱护板上，有这种类三角形的开孔，这个技术叫NACA DUCT，它是源自美国NASA航空界的一个技术，能够减少气流流动分离的一个结构，它的设计形状是有严格要求的。
 
另外一点，刚刚讲到高尔夫球的气动理念。从气动学的角度来讲，高尔夫球凹凸的表面反而使让高尔夫球飞得更远更稳定。高尔夫的球坑是为了让高尔夫表面产生很多细小的涡流，从而提高其稳定性，同时可以减小尾流的范围。自然就能飞的更远更稳定了。在我们底护板上方有很多拥有排布规则又有设计感的气动导流槽，也正是这些气动槽，能有效提高整车底盘的空气流速进而改善尾部涡流，提高整车背部压力，减小阻力。
 
许邓韬：智能时代开始，车辆造型和风格之间的悖论也越来越明显了，比如我们的大灯的设计，和保险杠之间的面差，又或者像A柱和挡风玻璃之间的面差，智己L7在所有的这些产生零件装配关系的区域都是尽可能的按照工程提到的低面差的数据，花很大的力气去生产和制造。
 
左辉辉：面差的这个事情很有意思，像是大灯，因为气流流经这个地方会有气流分离，在前保侧面形成低压区，不仅会产生“呼呼”的风噪声，同时流经侧面的高速气流贴体性较差不利于改善尾部涡流。犹如一股清澈的水流撞击在一片乱石之中，水流会变得杂乱无章而且带来水流破碎的声音。
 
许邓韬：后视镜的部分，我们最终投产的后视镜就是当前这个形态。实际上在研发的过程当中最早的是一版风阻表现是最好的，是0.005，但是我们最终没有选择这一款。
 
左辉辉：因为后视镜的风阻比较重要，我们在初期的时候第一版造型，是我们基于多年的经验对标总结出来的一个最优的方案，它的风阻是0.005。但这一版很快就被否了，小韬总对艺术的美感追求我们应该要尊重，所以后期通过各种的验证、仿真、计算，根据他的要求，最终做出来的方案是0.009的风阻后视镜，在目前全球的设计里面是数一数二的。
 
许邓韬：我们考虑到一是审美，二是我们也希望后视镜呈现在观众面前的时候是一个非常轻快的形态，以及它的观感能够更好。我们后来就从0.005加到了0.009，也就意味着，如果按照第一版的方向，我们今天的风阻是0.206，排名会到第二。当然，我们还是希望能够尽可能做的更好，等到法规允许电子后视镜装车，既能保证美观，也能满足工程诉求。
智己L7引擎盖后部有一个上翘，这个上翘的特征把迎风面过来的风引导到了雨刮器的上方，这样就能使得车前方的气流可以避开雨刮器，减少扰乱气流的因素。
 
在L7侧边这个部分，看起来是十分温润饱满的形态，但是这个形态其实对风阻是不友好的，如果能看到我们的仿真试验，侧面上这一块都是红的，但即便如此我们也做到了0.21，我们只是在侧裙上做了平整的设计，这个破风裙边的风阻是比较好的。
 
另外，在L7尾部的地方像划了一刀一样，这个形体是做的设计感很强的，主要是为了把气流导出去。
 
左辉辉：我们说的斜切，其实是一个气动的要求，低风阻的车型一般讲究“前圆后方”，“后方”的意思就是车尾越方正越好，体现方正的要素就是在车尾要有锋利的分离边界，但是L7的斜切其实只有一半。虽然气动团队希望斜切能够从上之下，一气呵成，但为了保证设计美学，最终只接受了我们一半的建议。
 
我们对智己L7的15个关键部位做了全方位优化。在历经多次试验、循环论证、不断打磨之后，风阻系数累计下降了30%。这是什么概念呢，相当于从普通绿皮火车风阻下降到高铁的水准。
 
许邓韬：最后和各位做一个互动，我们没有讲Carlog对风阻的影响，回答这个问题之前，我们来大概的猜一下，Carlog大概会增加多少的风阻系数？
 
答案是0！Carlog对风阻的影响是0！
 
左辉辉：因为车顶是属于流速最高的区域，我们通过做风阻敏感度分析，将Carlog放在车顶压力波动最小的区域，同时优化Carlog的造型，光顺Carlog与车顶接触的位置，引导更多的气流从Carlog两侧流动，最大程度减小气流分离带来的能量损失。其原理与车顶的鲨鱼鳍有些类似，即通过曲面的变化减小甚至不引起气流的紊乱甚至分离。
 
许邓韬：Carlog净增加的高度大概是25mm，一开始它就像一个神奇的存在。我们后期的激光雷达等高感知的、高科技的装备尺寸也会特别小，我们要求这些部件上车的风阻一定要做到无限的近0，才能允许这些后装的功能和硬件被用上去。
 
我们认为智能时代旨在美学的构造中追求效率，这个效率本身服务的对象是用户，背后的顶层逻辑都是用户在使用的过程中有比原来更加卓越的体验，面对竞争对手有更加愉悦的体验。
 
左辉辉：我觉得对于风阻而言，工程着重于效率，风阻和设计是相互制约的。我跟小韬哥battle的时候说过一句话：这可能是我这辈子唯一一次有机会能够做到一个TOP1的机会，希望小韬哥多多支持。
 
许邓韬：我也响应了辉哥的要求，如果有一次能站在决赛舞台上跟顶尖高手一较高下的机会，可能也就0.21这一次，如果在单一的性能上能够达到世界TOP行列，就是对自己职业生涯的一个证明。

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