汽车行业一直有“追风者”,只不过,他们不用去风来的地方,等风来。汽车“追风者”可以借助设备创新,模拟大自然环境的风、光、热,再加以利用。这里说的设备创新,就是“风洞实验室”。现在,广州汽车也拥有自建全尺寸、全流程、高精度、可信赖的整车风洞实验室。
8年磨一剑
5月23日,广汽风洞实验室正式投入使用,该实验室位于广汽研究院位于番禺化龙的全球研发总部,占地4500平方米。该实验室投入使用之后,将填补广州汽车乃至大湾区汽车风洞实验基础研发的硬件空白,并进一步强化基础创新保障能力。
投建风洞实验室,是广汽坚持自主研发的一个缩影。数据显示,截至目前,广汽自主研发累计投入超过450亿元。其中,2023年超过84亿元,新增专利申请近3200件。
“既要,又要,还要”
一是技术领先性。该风洞实验室是国内汽车企业首个全尺寸气动声学风洞,也是全球首个集空气动力学、气动声学、热力学于一体的整车风洞,满足正向研发对“既要,又要,还要”的需求,提升研发效率,降低研发成本。
二是研发和运营。该风洞实验室支持轿车、SUV、MPV、车辆缩比模型及飞行汽车试验的开展,也可跨行业为高速列车模型、摩托车及体育运动装备等领域提供试验支持。
广汽风洞实验室,是广汽的,也是广东的,更是中国的。启用仪式上,广汽同时宣布,作为广东省中大科研装备,该风洞实验室同步对外开放,为国内制造业空气动力学试验提供赋能。
进一步提升用户体验
风洞实验始于航空航天实验测试,在空气动力学领域具有里程碑意义。随着汽车工业的发展,风洞实验也被广泛应用于汽车设计和研发中。尤其对于蓬勃发展的新能源汽车来说,风洞实验显得愈发重要。
空气动力学即为风阻系数。智电时代,风阻系数已经是新能源汽车的性能指标之一。风阻系数每降低0.01,续航里程就提升5-10公里。新车之间正在进行的“军备战”,就包含风阻系数。
气动声学测试能够优化车内外噪音,降低新能源汽车纯电模式下的高速噪音,提升驾乘人耳位置的声音品质,从而提升用户驾乘体验。
热力学试验包含空调性能试验和冷切热害试验。用户对空调性能不再局限于制冷效果、制冷效率和风速大小,还在于根据车内外环境的变化进行智能且快速地响应。满足新要求背后,是对空调性能进行反复、严苛的测试。
进一步提升用户体验,这是技术发展趋势。相比于“小打小闹”式的应用类创新,颠覆性创新才能在更大范围内满足更多用户的需求。而颠覆性创新长期稳定的涌现,需要高一个数量级的基础研究和基础创新做支撑,这又对基础研究保障能力提出更高要求。这也就可以解释,此次启用仪式,发布会现场吸引国内众多研发机构、高校、产业等领域代表出席,他们深悉风洞实验室之于制造业的重要性。
为基础研发提供更多保障
汽车风洞实验可以采用计算机模拟,但又不能全部依赖计算模拟。现实中风洞实验,能够发现计算机所不能发现的问题。计算机模拟之后,仍然需要线下验证。
汽车风洞实验室应用广泛、优点众多,但其建设和运营成本也极其高昂。目前国内只有同济大学、中国汽车工程研究院股份有限公司、中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司等部分高校、科研院所拥有气动声学整车风洞实验室,数量屈指可数,在车企尚属空白。大多数车企均依赖上述三家风洞实验室开展实验,存在预约困难、实验排期紧张等痛点。
普遍认为,广汽风洞实验室启用,在企业层面,进一步夯实广汽自主研发创新能力;在行业层面,进一步提升中国汽车的竞争力;在技术方面,是强化基础研究的能力,能鼓励更多创新探索,激发颠覆性成果。
在国内处于领先水平
在启用仪式上,广汽研究院院长吴坚介绍,该风洞实验室的关键性能指标,达到“国内领先,世界先进”的水平。比如,在实验过程中,为了精准测量汽车空气阻力、风的干扰力等数据,需要依靠测力天平系统,它就像一台具有极高精度的汽车“体重秤”,分辨率达到±0.05N,可轻松感知与一枚硬币重量相当的气动力变化,准确识别每一个细微造型变化带来的气动力影响。
“精度”越高,实验准确性就越好,实验产生数据的可信度也随之水涨船高。工程师能够快速验证设计方案,对汽车空气动力学、气动声学、热力学性能等进行快速迭代优化,不断降低风阻、风噪、能耗,不仅能更好满足消费者对整车舒适性、高续航和绿色低碳等多元极致体验的需求,也能进一步降低消费者的购车和用车成本。
值得一提的是,广汽研究院还同步启用数字孪生风洞、瞬态风环境模拟及智慧风洞等创新课题研究,后续还将开展更多课题研究,为车型研发提供更加有力的支撑。
其中,数字孪生风洞是基于广汽风洞实验室的物理结构尺寸及流场参数开发的数字孪生体,仿真结果与风洞实验结果高度一致,可用于风洞实验虚拟验证及性能开发优化工作。
点评:
基础研究和基础创新为什么难?主要原因在于投资大,耗时长,需要有“十年磨一剑”的韧性。许多时候,基础研究和基础创新不得不对“竞争性”“盈利性”为代表的商业模式说“不”,要遵循科学发展规律。在“浮躁之风”盛行的新能源汽车领域,不少汽车企业困于“追求短平快”的内卷之中。国内汽车基础研究和基础创新该向何处去?广汽风洞实验室是最新的答案。
文、图/广州日报新花城记者:周伟力视频/广州日报新花城记者:李斌、周伟力广州日报新花城编辑:麦晓颖