新能源技術(shù)發(fā)展背景下汽車造型設(shè)計發(fā)展研究

唐寅 曾勇 陶宇

南京工業(yè)大學(xué) 江蘇省南京市 211816

1 引言

能源緊張以及環(huán)境污染等問題促使人們對新興替代能源的研究探索，這種研究探索在汽車行業(yè)最具代表性，新能源汽車在動力技術(shù)飛速發(fā)展的推動下，發(fā)展迅速。我國汽車工業(yè)起步較晚，但在新能源技術(shù)領(lǐng)域取得了先機，但是在汽車造型設(shè)計研究領(lǐng)域仍較為薄弱。新能源汽車的發(fā)展不僅是技術(shù)的進步與堆疊，還應(yīng)當考慮到用戶的使用體驗及所需的服務(wù)關(guān)懷，以可持續(xù)發(fā)展為主旨，使汽車更好地為消費者服務(wù)，實現(xiàn)汽車領(lǐng)域的全面革新。新能源應(yīng)用背景下的汽車造型設(shè)計，應(yīng)當發(fā)揮新能源技術(shù)的獨特優(yōu)勢，展現(xiàn)其簡潔、流暢、面向未來的特質(zhì)，推動新能源汽車造型設(shè)計的全面升級。

2 現(xiàn)階段我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)概況

2.1 國家政策及現(xiàn)狀成效

我國一直鼓勵和支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國對新能源汽車的需求也在不斷增加。近幾年國家出臺了一系列政策扶持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，框定新能源汽車范圍，為消費者提供多項購車政策、消費補貼，為新能源技術(shù)研發(fā)企業(yè)提供更優(yōu)的營商環(huán)境，鼓勵更多企業(yè)單位投入新能源汽車產(chǎn)業(yè)中。這些政策所取得的成效也是極為顯著的，在電力驅(qū)動技術(shù)以及電池技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，國內(nèi)多座城市已普及電動公交車、電動出租車，政府部門、執(zhí)法部門的公務(wù)用車也逐漸由純電動汽車替代，新能源汽車在民用汽車消費領(lǐng)域中的占比逐年上升。當前我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)已形成良好基礎(chǔ)，新能源汽車發(fā)展進入全面市場化拓展期，這主要得益于三個方面——（1）我國有明確的發(fā)展方向和規(guī)劃政策體系。我國將新能源汽車作為汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向，出臺新能源汽車發(fā)展規(guī)劃，形成了完善的科技、產(chǎn)業(yè)、財稅等支持政策體系，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大提供了堅實保障；（2）我國有比較完備的產(chǎn)業(yè)支撐體系。我國擁有新能源汽車及關(guān)鍵零部件、生產(chǎn)設(shè)備、基礎(chǔ)材料等全產(chǎn)業(yè)配套能力，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、協(xié)作效率、配套成本等方面形成一定優(yōu)勢，為企業(yè)開展技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品研制提供了有效支撐；（3）我國有超大規(guī)模市場優(yōu)勢。我國是全球最大的汽車市場，也是最大的新能源汽車市場。當前我國汽車市場呈現(xiàn)消費升級態(tài)勢，年輕消費群體對新技術(shù)、新產(chǎn)品接受程度高，新能源汽車市場仍有較大增長潛力。有強力的政策扶持，有龐大的市場幫助檢驗應(yīng)用效果，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已然領(lǐng)先世界。

2.2 技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)融合

不同于在燃油汽車領(lǐng)域，在新能源汽車領(lǐng)域，我國企業(yè)異軍突起，搶占先機。以比亞迪為代表的企業(yè)從電池技術(shù)這一新能源汽車產(chǎn)業(yè)的根源性問題出發(fā)，為國內(nèi)蓬勃發(fā)展的新能源汽車產(chǎn)業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。動力電池技術(shù)是電動汽車產(chǎn)業(yè)的核心，盡管早在19 世紀人們就已經(jīng)制造出了電動汽車，并進行了一定的推廣應(yīng)用，但囿于動力電池技術(shù)的困境，未能實現(xiàn)長足的發(fā)展。

比亞迪作為當前最大的電動汽車制造企業(yè)，電池技術(shù)是其看家本領(lǐng)。早在2000年，比亞迪便開始研發(fā)鋰電池產(chǎn)品，以供應(yīng)當時的多家手機廠商，同時其電動車動力電池技術(shù)也逐步展開。2020 年，比亞迪成功實現(xiàn)了其自主研發(fā)的刀片電池的量產(chǎn)，這種刀片的前身為一度不被看好的磷酸鐵鋰電池，但在比亞迪工程師的不斷探索下，終于實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。這種刀片電池一經(jīng)面世，由于其三大亮點，便獲得了多家車企的青睞——（1）刀片電池取消模組設(shè)計，降低材料成本的同時提高了車輛空間利用率；（2）刀片電池采用電池包熱泵制冷制熱技術(shù)，實現(xiàn)了電池自動加熱功能的同時提升了電池散熱效率，優(yōu)化了電池在極端溫度條件下的工作表現(xiàn)；（3）相較于傳統(tǒng)的三元鋰電池，具有更佳的耐用性以及更優(yōu)的安全性。電池這一核心技術(shù)問題的解決，正是電動汽車產(chǎn)業(yè)開始走向成熟的標志。比亞迪作為國內(nèi)最早涉足新能源汽車領(lǐng)域的車企，成功完成了從傳統(tǒng)車企到新能源龍頭的轉(zhuǎn)變的同時，極大拓展了自身的產(chǎn)品范圍，扎實推進了技術(shù)進步，成為中國在國際新能源汽車市場中的標桿。

3 汽車造型設(shè)計概述

3.1 外觀設(shè)計

汽車外形是汽車總體設(shè)計的基礎(chǔ)，是汽車形象最直觀的展現(xiàn)。汽車的外觀不只是美學(xué)藝術(shù)的展現(xiàn)，更是加工技術(shù)、材料技術(shù)、空氣動力學(xué)等前沿技術(shù)的統(tǒng)合應(yīng)用。汽車外觀設(shè)計從草圖方案出發(fā)，并根據(jù)應(yīng)用需要在之后的多個環(huán)節(jié)中不斷修改完善，實現(xiàn)美學(xué)與工程學(xué)的有機結(jié)合，得出最優(yōu)秀的外觀造型設(shè)計。[2]

3.2 內(nèi)飾設(shè)計

消費者在選購汽車時對內(nèi)飾設(shè)計尤為看重。汽車內(nèi)飾設(shè)計涵蓋對方向盤、座椅、氛圍燈、中控臺等一系列車內(nèi)陳設(shè)的設(shè)計。內(nèi)飾設(shè)計首先需要實現(xiàn)設(shè)施的功能要求，還需要兼顧美學(xué)、人體工程學(xué)的要求，并根據(jù)汽車產(chǎn)品的整體定位，對汽車內(nèi)飾進行整體規(guī)劃。

3.3 色彩配飾設(shè)計

在汽車造型這一概念中，車身及內(nèi)部的配色、裝飾也是重要的組成部分，汽車作為實用藝術(shù)的重要載體，需要通過形體、色彩、裝飾等諸多要素彰顯其藝術(shù)表達。[5]通過對油漆、包裹材料、配件、圖案紋理等要素的綜合選擇配置，為汽車駕乘者營造更優(yōu)越的空間環(huán)境，帶來更好的駕乘體驗。

4 新能源技術(shù)對汽車造型設(shè)計影響因素

4.1 動力布置

當前新能源汽車以純電動汽車為主，此類車型多由小型化的電動機驅(qū)動，拋棄傳統(tǒng)的大體積燃油發(fā)動機組，使得車身布置更加靈活。在A 柱的位置選擇上相較燃油車型有了更大的選擇空間，車輛前懸部位可以進行更全面的包裹設(shè)計，通過對車燈、車首艙蓋與擋風(fēng)玻璃之間導(dǎo)流面的整體設(shè)計，獲得更加簡潔的整體造型與更加優(yōu)異的空氣動力學(xué)性能。去除了散熱格柵的需要使車首部的造型也獲得了更多的可能。由于動力電池組常布置與車輛底盤位置，新能源汽車底盤通常較低，故外觀造型設(shè)計上常強調(diào)速度表現(xiàn)，重視動態(tài)表達。電池組的下置也為車內(nèi)布置留下了更多的發(fā)揮空間。

4.2 驅(qū)動方式

純電動汽車常見的驅(qū)動方式分為兩大類——單/ 雙電機驅(qū)動及輪轂電機驅(qū)動。單/ 雙電機驅(qū)動可采用前置電機、后置電機、前后雙電機三種布局方式，此類驅(qū)動方式省去了傳統(tǒng)機械中的傳動軸、萬向節(jié)、離合器、變速箱等部件，對車輛前后圍的空間占用較少，在車箱中部獲得了更多可使用空間。在進行外觀造型設(shè)計時應(yīng)盡可能發(fā)揮其優(yōu)勢，保證美觀與空氣動力學(xué)性能的同時，拓展乘坐與儲物空間。純電動汽車技術(shù)改變在車體空間運用上的最顯著成果就體現(xiàn)車身引擎艙部分。燃油汽車由于其動力系統(tǒng)體積較大，車頭內(nèi)部空間被占據(jù)，純電動汽車則由于電機小型化的緣故，在車首部獲得了一定的空間剩余，可用于儲物及其他功能，大大拓展了車輛空間。若汽車采用輪轂電機結(jié)構(gòu)，由于傳動與控制系統(tǒng)所占空間較小，且電池組底盤布置方式不占用車內(nèi)空間，在車輛外觀造型設(shè)計上可進行更多嘗試，發(fā)揮輪轂電機結(jié)構(gòu)的高靈活度特點，突破傳統(tǒng)汽車構(gòu)型，展望汽車未來。[4]

5 我國新能源汽車造型設(shè)計研究現(xiàn)狀

發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，需要從以下幾個方面著手：（1）以驅(qū)動電機、動力電池為代表的核心技術(shù)——只有把握核心技術(shù)才能無懼國際競爭中的技術(shù)壁壘；（2）外觀造型設(shè)計——優(yōu)秀的外觀造型是汽車產(chǎn)品最直觀的形象展現(xiàn)，也是吸引消費者的重要因素；（3）推動消費升級、完善消費環(huán)境——為消費者呈現(xiàn)更完善的服務(wù)、更優(yōu)異的產(chǎn)品才能使消費者正真接納新能源汽車產(chǎn)品，促進性能源汽車產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

縱觀目前市場上主要的新能源汽車產(chǎn)品，其外觀造型設(shè)計依舊延續(xù)了傳統(tǒng)燃油車的設(shè)計。廠家普遍采用傳統(tǒng)汽車造型的原因是多方面的：從技術(shù)角度看，盡管電池技術(shù)得到了初步解決，底盤平鋪式的電池布置為車輛節(jié)省了大量空間，但輪轂電機技術(shù)仍存在多項問題，采用前/ 后置電機驅(qū)動仍是目前最成熟的驅(qū)動解決方案，傳統(tǒng)燃油汽車結(jié)構(gòu)布置依然符合電動機布置要求；從消費市場的角度看，消費者對新產(chǎn)品的接受需要經(jīng)歷一個過程，過于顛覆性的產(chǎn)品設(shè)計短時間內(nèi)很難獲得市場認可，且傳統(tǒng)汽車構(gòu)型能夠滿足目前大部分消費者需求；從國家政策角度看，現(xiàn)有政策標準是以傳統(tǒng)汽車構(gòu)型制定的，新能源汽車造型設(shè)計的進步需要國家政策的同步完善，政策與技術(shù)理念的共同進步才能實現(xiàn)新能源汽車造型設(shè)計的革命。

盡管尚未完全脫離燃油汽車造型設(shè)計的思路，但在技術(shù)問題實現(xiàn)突破的背景下，國內(nèi)各廠商在新能源汽車造型設(shè)計的研究上也紛紛做出了新的探索。自2012 年特斯拉發(fā)布了第一代Model S，以純電動為代表的新能源汽車正式進入民用汽車消費市場，其簡約、富有科技感的設(shè)計風(fēng)格似乎也成了新能源汽車造型語言的代表，并被后來國內(nèi)多家“新勢力”車企業(yè)所接受，并發(fā)展出了各具特色的家族式設(shè)計。與“新勢力”車企不同，傳統(tǒng)車企在新能源汽車的造型設(shè)計上采用了另一種思路，從燃油汽車轉(zhuǎn)型發(fā)展而來，其造型不免受家族式設(shè)計影響，在車身構(gòu)型、裝飾線條等選擇上趨向保守，但從往年的產(chǎn)品發(fā)展脈絡(luò)上可以發(fā)現(xiàn)，這類廠商的新能源汽車造型設(shè)計也在相簡約、面向未來的方向靠攏，展現(xiàn)新能源技術(shù)的科技感以及簡約流暢的風(fēng)格取向。

通過以上的研究分析可以看出，新能源汽車造型設(shè)計的未來，應(yīng)當立足于更加完善的驅(qū)動、電池技術(shù)，秉持智能應(yīng)用、可持續(xù)發(fā)展、簡約實用的造型設(shè)計風(fēng)格，以科學(xué)、理性的眼光對新能源技術(shù)的未來應(yīng)用做出探索，面向未來對車輛這一定義進行拓展延伸，以造型設(shè)計反推技術(shù)發(fā)展方向，實現(xiàn)我國新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展變革。

6 當前新能源汽車造型設(shè)計發(fā)展趨勢

當前新能源技術(shù)的應(yīng)用以純電動驅(qū)動技術(shù)為主，電動汽車技術(shù)誕生多年，在近十年出現(xiàn)高速發(fā)展，正是因為其與傳統(tǒng)內(nèi)燃機驅(qū)動技術(shù)相比，具有高效輕便、綠色節(jié)能、可持續(xù)應(yīng)用等優(yōu)勢。在新能源汽車的造型設(shè)計上，各汽車廠商也多著重展現(xiàn)了這些技術(shù)背后的思想技術(shù)內(nèi)涵。目前國內(nèi)新能源車型造型設(shè)計主要強調(diào)簡約、流暢、整體性等特點，通過簡約的塊面造型、布置有序的線條構(gòu)造汽車的外觀造型，一改傳統(tǒng)國產(chǎn)汽車線條凌亂、空間比例不協(xié)調(diào)的問題，新能源技術(shù)的普及為我國汽車行業(yè)造型設(shè)計帶來了一場革命性的改革。這種設(shè)計語言的變化在傳統(tǒng)車企的產(chǎn)品上尤為突出，以下選擇比亞迪公司王朝系列產(chǎn)品中的漢EV 車型進行分析。

比亞迪股份有限公司成立于1995 年，于2003 年成為全球第二大充電電池生產(chǎn)商，并于同年成立比亞迪汽車，是國內(nèi)最早的電動汽車研發(fā)企業(yè)之一，有深厚的技術(shù)積累，目前已經(jīng)成為我國新能源汽車最大的制造商，也是目前全世界唯一掌握三電技術(shù)的公司。[3]強大的三電技術(shù)水平是新能源技術(shù)領(lǐng)域競爭力的有效保證，也是我國新能源產(chǎn)品突入西方市場的強大助力。[1]比亞迪王朝系列始于2012 年，現(xiàn)包含“漢”“唐”“秦”“宋”“元”五大系列，“漢”系列為最新產(chǎn)品，其中最具設(shè)計變革性的車型便是漢EV。

根據(jù)比亞迪官方描述，漢EV 的前臉造型采用了“智慧柔韻美學(xué)”的設(shè)計理念，前進氣格柵上部的飾條由機蓋直延伸至兩側(cè)，與兩側(cè)的分體式大燈融為一體。新設(shè)計的前大燈采用時下主流的貫穿式設(shè)計手法，細長的日間行車燈帶使整體前臉更具辨識度。王朝系列的前代車型雖采用電力驅(qū)動，但在前臉設(shè)計上依然保留了寬大的進氣格柵，這種由燃油汽車延續(xù)下來的習(xí)慣性設(shè)計在漢EV 上終于出現(xiàn)了改變，外觀設(shè)計重拾功能性、實用性理念，由繁化簡，凸顯電動特質(zhì)。在車位方面，漢EV 采用了貫穿式燈帶及字母車標，擁抱潮流展現(xiàn)年輕化風(fēng)格的同時，從細節(jié)上提升企業(yè)形象定位。與“新勢力”造車企業(yè)趨于極簡化風(fēng)格的造型語言不同，漢EV 采用了大面積黑色和銀色飾板，與理想、小鵬等品牌一體化單色的外觀風(fēng)格存在較大差別。

從以上的分析可以看出，我國新能源汽車造型設(shè)計發(fā)展應(yīng)遵循以下原則：（1）秉持新能源可持續(xù)、高效便捷、智能化的特質(zhì)，脫離燃油汽車造型設(shè)計的習(xí)慣性思維；（2）拓寬視野，吸取優(yōu)秀設(shè)計的同時發(fā)展自身特色，避免同質(zhì)化設(shè)計；（3）依托技術(shù)優(yōu)勢，探索產(chǎn)品功能，拓展品牌外延。

7 結(jié)語

新能源技術(shù)發(fā)展帶來了新的機遇，為汽車產(chǎn)業(yè)指明了未來的發(fā)展方向。在新能源技術(shù)發(fā)展的背景下，汽車造型設(shè)計應(yīng)以先進技術(shù)為依托，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，貼近消費需求，從傳統(tǒng)造型理念中挖掘新的內(nèi)涵，融合創(chuàng)行，與時代共同進步。