制造商如何减少空气动力学阻力以增加电动汽车续航里程

　　我们大多数人并不真正关注空气动力学，除非它与安装在全新 （ 丨 ） GT3 RS后部的巨型主动翼有关。只有当制造商声称汽车产生足够的下压力以使倒置行驶时，我们才会真正关注，但没有制造商证明这是可能的。

　　在不久的将来，阻力将成为一个大话题，因为它对航程有很大的影响。在ICE汽车中，这并不重要，因为您可以简单地给油箱盖上边缘并享受快乐的道路。但是，要使电动汽车的每一英里都变得湿滑。

　　奥迪在40年前推出了100。它是当时世界上最精简的生产轿车，德国制造商吹嘘它的Cd值为0.30。没有人知道这是什么意思，我们大多数人仍然不知道。我们只知道越低越好。

　　车辆的空气动力学阻力由其正面面积和Cd（阻力系数）值的乘积决定。在工程术语中，Cd是一个无量纲的量，用于量化物体在流体环境中的阻力或阻力。您可以通过将拖动除以数量来计算它。然后，您可以获得阻力与动态压力乘以面积产生的力的比率。

　　如果你不能理解这一点，那也没关系。只要知道越低越好。奥迪的0.30令人印象深刻，但现在保时捷 的Cd值为0.33。地球上空气动力学效率最高的东西是水滴，其Cd值为0.05。这解释了为什么像梅赛德斯 - 和现代Ioniq 6这样的新似乎受到水滴或半个煮鸡蛋的启发。

　　“在大约 50 英里/小时或更高的速度下，[空气动力学阻力]变得比轮胎的滚动阻力更重要，”工程集团空气动力学和热管理首席工程师 Marcel Straub 解释道。“而且由于它随速度呈二次增加，空气动力学对油耗具有决定性作用，尤其是在高速公路上行驶时。

　　自从奥迪在80年代开始关注日常汽车的空气动力学特性以来，楔形一直是标准配置。它可以最大限度地减少车辆后面的尾流并降低负压，从而保持较低的Cd值。

　　欧宝Calibra在1990年达到0.26，10年后，奥迪A2的价值为0.25。“这些都是空气动力学领域的真正飞跃，”斯图加特大学汽车工程系主任安德烈亚斯·瓦格纳教授回忆道。

　　但是，为什么现在突然推动一切都在EV？简而言之，电动汽车效率更高。燃气发动机的热效率超过50%，但当你把它放到汽车里时，它会下降到25%到30%之间。也有例外，比如梅赛德斯- AMG One，但它们非常罕见。纯电动汽车的热效率为85%~90%。

　　“电动动力总成的效率比高得多，因此其他能耗因素变得更加重要，”保时捷股份公司空气动力学研究与开发经理 Thomas Wiegand 博士解释道。“在WLTP驾驶循环中，空气动力学占电动汽车损失的30%至40%，而柴油或汽油发动机的车辆则不到10%。而且由于实际循环中的平均速度甚至高于WLTP，因此当电动汽车在现实世界中行驶时，这个数字可能会高于50%。

　　值得庆幸的是，您可以更多地玩EV的形状。一个简单的例子是车身底部。在ICE车辆中，空气必须冷却汽车下方的几个部件，从而产生湍流。这些组件不存在于EV中，因此车身底部可以完全平滑。

　　EV电机产生的热量也更少，这意味着通过前部所需的气流更少。由于这些汽车对空气冷却的依赖较少，制造商可以采用主动空气动力学。

　　马塞尔·施特劳布（保时捷）甚至认为，汽车在未来会改变形状。“例如，后端在高速下可以变得更有角度，以形成更清晰的分离边缘。新的形状记忆材料可以为此提供基础。它们根据温度或施加的电压改变几何形状。

　　工程师和设计师现在可以比以前更轻松地测试他们的设计。“在过去的20年里，CFD模拟变得非常重要，”瓦格纳说。“人们更好地理解了数学方法，开发了更精确的工具，也提高了计算机的处理能力。

　　但是，正如下图所示，保时捷Taycan仍然有一些事情是模拟无法准确预测的。有时你仍然需要使用一个纱球和一些胶带。

　　然而，人工智能在未来将有所帮助。

　　“在开发结束时，我们有义务为每个车辆变体指定单独的消耗或范围值，其中重量和滚动阻力除了空气动力学之外还起作用，”Wiegand说。“因此，我们必须为空气动力学组件生成大量数据。

　　同时，从以前的开发阶段已经可以获得许多来自风洞的测量结果和模拟结果。这些数据将来将更好地构建，并使用现代方法进行分析。

　　“人工智能算法可以通过插值和外推从现有数据中生成新数据。这将使我们能够计划特定的实验并减少它们的数量。而且我们不再需要测量所有变体进行分类。