出品｜虎嗅汽车组 作者｜李文博 编辑｜周到 头图｜视觉中国 100度电一次性跑1200公里，百公里电耗8.3度，每度电覆盖的里程超过10公里。 如果有这样一台“吃少少、跑远远”，且轴距可以做到2800毫米的豪华品牌纯电中型轿车摆在面前，你是否会愿意重新尝试对传统品牌出品的“大厂电动车”建立认知。 不愿意，没关系，中国新势力们的努力大家有目共睹。 愿意，那么恭喜你，可以有机会在一台车上一次性见识到世界上最前沿汽车技术的总和。 这台车就是奔驰VISION EQXX概念车。
你或许会惊诧于它石破天惊的水滴型外观，会沉迷于它47.5英寸的8K大尺寸屏幕，会好奇它纯天然的座椅“皮革”到底有没有蘑菇味。
但最能引起笔者注意的，却是安装在VISION EQXX概念车尾部的一个组件：静止时，你看不见它；开动时，你也看不见它。能看见它的，只有后车。 但就是这个能屈能伸，可进可退，外表黑黢黢的部件，可以在谈笑间将上下乱流梳理得明明白白，让不安分的空气乖乖听话，让电池组里的电好像怎么也跑不干。
它，就是大名鼎鼎的真·空气动力学专家：“可伸缩主动式后扩散器”。 大风扇、吸盘车和“违禁品” 相比VISION EQXX概念车上这套主动式可伸缩尾部扩散器板正严肃的造型，扩散器老祖宗们的整活水平明显高出一截，这些脑洞天马行空的上古大神们，玩得远比奔驰更出格，更浮夸，更咋咋呼呼。 1970年，一台外观方方正正，整体造型与现代空气力学设计背道而驰的赛车刷爆全球各大GT赛事，冠军拿到手软不说，还曾交出过“起步排位第十二，最终站上冠军领奖台”的惊人成绩单。
这台车就是集速度与特异于一身的Chaparral 2J——一台车尾挂载一对类似外燃机喷口，俨然一具洲际巡弋飞弹样子的赛车。由于Chaparral 2J贴地性能实在太过变态，大家都称它为“吸盘车” （Sucker Car），这个称号直到今天也没有第二台车有资格使用。
和Chaparral 2J同场竞技的车手们经常抱怨：“这大风扇卷起地面的油污粉尘往后喷，我们连路都看不清！”但车队老板只淡淡地说了一句：“你们可以直接超过去。” Chaparral 2J的所向披靡，本质上是一场空气动力学的压倒性胜利。我们都知道，上扬力是赛车的敌人，下压力是赛车的朋友。提升下压力，就要最大限度地减少汽车和地面间的空气压力，这就需要加速空气，办法有两种：第一，利用车底设计，让空气进入窄小的车底管道，提升流速；第二，利用大风扇产生负压，强行加速空气。
由于彼时的赛事不设定发动机排量上限与数量，所以车尾额外加装的两个大风扇，无时无刻不在抽取车身底部的空气，配合车身四周塑胶材质的软性侧裙，车底可形成半真空区域，宛若吸盘一样牢牢吸附在地面上。即便车辆在静止状态下打开风扇，车身高度都会下降近5厘米。在没有尾翼的情况下，Chaparral 2J制造出了900公斤下压力，相比使用尾翼的车辆，Chaparral 2J的下压力不会因车速下降出现折损或消失。
圈速提升让工程师们欢呼雀跃，但机件故障和耐久度问题，却让工程师们伤透了脑筋：一方面，这两个17英寸的大风扇的扇叶经常在高速行驶中破裂，零件洒一地，把竞速赛玩成道具赛；另一方面，驱动大风扇的发动机移植自雪地摩托车，无法在长时间、高强度的赛车运动中保持稳定输出状态，一旦失效，车手根本无法操控。 同时，Chaparral 2J过于霸道的圈速引来了赛事委员会的强力监管。一个赛季后，委员会就宣布禁用任何可移动的扰流组件，风扇因在行驶过程中不停转动，被定义为一种可移动的扰流组件。 “大风扇”虽然只在赛道上昙花一现，但其背后蕴藏的“地面效应Ground effect”理论，却启发了无数现代汽车空气动力学工程师们，他们不再沉迷于尺寸惊人的尾翼，转而将研发重心下沉到地面，直接推动了尾部扩散器的出现。
1978年，唯一亮相过F1赛场的“风扇赛车”——Brabham BT46B呱呱坠地。在那个神仙打架，各家工程师为了地面效应无所不用其极的年代，鬼才设计师戈登·穆雷（Gordon Murray）在Brabham车队成熟的赛车上做了一个大胆的改变：在车尾发动机上方，挂载一具由发动机直接驱动的垂直风扇，看起来是在为发动机提供额外冷却手段，实际上是不停地导出车底气流，使车底更接近真空状态，产生惊人无比的吸附性。这风扇有多厉害呢，厉害到BT46B赛车进站后怠速情况下，车身也明显低于其它赛车。 伪装成散热器的车尾超大风扇，成了对手们避之不及的噩梦漩涡。传奇车手尼基·劳达（Niki Lauda）驾驶着这台“巨型吸尘器”首次出征瑞典就以领先第二名34.6秒的成绩，毫无悬念地拿下冠军。
在F1赛场上，领先第二名30多秒，你可以想象BT46B到底有多无敌。但很快，超大风扇设计遭到以莲花为首的所有车队强烈抗议，在仅参赛一场的情况下，Brabham主动拆掉了这套“远古神兽”级的风扇，把“超智能方程风扇赛车”复原成平平无奇的“方程式赛车”。 超大风扇成就的吸盘车确实超出想象的快，但却是安全性层面的“违禁品”。制造“地面效应”需要保持车底与周围环境的相对气密，但倘若遇到路面颠簸或车辆侧裙、底盘受损，气密性突然丧失导致的下压力锐减，车辆失控的风险极高。1983年，基于安全考量，FIA颁布了Flat-Bottom Regulation车身下方必须平坦条例，吸盘车正式告别赛道。 绝迹于赛道并不意味着民用车也要向“地面效应”挥手告别，在赛车运动中得到充分验证的超大风扇褪下夸张的“戏服”后，演进成了由碳纤维板或金属板组成的尾部扩散器（Diffuser），在民用车领域继续贡献着昂贵且宝贵的下压力。
比如宝马G82 M4上这套造型复杂的尾部扩散器，就是碳纤维在高压热处理下压制成型的。
这台经过Mansory之手改装的兰博基尼URUS，也选择了同样思路的尾部扩散器。仔细观察你会发现，这两套尾部扩散器，都采用斜面和垂直于地面的竖立结构件梳理车辆底部气流，让车辆上部空气流速小于下部流速，从而达到增加下压力功效，提升操控稳定性。 能屈，也能伸 相比向外部延展的尾翼结构，尾部扩散器不产生额外阻力，所产生的下压力最大可以占整个车身总下压力的40%。这是一门“稳赚下压力，不赔新阻力”的绝妙生意，燃油车求之不得，电动车更是寤寐求之。 一台行驶中的汽车，需要克服三种阻力：第一，轮胎与地面间的摩擦阻力；第二，传动零件间的阻力；第三，劈开空气时产生的阻力，即大家熟识的风阻。 据公开数据显示，一台车在80km/h时速下，有60%左右的动力是用来克服风阻的。当速度达到200km/h时，85%都将用在与空气阻力的对抗上。 风阻系数的计算公式是：正面空气阻力X 2÷（空气密度 X 正面投影面积 X 车速的平方），所以倒推空气阻力的计算公式是：正面空气阻力=（空气密度 X 车速的平方 X 车辆正投影面积 X 风阻系数）÷2，抛开空气密度这个和车本身无关的因素不谈，车辆正投影面积和风阻系数对车辆承载的空气阻力起决定性作用。 降低风阻系数的主要路径有四条：第一，降低正投影面积，车越扁越好，理想状态是把车拍扁成一张纸，但明显不现实；第二，流线型外观，参照已知风阻系数最小的物质水滴（0.05）；第三，减少车身孔洞数量，降低空气被切割后产生的乱流，增加曲面平滑度，比如电动车上常见的封闭前进气格栅；第四，拉长车尾，即采用更长的楔形车尾造型，让车上部和下部的气流快速接近，降低空气产生的拖拽力。 对绝大多数家用燃油车来说，风阻系数对能耗的影响远没有对风噪的影响来得直接，只要不是太夸张，如奔驰G，路虎卫士，Jeep牧马人这样的“方盒”造型，都不用太放在心上。但对纯电动车来说，风阻系数是可以对整车能耗产生颠覆性作用的决定因子，所以即便最终只能把风阻系数降低0.01，工程师们也要不遗余力。 VISION EQXX概念车上的主动式可伸缩尾部扩散器，就是一个典型案例。
它是这样工作的：当车速达到每小时60公里时，扩散器会分两步移出车身：首先下降与车身形成一个4度的斜角，然后向后方延展200毫米，完整伸出后可让整车风阻系数降低0.01；当车速降至60公里以内时，扩散器会自动折叠回车身。
该扩散器对整车风阻系数产生积极作用的方式很巧妙：在原有车身结构足以应对空气阻力，且能耗较低的低速行驶时隐藏在车身内，维持设计的整体美感；在高速行驶大量消耗电能时主动伸出，让本就长尾的VISION EQXX概念车变得更长，减少车上部和下部气流接近时间，降低空气阻力影响。
主动式可伸缩尾部扩散器从数字构想到最终落地在VISION EQXX概念车的过程中，奔驰要解决的困难和要维系的平衡，远比想象中的多。 首先是设计。 要实现更优秀的空气动力学表现，需要美观度慷慨地让渡权利，但“不好看”对任何一位奔驰设计师来说，都无法接受。所以，这两个天生就矛盾冲突的工种从一开始就已经“剑拔弩张”。好在，最终设计师接受了电动汽车对传统汽车理念的挑战，空气动力学工程师也接受了“直男感”十足的扩散器在不使用时被隐藏的现实。 其次是零件。 从结构上看，这是一套需要同时完成水平和垂直方向移动的双层电控装置，精密组装后的它们要能经受住路面颠簸、灰尘、碎石、泥泞、积水、减速带的层层考验，VISION EQXX虽然挂着概念车的名号，但也是一台可以合法上路的公路车，这就要求各个零件在使用过程中不出问题或少出问题，甚至在极端情况，比如遭遇追尾时，可快速收回，减少损失。
最后是逻辑。 为什么将扩散器伸出的车速阈值定为60公里，奔驰工程师给出的解释是，车速只是一个易感知的指标，实际上行车电脑还会整合传感器监测到的风力和风速，与车速进行实时整合，最终给出“伸出”或“维持”的行动指令。“如果车速在59公里和61公里之间反复横跳，扩散器不会来回作动，只有稳态一段时间后，扩散器才会作动。”工程师告诉虎嗅。 VISION EQXX概念车能在平均时速80公里以上的工况下，交出一次充电续航1,202公里，且平均百公里能耗只有8.3千瓦时的成绩，都是从主动式可伸缩尾部扩散器这样的细节中一公里一公里“抠出来”的，轮胎省一点，轮毂省一点，电池顶盖省一点，“贴纸”式的logo省一点，太阳能板再充一点……
对于这些技术，你一定会提出质疑：概念车现在就用上了，我的车什么时候才有呢？ 这个问题，奔驰其实在VISION EQXX概念车开跑之前，就给过答案了：未来基于模块化架构（MMA）打造的紧凑型及中型汽车，将引入这些功能。 不过，搭载了主动式可伸缩尾部扩散器MMA平台量产新车能否落地中国市场还是个未知数，毕竟向后伸长200毫米意味着整车的纵向数据产生了变化。 2021年1月1日开始实施的《机动车安全技术检验项目和方法》（GB 38900-2020）中规定，注册登记安全检验时，机动车外廓尺寸实测值与机动车产品公告、机动车出厂合格证记载的数值相比，误差应满足：汽车（三轮汽车除外）、挂车不超过±1%或±50毫米。 所以解决方案也不是没有：要么将量产车型上可伸缩尾部扩散器的延展范围控制在50毫米以内，要么在尾部扩散器全部伸展的情况下测量车长并上报。 写在最后 在电池技术取得突破性进展，充电基建设施完成跃进之前，消费者对电动车的里程焦虑不会被打消。因为直到今天，绝大部分市售电动车都不被认为有资格胜任长途旅行，即便不少量产车的官方续航里程宣称已超过1000公里。 所以，与其等待外部环境改变，不如像奔驰这样“向内发力”，换更轻更先进的材料，优化车身结构设计，提升能量传导效率，更新热管理系统，借力太阳能。倘若路上行驶着电动车向后伸出的不是拖车钩，而是扩散器，或许用100度电跑2000公里，也不再是痴人说梦了。 正在改变与想要改变世界的人，都在 虎嗅APP 作者：虎嗅APP 想学吉他？想看更多精彩弹唱？想知道更多吉他弹奏技巧？赶快关注我们，进入《吉他之家》，这里的精彩无与伦比！ |
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GMT+8, 2024-4-19 02:55
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