縱觀汽車發展歷史,兩條軸線分頭進發、互相交織——其一,隨著動力總成技術進步,汽車不斷獲得更強勁的馬力;其二,通過對外形的優化,汽車不斷刷新風阻係數的下限。更強的驅動力、更小的阻力,兩項指標交替進步,讓汽車在物理定律勾畫的客觀世界中,積累著掙脫束縛、逆風前行的勇氣。
隨著汽車電氣化時代到來,汽車風阻係數的關鍵地位日漸凸顯,它不但關乎速度,更關乎每一位電動車用戶最關心的問題——續航裡程。究竟何為風阻係數?它如何影響電動車續航裡程?小鵬P7又何以煉成Cd 0.236的超低風阻係數?
本期「敢動P7實驗室」將工程測試車帶到上海同濟大學地面交通工具風洞中心,一窺P7國產車最低風阻係數背後的奧秘。
P7在上海同濟大學地面交通工具風洞中心進行風洞測試
關於風阻的一系列基本概念
風阻是車輛行駛時來自空氣的阻力。根據空氣阻力公式
(空氣阻力=0.5×空氣密度×車速²×風阻係數×車輛正投影面積),可見風阻係數是影響風阻最重要的因素,因而成為衡量車輛風阻性能優化的最關鍵指標。
風阻係數之於汽車究竟意義多大?空氣阻力的增長速率與車速平方成正比,根據實測數據,當車速達到90km/h時,氣動阻力與滾動阻力基本持平;當車速達到120km/h ,氣動阻力已經超過了總阻力的60%,並隨車速增加佔比進一步增加,風阻係數對於傳統汽車燃油經濟性的重要意義不言而喻。
對於電動車而言,由於電機動力輸出特性、無複雜變速箱等結構特點,風阻係數對於續航裡程的意義更是極為關鍵。以P7為例,風阻係數每降低0.01,NEDC綜合續航裡程將增加約8km。
Cd 0.236,國產車最低風阻係數如何煉成
作為一款智能電動轎跑車型,P7自立項研發階段就將風阻係數作為關鍵技術指標之一。經過20多輪次風阻仿真分析優化、先後4輪風洞試驗,落實超過30個優化方案,終於煉成Cd0.236這一國產車最低風阻係數。相比立項初期設計方案,P7風阻係數累計優化0.048,續航裡程增加約40km。
P7風阻係數Cd0.236,為目前國產車最低風阻係數
P7的超低風阻係數,與其轎跑定位及外觀造型密不可分。流線型轎跑車身以壓低的前臉開始,經過後移的A柱以溜背結束。這樣的造型一方面以堅定的跑車姿態印證了「星際」設計語塑造的「星辰之速」,同時也為超低風阻係數打下了極佳基礎。
同時,P7的外觀細節充分運用了低風阻設計:溜背延伸鴨尾造型、半隱藏式雨刮器、 低風阻外後視鏡、低風阻輪輞蓋等,不但降低車輛風阻係數,更為整車造型賦予極強的科技感。在很多造型和工藝細節上,設計師和工程師同樣依靠反覆優化降低風阻係數。前輪阻風板優化為拱形設計,後保靠近車輪處倒大圓角過渡,A柱與前風擋段差減小到5mm等等,這些看似細微的優化為風阻係數做出的貢獻是不可忽視的。
在肉眼視線所不能及的位置,工程師與風阻係數的較量同樣沒有停歇。P7採用AGS主動進氣格柵,根據實際工況情況自動開閉,關閉後減少機艙內回流、湍流,在減小行駛阻力的同時,還能一定程度提高高速段加速性能;底部同樣採用平整化低風阻設計,配置全覆蓋底部護板,對護板寬度和弧度「毫米必爭」,後部護板增加整流器進一步優化尾渦,最終打造幾乎完全平整的低風阻底盤。
P7充分運用低風阻設計,並針對風阻進行大量優化
從1920年代箱式車身Cd 0.8、1940年代流線車身Cd 0.6、1960年代船型車身Cd 0.45、1980年代楔型車身Cd 0.35,直到P7創造的國產車最低風阻係數Cd 0.236,汽車設計師、工程師與車輛風阻係數的愛恨情仇綿延已久,而且遠未終結。尤其在電動車日漸盛行的今天,希望每位用戶都知道,為電動車帶來超長續航裡程的除了更加先進的電池、電機、電控系統,還有一張「科幻臉」背後的低風阻設計。