保護地球,就要消滅門把手和後視鏡?

工藤新衣 2021/08/26

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各位車友朋友們大家好,今天好大家談一談車子後視鏡和車把手的呢~

你肯定留意到了:如今越來越多新車,選擇將車門把手藏起來。每一位 Model 3 車主,都有過教第一次上車的朋友如何開門的經歷,上車前要演示如何拉開隱藏式門把手,下車前要指示開門按鈕在哪個不起眼的地方。

假如你身在歐洲或者日本,還會發現車門上的外後視鏡,也正變成可有可無的東西。2013 年的大眾 XL1 還算是早期個案,近兩年的奧迪 e-tron、雷克薩斯 ES、本田 Honda E、現代 IONIQ 5,紛紛用攝像頭(虛擬後視鏡)幹掉了後視鏡。

Honda E

車企為何非要跟這些不起眼的小玩意兒過不去?

不負責任的回答是四個字:降低風阻。提高(電動車)續航,降低(燃油車)油耗,可持續發展,保護地球環境。但這個邏輯很容易引起質疑:你這麼大個頭的一輛車,風阻降不下來,怪倆巴掌大的後視鏡?更別說迎風面積可以忽略不計的車門把手了。

賓士就很有老大哥的氣魄,EQS 以 0.20 的風阻係數刷新量產車紀錄,卻並沒有動用虛擬後視鏡。碩大(和攝像頭比)的外後視鏡就矗立在車門沿上,仿佛是豎著的中指:只有搞不好空氣動力學的蠢貨才把鍋甩給後視鏡。

梅賽德斯 - 賓士全球 CEO 康林松在一次採訪中還專門解釋了,這麼做是因為虛擬後視鏡的螢幕更容易讓人暈車(儘管 EQS 有著史上最大的車載螢幕),以及虛擬後視鏡用的電會抵消風阻降低的電耗。

有一說一,無論後視鏡還是門把手,確實都是風阻係數的職業殺手。

風阻係數最低的形狀是水滴形。和第一印象中相反,並不是越尖銳越鋒利風阻越低,反而是越圓滑越順溜風阻越低。汽車雖然沒法造成一個標準的水滴,但多數會盡可能朝這個方向努力,車體外表盡可能光滑圓潤,後端結束得盡可能平緩,也就是我們常說的 「 流線型 」。這方面,現代汽車所做的已經足夠了。

唯獨有一個部件,怎麼都不可能變成理想的 「 水滴 」:外後視鏡。

後視鏡可以參考半球形

你一想就能明白:後視鏡後表面必須是一個平面,並且面積還是越大越好(視野越好)。無論後視鏡外殼多麼符合空氣動力學設計,都會被後方的鏡面攔腰截斷。這樣的造型放在高速氣流中,會在後方 「 拉 」 出一大片低壓區,前方高壓後方低壓,前後壓差會形成拖拽作用。

用大白話講就是,前面外殼把空氣 「 頂開 」 了,你得讓空氣慢慢回籠到一起(阻力才是最小的);否則後方空氣根本來不及 「 歸位 」,就會形成一大片低壓區,變成一個阻礙你前進的拖油瓶。而外後視鏡,無論如何都無法符合這一要求,沒有黑科技能改變,加多少錢都不行——只要它還是一面鏡子。

更要命的是,後視鏡外殼的邊緣與鏡面基本是個直角,突兀的邊緣會產生大量紊亂的湍流。所謂湍流區別于正常的層流,空氣隨機而混亂的運動。在舒適性層面,湍流空氣無規律地 「 敲打 」 車身,這會對車內噪音的控制(NVH)造成不利影響。

而在我們討論的風阻層面,湍流會造成能量的損失,於是也就增加了阻力。這其實很好理解,因為能量守恆,激發這部分湍流空氣運動的能量,終究還是來自於汽車本身,也就是說這部分能量白白損失在空氣中了。後視鏡湍流不會很快消失,它還會隨著車身側面向後流動,從而影響到後車身乃至車尾的空氣動力學特性。

小小一個(兩個)後視鏡,卻因為它獨特又頑固的造型,成了汽車設計師的眼中釘。

要減小後視鏡的不利影響,常規方法無非幾種:縮小後視鏡面積,這會影響後視鏡的視野;優化造型,拉長後視鏡的 x 軸向(汽車行進方向)長度,這會遮擋側前方的視野;讓後視鏡離車身遠一點,這會增加車輛的整體寬度,還需要加強支撐結構、增加重量。

一句話總結就是,沒別的轍,湊合過吧。

目前的各種研究結果是,如果去掉外後視鏡,可以降低的空氣阻力大概在 2-7%。

現有案例中,奧迪聲稱 e-tron 選裝的虛擬後視鏡讓風阻係數從 0.28 降至 0.27,使 WLTP 續航里程增加了 2.5km。這看起來少得可笑,但注意 WLTP 並不以高速工況為主。奧迪曾向 Autoblog 透露,高速下虛擬後視鏡的續航貢獻能有 4.8km。另外 e-tron 作為 SUV 天然迎風面積大,後視鏡占比小,更小的車型虛擬後視鏡優勢可能會更大。

這也可以在一定程度上解釋賓士對 EQS 的做法,因為 EQS 的整體造型本就反常規,前後風擋向兩端延伸的弓形車身造就了極低的風阻係數。對於如此低阻的車身本體,也就不那麼需要虛擬後視鏡來滿足需要了。

Roadster 2

馬斯克也是 「 去後視鏡化 」 的堅定支持者,他認為去掉後視鏡可以讓高速續航增加 5%,著名期貨第二代 Roadster 就沒有裝外後視鏡(儘管展示的是一輛原型車,虛擬後視鏡也沒裝)。一家特斯拉改裝廠 Unplugged Performance 使用 CFD 模擬發現,Model 3 如果去掉後視鏡,整體風阻會減少 2.8%。

所以你當然可以認為,虛擬後視鏡對於電動車續航的好處並不大,畢竟哪怕高速工況也不過是增加 5% 左右;但也必須強調,虛擬後視鏡的價值更體現在電動車高速巡航時(而這恰恰是電動車的弱項),WLTP 續航增幅少得可憐是意料之中的。

如果再考慮到電動車在高速下的續航,較 WLTP 等綜合續航數位多有明顯縮水,2-5% 可就並不是一個可有可無的雞肋了——尤其這並不涉及到對電氣驅動系統的任何改動。

虛擬後視鏡的初衷是對能耗的追求(無論油電),正如 2013 年大眾的 「1 升神車 」XL1(百公里油耗 0.92L),後來則是因續航焦慮的純電動車而興起。不過車企對虛擬後視鏡的追捧,還有更多原因。比如廣角攝像頭可以消滅後視鏡難以避免的盲區死角,比如高性能攝像頭在夜間、雨霧中可提高能見度,比如沒有了後視鏡湍流提高了 NVH 表現(風噪)。

但這些並不是說虛擬後視鏡已經到了必要的程度。用於後視鏡的攝像頭需要較高的回應速度、夜間能見度和可靠性,再加上高刷新率的車內螢幕,成本距離大規模普及仍很遠。攝像頭相較光學鏡面,在夜間及強光下的可用性也仍受懷疑。最後,駕駛員還需要適應人眼對光學鏡面和液晶屏對焦距離的不同,也就是前面賓士康林松所提到的暈車問題(儘管這並非絕對)。

眼下,虛擬後視鏡主要還是服務於車企們對於 「 科技感 」 的追求,次要的是對高速續航的小幅貢獻、改善 NVH、消滅盲區等實際作用。但同時,也不應過於貶低它對於續航的提升(比如拿 WLTP 續航說事兒),辯證地看虛擬後視鏡的作用。

車門把手的問題與後視鏡類似。只是隱藏式門把手帶來的麻煩更瑣碎、能起到的作用更小,但另一面是門把手成本更低、對安全性影響更小、沒有法規限制,於是使用隱藏式門把手的新車明顯更為常見。

傳統的門把手迎風面積雖然微乎其微,但常用的外拉式門把手的凸起也會形成亂流,中間凹陷形成的空腔則會形成低壓,湍流沿著車身側面流過,也會對車尾氣流造成影響。在高速狀態下,這些影響可能比人們認知的更大。市場研究機構 TechNavio 的研究認為,不考慮門把手後車企可以對車側做更精確的空動設計,隱藏式車門把手對風阻係數減小的貢獻率可達 12%。

注意門把手凹陷

同樣,和後視鏡的情況類似,隱藏式門把手也是一個 「 效果並沒有想象中微不足道、但又確實並沒有多麼必要、以至於最後終究是為了設計感和氛圍感服務為主 」 的設計。而隱藏式門把手並不會對車輛安全造成威脅,僅有的不便比如冬天被凍住的可能性,通常也是可以被接受的,成本又不高,於是就被很多純電動車所接受和採用。

隱藏式門把手,無論捷豹式的電動彈出,還是 Model 3 式的手動操作;虛擬後視鏡,無論奧迪 e-tron 的固定式,還是路特斯 Evija 的伸縮式。隨著能量焦慮遠甚於燃油車的電動車日漸普及,這些對於車體表面凸起物的隱蔽化處理會越來越普遍。

大家怎樣看待這件事情的呢?看來以後買車還是要注重這些細節的啊~

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