风,作为一种由气压差异引起的空气运动形式,成为了全球汽车设计师们持续挑战的难题。在刚刚过去的一周里,阿维塔12车型进行了两次风洞试验,这一举动在全球汽车界引发了关于风阻系数和风洞试验的广泛讨论。这两个原本显得有些神秘的术语,逐渐被公众所熟知。
若要探究全球哪个人工造风最为昂贵,答案无疑是风洞测试中产生的风。在汽车工业的演进历程中,此言已广为传播。风洞测试之所以价格不菲,不仅是因为其建设成本已超过亿元,还因为千万级别的风机每小时产生的电费超过万元。这些成本因素累积起来,使得风洞测试的收费变得极其高昂。2024年1月,一位对阿维塔12风阻系数提出疑问的博主在其帖子中透露,他在天津中汽研风洞实验室进行测试的费用高达每天12万元。
李严,某车企研发总院的相关业务负责人,向第一财经透露:“当前,风洞测试服务按小时计费,标准为每小时三万元,这一费用主要源于其巨大的能源消耗和设备使用成本。在汽车设计阶段,即量产之前,车辆的风洞测试次数与主机厂的研发及仿真能力紧密相连,通常至少需要进行三次测试,每次测试时长在8至16小时之间。”
尽管风洞测试昂贵,但并不妨碍车企对低风阻系数的追求。
特别是自2021年以来,特斯拉Model S在宣传海报中宣称其风阻系数已降至0.208Cd,此后,新能源汽车领域内比拼低风阻系数的现象日益显著,这成为了营销中展示技术优势的新趋势。例如,奔驰EQS声称其风阻系数为0.20Cd,小米SU7宣称达到了全球量产车最低的风阻0.195Cd,而昊铂GT的风阻系数则为0.197Cd。
然而,当风阻系数的竞争进入0.2Cd的范畴,不同车型间仅0.01Cd的风阻差距几乎成了数字上的较量,这种差异对消费者的实际感受并无显著影响,反而将技术指标当成了市场营销的卖点。
张骁,该风洞测试机构的负责人,指出风洞测试是提升汽车在能耗、噪音、舒适性等方面的研发利器;消费者对低风阻的理解,不仅与油耗、续航里程等关键数据紧密相连,还与品牌的科技感和形象息息相关。汽车制造商在宣传时应更加注重规范,详细说明获得最低风阻系数的具体场景或工况,而非仅以“全球最低风阻”或“超低风阻”等简单粗暴的方式误导消费者。
阿维塔陷风阻罗生门
特斯拉的创始人马斯克转发了质疑阿维塔12风阻系数造假的视频,这一事件使得风阻测试的争议变得愈发激烈。在过去的一周里,针对阿维塔12的风波首先由天津中汽研中心的风洞实验引发。博主发布的视频资料显示,在天津中汽研中心的风洞测试中,阿维塔12的实测风阻系数为0.28Cd,这一数据与阿维塔12官方宣传的整车风阻系数0.21Cd存在较大差异,具体差距达到了0.07Cd。
一块石头投入水中激起了层层波澜,众多汽车制造商纷纷发布了关于风阻测试的视频内容,其中世界著名的跑车品牌LOTUS就发布了其车辆在风阻测试中的画面,并在视频中留言道:“享受风的乐趣,欢迎来挑战。”与此同时,比亚迪汽车也推出了汉L车型的风阻测试视频,并在视频中标注:“汉L在同级别车型中拥有超低的风阻系数,达到了0.212Cd。”
理想汽车的高管孙敏杰,网名“硬哥”,在社交平台上公布了提升风阻系数的常规方法以及不正当的作弊方式。这些作弊方式涵盖了将悬挂降低至低于量产车行驶时的更低姿态、在底盘添加额外的封闭部件、以及使用额外的非量产空气动力学组件等。针对如何界定作弊行为,他提出:“在非量产情况下,任何行为都应被视为作弊。”
面对接连不断的质疑,阿维塔迅速启动了风洞测试的直播。这股针对阿维塔12的人造风源自重庆的中国汽研风洞,测试在6种不同的工况或配置中进行,结果显示,同一辆阿维塔12的风阻系数各有差异,数值介于0.21Cd至0.29Cd之间波动。阿维塔的相关人员向第一财经明确指出,这次测试所用的车辆是即将量产的车型。
对于同一车型在多个风洞实验中测得的风阻系数存在差异的现象,阿维塔提出了三个原因:首先,可能是由于车辆的具体配置或功能状态存在差异;其次,测试所采用的方法可能并未实现统一;最后,部分零部件的完整性也可能是一个影响因素。
多家汽车企业的研究人员指出,汽车在行驶过程中所受空气阻力的大小,受到诸多因素的影响,诸如车辆的外部造型、车头部分的投影面积、车轮及其与轮拱的构造、车身底部的空气流动情况、后视镜等突出部件的设计、进气格栅和散热系统的布局,以及轮毂等部件。在这些因素中,车辆的外部造型对空气阻力的影响最为显著,其占比接近60%,而其他因素对空气阻力的影响则介于5%至10%之间,波动幅度不大。
近日,小米SU7 Ultra因虚假宣传问题备受争议,这款车配备的碳纤维双风道前舱盖宣称具备两个贯通的风道,能够有效引导车头空气流动。这种在跑车中常见的风道设计,也对车辆的风阻系数产生了影响。然而,根据小米汽车最新发布的声明,这款前舱盖除了满足复刻原型车的要求外,还增加了气流导出和辅助前部散热的功能。
汽车风阻系数的另一个影响因素存在争议,焦点集中在测试风速的选择上。目前,在汽车风洞测试中,常用的风速数值主要有两个,分别是160公里每小时和120公里每小时。依据《汽车整车空气动力学风洞实验-气动力风洞试验方法》(T/CSAE 146-2020)的相关规定,实验中采用的基准工况风速为120公里每小时,同时,道路条件以及车轮转速等模拟参数亦均依照120公里每小时的车辆速度进行设定。
上海汽检作为第三方国家级机动车产品质检机构,向第一财经透露,测试时的速度通常维持在120km/h,且根据各企业的具体标准,还会对多种速度条件下的工况进行测试。因此,一些新能源汽车宣称的风阻系数低于0.2Cd,在120km/h的测试风速下,实际上并不相符。某款热门车型宣称其全球量产车的最低风阻系数仅为0.195Cd,这一数据是在160km/h的测试风速条件下取得的。然而,有人提出,不同风速测试得到的风阻系数差异可能达到0.005Cd,而关键问题在于汽车制造商是否明确告知消费者在何种工况下测得的最低风阻系数。
测试方法尚无统一标准
尽管风阻系数并非新车测试或上市时必须公开的信息,但它与车辆的燃油消耗、电力消耗以及续航能力等核心性能指标密切相关。由于新车的燃油消耗和电力消耗数据需在工信部备案,因此汽车制造商几乎都会对新车进行风洞测试。
5月9日,阿维塔进行的风洞测试直播中,长安汽车工程研究总院流体分析所的经理严旭提到,新能源汽车追求降低风阻的一个重要目的,就是为了实现节能效果。《国际清洁交通委员会(ICCT)》的白皮书指出,若车辆的风阻减少10%,那么燃油车的平均油耗将大约减少0.12升每100公里,而电动车的续航里程则可平均增加大约15公里,这些变化将直接影响到燃油成本或新能源车的行驶距离。
尽管中国汽研汽车风洞技术已公布相关信息,但截至今年1月,业界尚未形成一致的道路和环境风洞试验方法。在接受第一财经采访时,众多车企的研发及风洞测试负责人表示,尽管风洞测试技术已历经多轮升级,趋于成熟,但国内风洞测试试验尚无行业标准或国家标准,仅存在团体标准,且国内测试多参照国际测试进行。
同济大学汽车学院的朱西产教授向第一财经透露,风阻系数的测量与风洞实验紧密相连,即便是同一辆车在不同的风洞中进行测试,其小数点后第二位的数据也会有所差异。在业界,人们普遍采用“标准风洞”这一概念,将不同风洞的测试结果与标准风洞的测试结果进行对比和修正,这一做法已成为目前的主流方法。
据相关资料表明,我国目前拥有四座主要的气动声学风洞,它们分别是上海同济大学的风洞、重庆中国汽研的风洞、天津中汽中心的风洞以及广汽集团的风洞。此外,还有正在建设中的长城汽车风洞和比亚迪汽车风洞。这些风洞的功能大体相同,不过它们在测试结果上存在细微的差别。
目前,气动声学风洞主要执行风阻和风噪的检测任务。某汽车企业研发部门的负责人王瑞向第一财经透露,风阻测试主要关注空气阻力,因为根据研究,当车速超过100公里每小时时,汽车大约有80%的动力被用于抵抗风阻,这一因素会显著影响新能源汽车的续航能力。而风噪测试则着重于评估车辆产生的风噪声,旨在提高乘客的乘坐舒适度。
即便行业标准尚不完善,全球的汽车制造商、车辆生产者以及汽车设计师们,依旧将追求更低的车辆空气动力学阻力系数作为目标。以大众在2013年推出的XL1限量版量产车型为例,其风阻系数仅为0.189Cd。近些年,众多汽车制造商推出的概念车型持续致力于降低风速,例如奔驰的EQXX概念车,其风阻系数仅为0.17Cd;奇瑞的低风阻概念车,风阻系数为0.168Cd;广汽的ENO.146概念车,风阻系数更是低至0.146Cd,等等。
概念车的设计千变万化,然而量产车却有着不同的考量。显然,汽车空气动力学中的风阻系数和风洞测试等要素,已构成汽车研发的基础。在众多研究课题中,如何有效降低新车的风阻系数,成为各大车企关注的焦点。王瑞指出,降低风阻系数有多种途径,但实现这一目标并不容易,因为它需要在降低风阻的同时,兼顾车辆外观的美观性和乘坐的舒适性。例如,某些汽车为了减少空气阻力,不惜压缩乘客舱的可用空间,这种以牺牲空间换取风阻的做法并不可取。
以戈舂黍的数字游戏
特斯拉正是将风阻系数与新能源车的科技含量以及品牌营销紧密联系起来的企业。在2021年对Model S进行升级后,其宣传海报中突出的一大营销亮点便是车辆空气动力学性能的提升,风阻系数从0.24Cd降至0.208Cd,这一成绩超越了同期所有量产车型,同时也显著增强了风阻系数在新能源车科技感和车企形象中的重要性。
在阿维塔12罗生门事件中,车企的宣传规范性成为了争执的焦点。事件前,阿维塔12的宣传海报上仅展示了“整车风阻系数低至0.21Cd,智能主动进气格栅自动开启”的信息,然而并未说明这一风阻系数是在何种工况下测得,这导致消费者产生了误解。
阿维塔12的官方网站最新宣传页面中,并未展示其风阻系数的相关信息。页面底部仅以几行细小字体注明:“本页面所展示的视频、图片及海报中的功能和配置,并不等同于实车的最终配置承诺,具体车辆的实际配置和功能,应以销售门店实际交付为准……”
在小米SU7的宣传页面中,详细介绍了车辆的低风阻设计,包括半隐藏式的门把手、无边框的水滴形后视镜以及主动式的进气格栅等装备。同时,在智能空气动力学的部分,提到了闭式空气悬架等配置。然而,并未具体说明风阻系数的具体数值。此外,在宣传资料的底部,还特别标注了一行小字,内容为:数据由小米汽车实验室提供,配置根据不同车型版本有所区分。
李严向第一财经记者透露,由于风洞测试缺乏国家统一的标准,因此各企业均依据自定的规范执行测试。尽管汽车制造商所宣称的最低风阻系数是准确的,但不可否认的是,这些数据在量产车辆的基础上进行了相应的优化处理。
王瑞同样持有相似看法:多数汽车制造商在宣传中提到的低风阻系数数值通常是基于测试车辆得出的,而测试车辆与实际量产车辆之间存在着一定的区别。为了获得最佳的风阻系数数值,测试车辆通常会针对各种影响因素进行优化处理,以此呈现出一幅‘最佳状态’的画面,尽管这种状态在实验室环境中出现的频率更高。
在新能源车领域,产品更新换代速度极快,而一款车型风阻系数的反复测试却变得罕见。张骁向第一财经透露,从他的观察来看,近几年来,汽车制造商对新车风阻系数的检测频率相较于2018年以前有了显著下降,甚至有很多企业只进行了一次风阻测试。他表示,进行风洞测试,从接收测试车辆到生成报告,整个过程仅需3至7天,然而,若是在车辆设计初期阶段,需要考虑对测试车辆的调整等因素,那么这一测试周期至少得延长至两个月。
显而易见,新能源汽车的广泛推广和市场竞争的日益激烈,使得原本主要应用于汽车设计和备案阶段的风阻系数,如今已成为众多车企的营销策略。他们试图通过降低风阻系数,以期获得更佳的竞争力,从而实现销量的提升。
在采访中,张骁表达了他的深切痛心之情。他指出,汽车风洞是空气动力学性能研究的关键设施,而非汽车产品的强制检测装置;风洞测试实则是一种用于提升汽车能耗、噪音、舒适性等方面的创新优化手段,汽车制造商不应仅将其作为宣传最低风阻或超低风阻的工具,更不应将其视为一种形式主义、敷衍了事的过场行为。
实际上,阿维塔12的风阻系数罗生门事件对汽车制造商过度宣传技术亮点敲响了警钟,众多车型的官方网站上,“全球最低风阻”、“超低风阻”等夸大其词的宣传用语已经悄悄被更正。
张骁指出,若不考虑营销推广等目的,企业进行风洞测试所获得的数据,因其具备高精度、可重复性以及便于相互比较的特性,显得尤为可信、高效且经济。这些数据对于评估产品设计性能具有积极作用。这对于提升我国汽车企业的竞争力、推动高端化发展以及实现国际化进程,均具有极其重要的意义,同时也蕴含着巨大的工程价值。
(应采访对象要求,李严、张骁、王瑞均为化名)
(本文来自第一财经)
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