对话 | 统一风阻系数测试方法对行业发展的意义

2019年9月4日-6日，2019汽车空气动力学分会学术年会在重庆成功召开！本届年会“创新发展专题论坛”品牌活动邀请了12位来自国内外企业、高校、科研机构的行业专家围绕汽车空气动力学领域热点、焦点、难点话题展开互动式研讨（议题一的研讨实录回顾链接：对话 | CFD新技术应用及发展趋势展望）。本期分享议题二“统一风阻系数测试方法对行业发展的意义”研讨实录。

创新发展专题论坛议题二“统一风阻系数测试方法对行业发展的意义”由同济大学上海地面交通工具风洞中心副主任庞加斌博士担任主持嘉宾，由泛亚技术中心空气动力学高级技术经理尹章顺先生，上汽大众前期研发高端品牌整车空气动力学开发经理姜祖啸先生，吉利汽研院整车工程中心高级技术专家付强先生，广汽研究院整车集成部性能集成科科长袁侠义先生，中国汽研汽车风洞中心副总工程师谯鑫先生担任互动嘉宾。

以下为论坛互动研讨实录

主持嘉宾：庞加斌博士
同济大学风洞中心副主任
各位女士，各位先生，大家下午好！针对这个议题，我以及台上的各位嘉宾已经提前花了一点时间讨论过，我把这个议题当作一个命题作文，并总结了三个关键词：复杂、纠结、争议。实话说，我考虑了很长时间，包括各位嘉宾怎么来讨论。最后想想，这的确是大家都想讨论的问题，不仅是发言嘉宾，现场同行们也可以思考，我会争取留一点时间给大家。
5位发言嘉宾都是我们中国汽车风洞领域里的“两栖老兵“，尹工比我年长，从1990年代开始全国找风洞做试验，其他4位年轻的“80后”也都有10年的汽车空气动力开发经验。他们全部“一手两器”，既做风洞试验，更是CFD的应用专家。
我们先试着“解题”，讨论的题目中包括“风阻系数”、“测试方法”、“统一”三个关键词。接下来就请各位发言嘉宾分成两部分，第一部分，结合你们多年经验谈谈这个议题的“来源”，这个问题是怎么来的？怎么就成了行业的热点问题？第二部分是我个人想扩展一下，请嘉宾们说说，解决这个问题可以有怎样的行动？
最后我们留些时间给与会的听众，希望听到你们的观点和建议。

发言嘉宾：尹章顺先生
泛亚技术中心空气动力学高级技术经理

谢谢大家。谈谈我的体会，我经常在会议上或者网上看到一些风阻数据，数据可以说是千差万别。不过，我觉得也可以理解，也是正常现象，有不同的需求，就会给出不同的答案。
我以前在北美做过对比，不同的厂家的风阻系数都会有偏差，平均15%左右的偏差。在测的都是国外品牌的车，对于自主品牌没有测过。即使国外品牌的车最大有差40%，这是个正常的现象。
但是是什么原因造成的？首先是测试风洞的不同，不同风洞的设计存在差别，到底多大呢？肯定是要做标定的。还有重要的一点，各个企业对风洞本身的设置也不同，比如同济风洞的设置跟我们风洞的设置是不一样的。风阻系数就是要做油耗的，所以准确性必须匹配我们的系统。
还有一个问题，测试车型的差异，有的企业同一个品牌同一个造型有不同的配置，风阻系数就会差40-50 counts。
再说说国内，我们都还属于起步阶段，领导层对空气动力学的认识还没有到一定高度，考虑成本的问题，选择用CFD方法代替风洞试验。上一个议题已经讨论了，有可能计算结果是不错的，但是实际车做出来的效果差别很大，所以CFD精度到底怎么样，必须做试验验证，这个可以分成5个等级，第一个等级就是所有阶段都在做试验，不能依靠CFD；第二个等级，具备一定的CFD能力，可以稍微减少一些试验，但是试验还是很多；第三个等级，在某些阶段可以做试验验证；第四个等级，用产品来验证CFD值；第五个等级达到最高境界，CFD和试验的值是一模一样的。我觉得我们现在处理水平泛亚也就是第三的样子，刚才讨论议题谁说要打5分，我可以单独学习学习。
第四个观点，为什么做Cd？油耗驱动，但是通过滑行，也可以算出一个Cd，这是属于靠天吃饭，准不准，谁会相信的问题。
最后，就是网上看到的风阻系数数据，今天0.26，明天0.25，后天世界第一。这不是工程师的责任，可能出自于市场的考虑等等。但是工程师应该实事求是，用数据说话，不要助长这种歪门斜气。


发言嘉宾：姜祖啸先生
上汽大众前期研发高端品牌
整车空气动力学开发经理
我是来自上汽大众的姜祖啸，刚刚尹总的一席话让我感同深受，看到发布出来的各种低风阻系数，老板基本会责成我们直接买到这些竞品车，即刻安排测试。按照我们自己的企业标准测试完，看到结果，感觉心安了很多。
非常感谢两天来各位同行对于学术的开诚布公的交流，让我对今天的议题有了一个更为深刻的认识和总结。正如昨天王勇先生所言，整车加载质量、加载位置、测试速度统一，并向G6 WLTP油耗法规靠拢，对于行业的发展意义重大，这既有利于规范和促进空气动力学行业发展，也有利于中国汽车行业自己的Cd·A数据库的建立，也是上汽大众一直所追求呼吁的方向。
昨天在陈力老师《空气动力学试验团体标准》报告的问答环节，我们的同行提及诸如空气悬挂、主动进气格栅和空气动力学套件的定义，这些与刚才谈到的一起对于我们对于行标的完善判定并接轨G6 WLTP油耗法规提出了很好的建议，希望一并考虑。
今天上午中汽研杨一春，杨工分享了A（投影面积）国内风洞的测量方法，让我们意识到目前三个风洞A值测量方式的不同，可能产生0.005的差异，因此建议三个风洞基于行标建立测试标准，做到Cd·A两个参数的互认和权威发布。
当高质量的行标和三大风洞的统一达到了如上的目标，如何接轨G6 WLTP油耗，使Cd值成为一个官方确认的油耗计算基本输入又是一个全新的挑战，正如今年议题所倡导的“协同发展，合作共赢”，作为主机厂，真诚地希望政府、行业和各位同仁用自己的行动，一起合力打造《空气动力学试验》方法的新高度。

发言嘉宾：付强先生
吉利汽研院整车工程中心高级技术专家

我谈谈我的观点，不久之后，重庆、上海、天津将会有三座风洞资源，做一个假设，如果在开发过程中，由于资源问题，车企需要分别在三个风洞做三次风洞试验。从这个角度看，统一测试标准是有意义的。但是怎么统一呢？这是另外一回事。如果只是制订一个标准，让大家依据这个标准来做实验，除非这个标准能说服相关企业，证明企业原来执行的试验标准有缺陷，那么我们才可能去采用；否则没有哪个企业会轻易改变自己的标准。
另外一个问题，这个标准该怎么统一？就是庞老师提到的行动的问题。目前国内有3个汽车风洞平台，相互距离都是1000公里，属于三种不同的气侯。就从Cd的计算公式讲，气候不同对每个风洞的测试结果的影响有多大，气候对密度的影响，湿度的影响，对平衡压力的影响，季节的影响，等等，需要有答案的。
这三个风洞每家用什么方式来测速？稳定性怎么样？相互间的可比度怎么样？包括风洞测试软硬件的差异有多大？这也需要有一个答案。目前同济风洞的测试精度，我是能够接受的。
关于风洞对标，我们需要选什么样的车型、在哪些阻塞比、哪些边界条件、什么工况下进行？包括姿态敏感度、轮胎敏感度、地面边界条件的敏感度，都要在对标完成以后，才能形成一个比较一致的标准。不然一项标准强推出来，负责任的说，很有可能就是自娱自乐，没有人会用的。


主持嘉宾：庞加斌博士
同济大学风洞中心副主任
你跟我一样，是一个悲观主义者。我们面对的目标比较高，要达到这个目标实际上是很困难的。前面3位嘉宾谈到了很多具体的建议。随后，我还是想让各位嘉宾针对具体的行动建议贡献一下思想。

发言嘉宾：袁侠义先生
广汽研究院整车集成部性能集成科科长

我来自广汽研究院。我平时工作主要有两部分，一部分做性能集成，还有一部分工作就是空气动力学和热管理的开发。
今天面临的这个问题，我认为可能主要是由4个发展造成的。1、自主品牌汽车这几年的发展，这可能会让大家更加关注汽车本身的性能；2、节能和新能源汽车的发展，这给空气动力学带来更多的关注；3、这个领域从业人员的发展，我记得在09、10年做风洞试验时，整个行业的从业人员很少，再对比今天，这个发展真的很大；4、媒体的发展，以前想做相关文章的发表，可能路径很少，但是现在通过手机可以很方便快捷的建立微信推送，媒体的发展促成车企对空气动力学和Cd值的宣传，我们也看到了Cd值会越来越低。现阶段很多车企在项目立项时，项目总监就会提出这个要求，某某车企已经做到多少，已经号称世界第一，你们能不能做一个世界第一出来。这就是媒体带来的影响。
刚开始我看到这个题目说测试方法，我觉得可能这个题目有点细，我更加认为，它更应该是一个评价标准，类似于汽车碰撞领域，有了评价才有相应的方法。类似的，我们希望行业可以统一汽车空气动力学或者Cd值相关性能的评价方法，然后在这个基础上再让大家真正理解数值所表达的涵义和意义，并且可基于同一个平台进行比较。


发言嘉宾：谯鑫先生
中国汽研汽车风洞中心副总工程师
各位同行好，我来自中国汽研风洞中心。我在主机厂时不光做空气动力学，还做过一段时间动力经济性开发，所以我将从经济性角度谈一下对气动阻力的看法。
其实做经济性的人都有一个困惑，这么多年燃油价格其实没有怎么增长。十几年前我刚刚参加工作时，燃油价格和现在比大概就增长20%左右。这个增长率可以对比我们的生活成本，比如重庆人早上吃的小面的价格，在这个时间跨度里已经翻了5倍左右了。这么看起来经济性并不是很重要的问题，但是各个车企的油耗压力却很大，主要原因在于法规要求。油耗法规从一二阶段到现在正在执行的四阶段，以及未来要开始执行的五阶段，在这个过程中，油耗标准已经缩减了一半。
那么气动阻力是否要和油耗法规关联，从我的经验看，两者的关系并不是特别密切。刚才尹工已经提到，国五之前，大家都用查表法计算油耗，现在都是用滑行法计算，而滑行法的数据是由企业自己提供的，而且本身滑行法就有很大偏差。现阶段相当多的车企并没有建立气动性能和油耗经济性的紧密关系。从行业的角度，空气阻力也不光是经济性问题，空气动力学反映的更多是车辆科技含量的概念。要反映科技含量，统一的评价标准确实对行业发展有着非常大的帮助。另外，从油耗经济性来说，要统一油耗标准，从用户角度看更加困难，用户不同的开车习惯对经济性都会有非常大的影响。对比一下，统一空气动力学标准的难度应该要小很多。

主持嘉宾：庞加斌博士
同济大学风洞中心副主任

非常感谢5位嘉宾非常坦诚的发言。我做汽车风洞技术有十年了，5位嘉宾做风洞技术的时间有的比我长，有的比我短。关于这个问题的根源，大家都谈了很实际，还有一些行动建议，我简单地总结一下。
1、把“统一标准”的任务交给风洞，接下来我们三个风洞该怎么做？实话来说，这也是我很头疼的事情。
事实上，风洞试验的任务目标有两类，首先是设计开发过程中的风阻比较测试，寻找更优气动性能的设计方案；其次才是(能否准确)给出量产车的风阻值。
2、大众的姜工提到的规范测试标准，怎么去统一汽车的配置，如气动套件。这关系到统一企业的思想，如何建立一个统一标准，大家的意见不是很明确。
事实上，我个人感觉我们在讨论一个非技术问题，“非技术问题”对我们的实际工作困扰很大。
下一步工作如果建立统一的行业标准，或者沿着法规来推进？刚才讨论中提到一个重要的关键词：滑行。Cd是可以从滑行中来，那么在中国谁来规范滑行的测试方法？我想，接下来的讨论具体化一点，从行动角度、技术落脚点来展开。实事求是的说，外资和自主品牌车企的思维出发点还是有区别，比如大众，计算成本和效益核算动不动就是百万辆，一摊发现气动试验还是做的太少。但是自主品牌的压力就非常大，存在很多现实的困难。还是请5位嘉宾再想想，看是否可以把滑行试验的关健词也纳进来讨论。只要有想法，不一定是今年或明年能够完成，也许是5年之后的方向，讨论的眼光可以看得更长远一点。请各位再谈谈，怎么具体做一些什么工作？


发言嘉宾：尹章顺先生
泛亚技术中心空气动力学高级技术经理
关于滑行，我们公司也做过对比，大家也知道，这来自GM体系。其实老风洞跟现在的五带系统有差异，如果计算油耗还是按照老的风洞那肯定存在误差，这是需要改进的地方。
我们经常听到滑行的工程师上报给领导层的Cd值不一样，我就放心了，这个值肯定比同济风洞测试出来的值要低10个counts左右。
比如网上发布的一些Cd值，我相信按照同济风洞的方法测出来，可能比这个值要高一点；但是应该声明，这个值是在哪一个风洞测试出来的。我的建议就是庞老师说的，从现阶段、从短期来说，就是要注明Cd值来源，这个Cd怎么测出来的。国家有一个TA（Type approval国家整车型式认证）申报系统，每个企业每个车型的Cd值都要说明配置、试验来源、分析来源、滑行来源，这样这个结果才会明确。
第二个措施，就是近两年正在做的标准，这项工作已经进展得比较顺利。这个包含的内容就比较详细，包括车辆的配置、载荷、离地间隙等等。午休的时候跟朱老师谈到，不仅是测试标准要统一，测试对象也应该来源于市场上销售的车，而不是企业送一个车过来，在这样的前提下，至少在国家申报层面，才能得到可以比较的结果。
其实我们可以设一个“China Cd”，把这个值作为汽车行业统一的标准来衡量车的Cd，三个风洞试验值都可以转化成China Cd。美国克莱斯勒、通用、福特都有自己的Cd，但是没有一个USA Cd。这是为什么？还是因为三个风洞。国内在学会的带领下，我认为这个事情并不难，这个对同行都有好处，至少大家可以减少不必要的重复试验。国家目前的Cd数据库并没有对大众开放，如果我支付一点钱就可以知道一些数据，不用花20万再做一次试验，那么这对车企来说是非常实惠和方便的。我还有一个小小的建议，我觉得，三个风洞虽然是各自企业的，但同时也都是行业、是国家的，所以不仅仅要为企业争效益，同时，也要为国家做贡献，把标准化、统一化的事情做的更好，让车企更有章可循。

发言嘉宾：姜祖啸先生
上汽大众前期研发高端品牌
整车空气动力学开发经理

我完全同意尹工的说法，上汽大众非常希望行业有一个统一标准去执行。说实话并不关心测试的风速到底是120km/h，还是130km/h，只需要一个统一标准，可以在同一个基准上做测试、做比较。对于该议题只补充一点，建议建立的数据库是Cd*A，这样误差可以在±3%的范围里。
行业联合起来应该是促进空气动力学发展，而不是阻碍空气动力学技术的发展。目前我们遇到了这样的一个现实：上汽大众在油耗申报值时，为了满足国家随便抽检一辆，要求测得的油耗值不应该低于企业的申报值，为了合规性，我们将全系标配的主动格栅，选配的空气动力悬挂等装备带来的空气动力学优化都没有列入其中，这对空气动力学科技和发展来说是个不小的阻碍，相当于先进的技术并不能被认可。如果我们的行业能够给车企和政府构建一个沟通的平台，把这样的内容准确地定义好，我们相信，这将极大的促进我国空气动力学的发展，也是普惠社会的。


主持嘉宾：庞加斌博士
同济大学风洞中心副主任
我知道，付工做了很多跨界，包括滑行也有很多技术经验，关于风洞法和滑行法，关于最后的测试结果有什么建言？

发言嘉宾：付强先生
吉利汽研院整车工程中心高级技术专家

我可以给一个实际文献数据，风洞法跟滑行法获得的风阻数值，不管怎么做误差都超过了10%，如果这个误差可以控制在5%以内，我估计没有人会做风洞试验了。所以要把滑行法规范起来是很困难的，但是有一些试验方法是可以规避掉这些问题的。
比如一般来说，车速60公里时，滚动阻力和风阻相当；在120公里时，滚动阻力占20%；大于180公里时，滚动阻力占10%。特别对于新能源车的续航，以180公里在试验场里跑，不超过一个小时就会没电。上午我也讲了湍流度超过7%，风阻的影响可能会超过30个counts，跟风洞理想状态没有一致性的。所以，风洞结果怎么跟路面结果的评价相结合，是我们必须要回答的问题，也是所有做空气动力学的工程师必须要回答的问题，这才是空气动力学对整个汽车产品的真实贡献，存在意义。
我们吉利做空气动力学唯一的标准，就是我的工作要对消费者有利，至于油耗，续航等国家相关法规，我们专业工程技术人员关心得并不多。从民企角度，第一个要解决的是生存问题，然后才能考虑发展。吉利汽车体量还没有大到去充分考虑十年以后的问题，我们危机感比合资企业强得多。


主持嘉宾：庞加斌博士
同济大学风洞中心副主任
广汽相关数据也是来自于两个途径，你们的项目中，滑行跟风洞之间的偏差大致在多少？你们是怎样解决误差的问题？

发言嘉宾：袁侠义先生
广汽研究院整车集成部性能集成科科长


滑行阻力开发这个工作也是在性能集成的团队。我一般会让空气动力学工程师跟滑行阻力开发工程师一起做滑行试验，因为他们会给滑行阻力开发工程师提供很多空气动力学相关的信息，比如应该怎样准备样车，包括在滑行过程中哪些数据有问题，双方会做充分的交流。至于说误差，滑行法的一致性很难和风洞测试的一致性做比较，主要是因为滑行测试没有配置很精密的仪器，高速段环境风的影响量无法精准的判断，因为环境风的控制，只有一个要求：环境风小于2米/秒，这个对一些车在高速段有大约40N力的差别。我们在襄阳、海南、盐城等试验场都进行过滑行试验，甚至为了避免环境风影响，我们会选择在凌晨进行测试。现有的条件很难保证滑行测试的一致性精度控制在几牛力以内，所以只能在执行层面尽量的做好每一步的准备和控制。


发言嘉宾：谯鑫先生
中国汽研汽车风洞中心副总工程师
可能我稍微有一点跟你观点不太一样，但是基本是一样。
从我经验来看， 规范滑行测试的难度至少比规范风阻测试的难度大10倍以上。其实，从技术层面要规范一个问题是非常困难，国家层面应该要投入相当多的资源，至少滑行测试的统一，我们看到进步是比较慢的。我们要统一风阻测试，就是三个风洞需要好好坐下来探讨，甚至作为一个课题去研究。试想一下，如果要让各个试验场坐在一起研究，如何规范滑行测试，这个难度就相当大了。所以，我认为要规范这个行驶阻力，只能用风洞反推。行驶阻力我们希望最后还是用试验室的测试方法对它进行规范。这样早日统一的希望会更大一些。
要实现这个目标，我们眼下要从技术难度稍微小一点的来着手，先统一空气阻力测试，从简单往复杂方向去做，可能更合适一些。

现场观众发言

各位前辈同行好，我来自比亚迪汽车。针对滑行阻力，我和谯总曾做过沟通。我了解到的情况是，滑行试验一般是正向滑三次，反向滑三次。可能今天滑出来的阻力处理完以后结果还是偏大，明天再做一次还偏大，那我可能后天再滑一次，直到滑出我想要的结果为止。我可以通过滑很多次滑出一个非常低的值出来，这其中人为因素太大。
谯总说规范滑行阻力的难度比规范风洞测试难度大10倍以上，我觉得不止。这就引出另外一个话题，我觉得我们分会是有责任的，应该有意识向中国排放油耗法规、能耗相关部门反馈，用风洞法替代滑行法作为油耗标准的重要输入。


现场观众发言
我来自广汽本田。我同意谯工的看法，统一滑行阻力试验方法确实阻力很大，难度很大。
我有一个建议，从学会分会立场去推动一个事情，在未来某一个时段，国内三个风洞在各个季节，从一些代表车企里，比如大众、广汽，挑一些经典车型，通过在三个风洞的各个季节进行测试。得到这些车型的Cd值，从而给各个车企一个参考。因为每个风洞技术参数不同，在各个阶段测试得到的Cd值也都不同。

主持嘉宾：庞加斌博士
同济大学风洞中心副主任

从技术角度，我站在同济风洞中心立场，认为这个建议是合理的。下面怎么努力，也要根据实际情况去推进。

最后做一个总结。现阶段中国国情之下的“业绩宣传焦虑症”是今天这个议题的重要缘由，不知道现场的国际朋友们，你们30、50年前是否遇到同样的问题。核心问题还是宣传的风阻系数数值能否出自统一的测试条件，当然，发布相关讯息的自媒体是不管这些东西的。一方面我们有很多的焦虑，另一方面我们要坚持技术为本，所以我们这个焦虑是不是可以放下一点。现阶段车企进行大量的风洞测试，还是用于设计开发阶段，要么是减阻，要么是不能让车辆盲目改变造型或者加一些东西，导致风阻变得越来越大。个人有一句话，风洞对汽车工业贡献，不能老说减阻，有时候风洞更多的贡献是不能让风阻随意得增加，这个贡献可能更多一些。

量产车的风阻，就是最后一个阶段的面临的问题，刚才每位嘉宾都说出非常好的建议和方法，供我们接下来去考虑和消化。

我也有一点感言，行业技术的运用、学术水平的进步，学会年会也举办了三届了，进步非常明显的。各个车企包括老兵、新兵，还不断地有新人加入汽车空气动力学的领域和方向。所以，我想提请大家注意：汽车空气动力学仍然是汽车研发设计领域，是一个技术性专业领域，是提供多方位支撑性工作的部门。我不断地给年轻同志说这个东西，理解这点有利于降低领导层非专业性的要求，去消除某些不切实际的目标所带来的焦虑。当然，我们要通过辛勤劳动去深耕技术，共同守护专业的发展方向，迎来美好的未来。

在座很多同仁对我比较了解，个人性格是悲观主义者，改革开放30年的时候，柳传志在《南方中国》有一篇长文，他说要做一个“积极的悲观主义者”。我个人坚持认为，中国汽车空气动力学现阶段面临的问题仍然是生存和发展，我们应该客观的面对现实和差距，以可以做到的最佳结果为目标，在有限资源条件下把自己的工作做到极致。

最后一点建议：未来我们是不是可以成立一个风洞技术的专业组去开展一些现阶段世界范围内的汽车空气动力学研究热点。

谢谢大家的聆听，谢谢5位嘉宾认真准备和坦诚的分享。