CAERI风洞丨新国标下电子外后视镜对整车风阻和风噪性能影响

 随着我国汽车电动化、智能化的飞速发展，为规范行业技术发展并与国际标准相接轨，全国汽车标准化技术委员会更新了汽车电子外后视镜（CMS）新国标GB15084-2022。文章介绍了中国汽研风洞中心对CAERI Aero Model（Sedan）的风阻、风噪进行风洞测试，其结果表明：电子外后视镜可降低整车风阻系数7%左右，有助于整车续航提升；电子外后视镜能降低侧窗表面声压级，改善汽车外气动噪声源。本文对新国标的解读和研究供行业同行参考。

1.电子外后视镜法规变革

汽车电子外后视镜CMS（Camera-Monitor System）新国标GB15084-2022《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》将于2023年7月1日正式实施，届时将全面取代现行的GB15084-2013版本。国标明确指出，电子外后视镜可取代传统光学后视镜，未来会有更多的带电子外后视镜的车型在国内市场上市，汽车外后视镜行业将进入又一新赛道。

图1  国标GB15084-2022

全球范围内，欧洲相关法规主要有UN ECE R46-2016《关于间接视野装置及安装间接视野装置车辆认证的统一规定》和ISO 16505-2019《摄像头监视系统的人体工程学和性能方面的要求和试验程序》。从2016年6月，联合国发布UN-R6法规后，欧洲、日本、韩国及印度等地区/国家开始陆续上市销售配置电子外后视镜的车型。

图2  部分国家已经运用的电子后视镜车型

(图片来源：佐思汽研）

电子外后视镜是用摄像头+监视器的组合来取代传统的光学后视镜，显示模型为外部摄像头采集图像，处理后显示在乘员舱内显示屏上，同时可以集成类似盲区预警、障碍物提示等功能。

图3     电子外后视镜（CMS）

新法规中明确规定以下6大类型间接视野装置，主要分为乘用车和商用车。

图4  间接视野装置的类型

2. 电子外后视镜优势

电子外后视镜典型布置是将2个摄像头、2块高清液晶显示屏组成稳定的系统，不仅为驾驶员提供更高清、更广阔的车外后视野影像，还集成了丰富的ADAS功能，可以实现后车提醒、变道提醒、安全警示等智能辅助驾驶作用。具体优势可以分为以下三点：

全天候能力

传统外后视镜受光线、天气等影响，存在视野不清晰、视野窄、盲区大、眩光干扰等问题。电子外后视镜，通过摄像头防水抗渍、避雨遮挡及电动加热等设计，使摄像头即使在雨、雪、雾、霜等全天候恶劣的天气下，也能捕捉到清晰的后视野画面，外后视镜还能通过摄像头的HDR功能、特殊的图像处理算法，解决光线过强、过弱或高光强差等造成的不利影响，保障显示屏呈现舒适的后视野影像，提升驾驶安全性。

图5   雷克萨斯ES350，雨天效果远比玻璃镜要好

（图片来源：雷克萨斯）

视野广阔及夜视能力

电子外后视镜，通过广角摄像头捕捉车后方画面，扩宽左右两侧视野，减少视野盲区，电子后视镜的摄像头及图像优化处理方面发展迅速，液晶显示屏高清成像给人观感优于传统光学后视镜。

图6   雷克萨斯ES350，夜间效果远比玻璃镜要好

（图片来源：雷克萨斯）

风阻/风噪性能

后视镜是车身主要的外凸零部件，传统光学后视镜由于其需要向驾驶员提供一定角度的视野要求，光学后视镜存在镜面面积大，镜体体积大、造型不规则、重量大等问题；电子后视镜通常采用“摄像头+茎杆状”设计，其体积小，造型结构简单，一定程度上减少整车气动阻力（本田e的电子后视镜将能降低整车3.8%的风阻；奥迪etron搭载电子外后视镜后，整车风阻系数降低10count），降低车辆能耗，提升续航里程和行驶经济性。同时，相比传统后视镜，电子后视镜体积小、造型简洁，可以有效降低车外风噪声源。

3. 电子和传统外后视镜

整车风阻系数贡献量对比

中国汽研风洞中心紧跟汽车行业发展潮流，关注汽车相关标准更新，针对新国标的发布，开展了传统/电子外后视镜风阻/风噪风洞试验测试研究工作，下文将部分测试结果公布，欢迎业内各大企业、科研单位交流讨论。

图7   中国汽研风洞中心气动-声学风洞

本次试验采用中国汽研2020年发布的CAERI Aero Model（Sedan）模型，工况测试风速120kph，五带速度120kph。

图8   中国汽研CAERI Aero Model（Sedan）模型

不同外后视镜状态测试结果如下表所示：

图9   不同电子外后视镜风阻贡献量

图10   电子后视镜风阻测试方案示意图

测试结果显示，无论电子后视镜安装于水切还是门板上，相对于传统后视镜均有明显减阻优势，安装于水切的电子后视镜风阻贡献量和无后视镜状态无差异，整体风阻系数降低18cts，降阻率约7%，气动阻力降低24N，有助于整车续航提升。

4. 电子和传统外后视镜

对整车外场风噪性能影响对比

本次试验采用中国汽研2020年发布的CAERI Aero Model（Sedan）模型，工况测试风速140kph，五带速度0kph。为测量不同后视镜状态对风噪影响差异，本次风噪测试仅监测主驾侧窗三点处声压级。侧窗表面三点麦克风测压点布置如图所示。

图11   主驾侧窗表面测点布置示意图

图12   电子后视镜风噪测试方案示意图

不同电子外后视镜主驾侧窗表面声压级贡献量测试结果如下表所示。测试结果表明，电子外后视镜对主驾侧窗表面声压级的优化效果可以媲美无后视镜状态，优秀造型的电子外后视镜能有效改善车内静谧性，提升车内声品质。

图13   不同电子外后视镜主驾侧窗表面声压级贡献量

从三维阵列声学相机捕捉的车身表面声源（图13）可以看出，传统外后视镜在后视镜及侧窗玻璃区域会产生较大的气动声源，无后视镜或任一种电子外后视镜都未在该区域出现明显声源，侧面说明了电子外后视镜对车外/内风噪的影响都有明显降低。

5. 小结

综上所述，GB15084-2022《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》新标准的实施将加速推动汽车间接视野装置的技术发展、提高汽车自动驾驶辅助能力，提升汽车座舱智能化等优势，在汽车智能化、高端化的热潮中必将有极大的运用前景。

整车风阻/风噪风洞试验测试结果表明，电子后视镜由于其结构简单、造型、空间布置等优势，有效降低整车风阻系数，提升续航里程；提升车内静谧性、语言清晰度。电子后视镜也将助力纯电动汽车低风阻/风噪开发，可以预期届时搭载电子外后视镜的量产车将不断刷新汽车低风阻/低风噪性能纪录。

本文作者

段孟华、陈祎、冯锦阳、黄滔、秦玲、杨洁

1. GB 15084-2022《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》

2.佐思汽研

3. 一图读懂：强制性国家标准GB 15084-2022《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》