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雷军所说的全球最低风阻系数是什么?

10月前浏览5325

    12月28日的小米发布会上,雷军介绍小米SU7风阻系数为0.195,全球量产车里面最佳。

    风阻系数通常是一个车型宣传其性能的关键指标之一,风阻系数越低的车,意味着性能可能越好。作为同类型的电动车,蔚来ET7和特斯拉Model S的风阻系数均为0.208。:

    一般来讲,轿车的风阻系数为:0.25~0.38Cd;SUV的风阻系数为:0.32~0.40Cd。

什么是风阻系数?


   

    风阻系数的全称为空气阻力系数,是一个空气动力学名词,它是指物体在移动时受到的空气阻力的比率。在汽车设计当中,车辆在行驶时,所要克服的阻力除了机件损耗的阻力以及轮胎滚动产生的阻力之外,还有随着行驶速度增加而增加的空气阻力。

风阻是怎么产生的?


   

    汽车行驶时受到风阻,是气流撞击车辆正面所产生的阻力、摩擦阻力、外型阻力三种形式。

    一是气流撞击车辆正面所产生的阻力,就像拿一块木板顶风而行,所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。

    二是摩擦阻力,空气划过车身一样会产生摩擦力,然而以一般车辆能行驶的最快速度来说,摩擦阻力小到几乎可以忽略。

    三是外型阻力,这部分主要产生的原因是汽车后方会产生瞬间真空,而划过车身的空气会去填补这个真空位置,从而形成向上向后的拉扯力。

风阻对汽车的影响


   

    风阻对汽车性能和油耗(电耗)的影响非常大。据统计,一辆车以80km/h的速度行驶时,60%的动力将用来克服风阻;当车速达到200km/h时,85%的动力将用来克服风阻。对于传统汽/柴油车,风阻系数每降低10%,油耗能够下降3%;对于新能源车,风阻系数每降低0.02,行驶里程就可以增加3km。虽然说风阻系数并不是影响车辆行驶的唯一因素,但是风阻系数越小,汽车用于与空气对抗的能耗就越低、中高速加速的能力就越强。

减小汽车风阻系数的技术手段


   

    风阻系数的大小取决于汽车的外形设计,而流线型设计是降低风阻系数的重要手段之一。流线型设计是一种将汽车外形塑造得更加圆润、平滑的设计风格,它可以减少空气与车身的摩擦和阻力,从而降低汽车的风阻系数。通过优化汽车各部位的外形,使其更加符合流线型,可以显著降低汽车的风阻系数,提高汽车的燃油经济性和行驶稳定性。

    例如小米SU7从以下几方面进行了优化,从而降低了其风阻系数。

    汽车风阻系数一般是通过风洞试验来进行测试。车辆在风洞中测试时,就是借由风速来模拟汽车行驶时的车速,再用测试仪器来测知这辆车需花多少力量来抵挡风速,使车辆不至于被风吹得后退。在测得所需之力后,再扣除车轮与地面的摩擦力,剩下的就是风阻了,然后再以空气动力学的公式就可算出所谓的风阻系数。

    风洞进行风阻试验,时间成本和金钱成本都很高。以奔驰CLA-Class来举例,整车从型面上来调整需要吹2000个小时的风洞,而欧洲的风洞费用差不多是2500欧元一小时,这还没算人工成本,费用算下来基本上就是普通车型的十倍。

汽车风洞试验


   

风洞结构示意图


   

    在现代的汽车设计中,CAE(计算机辅助工程)技术已经成为不可或缺的工具。CAE技术通过使用计算机模拟和分析,帮助设计师在早期阶段预测和优化产品的性能。这使得设计过程更加高效,减少了物理原型的需求,从而降低了成本和缩短了开发周期。

    通过CAE仿真,设计师可以在早期阶段发现潜在的问题和改进点,避免在后期制造过程中进行昂贵的修改。这不仅降低了产品开发成本,而且大大缩短了整个设计周期。此外,CAE技术还可以帮助设计师模拟各种工况下的性能表现,如车辆在不同路况、温度和驾驶条件下的动力学、振动、碰撞等情况。这些信息可以作为设计的参考,确保产品在实际使用中的性能表现。

    利用CAE仿真中的CFD软件(如Fluent、Star CCM等),可以进行汽车空气动力学分析,通过CFD仿真可以对比不同的设计方案下汽车的风阻情况,为降低风阻系数提供指导。


来源:一起CAE吧
Fluent振动碰撞汽车新能源试验
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首次发布时间:2024-01-02
最近编辑:10月前
侠客烟雨
硕士 竹杖芒鞋轻胜马,一蓑烟雨任平生
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