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空氣動(dòng)力學(xué) | “為什么要買電動(dòng)車”系列

2018-12-29 22:33:58·  來(lái)源：Astroys  
　
“向大自然看齊。”
 
當(dāng)人們聊起電動(dòng)車時(shí)可能更多會(huì)想到他們的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保屬性，卻容易忽視它們非常“硬核”的部分，很難認(rèn)識(shí)到電動(dòng)車開(kāi)起來(lái)真的會(huì)比燃油車的動(dòng)力性更好。開(kāi)始我還不太相信，但今天聽(tīng)美國(guó)的一檔汽車節(jié)目說(shuō)，其實(shí)大多數(shù)消費(fèi)者想起新能源車都會(huì)自然地認(rèn)為動(dòng)力性比較差，所以有些混動(dòng)車型的市場(chǎng)宣傳都會(huì)淡化新能源屬性，這一點(diǎn)我之前是真的不知道的……
 
因此，我又從油管博主Two Bit da Vinci搬來(lái)一些視頻教程的截圖，與大家系統(tǒng)學(xué)習(xí)一下電動(dòng)車對(duì)比傳統(tǒng)燃油車的優(yōu)勢(shì)到底在哪里。
 
我們可以從model 3的設(shè)計(jì)哲學(xué)中一窺未來(lái)汽車的樣子。比如它沒(méi)有儀表盤，也幾乎沒(méi)什么物理按鍵，特斯拉多少為你營(yíng)造出了一些未來(lái)或許人真的不再需要自己駕駛車輛的感覺(jué)。好了，回到現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)實(shí)是我們離FSD似乎還很……遠(yuǎn)。
 
所以在通往FSD的過(guò)程中，人類仍然要努力操練自己成為優(yōu)秀的老司機(jī)。所以電動(dòng)車的駕駛性能和操控感仍然是非常重要的。
 
我們這次就先從空氣動(dòng)力學(xué)開(kāi)始說(shuō)起。這部分本人完全外行，所以有些詞匯翻譯不準(zhǔn)確或有誤的地方，請(qǐng)讀者自行意會(huì)哈~
 
你發(fā)現(xiàn)了嗎？有一個(gè)奇怪的現(xiàn)象是風(fēng)阻系數(shù)一般都是廠家拿來(lái)炫耀的參數(shù)，而不是用來(lái)被吐槽的。你看這些是燃油車的前格柵。
燃油車一般需要巨大的進(jìn)氣格柵，你知道的，發(fā)動(dòng)機(jī)做工需要空氣，同時(shí)散熱也需要它。一般來(lái)講，燃油車的能量轉(zhuǎn)換比并不是很高，有50%的燃料是以熱量和噪聲的形式被浪費(fèi)掉的。相反，電動(dòng)車的能效高達(dá)80-90%，因此它對(duì)冷卻的需求要比燃油車小很多。
不得不說(shuō)也不是所有人都能接受model 3沒(méi)有前格柵的外觀，因?yàn)樽屓藗兊膶徝缽娜加蛙嚂r(shí)代立刻轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)還需要一些時(shí)間。
所以為了照顧到大眾的審美習(xí)慣，許多企業(yè)的電動(dòng)車還有一個(gè)假的格柵（不過(guò)這個(gè)實(shí)在想給差評(píng)）。
舉幾個(gè)比較有特點(diǎn)的，寶馬的雙腎格柵，和Lexus近幾年的殺馬特前臉。不過(guò)拋開(kāi)審美的層面，你必須得說(shuō)這些格柵對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)來(lái)講是非常不利的因素。
為了明白什么是最理想的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，我們其實(shí)只需向我們的大自然看齊就好了。
比如一個(gè)水滴，水滴滴下會(huì)受到引力與反向的空氣阻力，自然地形成了最完美的空氣動(dòng)力學(xué)形狀。前緣是半徑比較大的圓形，空氣先在前緣的圓心（停滯點(diǎn)）匯聚，然后分散，又聚集在半徑逐漸變小的水滴末端。
這也可以解釋為什么所有的客機(jī)前端形狀看起來(lái)都是這個(gè)形狀的。
所以，為什么圓形鼻子如此重要呢？下面我們拿這個(gè)極端的豎立的長(zhǎng)方體來(lái)舉例，如果一陣風(fēng)從這個(gè)長(zhǎng)方體的正面均勻地吹過(guò)去，在這個(gè)長(zhǎng)方體正面的中心同樣會(huì)形成一個(gè)氣流的停滯點(diǎn)。這是很糟糕的，因?yàn)榭諝饬鬟^(guò)停滯點(diǎn)的時(shí)候還會(huì)形成一個(gè)不小的反作用力。
但更糟糕的是，在停滯點(diǎn)的那些靜止的氣流會(huì)形成一個(gè)高壓區(qū)域，迫使氣流向各個(gè)方向分散。一些向下流動(dòng)的氣流接觸到地面后就會(huì)形成一個(gè)漩渦；還有一部分從長(zhǎng)方體上方流過(guò)，需要很長(zhǎng)的距離才能再次收斂。
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