关于新能源车型的风阻系数的优化设计,在此前曾经引发整个汽车行业的探讨。而当我们将目光聚焦于同属电力驱动体系的新能源重卡领域时,却能观察到明显的技术分野:除去DeepWay、苇渡科技等少数重卡新势力品牌推出的低风阻车头重卡产品外,传统重卡制造商鲜有低风阻设计车型落地。
这种反差现象不禁让人发出疑问:新能源重卡产品降低风阻是一件难事吗?为什么大部分车企没有选择低风阻车头设计,以换取更高的续航里程?
要穿透表象理解本质,需要从新能源重卡产品的特性与运营逻辑两方面展开——相较于乘用车相对自由的造型空间,新能源重卡的方舱式车体天然形成风阻屏障;而新能源重卡作为生产资料的核心属性,使得工程设计必须优先满足装载效率、维修便利性、零部件通用性等刚性需求。
因此,要想解答目前新能源重卡在风阻优化上的选择差异性,绿色重卡在本期文章里将拆解新能源重卡的风阻计算和优化环节,以及分析实际运用场景来找到答案。
如何计算与优化风阻?
在整车的工程研发中,车辆遭遇到风阻的大小(Fw)有三方面因素影响:风阻系数(Cd)、迎风面积(A)、车速(V),具体计算公式为Fw=Cd*A*V²/21.15。
从该公式中我们能看到,风阻大小伴随着车速的平方成正比关系,而空气阻力所消耗的电机或发动机功率也和车速的平方成正比关系。并且根据过往工程经验和理论计算,当车速V>60km/h时,用于克服风阻的电量消耗会占到整车能耗30%~40%。因此对于续航里程更加敏感的新能源重卡而言,减小风阻确实是有效提升续航的手段。
而在车辆优化风阻的过程中,通常会运用到仿真分析和风洞实验,通过反复多次地风洞实验调整车辆的车头、机罩、A柱、后视镜、侧围大型面以及尾部特征等等部件造型,在风洞中完成油泥模型及各种实物结构的验证,以便对整车的风阻系数进行降低。
相对于平车头新能源重卡设计,低风阻新能源重卡在搭载同样大小和功率的电池与电机下,需要在外观部件调整以及仿真/风洞环节付出更多的成本——以天津中汽研风洞实验室为例,其每小时收费标准约为2.5万元,单次测试持续8-16小时,这意味着仅风洞测试环节,想要多次测试打造低风阻新能源重卡的车企便需要百万级甚至千万级的成本付出。
从场景分析低风阻效益
由上述的风阻优化环节中,可能会有卡友延伸出新的思考:几百万与其投入到风阻优化上,为什么不布置更大的电池呢?
我们不妨以DeepWay深向的两款产品为例,早先发布的星辰系列产品便是采用了低风阻车头设计,而最新发布的星途则是平车头设计——对于一家重卡新势力来说,从代表科技感的流线型车头到普通的平车头,似乎有些在技术上“开倒车”的嫌疑,但事实却并非如此:
采用流线型低风阻车头的深向星辰系列,官方将其定义为干线运输旗舰车型,用于满足长途的干线运输任务;而采用普通平车头的深向星途,官方将其定义为港口、矿区、城际等短倒场景下的解决方案,用于解决短途运输任务。从两款车型的定位中,我们不难看出其最大的差异点——运行速度。
在高速上的干线运输,和在港口矿区的短倒场景的平均车速截然不同,前者势必要承受更大的风阻,因此深向星辰系列即使迭代,也依旧采用了流线型的低风阻车头设计;而在短倒场景中,流线型车头带来的长车身势必没有平车头的短车身灵活,同时短倒场景中的平均时速基本达不到60km/h,此时用于克服风阻的能耗并未占据行驶能耗的大头,继续采用低风阻车头提升续航的边际收益骤减。对于车队运营商和卡友而言,远不如车头减重、增加动力电池大小的方式以直接提升新能源重卡的续航。
结语
作为生产工具属性的新能源重卡而言,面对长途干线运输时,运用低风阻车头设计带来的续航提升效益更为显著;而在港口矿区等短倒场景中,花重金优化风阻提升续航带来的效益远不如直接增加电池容量或加快补能效率来得直接明显。
低风阻车头固然代表了科技与进步,但在现阶段新能源重卡市场反馈的声音里,降低风阻提升续航的这门“生意”,在当下并不是所有新能源重卡都该考虑的内容。