汽车行业需要独立第三方汽车风洞测试平台吗?

来源:盖世汽车网 | 2019-06-30 10:00:37
在中国汽研汽车环境风洞内,一年12个月都可以真实模拟各种温湿度、阳光、雨雪等气候条件,配合底盘测功机(转鼓)模拟的各种道路工况,可进行环境风洞中特有的降雨试验、降雪试验、高低温冲击等气候试验。中国汽研汽车环境风洞投用后,车企不再需要长期奔波于室外各地,大大降低了车型开发成本,提高了车型开发效率,以适应汽车市场日趋白热化的竞争。

www.3380.com www.dinocehic.com 6月28日,由中国通用技术集团中国汽车工程研究院股份有限公司(以下简称“中国汽研”)投资5.5亿元建设的汽车风洞(汽车环境风洞、汽车空气动力学-声学风洞)在重庆两江新区正式亮相并启动试运行。

值得一提的是,不同于车企自身建设的风洞试验室,中国汽研汽车风洞作为汽车行业独立第三方风洞测试和技术研发服务平台,将为国内外车企的研发提供技术工程支撑,也将为众多“中国制造”以及我国新能源汽车的自主研发提供重要基础服务。

汽车风洞

据了解,目前长安汽车、泛亚汽车、东南汽车、江铃汽车、江淮汽车等10家车企已为此成立“风洞联盟”,将未来的诸多研发项目落地至此。另据中国汽研方面透露,除此之外,还有诸多车企有合作的意向。由此可见,在中国汽车行业,第三方风洞测试和技术研发服务平台确实不乏需求。 

而第三方风洞测试平台为何被需要?首先还要从汽车风洞的重要作用说起。

如今,人们对车辆的外观、动力性能、舒适性能和安全性能愈加关注,而汽车空气动力学则是决定汽车造型设计、风噪性能、燃油经济性、高速行驶稳定性的关键指标。因此,在新款汽车研发中,要减小风对汽车行驶稳定性带来的影响,或是要控制风以实现汽车的减阻降噪和节能减排等等,就需要汽车空气动力学方面的试验。而汽车风洞就是用来研究汽车空气动力学的一种大型试验设施。 

据了解,风洞主要由洞体、驱动系统和测量控制系统三部分组成。目前汽车风洞试验用途主要分为两类,首先是汽车空气动力学-声学风洞,可以为汽车开发团队提供车辆在行驶过程中车辆风阻、稳定性数据,车内外噪声指标等直观数据分析技术;而汽车环境风洞,则可以模拟车辆在炎热、寒冷、雨雪等不同工况下动力部分的表现。

“打个普通的比喻,气动-声学风洞就是让车辆站上‘跑步机’,研究人员通过风洞试验,获得包括风阻系数、风噪性能、行驶稳定性、侧风响应、车内外噪声等数据。”中国汽研风洞工程负责人介绍,尤其是要采集风噪数据,对风洞的背景噪声要求非常高,要求洞内“绝对安静”。

除了风阻系数、风噪性能等“疑难杂症”,汽车还要应对日晒雨淋、风霜雨雪等气候条件日复一日的考验。如果电动汽车在大太阳底下长时间行驶,它的动力电池会在多长时间冷却?气温骤降,汽车又该怎样除霜除雾?这些一年四季出现的气候状况,也都可以在汽车环境风洞中得到精确模拟,以此检验车辆的“抗压能力”。

汽车风洞

“汽车环境风洞就是一个浓缩的四季,可模拟各种实际气候环境,如降雨、降雪、高温、低温、日照、结冰等,可用于汽车整车发动机热管理、空调系统、汽车水管理等汽车热力学开发任务。整车及零部件都可以在这里得到检验,过去这类试验只能选择在吐鲁番、漠河等满足特殊气候环境要求的地域进行,相当耗费时间成本和经济成本,而通过风洞,此类试验不仅将大大节约研发时间和经济成本,数据也更加准确。”中国汽研风洞工程相关负责人介绍。

总而言之,对于国内外车企而言,汽车空气动力学—声学风洞、整车环境风洞的测试,可以节省新车型研发的时间、提高企业研发效率。  

那么,既然汽车风洞有如此作用,国内车企们何不自己来做?

按理说,最理想的状态应该是每家车企都有自己成熟的风洞试验平台,然而这并非易事,尤其对于中国车企来说。

由于我国汽车工业起步较晚,在2009年以前,中国尚没有严格意义上的汽车整车风洞,只能依靠航空风洞改造进行汽车空气动力学试验,这大大制约了中国汽车工业的发展,尤其制约了自主造型设计能力的提升。

继2009年同济大学空气动力学-声学风洞和环境风洞落成,近年来泛亚、上汽、长城等车企陆续建设了环境风洞后,中国汽车风洞试验条件得到了极大改善,但距离欧美日等发达国家尚有很大距离,也依然受实验室资源紧张、海外资源依托度高、试验周期长等因素的制约。 

中国汽研汽车风洞中心首席专家朱习加在接受采访时指出,跟国外比,中国在汽车空气动力学方面起步确实晚了差不多一二十年。国外重要的主机厂,甚至可以说每个主机厂都有自己的空气动力学-声学风洞,而且很多还有空气动力学模型风洞,比例不是1:1,而是比1:1小一点,可能50%,3/8这样的,除了空气动力学风洞,至少还有两三个以上的环境风洞。而中国目前的现状是,同济大学有一个空气动力学声学风洞,有一个环境风洞,再加上中国几个大的合资厂也有自己的环境风洞,这跟国外的水平比起来差别非常大。

汽车风洞

她表示:“要赶上这个差距,而且是要真正做到为主机厂服务,最好的就是像中国汽研这样,建这样一个风洞中心,具有测试空气动力学声学参数的条件,也可以做环境风洞,我相信今后还会有其他车企接上来。”  

泛亚汽车执行副总经理刘启明也表示:“中国汽研汽车风洞将会为没有空气动力学风洞的厂家带来帮助,为我们这种只有小比例模型风洞的厂家也带来帮助。同时我认为通过这样的大批量的被使用以后,可以积累大量的经验,可能给所有的企业都会带来很大的帮助。” 

汽车风洞

当然,朱习加也指出,中国汽研汽车风洞会对车企有一定帮助,但是还是不能满足市场需求,要满足市场需求还需要大家共同努力,尽量在这方面有大的投入,培养成熟的团队,在自主产品研发中加上空气动力学正向开发。目前汽车行业在空气动力学的正向开发方面做得非常不够,也没有这个硬件条件,所以现还在追赶。

也就是说,在短期内国内汽车风洞应用赶上国外还有一定困难,但是中国在赶。

一方面,中国汽研中西部汽车风洞,填补了我国中西部汽车空气动力学风洞试验的空白,将为我国汽车空气动力学发展、汽车制造工业产生极大的支撑与引领作用。

另一方面,中国汽研汽车风洞达到了国际领先水平,按照其官方说法,这是能制造“风霜雨雪”的风洞、室内修了马路的风洞、世界上最安静的风洞、精确测量的风洞、能“人造巨风”的风洞。

具体来看,中国汽研气动-声学风洞安装有直径9m的风机,最大风速可达250km/h,作为动力源,风机系统堪称气动-声学风洞的幕后英雄。中国汽研两座汽车风洞采用了两台世界一流水平的轴流式风机系统,具备超高的控制精度和效率,可精确模拟汽车在外部道路上的行驶环境。

汽车风洞

精确测量汽车空气阻力、帮助车企控制油耗,还需依靠气动-声学风洞内的一台精度极高的“测力天平”。为了保证测量的高精度,中国汽研气动-声学风洞采用了美国MTS公司高精度五带天平/转台/移动带系统,其主要特点包括:天平转台上集成了1条中间带和4个车轮驱动单元小带,可以调整车辆离地高度,可满足轿车、SUV、MPV、轻卡测试需求。该天平测量精度超高,甚至可以分辨出一颗鸡蛋的重量,将为车企提供准确的风洞试验数据支撑。 

汽车风洞

中国汽研气动-声学风洞在设计上就从噪声源和噪声传播途径两个方面对风洞背景噪声进行了控制,最终实现了140km/h的风速时风洞背景噪声仅为58 dB(A),完全满足汽车气动噪声测量的环境要求,成为世界上最安静的汽车风洞之一。同时,中国汽研气动-声学风洞还配备了麦克风阵列、人工头等声学测量设备,将进一步助力中国汽车气动噪声控制技术发展。 

中国汽研气动-声学风洞安装有国内首台汽车风洞专用的移动测量系统,该系统可以实现测量仪器的精确定位,能够到达三维空间中指定的任何位置,其位置控制精度在三个坐标方向上的分辨率达到0.01mm,绝对精度≤±0.2mm,连续精度≤±0.1mm。移动测量系统能够实现对汽车周围流场和声学信息的精确测量,将对我国汽车气动特性测量技术提升发挥重要的作用。 

汽车风洞

在中国汽研汽车环境风洞内,一年12个月都可以真实模拟各种温湿度、阳光、雨雪等气候条件,配合底盘测功机(转鼓)模拟的各种道路工况,可进行环境风洞中特有的降雨试验、降雪试验、高低温冲击等气候试验。中国汽研汽车环境风洞投用后,车企不再需要长期奔波于室外各地,大大降低了车型开发成本,提高了车型开发效率,以适应汽车市场日趋白热化的竞争。

另外,中国汽研汽车风洞中心建立了1200核高性能仿真计算平台,具备完整的汽车CFD仿真分析能力,可提供包括汽车空气动力学、气动噪声、发动机冷却、空调性能、零部件热?;?、乘员舒适性、除霜除雾、燃油加注、整车涉水、齿轮润滑、发动机散热系统匹配等汽车空气动力学、声学和热力学领域的CFD仿真分析和优化技术服务,为生产出一辆好车保驾护航。

此外,中国汽研汽车风洞中心还构建了虚拟风洞和汽车空气动力学数据库两个服务平台,可为国内外企业提供虚拟风洞仿真分析,CFD分析与风洞试验对标,汽车关键气动以及声学特性的查询、分析和对标等技术服务。

由此可见,中国已经拥有了高水平的汽车风洞。当然,这还不够。正如朱习加所言,要满足市场需求还需要业界共同努力。中国汽研如今已迈出了重要的一步,接下来谁会接力呢?我们拭目以待!

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