型面设计的巨变 气动外形如何影响你的钱包？

在燃油车时代，我们很关心一个参数：百公里油耗，这个参数直接决定着一台车的用车成本，实际上很多车系的兴衰，根本原因就出在百公里油耗的高低之上。在汽车行业过渡到新能源车时代之后，我们一开始把全部注意力集中在电池大小和工况续航这两个数据上，但现在越来越多人意识到，油车有百公里油耗这个关键数据，对应地，新能源车的关键数据应该是百公里电耗。

哪怕是对于插混和增程这两种车来说，百公里电耗也同样重要，毕竟这两种车的油耗数据相对油车来说并不高。那么什么决定着电耗的高下？三电系统的算法固然重要，但在电池技术和电控技术各家都趋近的当下，车辆气动外形就成了车企们在核心技术上发力的重点。

在接下来的文字中，我们将尽量用最短的篇幅和相对简单的文字，为大家介绍气动外形是如何影响着新能源车的续航和电耗这两个关键参数的。在气动外形的演变中，我们甚至可以一窥未来新能源车气动外形设计的趋势。

对于车辆气动设计来说，首先要解决的大方向问题是：你是想要下压力还是想要低能耗？对于赛车或竞技类车型，或是强运动型车辆来说，下压力远比低能耗重要得多，因为下压力是这类极端车型的立身之本。但对于普通的家用车来说，低能耗才是最重要的方向，没有之一。

但对于传统气动设计来说，下压力和减阻是硬币的两面。你需要车辆在高速行驶下获得较低的能耗，因而你需要车辆和空气的接触面积尽可能小，需要空气尽可能顺滑地，不受阻碍地从车身表面流过去，换句话说，你需要减低空气阻力，这就是减阻。

经典的减阻设计追求“仿生设计”，换句话说尽可能参照自然界中的低阻物体的外形去设计车辆，典型例子是诸如隼一类的猛禽，以及水滴。这种仿生设计的基础理论是尽可能让车辆表面光滑化，尽可能剔除车辆外形和气流接触面所可能产生的任何型面干扰，换句话说就是车子的外观尽可能接近一个完整的弧面。

这种单纯的减阻设计固然对于风阻的降低有立竿见影的好处，但也带来了很明显的副作用：升力效应过强。这种类似于猛禽或水滴的单曲面设计在减阻的同时，由于在车体和自由流的主要接触面，即车头位置会因为其外形而产生非常强烈的抬升效果。这也就是大家在驾驶早年生产的低阻车型时，常有感觉这种车在高速发飘，方向不好把握的主要原因。和很多人认为的“这是因为车子太轻了”不一样的是，这种现象基本上是气动外形的锅。

当然，对于家用车的车速来说，即便是上述的气动外形也不至于让车辆发生“后空翻”这类极端气动失效事件。但这种发飘会严重影响用户在高车速下对车辆的控制，非常不利于安全性，也会让用户对车辆的感官评价大幅降分。

因此最近几年的新车，特别是新能源车采用的气动设计，其实已经摒弃了上述的仿生型气动设计，而转为使用一种更加复杂的平衡设计，而这种减阻和高速下压力的平衡型气动设计，其实根源来自于赛车。

上图展示了最近两台刚上市的低风阻量产车，它们分别是MONA M03和乐道L60。这两台车分别是轿车和SUV，但你可以从这两台车的外形设计上看到，相比起传统的，追求车身表面的“绝对光滑”，这两台车在车头位置，特别是发动机盖位置设计了不少的棱线，在前轮眉之类的位置还设计了一些看起来不那么“低阻”的折线。同时这些车在车体侧面也都设计了一些棱线。

所有的这些棱线和折线，其实用意都只有一个：打破连续边界层，消除边界层剥离，从而让气流能真正地贴在车体表面上。对于传统的长弧线型气动设计型面来说，气流在贴着弧面表面往后走的同时，因为车体表面和大气的温度差（车体表面明显更热，气流黏连更严重），会在弧线的中后段产生愈发严重的气流黏连，这种气流黏连会造成两个负面后果：第一，黏连层越来越厚，会使得自由流脱离车体表面，而且流体力学原理告诉我们，温度更高的黏性流体会对自由流产生拖曳，表征为非接触性风阻增大。

第二，会出现边界层剥离。流体力学原理告诉我们，在连续表面出现边界层剥离后，气流会往Y轴方向跑，而且伴随而来的还有严重的涡流和湍流。这进一步加剧了非接触性风阻。这两个负面效应带来的共同效果就是车辆风阻在高速时急剧增大。

而像M03这类车型，通过在发动机盖等连续弧面位置设计大量的弧线，可以很有效地打破连续流场，有效地切割气流，避免了边界层剥离的出现，大幅度减少了非接触性风阻。这一招就是在赛车上搬过来的。

除了这些棱线之外，我们还能在现在的很多新车上看到低风阻轮毂，以及在前轮轮拱位置的各种小“机关”的出现。其实无论是那些外形奇特的低风阻轮毂，还是前轮拱位置的各种开槽，它们既不是为了增加下压力，也不是为了减低风阻，它们都是为了梳理气流用的。

传统设计的轮毂在车辆高速行驶时会产生非常严重的，垂直于轮胎方向的湍流，这些湍流直接由轮毂的高速切割空气产生，这些湍流会非常严重地阻碍自由流从车体侧面流过时的顺畅性，同时速度越高，自由流和轮毂湍流之间会产生更强烈的力，这些力会直接影响轮胎保持当前滚动方向的稳定性，这也就是早年的车为什么车速越高，你越会感到方向不太好控制的原因之一。

低阻轮毂由于封闭住了轮毂的大部分面积，在高速下，这种轮毂由于外形的原因，产生的湍流会远远小于传统轮毂，不仅降低了风阻，还让车子高速时的方向变得更好控制。另外的前轮拱上的各种开口和风道，其实用处也是为了梳理和引导前轮轮胎和轮拱之间的强烈乱流。

实际上如今的车辆气动设计，已经属于车辆NVH设计中非常核心的环节。和很多人理解中，车辆NVH就是看隔音棉多不多，有没有用双层隔音玻璃这些表面功夫不一样的是，车辆真正的NVH设计极端复杂，而单单是搞定气动外形设计，其实就已经是一件非常困难的事情了。

未来的车辆气动外形基本上有一个走向：外形上会变得更加奇怪，更多你看起来难以理解的棱线或开口。从美学来看，未来的车会更丑，外形会更奇怪，会更像某种奇怪的雕塑艺术品。但这都是为了更低的风阻和更好的高速驾乘体验而导致的美学让路于功能。

所以如果你觉得现在某新车丑的话，且看且珍惜吧，以后的车，没准还会更丑。

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