在當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的環(huán)境下，一款成功的汽車需要超強(qiáng)的技術(shù)支持作為后盾。今天，我們走進(jìn)重慶長(zhǎng)安研發(fā)中心，介紹虛擬試驗(yàn)降低成本、風(fēng)阻控制與熱管理以及懸掛性能優(yōu)化工程等方面的技術(shù)應(yīng)用，展示長(zhǎng)安汽車在UNI-K的研發(fā)過程中所取得的重要突破。

虛擬試驗(yàn)降低成本

在汽車研發(fā)過程中，傳統(tǒng)的實(shí)車實(shí)物試驗(yàn)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還對(duì)車企的成本構(gòu)成了巨大的壓力。為了解決這一問題，長(zhǎng)安汽車采用了虛擬試驗(yàn)技術(shù)，通過提前進(jìn)行仿真分析，有效降低了研發(fā)成本，并減少了研發(fā)過程中的彎路。

長(zhǎng)安汽車基于系統(tǒng)工程思維和方法建立了正向的CAE仿真體系，該體系覆蓋了產(chǎn)品研發(fā)的全生命周期。CAE的手段主要用于系統(tǒng)工程的目標(biāo)分解和驗(yàn)證，可以在產(chǎn)品開發(fā)的早期實(shí)現(xiàn)多方案選型、性能驗(yàn)證和優(yōu)化等工作。通過CAE仿真分析，部分實(shí)車試驗(yàn)可以被替代，從而縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期并降低了成本。

針對(duì)長(zhǎng)安UNI-K的414項(xiàng)性能指標(biāo)，長(zhǎng)安汽車的CAE部門進(jìn)行了7輪的分析和優(yōu)化。在前期研發(fā)過程中，UNI-K充分利用虛擬試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)進(jìn)行耐久性能仿真分析、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和管控。虛擬試驗(yàn)場(chǎng)（VPG）主要用于對(duì)整車系統(tǒng)進(jìn)行全面的仿真試驗(yàn)，包括道路條件下的疲勞壽命分析、非線性系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析、NVH（噪音、振動(dòng)和刺激）分析以及碰撞仿真和乘員保護(hù)評(píng)價(jià)等。

構(gòu)建虛擬試驗(yàn)場(chǎng)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，長(zhǎng)安汽車將實(shí)際試驗(yàn)場(chǎng)搬進(jìn)電腦，經(jīng)過至少一年以上的仿真成熟應(yīng)用。首先，利用3D激光掃描技術(shù)對(duì)墊江試驗(yàn)場(chǎng)的路面進(jìn)行點(diǎn)云掃描，然后清洗和建立數(shù)字路面模型。基于云端數(shù)字路面模型，長(zhǎng)安汽車進(jìn)行深入的仿真技術(shù)研究和精度提升，最終打造出一個(gè)產(chǎn)業(yè)化的虛擬試驗(yàn)場(chǎng)仿真技術(shù)平臺(tái)。

對(duì)于UNI-K的前期耐久性能設(shè)計(jì)開發(fā)而言，虛擬試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)是其中的一個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景。通過虛擬試驗(yàn)場(chǎng)的仿真分析，可以對(duì)40多種路面工況組合進(jìn)行并行計(jì)算，分析車身底盤的鈑金、焊點(diǎn)和焊縫的疲勞損傷情況。借助風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和管控，即使沒有實(shí)際樣車，也可以提前預(yù)測(cè)和避免實(shí)車耐久路試中的開裂失效問題，確保UNI-K能夠達(dá)到用戶10年26萬公里的使用壽命目標(biāo)。

長(zhǎng)安汽車的虛擬試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)極大地提升了研發(fā)效率和成本控制能力。以往在車輛平順性的開發(fā)中，主要依賴于隨機(jī)激勵(lì)特征路面進(jìn)行試驗(yàn)。然而，這種方法的類型單一、覆蓋不全面，并且與實(shí)際試驗(yàn)路面存在差異，難以支持前期性能開發(fā)。通過VPG技術(shù)，長(zhǎng)安汽車將墊江試驗(yàn)場(chǎng)搬進(jìn)電腦，統(tǒng)一了仿真和測(cè)試的激勵(lì)，使得平順性能的早期開發(fā)和性能平衡成為現(xiàn)實(shí)?；赩PG技術(shù)，UNI-K的平順性能設(shè)計(jì)可以在多樣的路面工況下進(jìn)行仿真分析，全面提升了車輛的平順性能。

風(fēng)阻控制與熱管理

作為一款中大型五座SUV，長(zhǎng)安UNI-K在外觀設(shè)計(jì)上展現(xiàn)了獨(dú)特的風(fēng)格和霸氣，然而高大肥胖的車身也帶來了一個(gè)問題，那就是增加了整車的迎風(fēng)面積，對(duì)整車的燃油經(jīng)濟(jì)性造成了不利的影響。為了解決這個(gè)問題，長(zhǎng)安汽車在UNI-K的研發(fā)中注重風(fēng)阻控制，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和技術(shù)手段降低風(fēng)阻，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

UNI-K在設(shè)計(jì)初期的風(fēng)阻系數(shù)高達(dá)0.38，這意味著面臨著嚴(yán)峻的燃油經(jīng)濟(jì)性考驗(yàn)。為了降低風(fēng)阻，長(zhǎng)安汽車的工程師進(jìn)行了近十輪的分析和數(shù)百例的優(yōu)化。通過使用電腦模擬仿真和風(fēng)洞試驗(yàn)等手段，他們著重關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)，與產(chǎn)品和造型團(tuán)隊(duì)密切合作進(jìn)行論證，最終將UNI-K的風(fēng)阻降低到0.33的優(yōu)秀水平。

長(zhǎng)安汽車具備全年1.5億CPU時(shí)計(jì)算量的高性能計(jì)算（HPC）能力，結(jié)合中國汽研的整車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，為UNI-K的空氣動(dòng)力性能開發(fā)提供全面的支持。借助這些先進(jìn)的技術(shù)手段，長(zhǎng)安汽車能夠?qū)NI-K進(jìn)行精確的仿真和優(yōu)化，確保風(fēng)阻的最佳控制。

此外，風(fēng)噪優(yōu)化也是UNI-K研發(fā)過程中的重要考慮因素。長(zhǎng)安汽車的工程師在產(chǎn)品開發(fā)過程中，涉及到造型、總布置、法規(guī)、尺寸工程、產(chǎn)品等多個(gè)部門之間的協(xié)調(diào)。他們通過多次會(huì)議和溝通，權(quán)衡各個(gè)板塊的需求，不斷優(yōu)化UNI-K的造型以提高風(fēng)噪性能。通過CAE技術(shù)手段對(duì)造型的持續(xù)優(yōu)化迭代，風(fēng)噪性能逐步提升。

UNI-K的研發(fā)過程中，長(zhǎng)安汽車不僅在風(fēng)阻控制方面做出了重要突破，還注重整車熱管理。采用完善的熱管理閉環(huán)體系策略，長(zhǎng)安汽車建立了包括空調(diào)、冷卻、動(dòng)力、制動(dòng)及熱保護(hù)系統(tǒng)在內(nèi)的整車熱管理系統(tǒng)架構(gòu)。通過使用DOE（設(shè)計(jì)試驗(yàn)）、1D/3D聯(lián)合仿真和高精度風(fēng)扇模型等技術(shù)手段進(jìn)行精確的仿真分析，長(zhǎng)安汽車實(shí)現(xiàn)了整車熱管理的綜合性能最優(yōu)化。

借助完善的整車熱管理CFD（計(jì)算流體力學(xué)）閉環(huán)體系策略，長(zhǎng)安汽車能夠精確管理UNI-K的熱管理系統(tǒng)，提前規(guī)避所有熱管理風(fēng)險(xiǎn)，避免后期的設(shè)計(jì)變更。這極大地提高了研發(fā)效率，確保工裝車的熱害試驗(yàn)一次性通過，為UNI-K的研發(fā)工作帶來了顯著的便利性和效益。

懸掛性能優(yōu)化工程

懸掛系統(tǒng)是影響車輛行駛性能和駕駛舒適性的重要組成部分。長(zhǎng)安汽車在UNI-K的研發(fā)過程中，注重懸掛性能的優(yōu)化工程，通過綜合考慮多個(gè)領(lǐng)域的性能和沖突，努力實(shí)現(xiàn)性能、成本和輕量化的平衡。

在產(chǎn)品開發(fā)過程中，性能平衡和迭代效率通常是一個(gè)難點(diǎn)問題。不同性能指標(biāo)之間的兼容性沖突以及車身輕量化的需求使得懸掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化變得復(fù)雜而具有挑戰(zhàn)性。為了應(yīng)對(duì)這些問題，長(zhǎng)安汽車建立了多學(xué)科性能集成優(yōu)化平臺(tái)，涵蓋了NVH（噪音、振動(dòng)和刺激）、CFD（計(jì)算流體力學(xué)）、強(qiáng)度耐久、行駛性能和碰撞安全等多個(gè)領(lǐng)域的性能。

通過并行云端仿真、模型降階表征、大數(shù)據(jù)挖掘和多學(xué)科集成優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)手段，長(zhǎng)安汽車能夠解決不同學(xué)科性能之間的沖突問題，并在縮短研發(fā)周期、減少樣車和人力投入的同時(shí)實(shí)現(xiàn)性能、成本和輕量化的平衡。長(zhǎng)安汽車已經(jīng)建立了近30項(xiàng)多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，涵蓋了車身結(jié)構(gòu)、副車架、梁系、閉合件和焊點(diǎn)布置等方面，初步實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科集成優(yōu)化體系的構(gòu)建。

以車輛過減速帶時(shí)懸掛產(chǎn)生的顫振問題為例，長(zhǎng)安汽車在UNI-K的研發(fā)中采用了顫振集成分析流程，成為國內(nèi)首家自主開發(fā)此類流程的車企。通過CAE技術(shù)，基于數(shù)字樣車同時(shí)對(duì)顫振和怠速振動(dòng)進(jìn)行多學(xué)科多目標(biāo)控制。通過多樣本分析和大數(shù)據(jù)挖掘，長(zhǎng)安汽車設(shè)計(jì)出最佳匹配方案，同時(shí)控制顫振和怠速振動(dòng)性能在優(yōu)秀水平上。

懸掛性能優(yōu)化工程是一門取舍的藝術(shù)，長(zhǎng)安汽車通過多學(xué)科集成優(yōu)化的方法，解決了性能平衡和沖突的挑戰(zhàn)。在UNI-K的研發(fā)過程中，通過優(yōu)化懸掛彈性件、阻尼件、簧上簧下偏頻等設(shè)計(jì)參數(shù)，以及確定性能邊界，完成了性能提升沖突點(diǎn)的規(guī)避，并篩選出多渠道的優(yōu)化技術(shù)方案。

綜上所述，長(zhǎng)安汽車憑借著卓越的研發(fā)能力和創(chuàng)新技術(shù)，成功打造出UNI-K這款領(lǐng)先品質(zhì)的SUV。通過虛擬試驗(yàn)降低成本、風(fēng)阻控制與熱管理以及懸掛性能優(yōu)化工程等技術(shù)手段的運(yùn)用，長(zhǎng)安汽車在UNI-K的研發(fā)過程中取得了重要突破。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅提升了產(chǎn)品質(zhì)量和性能，也為長(zhǎng)安汽車在競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車市場(chǎng)中贏得了更多消費(fèi)者的青睞。