研究周报 | 都说电动汽车应该正向开发,那么究竟怎样才算正向开发?

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【特约研究员 冰封之城】汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段,大公司会采用频繁更换车型的手段来获取消费者的青睐,取胜于竞争对手。汽车造型设计是汽车开发中的第一环节,并在整个汽车设计过程中占有愈来愈重要的地位。

新产品开发是指从研究选择适应市场需要的产品开始到产品设计、工艺制造设计,直到投入正常生产的一系列决策过程。根据开发深度的不同,新产品开发也被分为四级,S1级开发最为简单,S4级涉及的开发内容最全。

汽车新产品开发深度的级别分类

类别

S1

S2

S3

S4

车身

主要是内外饰件/塑料件/玻璃的改变

主要是白车身部分改变,装饰件/塑料件改动

重新设计(包括造型/结构等)

全新设计(包括外观造型/内饰件和装饰件等)

底盘

增加某些功能

件,调整轮胎等

改变传动系统/行驶系统等

全新开发设计

动力

不变

少量调整

改变动力系统

全新开发设计

根据开发方式的不同,可将产品开发分为逆向开发和正向开发两种主要途径。逆向开发起始于原型车对标,源自于对原型车产品被动的模仿。正向开发则始于前期的产品策划,源自于主动地想开发一款什么样的产品。

逆向开发投入少、成本低、开发周期短,适合于初期发展阶段,解决产品有和无的问题。目前绝大部分的低速电动车企业采用的都是模仿道路,然后在逆向开发的平台车型基础上再进行S1级深度的系列产品开发。比如市场上最常见的各类奔奔车型,都是在奔奔平台车型基础上进行了前后保险杠、车灯、或者内饰改型的变异产品。

低速电动车造型设计

正向开发是低速电动车未来发展的必然趋势,且不可能仅依靠个人的力量进行,很大程度要依靠开发造型设计的科学组织程序及其标准化来实现。本期周报将对正向开发车型的造型流程,及相关环节的内容进行概述。

基于数据的产品造型正向开发流程图如下:

低速电动车正向开发流程

1. 市场分析与定位

新车开发首先要进行产品可行性分析和产品所针对目标市场的调研,主要任务如下:

(1)消费人群研究:包括这类人群的生活方式、爱好、价值观、消费观、人生观、车的用途等。

(2)竞品分析及定位:通过分析现有同类车,以及将来可能会形成竞争关系的其它企业的产品,找出设计方向和定位。

(3)产品定位:通过设计前期的调查,确定目标用户人群的使用和审美需求、以及功能定位。

(4)造型风格确定:产品设计负责人召集相关设计师讨论并确定产品的风格,形象与造型设计方向。

(5)拟定初步技术方案:通过计算选定车型的技术规格和预期性能参数等,并对技术工艺手段能否与企业的技术水平和工艺能力相适应进行分析。

(6)财务分析:分析成本控制等因素,预测产品能否为企业带来利润。

2. 总布置设计

总布置设计是造型设计的基础,总布置设计确定了车辆的主要尺寸和基本形状,为造型设计师的构思和发挥规定了设计硬点,以便形态创意设计时可以有的放矢。

总布置设计通过对整车设计的总体规划来确定车身、底盘、动力总成等系统之间的配置关系、重量、法规和整车的性能指标。目前的总布置设计大都采用数字化的三维设计。低速电动车企业可以在现有成熟的总体布置基础上进行适当的变动和局部改进,这样可以简化工作量,缩短开发周期。

低速电动车

3. 创意及草图设计

造型设计师根据总布置设计定出的尺寸和基本形状,融入自己对车型的理解和看法,勾画出汽车外形的具体形象。这个阶段,设计师可以抛去现实中的许多约束,展开思路,充分发挥自己的想象力进行创作,这有助于诞生新的想法和好的创意,有利于产品的创新性设计。

表达创意最直接和快速的手段是草图。此阶段设计师应该用发散性的思维开启自己的设计视野,从不同角度不同观点不同设计风格上寻找灵感。前期草图往往会有设计师的一些不确定的构思,缺乏推敲,比较随意和放松,需要进行筛选。

低速电动车

4. 效果图

创意阶段得到大致的设计方向后,从众多的设计草图中挑选出一些有发展潜力的方案进行效果图设计,包括各种造型细节、结构等。效果图用来指导油泥模型、数字模型和做方案展示,需要有精确的效果。这个时候不能完全天马行空,要综合考虑市场审美、价位成本、工艺路线等等因素。对于一种全新开发的车型,一般提供6-9款备选方案的效果图进行设计评审,从中选定2-3款方案进入下一步比例油泥模型的设计环节。

5. 初期数模

在效果图制作阶段完成后,需要一个三维模型作为依据来推敲和展示造型。数字设计师根据效果图,借助三维建模软件构建一个数字模型,这个数字模型通过底盘的数据,保证尺寸上的准确性。接下来利用CNC加工技术制作小比例油泥模型,然后设计师对铣出来的模型进行精细处理,从各个角度去审视,反复推敲每一条线和每一个面。最后在评审通过之后将油泥模型扫描成点云数据输入计算机,重新构建数字模型,形成初期数模。

低速电动车正向开发

6.油泥模型

通常按1: 4的比例制作3-4个小型外观油泥模型,然后基于模型从若干个造型方案中选择出一个合适的方案,以便作为技术设计的依据。选型讨论会主要讨论审美问题,但也涉及结构,工艺等方面的内容,故通常由项目负责人召集造型设计师,结构设计师以及负责工艺,配套,市场,销售的相关环节的人员参加会议。

低速电动车正向开发

基于小模型进行第一步选择之后,还必须再通过等比例模型对汽车造型进行优化选择。直到如今,等比例油泥模型仍然是汽车造型设计开发过程中不可缺少的一个环节,因为实物等大的模型来的更加直观更有说服力,而缩小比例图样和全尺寸图样的真实感是截然不同的。例如比例模型上某些圆角或曲线看上去很小巧雅致,放大5倍就可能显得笨拙臃肿。

过去采用传统的方法手工打造1:1油泥模型,现在有了初期数模,可以利用CNC数控加工技术,直接铣削出1:1油泥模型,对于附件及一些油泥比较难处理的部件(比如保险杠、尾翼等)则直接采用快速成形技术加工出来,安装在油泥模型上,这样大大节省了时间和人力的投入。在评审通过后,通过三维扫描将实体模型转换为点云输入到计算机,进入下一阶段进行曲面光顺处理。

低速电动车正向开发

7. 色彩设计与部件造型细节设计

汽车外观基本由2-3种颜色搭配,其中大面积颜色是车身表面的喷漆涂色,小面积的黑灰色用于进气格栅以及分色设计的保险杠和防擦条,选择镀铬的亮银色进行局部点缀,如门拉手、后视镜、装饰条等。而在汽车内部造型设计中仪表台、中控台、座椅、车门内饰板、顶板等都需要进行色彩和材质的设计搭配,从而营造舒适温馨或者运动速度等室内氛围,汽车色彩和材质的设计要与汽车整体形态设计风格相呼应,最大限度地满足消费者个性,审美情趣等精神层面的需求。

低速电动车正向开发

8. A级曲面制作

接下来的过程中需要将油泥模型扫描后的云点数据输入计算机,通常的做法是根据油泥模型建立A级数学表面。一般来说,A级曲面必须满足相邻曲面间的间隙在 0.005mm 以下(有些甚至要求0.001mm),切率改变 ( tangency Change ) 在0.16度以下,曲率改变 (curvature change) 在0.005 度以下,符合这样的标准才能确保钣金件的环境反射下的质量。

低速电动车正向开发

完成了以上8个步骤之后,一辆新车的造型设计方案进入企业决策最终审批环节,通过后设计方案予以冻结。汽车造型方案审定冻结后,就可以着手进行汽车结构的设计了。

编者按:为凝聚新能源汽车行业的研究力量,发挥协作效应,第一电动网建立特约研究员机制,邀请行业知名专家、大牛作者作为特约研究员,集中多方智慧,深入探索新能源汽车政策、资本、技术、市场等领域,并定期推出【研究周报】,解析行业热点问题。

作者:冰封之城

来源:第一电动网

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