宋MAX气动性能开发背后的故事

“风起于青苹之末，浪成于微澜之间。”
---战国 宋玉《风赋》



2017年7月10日，一辆带有BYD LOGO的白色七座乘用车出现在上海同济大学嘉定校区的上海地面交通工具风洞中心，这里有中国唯一的一座汽车专用全尺寸空气动力学-声学风洞试验室，可进行气动六分力测量和风噪测量。



上海地面交通工具风洞中心外景

这座风洞于2009年投入运行，投资近5亿，喷口尺寸27m2，最高风速250km/h，配置高精度测力天平和可调角度的模拟地面移动的5带移动带，140km/h时的背景噪声不高于65dB，风洞整体的技术水平在国际上属于前列。在这座试验室里可以看到所有自主品牌和所有合资品牌乘用车型，因此同济风洞也被誉为“亚洲最繁忙”的风洞试验室，通常需要提前一年才能预约到试验时间。



宋MAX正在进行气动力测量和烟流试验

宋MAX做风洞试验并非心血来潮，这要从它对空气动力学性能的重视讲起了。早在宋MAX项目立项时，项目领导就给气动开发团队下了“圣旨”：用低风阻助力低能耗的开发，用低风噪提升高速噪声舒适性，风阻和风噪性能要成为同级别竞争车的标杆！于是，小伙伴们开始“甩开膀子加油干”了。



宋MAX正在进行气动力测量和烟流试验

首先，从竞品车分析和目标定义开始，所谓“知已知彼，百战不殆”，性能目标需要兼顾成本，对竞品做全面分析对于性能目标定义非常重要。然后，气动工程师和造型师并肩做战，在造型概念设计初期即针对气动要求进行了充分沟通，从造型大面的倾角、弧度、开口；到外后视镜的布置、形状；再到局部的棱角、凸起和收缩……工程师和设计师们为哪怕0.001风阻系数的改善锱铢必较，精益求精。



大灯处的流场显示

在造型和数模开发阶段，一方面气动团队进行了几百轮的仿真优化计算，在虚拟阶段将性能做到最优，避免后期优化带来的模具修改浪费；另一方面，风阻和风噪团队按照气动要求，对数模进行了详细的设计校核。试制车阶段，在进行气密性控制和道路风噪测试优化后，风洞试验就成为风噪和风阻进阶提升的重要手段了。



宋MAX车型在开发过程中进行了上百轮的CFD仿真

空气动力学性能听上去很高冷，但对汽车的诸多实际性能影响甚大：能耗、风噪、冷却散热、高速发飘（气动升力）、横风稳定性等等。有资料表明，对燃油车，风阻平均降低10%，对应的油耗至少减少2%。而对纯电动车，风阻平均每降低10%，综合工况续航里程可增加3~4%，车速高于100km/h时续航里程可增加5%以上。续航里程作为电动车的核心性能，风阻对其影响非常大。



宋MAX就位，等风来

空气动力学性能关注的另外一个重要方面就是风噪。当车辆高速行驶时，风噪的贡献量会超过动力总成噪声和路面-轮胎噪声，成为主要的噪声源。在道路试验中，通常无法将风噪从整车噪声中剥离出来单独研究。而在风洞试验室内由于发动机可以熄火，只模拟吹风，可以对风噪的外造型噪声源、传递路径、乘员舱泄漏点进行详细分析，研究每个缝隙、台阶特征、密封配合面的声泄漏贡献量。把整车风噪的目标分解到一个个具体特征来分析和优化。



烟流试验流场显示

在宋MAX风洞试验之前，气动开发团队准备了诸多测试方案，比如增加车底导流板、减少前端格栅进气、减小轮辋的镂空比、轮前阻风板等等。这些方案在CFD仿真中被验证是有效的，但考虑CFD仿真在模拟轮胎局部流场、前舱内流场和车底部流场时存在一定的误差，需要在风洞试验中进行确认，并且找出最佳的气动附件组合。



气动工程师在讨论试验方案



最终，宋MAX的风阻系数拿到了0.33的好成绩，这对一台如此硕大，更追求功能性的家用七座车型来说难能可贵。同时，通过风洞试验与仿真的多工况对比发现，CFD的仿真精度可以达到0.5~3%，在数据设计阶段，用CFD方法进行风阻开发是可行且可信的。而在部分误差较大的区域，风洞试验也是必不可少的。



更严格的超高速风噪测试标准铸就更安静的驾乘体验

风噪测试部分，NVH专家们事先将试验车用胶带“裹成了粽子”，评估在完全无泄漏的情况下车辆的密封性能，然后对每项可能影响风噪的因素进行贡献量测试。如同“庖丁解牛”，将一个笼统的风噪目标分解到了每一个零部件。测试结果也非常令人满意，宋MAX的风噪性能达到甚至超越了合资品牌同等车型水平。



高精密噪声测试假人听得见哪怕一丝丝的声泄漏



韩国风噪专家车熙范正在与NVH工程师们讨论试验方案

从清晨到子夜，在按每分钟数百元的风洞试验室内，工程师们争分夺秒，共进行了近100个工况的试验。试验圆满结束，也为宋MAX的气动性能开发交上了一份满意的答卷。

人多力量大，争分夺秒，一天做100个工况不是梦

比亚迪自2003年进军汽车行业，从最早的逆向开发到后来的性能研发，并成为新能源汽车的领导者，造车思路和方法随着市场在不断进化。相对于外观、配置、制造精细化等较易感知方面的性能提升，对空气动力学性能这种更深层次的，能够触动用户驾驶体验和驾乘情感的性能也正在加大投入，倾注了大量精力，在宋MAX项目上牛刀小试，效果喜人。



声阵列设备可以对每个噪声源进行声学拍照识别

“夫风起于青苹之末，盛怒于土囊之口，蹶石伐木，梢杀林莽；至其将衰也，被丽披离，离散转移；故其清凉雄风，则飘举升降，乘凌高城，入于深宫，然后徜徉中庭，北上玉堂，乃得为大王之风也”。蛰伏三载，宋MAX带着全体比亚迪人倾注的心血和满满的诚意走向市场，迎风展翅欲初试，接受用户的检阅。比亚迪的汽车空气动力学性能也正“起于青苹之末”，目光瞄准业界最强，为构建比亚迪汽车核心开发能力和打造最有竞争力的车型开发贡献力量。