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蔚来EC6车型的空气动力学性能浅析
2020-08-18 20:52:32· 来源：汽车CFD技术之家 作者：蔚来官方
0.26，这是蔚来EC6在成都车展上市发布会中公布的最新风阻系数。
得益于量产车的全面优化与测试，包括风阻系数、百公里加速、NEDC续航等在内的数据表现均比2019 NIO Day EC6首次亮相时公布的数据有明显提升，而作为蔚来在售量产车型中空气动力学表现最佳车型。
数据来源：官网/产品手册/第三方网站信息
今天就带领大家一起探秘EC6的优异空气动力学表现。
01 空气动力学很重要
我们知道，风阻会影响车辆的续航里程、加速度、最高时速及操控稳定性和安全，优秀的空气动力学表现不只是纸面上的数字，更有实在的意义。
研究发现：当车辆在80km/h的速度行驶时，就要有60%的动力输出用来克服空气阻力，而且随着车速的增加，这个比例还会直线上升，当车辆速度超过200km/h，就要有超过85%的动力输出用于克服空气阻力。对于电动车而言，影响最直接的当属续航里程了。
02 空气动力学是什么
那么，空气阻力是如何产生的呢？车辆行驶会受到空气的阻力 (风阻)，阻力主要有五种形式：
01
压差阻力是由于运动空气的粘性导致汽车前后产生压力差而形成的阻力。通俗一点讲就是汽车行驶迎面撞击空气产生的阻力和汽车尾部产生的低压所产生的拖拽力所形成的阻力；
02
摩擦阻力是空气与汽车车身表面产生摩擦而形成的阻力；
03
诱导阻力是由车身附着涡诱导而成的。由于汽车车身和底部上下存在压差，空气不仅会沿上下表面流动，而且还会从两侧底部高压区向上车身表面低压区流动，从而在车身表面形成左右的两个反向旋涡。这一对反向旋涡会随着空气向后流动，并拖向远方，形成汽车尾部尾涡；
04
干涉阻力即汽车外表面上的各附件和孔眼、凹槽及缝隙所引起的气流干涉而导致的阻力；
05
内流阻力是指由冷却模块或者制动器散热或者乘员舱通风和空调的气流引起的阻力。这些气流在流动的过程中会有较大的能量损失，从而导致内流阻力。
看完，我们也明白了空气阻力的组成结构相对而言较为复杂，涉及到压差阻力、干扰阻力等等，为了帮助我们更加直观且方便地研究车辆的空气动力学，空气阻力可通过以下公式计算可得。从公式中，我们不难看出，除了车速这一可变量之外，整车正投影面积 (A)以及风阻系数 (Cd)对于空气阻力的影响至关重要。
顾名思义，“整车正投影面积”指的是车辆行驶方向的投影面积，包括车身、轮胎、底盘等零部件的前视投影。
整车正投影面积示意图
所以，结合空气阻力产生原理，缩小整车迎风面积 (比如将车头做的更薄)，减小车尾真空体积以及降低车身重心，对于优化车辆的空气空力学表现尤为重要。
然而，天生较大的撞击面积、车尾涡流、较高的车身重心，注定SUV车型不是个好的“破风手” (普通SUV的风阻系数在0.3~0.4Cd之间，而轿车则在0.25~0.35Cd之间)，如何在SUV车型上获得优异的空气动力学表现，这很考验功底，还好，咱们蔚来做到了。
03 蔚来的“设计哲学”
蔚来联合2大洲团队同步研发、220+流体力学仿真算例、16+小时风洞实测……，最终让EC6整车风阻系数定格在了0.26Cd，跻身同级轿跑SUV TOP 3。为了实现这个优异的空气动力学表现，同时兼顾舒适的内部空间表现，我们做了很多尝试与努力，这边就几个重要的部分和大家进行简要的探讨。
溜背的尾部设计：
“针没有两头尖，甘蔗没有两头甜”，我们都希望世事皆完美，但现实往往事与愿违。上文我们提到，减少整车投影面积对于减小空气阻力至关重要，但整车正投影面积与内部空间体验又是一个矛盾体，为了保证EC6越级空间体验的同时又尽可能减小空气阻力，我们只能从另一个角度入手——降低风阻系数。
如何有效的降低风阻系数？
减少尾部涡流很重要，从B柱至尾部平滑且优雅的溜背尾部设计，可以让气流尽可能地贴着车辆表面流过，从而减少尾部涡流的产生，达到降低风阻系数的作用。
EC6车身CFD仿真
通常意义上，我们将后风挡倾斜角介于10~22°的车型称作Fastback车型，倾角越大，表明溜得越彻底，但后排空间会受到影响；倾角越小，后排空间能够得到保证，但又不符合设计美学要求。所以，如何平衡两者之间的关系也很重要。
Fastback车型设计特征
EC6 17°动感的溜背尾部设计，在惊艳设计美学、优异空气动力学表现及越级内部空间体验三个方面达到了完美的平衡，能有效的降低-5%的空气阻力，在120kph下续航里程+14km。
后风挡倾角与风阻系数关系曲线
EC6风洞测试@中国汽研汽车风洞中心
主动式进气格栅：
EC6延续了家族式前脸设计，车身同色的X-Bar设计足以让每位初遇者一见倾心。但是，要知道美是要付出代价的，凹凸有致的X-Bar设计诚然惊艳，但也足以让我们的工程师们抓狂 (空气动力学优化的一个重要措施，就是让气流尽量贴着物体表面走，因为只要气流遇到凹凸，就容易产生涡流，从而产生阻力)。
EC6风洞测试@中国汽研汽车风洞中心
同时，X-Bar的存在加大了空气阻滞，气流被迫从两侧或者底部流出，流经底部的气流更容易进入轮腔，由于车轮的旋转带动从而造成空气阻力增加，为此，除了优化X-Bar转角弧度外，我们还增加了底部圆顶挡板的设计 (Aerodome)，从而有效的规避气流流入轮腔，有效的降低了-8%的空气阻力，在120kph下续航里程+23km。
EC6风洞测试@中国汽研汽车风洞中心
当下汽车设计流行“大嘴”设计，但是“大嘴”也意味着内部阻力也会更大，主动式进气格栅能够显著改善内部阻力的产生 (高速行驶下，可主动关闭/部分关闭前格栅，避免内部阻力的产生)。在Driven by design的品牌DNA驱动下，EC6全系配备的AGS主动式进气格栅，能够有效的降低-8%的空气阻力，在120kph下续航里程+23km。
EC6风洞测试@中国汽研汽车风洞中心
平整的底盘布局：
降低车身重心能够有效地避免“诱导阻力”的产生 (如跑车)，然而降低车身重心也意味着车辆通过性的降低，SUV因其良好的通过性而深受用户的偏爱，所以一味的降低车身重心对于SUV而言似乎不是一个很好的选择。
既然没有办法通过降低车身重心来减小空气阻力，那么从源头出发如何尽量减少底盘涡流，减小车辆上下部流速差呢？
这时候，平整的底盘布局在这时就显得那么的必要了，为了做到这一点，蔚来的工程师们伤透了脑筋也下足了“血本”，除了平铺的电池外，四块轻量化的底盘护板 (轻量化对于电动车续航能力的提升很重要)也被“豪气”的用在了EC6上，轻量化的平整底盘布局，有效降低了-9%的空气阻力，在120kph下续航里程+26km。
EC6底盘CFD仿真
独特的配置加持：
配备了主动式空气悬架的车型，在高速下能够自动降低车身姿态 (-20mm)，使得从车身底部被卷吸进入尾涡的空气大大减少，进而减弱能量耗散，减少空气阻力。主动式空气悬架能够有效降低-2.5%的空气阻力，在120kph下续航里程+7km。
04 写在最后
0.26Cd，这个数字背后是整车设计、性能、空间体验的极致平衡。熟悉汽车开发的朋友们都知道，汽车是由1万余个相互独立零部件组成的整体，这些零部件之间又相互联系，牵一发动全身。
自立项伊始，汽车研发与设计本身又是个不断优化改进的过程，如何在众多联系中取得平衡、获得最佳的空气动力学表现，同时兼顾用户体验，这是一门深刻的学问。
期待透过这份恰到好处的「流动的艺术」，你可以与EC6一起风过留影，风华正茂！而在未来挑战极限、追求完美的道路上，我们也会继续砥砺前行，打造最极致的智能电动汽车产品体验，为每一位蔚来用户创造更愉悦的生活方式。
转自：蔚来官方公众号
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