广汽 AION S 超低风阻开发实践

2019-09-14 18:58:04·  来源:中国汽研汽车风洞技术  作者:陈志夫  
 
2019年3月15日,广汽研究院空气动力学室主任陈志夫博士通过本公众号从理论层面解读了低风阻车量产开发的意义以及一些思考和体会(文章链接:技术 | 关于低风阻车
2019年3月15日,广汽研究院空气动力学室主任陈志夫博士通过本公众号从理论层面解读了低风阻车量产开发的意义以及一些思考和体会(文章链接:技术 | 关于低风阻车量产开发的思考与实践)。本期陈博士将从实战层面,结合广汽三厢纯电轿车AION S的低风阻开发实践分享汽车低风阻性能开发的宝贵经验。
 
作者简介

陈志夫:工学博士,现任广汽研究院空气动力学室主任,负责传祺车型空气动力学性能开发及体系能力建设,主要研究方向为汽车空气动力学,汽车风噪控制,乘员舱热舒适性,计算气动声学。

【作者的话】本期分享几点关于广汽三厢纯电轿车AION S的低风阻开发实践心得,供业界朋友交流指正。由于认知有限,文中错误及纰漏敬请各位海涵。

引 言

空气动力学性能开发工程师犹如一位老中医,面对多变的造型特征与复杂的绕流流动,需要基于经验或工具快速精准诊断,开出良方,即高效精准的识别问题点,找到问题本质,获得潜在的工程实施方案,这是衡量空气动力学性能开发工程师及团队能力的关键指标之一。

广汽AION S基于全流场管理理念开发:GAC-TFM(Total Flow Management),通过开发资源合理配置,采用“望”、“闻”、“问”、“切”4大实战手法,实现布置控制、低风阻造型与气动附件的匹配设计,继而达成整车外流场高效流动的目标,最终,成就美学造型与空气动力学融合设计典范。

如何“望”、“闻”、“问”、“切”?

获得低风阻量产方案并推进量产实施是空气动力学开发团队工作的重要目标。在开发过程中,广汽AION S项目空气动力学主创工程师文琪先生与团队成员合作,对各轮次数据及时开展诊断分析,找到问题根源,快速精准的提出解决方案,并推进落实。


首先,通过“望”,获得开发依据与开发标杆,即根据产品定位,开展对标车型研究,过往车型气动数据库及开发经验研究,造型曲面特征、气动附件特征及对应流场结果设想与评估;

然后,通过“闻”,获得工程约束条件,即认真倾听项目组需求、成本需求、总布置需求、造型设计师需求、车身内外饰需求及其他专业组需求,在空气动力学开发策略制定及改进方案的提出中平衡其需求;

其次,通过“问”,获得相关专业团队的设计意图,提升自身的认知能力,即保持与设计师及其他专业组的密切沟通,当出现设计矛盾时,询问相关专业组的设计意图及设计原因,寻找改进方案交集点,提升改进方案的采纳率;

最后,通过“切”,获得可视化结果,即利用仿真及试验等方法工具,虚拟验证设计方案的利弊及改进方案的降阻效果。

以下针对几个典型问题点给予简述。

总体规划

结合过去十年来项目开发的经验和先进的正向开发流程,针对AION S空气动力学性能开发,气动开发团队在前期就制定了一个详细的总体技术路线:即什么节点,优化什么,优化成什么样子,用什么去做,用什么去评价等等。

对标积累

对标不仅只为获得一个简单的Cd值,还更希望挖掘出隐藏在Cd值背后的贡献量分解路径与流场分布特性,更重要的是分析气流流动背后的机理是什么,才能针对日益复杂的造型提供更多的气动解决方案,为性能开发策略制定及流场优化改善提供参考。

A柱优化

A柱设计历来是空气动力学控制的重点区域,在设计优化过程中,不仅需要解决风阻问题,还要平衡风噪、水管理、人机视野、碰撞安全与美学造型等性能需求,因此,好的A柱设计方案往往来之不易,并且一旦错过最佳控制节点,就很难改进优化。


前轮气坝

减弱前轮两侧分离气流的同时最小化气坝自身阻力,此外,还需平衡台阶保护、强度、涉水与美学造型需求。


前雾灯侧气幕

前雾灯侧气幕主要作用为降低雾灯区域压力,减小前保侧面气流分离强度,改善轮辋内外侧压差,开发过程中宜设计成造型特征,同时关注气幕通道压损的控制。该处流动复杂,且涉及轮胎旋转,对仿真模型精度要求较高,建议在风洞中对各细节进行仔细推敲。

扩散器

扩散器主要作用为减弱气流对下车体后端的冲击,加速下车体气流,平衡尾部上卷与下洗两股气流,改善尾部压力恢复。


采用高精度CFD仿真方法及风洞试验方法,经过近百处毫米级细节特征的反复推敲,最终,使Aion S风阻系数收敛至目标以下。


总结

随着广汽全尺寸风洞的建设投入、软硬件计算资源的持续配套、全流场管理理念的深化推进及团队认知能力的不断提升,广汽将会打造更加优秀、更加全面的低风阻量产车。
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