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漢0.233Cd風(fēng)阻系數(shù)的背后……

2020-07-25 15:49:35·  來源：汽車工程研究院  
　
好漢亮相，出手不凡。刀片電池首次應(yīng)用，續(xù)航605公里，百公里加速僅需3.9秒，風(fēng)阻系數(shù)0.233 Cd，麋鹿測(cè)試成績80km/h以上一系列亮眼參數(shù)中，比亞迪首次將汽車的風(fēng)
好“漢”亮相，出手不凡。
 
刀片電池首次應(yīng)用，續(xù)航605公里，百公里加速僅需3.9秒，風(fēng)阻系數(shù)0.233 Cd，麋鹿測(cè)試成績80km/h以上……一系列亮眼參數(shù)中，比亞迪首次將汽車的風(fēng)阻系數(shù)展示其中，不斷撩動(dòng)公眾的好奇心。0.233Cd的風(fēng)阻數(shù)值，不僅打破了比亞迪從來不主動(dòng)宣傳汽車風(fēng)阻系數(shù)的慣例，這個(gè)數(shù)值即便放在全球的車輛里也能排進(jìn)前十。
 
7月12日，漢車型終于在比亞迪全球總部正式發(fā)布，這款車型背后的風(fēng)阻故事，也逐漸浮出水面。
 
 時(shí)代
“風(fēng)阻，能干什么？”張風(fēng)利曾被這個(gè)問題困擾幾年，而每次回答的時(shí)候，他都能感覺無從下手。直到成績出來之后，集團(tuán)高級(jí)副總裁、汽車工程研究院院長廉玉波的夸贊和直管領(lǐng)導(dǎo)張榮榮的肯定，他才對(duì)風(fēng)阻工作有了更多信心。
 
工作時(shí)的張榮榮
 
按照流程，每當(dāng)公司一款新車型在立項(xiàng)初期進(jìn)行產(chǎn)品性能定義時(shí)，風(fēng)阻評(píng)估的報(bào)告都要從張風(fēng)利團(tuán)隊(duì)手中遞交到產(chǎn)品負(fù)責(zé)人的手里。產(chǎn)品負(fù)責(zé)人需要從報(bào)告中評(píng)估是否根據(jù)風(fēng)阻數(shù)值，采用更具挑戰(zhàn)的造型風(fēng)格，增加類似導(dǎo)流板、空氣動(dòng)力學(xué)附件等。2016年之前，空氣動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)風(fēng)阻測(cè)定要求設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)修改外形，增加配置的請(qǐng)求幾乎都會(huì)被否決。“負(fù)責(zé)人在問，團(tuán)隊(duì)也在問，這樣做成本的增加從哪里扣？”最后的結(jié)果往往是“暫不考慮”。
 
這并非某個(gè)個(gè)人對(duì)待“風(fēng)阻”一事的特例，在國內(nèi)，汽車風(fēng)阻不被視為一項(xiàng)與百公里加速、瞬時(shí)扭矩、時(shí)尚外觀等肉眼可見或具備直觀數(shù)值沖擊力的參數(shù)看待，由來已久。
 
“國內(nèi)的汽車市場(chǎng)爆發(fā)也就是最近十幾年的事情”，這是張榮榮和張風(fēng)利的共同認(rèn)知，也是國內(nèi)汽車人的共同認(rèn)知。漢項(xiàng)目總監(jiān)楊峰對(duì)此則一針見血：“以前的（油）車不需要考慮風(fēng)阻，因?yàn)槟鞘怯蛙?rdquo;。
 
十幾年里，人們購買汽車的首要決定條件是品牌，其次是造型、價(jià)格等綜合性能，而風(fēng)阻系數(shù)這一項(xiàng)，是需要市場(chǎng)較長的培養(yǎng)時(shí)間的。用張榮榮告誡張風(fēng)利的話說，這是由于“國內(nèi)的空氣動(dòng)力學(xué)還沒迎來它的時(shí)代”。
 
當(dāng)國內(nèi)新車型的基礎(chǔ)性能開發(fā)已趨完備，消費(fèi)市場(chǎng)關(guān)注除了安全、動(dòng)力、外觀設(shè)計(jì)等，開始轉(zhuǎn)移到能給予用戶更高階認(rèn)知和體驗(yàn)的性能，進(jìn)而將風(fēng)阻系數(shù)這一因素納入汽車消費(fèi)的必備參數(shù)，汽車空氣動(dòng)力學(xué)將會(huì)在激發(fā)車輛性能上發(fā)揮其無可比擬的優(yōu)勢(shì)。屆時(shí)，作為國內(nèi)最早造出電動(dòng)汽車，并幾乎同步開展汽車風(fēng)阻影響研究和測(cè)試的比亞迪，將在這一領(lǐng)域大有可為。
 
 沉淀  
早在2007年，CAE技術(shù)帶頭人張榮榮就對(duì)張風(fēng)利說，公司考慮成立一個(gè)CAE部做仿真，其中CFD（計(jì)算流體力學(xué)）方向沒有人做，希望他能帶頭做起來。CAE全稱Computational Aided Engineering，計(jì)算機(jī)工程仿真，是用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)情況下車輛的各項(xiàng)物理性能，其優(yōu)點(diǎn)是在開模制作實(shí)車之前使用數(shù)字模型評(píng)估性能風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提升產(chǎn)品性能。這就是如今比亞迪空氣動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)最初的雛形。
 
剛開始接到任務(wù)的張風(fēng)利對(duì)此一無所知，但深知新能源汽車是未來汽車發(fā)展的方向。在沒有任何知識(shí)儲(chǔ)備的情況下，張風(fēng)利從0入手開始研究流體力學(xué)。剛開始從軟件中輸入?yún)?shù)，生成一個(gè)帶有顏色的示意圖他也看不懂，如今，他僅僅從圖中顏色一點(diǎn)點(diǎn)的改變就能看出車輛的所受流體影響的細(xì)節(jié)所在，并指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)同事給出解決方案。
 
BYD-AERO（空氣動(dòng)力學(xué)）團(tuán)隊(duì)合影
 
但團(tuán)隊(duì)的發(fā)展并非一帆風(fēng)順，2016年以前，張風(fēng)利團(tuán)隊(duì)里的羅秋麗，每年都要面對(duì)一次“無比艱難的時(shí)刻”。
 
2010年畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的羅秋麗同年加入了這個(gè)團(tuán)隊(duì)。“每天在計(jì)算，在做優(yōu)化方案，但是基本派不上用場(chǎng)”。張榮榮也記得從2010年到2016年，每次年終總結(jié)的時(shí)候羅秋麗都不免要哭鼻子，“因?yàn)榉浅Ｃ悦＃瑥纳系较露际且粯拥?，不知道我們做這個(gè)事情到底有什么意義，年底哭鼻子是因?yàn)閯e的部門都有產(chǎn)生效益的地方，我們就找不到。”
 
“肯定不會(huì)停，我知道一定有大用”，面對(duì)壓力，張榮榮不斷勉勵(lì)團(tuán)隊(duì)。
 
  轉(zhuǎn)機(jī)  
2016年，距比亞迪造出第一輛上市新能源車F3 DM已過去8年。某自主品牌競(jìng)品發(fā)布了自己的第一款有競(jìng)爭力的新能源車型，結(jié)束了國內(nèi)市場(chǎng)上沒有新能源競(jìng)品車能真正和比亞迪PK的歷史。這款車不但在通報(bào)了價(jià)格、加速等參數(shù)，同時(shí)將0.32 Cd的風(fēng)阻作為了一個(gè)顯著的賣點(diǎn)。“作為自主品牌新能源車領(lǐng)頭羊，我們第一次感受到了來自市場(chǎng)的壓力”，張風(fēng)利說，從那時(shí)起，公司從上到下開始重視風(fēng)阻對(duì)汽車性能的影響。
在行業(yè)里，測(cè)試新車型風(fēng)阻最直接和有效的辦法就是“風(fēng)洞試驗(yàn)”，做法是將樣車放在風(fēng)洞中，模擬真實(shí)行駛過程中車子所受到的空氣的作用力。但建造風(fēng)洞都是一件成本非常高的投入，直到2009年，國內(nèi)第一個(gè)真正意義上的汽車風(fēng)洞才在同濟(jì)大學(xué)建成并投入使用。
 
張風(fēng)利（右）和羅秋麗（左）在同濟(jì)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室
 
在沒有風(fēng)洞試驗(yàn)的情況下，比亞迪的空氣動(dòng)力學(xué)會(huì)用等效試驗(yàn)替代。例如，需要測(cè)算同一款車型和競(jìng)品的風(fēng)阻影響，則在特殊場(chǎng)地中讓車子開動(dòng)到限定的速度，讓車在平地上空擋滑行，根據(jù)車子滑行的距離可以得出風(fēng)阻系數(shù)關(guān)聯(lián)數(shù)值，車子滑行越遠(yuǎn)，表明風(fēng)阻系數(shù)越小。
 
競(jìng)品的滑行距離明顯長于當(dāng)時(shí)的主打車型，多次測(cè)試結(jié)果一致。結(jié)果出來之后，產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)再也不敢輕視風(fēng)阻一事。因?yàn)閾Q算成百公里電耗，意味著競(jìng)品每百公里要比比亞迪的車輛省2度電。
 
“領(lǐng)導(dǎo)（張榮榮）說的流體力學(xué)的春天，終于要來了”張風(fēng)利提醒自己。而張榮榮則體會(huì)更深：“這就是王總說的，競(jìng)爭的結(jié)果。”她堅(jiān)信，市場(chǎng)競(jìng)爭的存在，會(huì)讓比亞迪的產(chǎn)品變得更加出色。
 
 “貴人” 
如果說2016年的市場(chǎng)競(jìng)爭撼動(dòng)了公司從上到下對(duì)風(fēng)阻的刻板印象，那么漢車型能做到如今的成績，還離不開兩個(gè)“貴人”。
 
首先是比亞迪全球設(shè)計(jì)總監(jiān)沃爾夫?qū)?middot;約瑟夫·艾格。
 
燃油車時(shí)代，任何改動(dòng)背后都要牽涉造型姿態(tài)、線條、風(fēng)格等諸多問題，且外形改造有物料成本需要平衡，所以當(dāng)空氣動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)提出“為風(fēng)阻性能改變外形”的觀點(diǎn)后，往往招致集體的反對(duì)，這樣的“歷史慣性”延續(xù)到了早期的比亞迪新能源車的設(shè)計(jì)。直到漢EV定位“超安全智能新能源旗艦轎車”，才讓這個(gè)時(shí)機(jī)變得成熟，也讓艾格有了盡情發(fā)揮的舞臺(tái)。

 
張風(fēng)利對(duì)艾格的風(fēng)格印象深刻，“做宋Pro設(shè)計(jì)時(shí)，仿真發(fā)現(xiàn)C柱的氣流存在很大問題，我在造型間第一次見到艾格，告訴他這個(gè)地方如果能夠內(nèi)收15~20mm，風(fēng)阻將會(huì)發(fā)生很大的變化。”艾格說了一聲“Immediately!” 當(dāng)即拿起刮刀在油泥的C柱上快速刮出了示意效果。這樣的雷厲風(fēng)行做派被艾格完美應(yīng)用到了漢上。
 
艾格（中）、胡安馬（左）及米開勒（右）
另外一個(gè)“貴人”就是比亞迪全球外飾設(shè)計(jì)總監(jiān)胡安馬·洛佩茲，這位曾供職于全球知名超跑制造商法拉利的設(shè)計(jì)師“對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)令人嘆服”。
 
在漢的設(shè)計(jì)過程中，空氣動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)測(cè)算出，一代設(shè)計(jì)稿中，漢的前臉凹凸造型會(huì)產(chǎn)生很大的風(fēng)阻。胡安馬了解后認(rèn)真思考，提出了新一代龍臉的概念。“領(lǐng)導(dǎo)們當(dāng)時(shí)還猶豫要不要換，艾格總監(jiān)和胡安馬總監(jiān)給出了很明確的肯定意見”，就此這一代圓潤的低風(fēng)阻前臉方案定型。

 
前臉設(shè)計(jì)成較為圓潤的造型，而車尾側(cè)面設(shè)計(jì)出清晰的棱角，為了讓氣流更加穩(wěn)定貼合車體，并在尾部兩側(cè)果斷分離，防止尾流內(nèi)卷生成劇烈的渦流，從而在車后產(chǎn)生巨大的拖拽力。但是因?yàn)閹Ю饨堑姆轿策^于“反常識(shí)”，這個(gè)方案甫一提出，團(tuán)隊(duì)內(nèi)部就出現(xiàn)了截然不同的意見。胡安馬總監(jiān)和艾格總監(jiān)充分溝通，說服團(tuán)隊(duì)接受了空氣動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)的建議，最終成就了漢車型“天圓地方”的前后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
 
 效益  
一款新車型在風(fēng)格、結(jié)構(gòu)、成本方面的考慮，將會(huì)決定車型的諸多方向，其中就包括風(fēng)阻。這個(gè)問題的決定權(quán)在產(chǎn)品項(xiàng)目總監(jiān)手里。
 
作為漢車型項(xiàng)目總監(jiān)，楊峰對(duì)比亞迪的風(fēng)阻團(tuán)隊(duì)給予了足夠的信任和期待，“這款車你們有多少力氣，全部用上，成本的事情我來解決”楊峰一開始就表現(xiàn)出的魄力，讓張榮榮和張風(fēng)利有些意外。楊峰還多次和團(tuán)隊(duì)直言，“我就是要做一款最好的車，能用新能源替代油車的那種”。
 
從張風(fēng)利的匯報(bào)中，楊峰算過一筆賬：只要造型做得到位，再額外增加兩三百元的空氣動(dòng)力學(xué)附件成本，其帶來的電池包成本的降低實(shí)際將會(huì)超過3000元。
 
楊峰接到張風(fēng)利匯報(bào)的賬目是這樣的：
普通家用轎車風(fēng)阻系數(shù)普遍在0.30 Cd左右，一旦風(fēng)阻系數(shù)降低0.07到0.23 Cd ，續(xù)航將增加49公里。換句話說，同樣的電池不變的情況下，因?yàn)榍昂箫L(fēng)阻的不同，車子能提升約50公里，或者同樣續(xù)航的情況下，600公里耗電量可以減少電池6.8度電。按市面上的價(jià)格計(jì)算電動(dòng)車?yán)m(xù)航成本1000塊錢/度，這就是一臺(tái)車?yán)碚撋蠈?huì)因此便宜6800元錢。
 
有了這筆“小賬”，楊峰態(tài)度堅(jiān)決，“不惜一切代價(jià)讓漢的風(fēng)阻做到0.24 Cd 以下”。從空氣動(dòng)力學(xué)輪輞，前艙主動(dòng)進(jìn)氣格柵，隱藏式門把手，底部全覆蓋的護(hù)板……空氣動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)提出什么產(chǎn)品要求，楊峰就讓產(chǎn)品部門去開發(fā)。
團(tuán)隊(duì)幾乎把全部能抽調(diào)的力量都投進(jìn)去了，每個(gè)小區(qū)域和零部件優(yōu)化張風(fēng)利都安排一個(gè)人跟進(jìn)，“我告訴大家，行百里者半九十，我們要努力到最后一刻，0.24 Cd 不是我們的目標(biāo)，我們的目標(biāo)是把哪怕0.001的影響都要摳出來。”
 
  評(píng)價(jià)  
2019年年底，真正檢驗(yàn)的時(shí)刻到來，經(jīng)過楊峰和張風(fēng)利的建議，漢車型的風(fēng)洞試驗(yàn)終于要在同濟(jì)大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室展開。最后的結(jié)果：0.233 Cd，不但做到了國內(nèi)史無前例的水平，即便是放在國際上，也能排進(jìn)前十的位置。
 
漢車型在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出出色的風(fēng)阻性能
 
“漢的風(fēng)阻出來之后，我把參數(shù)發(fā)到行業(yè)群里，大家第一個(gè)問題是‘怎么可能做到這個(gè)數(shù)值？”當(dāng)張風(fēng)利把風(fēng)洞數(shù)值匯報(bào)給一些直管領(lǐng)導(dǎo)后，領(lǐng)導(dǎo)們的第一反應(yīng)是“風(fēng)阻那么容易做嗎？你們碰巧做對(duì)了吧？”張風(fēng)利沒有過多的解釋。
同樣，當(dāng)張榮榮在校友群里發(fā)出漢風(fēng)阻系數(shù)的時(shí)候，很多已經(jīng)是行業(yè)大牛的校友第一反應(yīng)仍然是“不相信”，甚至有同學(xué)直接給她打電話。她的回答一律是“要是不信，你就去問同濟(jì)大學(xué)”，直到對(duì)方口氣緩和，她才道出這些年比亞迪的風(fēng)阻團(tuán)隊(duì)的不易。
 
從公司第一臺(tái)車進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，空氣動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)投入了半數(shù)的力量去做仿真對(duì)標(biāo)，團(tuán)隊(duì)翻遍了近50年國內(nèi)外的幾乎所有文獻(xiàn)資料。由于“試驗(yàn)資源有限，光針對(duì)第一車風(fēng)洞試驗(yàn)的仿真對(duì)標(biāo)，團(tuán)隊(duì)就足足做了兩年，一直做到明明白白。”
2020年，在漢車型定型之后，張風(fēng)利和他的團(tuán)隊(duì)又給一款新車型做低風(fēng)阻方案，實(shí)車在國外某風(fēng)洞進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，最終結(jié)果0.227 Cd。這一回，張風(fēng)利的領(lǐng)導(dǎo)們終于沒有再問。
 
6月，張榮榮一位在行業(yè)里德高望重的師兄沈浩在與她確認(rèn)漢的風(fēng)阻系數(shù)之后，給她發(fā)來這樣一條消息：
“技術(shù)是窗戶紙也是鋼板，只有走過了，才會(huì)有一覽眾山小的感覺。” 
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