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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宣傳汽車風(fēng)阻系數(shù)的慣例，這個數(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。
時代
“風(fēng)阻，能干什么？”張風(fēng)利曾被這個問題困擾幾年，而每次回答的時候，他都能感覺無從下手。直到成績出來之后，集團(tuán)高級副總裁、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，他才對風(fēng)阻工作有了更多信心。
工作時的張榮榮
按照流程，每當(dāng)公司一款新車型在立項初期進(jìn)行產(chǎn)品性能定義時，風(fēng)阻評估的報告都要從張風(fēng)利團(tuán)隊手中遞交到產(chǎn)品負(fù)責(zé)人的手里。產(chǎn)品負(fù)責(zé)人需要從報告中評估是否根據(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、空氣動力學(xué)附件等。2016年之前，空氣動力學(xué)團(tuán)隊根據(jù)風(fēng)阻測定要求設(shè)計團(tuán)隊修改外形，增加配置的請求幾乎都會被否決。“負(fù)責(zé)人在問，團(tuán)隊也在問，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”。
這并非某個個人對待“風(fēng)阻”一事的特例，在國內(nèi)，汽車風(fēng)阻不被視為一項與百公里加速、瞬時扭矩、時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。漢項目總監(jiān)楊峰對此則一針見血：“以前的（油）車不需要考慮風(fēng)阻，因為那是油車”。
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、價格等綜合性能，而風(fēng)阻系數(shù)這一項，是需要市場較長的培養(yǎng)時間的。用張榮榮告誡張風(fēng)利的話說，這是由于“國內(nèi)的空氣動力學(xué)還沒迎來它的時代”。
當(dāng)國內(nèi)新車型的基礎(chǔ)性能開發(fā)已趨完備，消費市場關(guān)注除了安全、動力、外觀設(shè)計等，開始轉(zhuǎn)移到能給予用戶更高階認(rèn)知和體驗的性能，進(jìn)而將風(fēng)阻系數(shù)這一因素納入汽車消費的必備參數(shù)，汽車空氣動力學(xué)將會在激發(fā)車輛性能上發(fā)揮其無可比擬的優(yōu)勢。屆時，作為國內(nèi)最早造出電動汽車，并幾乎同步開展汽車風(fēng)阻影響研究和測試的比亞迪，將在這一領(lǐng)域大有可為。
沉淀
早在2007年，CAE技術(shù)帶頭人張榮榮就對張風(fēng)利說，公司考慮成立一個CAE部做仿真，其中CFD（計算流體力學(xué)）方向沒有人做，希望他能帶頭做起來。CAE全稱Computational Aided Engineering，計算機(jī)工程仿真，是用計算機(jī)模擬真實情況下車輛的各項物理性能，其優(yōu)點是在開模制作實車之前使用數(shù)字模型評估性能風(fēng)險，優(yōu)化設(shè)計方案，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力學(xué)團(tuán)隊最初的雛形。
剛開始接到任務(wù)的張風(fēng)利對此一無所知，但深知新能源汽車是未來汽車發(fā)展的方向。在沒有任何知識儲備的情況下，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點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)隊同事給出解決方案。
BYD-AERO（空氣動力學(xué)）團(tuán)隊合影
但團(tuán)隊的發(fā)展并非一帆風(fēng)順，2016年以前，張風(fēng)利團(tuán)隊里的羅秋麗，每年都要面對一次“無比艱難的時刻”。
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團(tuán)隊。“每天在計算，在做優(yōu)化方案，但是基本派不上用場”。張榮榮也記得從2010年到2016年，每次年終總結(jié)的時候羅秋麗都不免要哭鼻子，“因為非常迷茫，從上到下都是一樣的，不知道我們做這個事情到底有什么意義，年底哭鼻子是因為別的部門都有產(chǎn)生效益的地方，我們就找不到。”
“肯定不會停，我知道一定有大用”，面對壓力，張榮榮不斷勉勵團(tuán)隊。
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。某自主品牌競品發(fā)布了自己的第一款有競爭力的新能源車型，結(jié)束了國內(nèi)市場上沒有新能源競品車能真正和比亞迪PK的歷史。這款車不但在通報了價格、加速等參數(shù)，同時將0.32 Cd的風(fēng)阻作為了一個顯著的賣點。“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的壓力”，張風(fēng)利說，從那時起，公司從上到下開始重視風(fēng)阻對汽車性能的影響。
在行業(yè)里，測試新車型風(fēng)阻最直接和有效的辦法就是“風(fēng)洞試驗”，做法是將樣車放在風(fēng)洞中，模擬真實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)洞實驗室
在沒有風(fēng)洞試驗的情況下，比亞迪的空氣動力學(xué)會用等效試驗替代。例如，需要測算同一款車型和競品的風(fēng)阻影響，則在特殊場地中讓車子開動到限定的速度，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。
競品的滑行距離明顯長于當(dāng)時的主打車型，多次測試結(jié)果一致。結(jié)果出來之后，產(chǎn)品團(tuán)隊再也不敢輕視風(fēng)阻一事。因為換算成百公里電耗，意味著競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。而張榮榮則體會更深：“這就是王總說的，競爭的結(jié)果。”她堅信，市場競爭的存在，會讓比亞迪的產(chǎn)品變得更加出色。
“貴人”
如果說2016年的市場競爭撼動了公司從上到下對風(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“貴人”。
首先是比亞迪全球設(shè)計總監(jiān)沃爾夫?qū)?middot;約瑟夫·艾格。
燃油車時代，任何改動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)空氣動力學(xué)團(tuán)隊提出“為風(fēng)阻性能改變外形”的觀點后，往往招致集體的反對，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。直到漢EV定位“超安全智能新能源旗艦轎車”，才讓這個時機(jī)變得成熟，也讓艾格有了盡情發(fā)揮的舞臺。
張風(fēng)利對艾格的風(fēng)格印象深刻，“做宋Pro設(shè)計時，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，告訴他這個地方如果能夠內(nèi)收15~20mm，風(fēng)阻將會發(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“貴人”就是比亞迪全球外飾設(shè)計總監(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)計師“對空氣動力學(xué)的認(rèn)識和經(jīng)驗令人嘆服”。
在漢的設(shè)計過程中，空氣動力學(xué)團(tuán)隊測算出，一代設(shè)計稿中，漢的前臉凹凸造型會產(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)計成較為圓潤的造型，而車尾側(cè)面設(shè)計出清晰的棱角，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。但是因為帶棱角的方尾過于“反常識”，這個方案甫一提出，團(tuán)隊內(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)隊接受了空氣動力學(xué)團(tuán)隊的建議，最終成就了漢車型“天圓地方”的前后結(jié)構(gòu)設(shè)計。
效益
一款新車型在風(fēng)格、結(jié)構(gòu)、成本方面的考慮，將會決定車型的諸多方向，其中就包括風(fēng)阻。這個問題的決定權(quán)在產(chǎn)品項目總監(jiān)手里。
作為漢車型項目總監(jiān)，楊峰對比亞迪的風(fēng)阻團(tuán)隊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力學(xué)附件成本，其帶來的電池包成本的降低實際將會超過3000元。
楊峰接到張風(fēng)利匯報的賬目是這樣的：
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，因為前后風(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。按市面上的價格計算電動車?yán)m(xù)航成本1000塊錢/度，這就是一臺車?yán)碚撋蠈虼吮阋?800元錢。
有了這筆“小賬”，楊峰態(tài)度堅決，“不惜一切代價讓漢的風(fēng)阻做到0.24 Cd 以下”。從空氣動力學(xué)輪輞，前艙主動進(jìn)氣格柵，隱藏式門把手，底部全覆蓋的護(hù)板……空氣動力學(xué)團(tuán)隊提出什么產(chǎn)品要求，楊峰就讓產(chǎn)品部門去開發(fā)。
團(tuán)隊幾乎把全部能抽調(diào)的力量都投進(jìn)去了，每個小區(qū)域和零部件優(yōu)化張風(fēng)利都安排一個人跟進(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。”
評價
2019年年底，真正檢驗的時刻到來，經(jīng)過楊峰和張風(fēng)利的建議，漢車型的風(fēng)洞試驗終于要在同濟(jì)大學(xué)風(fēng)洞實驗室展開。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)洞實驗中表現(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，大家第一個問題是‘怎么可能做到這個數(shù)值？”當(dāng)張風(fēng)利把風(fēng)洞數(shù)值匯報給一些直管領(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)”，直到對方口氣緩和，她才道出這些年比亞迪的風(fēng)阻團(tuán)隊的不易。
從公司第一臺車進(jìn)行風(fēng)洞試驗，空氣動力學(xué)團(tuán)隊投入了半數(shù)的力量去做仿真對標(biāo)，團(tuán)隊翻遍了近50年國內(nèi)外的幾乎所有文獻(xiàn)資料。由于“試驗資源有限，光針對第一車風(fēng)洞試驗的仿真對標(biāo)，團(tuán)隊就足足做了兩年，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)隊又給一款新車型做低風(fēng)阻方案，實車在國外某風(fēng)洞進(jìn)行了實驗，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，才會有一覽眾山小的感覺。”
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