电动汽车空气动力学设计特点

 

 

　　针对电动汽车的空气动力学设计应注意以下 几个问题：

 

　　（1）车头高度。反映了车头高度对气动 阻力系数 CD 的影响，可以看出车头高度越低气 动阻力系数越小。对于传统汽车，由于影响发动 机舱内部机构的布置，所以车头高度的下降受到 限制，但因电动汽车没有“发动机舱”，故车头 高度就可以做得更低，以获得更好的空气动力学 性能。

 

　　（2）车身后部造型。汽车后部造型与气流 状态很复杂，一般很难确切地断言后部的造型

 

　　（3）车身底部离地高度。研究表明：对于具 有光滑底板的汽车而言存在一个最佳离地高度。

 

　　展示车身底部离地高度对气动阻力系数 CD 的影响。其中 VW-Van、VW-Porsche914、 Competitor F2-2 3 种车型都是随着车身底部离地 高度的增加气动阻力系数增加，对于车身底部被覆盖起来的 Citroen-ID19 则存在一个最佳的离地 高度。电动汽车由于其结构特点容易做成光滑底 板，因此在设计中要结合工程分析出的最佳离地 高度来优化造型形式，此外离地高度还要满足车 辆的通过性要求。

 

　　（4）前后扰流器。扰流器主要分为前扰流器 和后扰流器，由于电动汽车造型上的更大灵活性，

 

　　扰流器应与整车造型相融合，创造区别与传统汽 车的造型形式，同时这种新的造型形式又能在功 能上为整车的空气动力学性能服务。加装尾翼可 以大幅改善汽车的气动性能，比常见的扰流器效 果更明显，需要注意的是尾翼与车身表面的高度 是非常重要的参数，同时尾翼的高度也影响造型 效果。通常用尾翼距汽车表面的高度和尾翼弦长 之比来描述，当比值大于 1 后，升力 系数达到最小且不再变化[3]。现代汽车的尾翼更多

 

　　的是与侧后围高度融合（赛车除外），不过分凸显 其作用。

 

　　（5）车轮与轮腔特性。由实验可知，有轮腔 覆盖的车轮比完全暴露在空气中的车轮在行驶 中的气动性能要好很多。对于都有轮腔包覆的车 轮而言，车轮的大小及车轮与轮腔间距的影响就 变得很重要了。图 8 说明了气动阻力系数、气动 升力系数与车轮和轮腔特性参数的关系曲线[3]，

 

　　特性参数为被轮腔覆盖的车轮高度 h 与车轮直 径 D 之比。由图可知，当 h/D=0.75 时气动阻力 系数与升力系数最小。当然，前轮由于转向的需 要，所需的空腔比后轮的要大，空腔对外部气流 更为开放。因此，前轮所受的气动阻力和气动升 力比后轮大。