Volkswagen ID.7的精密空氣動力學,實現長距離和高效率

ID.7是Volkswagen首款面向中高端車型的電動車型。續航里程可達700公里 (WLTP),為Volkswagen豪華轎車的效率冠軍。除了新一代驅動系統外,先進的空氣動力學特性也有助於ID.7的長行駛距離。空氣動力學良好來自基本形態,低阻力係數(Cd值)僅為0.23,迎風面積為2.46平方米,這些都是設計和開發部門之間密切合作的結果。

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對於像ID.7這樣的豪華轎車,車身形狀約佔Cd值的50%。輪圈和輪胎影響約30%,底板下造型則影響10%,空氣流向車輛前端散熱器的功能開口也有10%的影響。而新款ID.7是迄今為止空氣動力學性能最強的ID.車型,從近五米長的車輛輪廓來看,乍一看就可以看出來。

Volkswagen設計師Daniel Scharfschwerdt說,「在設計ID.7時一樣,幾乎任何其他車型都更加關注空氣動力學。這可以從低前端、前蓋的流動過渡,以及擋風玻璃中的快速流動看到。類似跑車的車頂形式和錐形後端也能實現理想的空氣動力學性能。」

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即使在產品開發的早期階段,也對外觀設計以及車身底部、輪圈和其他精細細節進行了大量工作。獲得最佳結果的先決條件是開發人員和設計人員之間的密切合作。

負責ID.7空氣動力學的項目工程師Stephan Lansmann表示:「我們力求在反覆運算過程中找到理想的解決方案,其中包括開發和設計部門之間的定期諮詢。這裡有許多小步驟最終會得到回報。作為該過程的一部分,許多用於流量計算的計算機類比都得到了風洞測試的補充驗證。」

ID.7的空氣動力學優勢

ID.7有一個幾乎完全封閉的車身底部,並由前輪上新的輪圈擾流板輔助一起達成。它們以最小的湍流沿著輪圈引導車輛下方的氣流。前保險桿側面的氣簾以最小的損失引導車輛前端周圍的空氣。喇叭形外擴的側裙可防止空氣流入車身底部區域,並保護後輪胎免受空氣流入其上。此外,小擾流板和裝飾板引導車身底部的空氣流動。

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Lansmann說,「在電動車中,輪圈對良好的空氣動力學做出了更大的貢獻,因此我們特別關注它們,在設計輪圈時,主要關注空氣動力學,我們還必須與制動器的冷卻要求相匹配,由此產生的輪圈更加封閉,因此具有特別好的空氣動力學特性。在設計輪胎輪廓時也使用了流動類比。這意味著在概念階段已經可以優化空氣動力學特性不太好的衍生品。」

在整體空氣動力學開發過程中還考慮了其他領域。這些包括前部的功能開口,例如:空氣通過該開口流向車輛前端的散熱器。在ID.7中,氣流由散熱器捲簾主動控制,以減少阻力。電動捲簾僅在需要對動力裝置和電池進行有針對性的冷卻時打開。在後部,理想形狀的尾門、擴散器,以及側面分離邊緣的設計確保了空氣動力學效率。

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從電腦到風洞

最初的重點是計算機類比。設計團隊提供CAD(計算機輔助設計)數據。然後,數千個處理器計算氣流值,還包括許多細節,如:嵌入式門把手和ID.7合乎空氣動力學設計造型的後視鏡。Lansmann說,「工作僅在開發的第一年進行虛擬進行,大約每兩周更新一次,只有當設計穩定時,我們才會進入風洞。從開發開始,這可能需要一年半的時間。」

團隊在風洞中使用了ID.7原始尺寸的Volkswagen粘土模型,其使用毫米級精度的銑刀在模型上實施,例如:在後部和分離邊緣發生變化的情況下。在3D列印機原型部件的幫助下,Stephan Lansmann的團隊測試了許多方案,例如:空氣動力學形狀的外後視鏡。

在ID.7中,這一工藝使他們能夠優化上下後視鏡外殼部分以及後視鏡底座,以實現具有出色空氣動力學特性的較低阻力係數。這項精細工作的結果是Cd值僅有0.23,是整個Volkswagen ID.家族中最好的風阻係數。

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Bear

曾於2002~2004任職於Option改裝車訊編輯,之後轉戰汽車銷售十餘年,擔任總代理新車及超級跑車的銷售業務及公關企劃,藉由過去的工作經驗作貼切的報導,以協助讀者們購車前的參考,是在下的職責以及撰稿方向。