概念电动车的造型设计①

吉 明，李彦龙

(上海同济大学汽车学院，上海 201804)

0 引言

汽车作为一种商品，首先向人们展示的就是它的造型，电动汽车的造型是否受到消费者的喜欢直接关系到其未来的命运.汽车的造型设计，是根据汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身造型，结合电动车的技术特点，在造型上有巨大的空间突破传统车的造型.汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和.它不仅仅是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法、科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点，电动车作为新时代的产物，在工艺材料上有有别于传统车.汽车造型的目的是以美去吸引和打动观者，使其产生拥有这种车的欲望.汽车造型设计虽然是车身设计的最初步骤，是整车设计最初阶段的一项综合构思，但却是决定产品命运的关键.汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一，对于电动车同样也是如此［1］.

1 概念电动车的造型设计

1.1 车身定义

根据任要求定义电动的基本参数为:

(1)长×宽×高:3700×1700×1500 mm

(2)轴距:2600 mm

(3)尺寸变化范围:宽 ±50mm，长、高 ±100mm

(4)成员数:2－4人

(5)车轮数量:4

(6)车门数量:4

(7)采用接近两厢式车身的设计格局采用分布式驱动

1.2 创新因素

创新是为了增强电动车的市场竞争力，促进电动车的发展.创新因素主要表现在三个方面:理念的创新、形体的创新以及技术与功能的创新.

1.3 草图阶段

针对上面整理归纳的设计创新因素，接下来就着手与草图阶段，在此阶段仍需要不断的进行探索、整理、总结，继续探索不断得循环，直到满意的创意出现为止.

1.3.1 初期探索

造型发展的初期，发展尽可能多的草图，收集创意.

图1带有分布式驱动的特征元素，但整体造型趋近于传统车造型，车头处突出了充电接口以强调电动车的特点.

图1 基于传统两厢式轿车的风格

图2内藏式A柱B柱，使得车身的上半部分挡风玻璃与侧窗显得一体化.结构更接近Smart式的两座车.

图2 内藏式A柱B柱的两厢车风格

图3完全脱离现实的，集中强调分布式驱动特性的概念设计，但其中仍然可以看到Pivo的影子.

图3 超未来感的概念设计

1.3.2 概念整理

由于初期的草图方案绘制了相当多，每到一个阶段就需要适时得进行整理，下面是经过整理的示意图.主题一的设定比较接近目前的两厢式传统车，前脸部分带有分布式驱动的特征以此强调起电动车的特点.

主题二的设定主要通过车挡风侧窗一体化的造型特点来强调其未来感，其余部分也同样接近于传统的微型车或紧凑型车.

主题三的设定完全无视传统车的结构，重点追求造型上的突破，车身造型接近于鱼雷型，下部由四个独立的球式车轮支持.

1.3.3 创意总结

对自己的设计概念整理完后需要向指导老师寻求指导，总结这一阶段的工作成果，以进行下一步深入探索.

首先要对三大主题进行定位:

主题一过于传统，并不能很好的突显出电动车这一作为新时代的汽车产品所应拥有的未来感.

主题三科幻气息过于浓重，并且完全舍弃汽车的基本结构，对于汽车的安全性等方面都是个未知的挑战，就目前而言其量产化的肯能也是微乎其微.

主题二则取以上二者之间的过渡形态，前卫又不失传统，保守却又有突破创新.起造型基本符合目前传统车的框架，在细节处又做创新，对于目前的电动车也是十分适合的.

所以总结过后下一步的设计方向应该是在主题二这方面逐步进行深化.

图4 主题定位

图5 深化设计一

1.3.4 继续深化

在确定的主题二的发展方向后，接下去就继续做深化探讨，在这一阶段需要逐步开始考虑车身细节的处理，车灯的大致描绘，以及装饰上的设计.

图5在窗沿上继承了之前主题二车窗上的线条风格，没有设计车门，而是靠掀起整个车窗驾驶员直接跳入汽车，这种进车方式与其动感的造型风格想呼应.

图6又是在前两个方案的思路上取了个折中的办法，保持深化一的动感要素，同时也带有深化二的未来感.

图6 深化设计二

最终确定了方案是以本田飞度的车型为蓝本进行局部的造型设计.

图7 最终方案

图8 建立Y0曲线

1.4 效果图的制作

最终方案确定好之后，就是使用软件开始绘制效果图，绘制效果图的目的是为了在建数模与实物模型之前再一次对设计的合理性进行审核，并且在这一阶段还能对之前忽略的汽车装饰以及一些细节上进行描绘.

2 电动概念车建模实例

2.1 建立Y0曲线

根据电动概念车的侧视图，建立Y0曲线.在建立曲线的过程中要按不同的部件分多根曲线建立，有些复杂的部分可以先进行不必要的省略.建立线框模型不需要对曲线有过高的连续性要求，可以采用多Span的曲线，只要满足形体的要求即可.等线框模型建立完毕后，可以根据建立曲面的要求来对线框模型的曲线进行优化或者重建［2］.

2.2 创建车侧部、头部及尾部曲线

车侧部、头部、尾部曲线的建立及调节与普通的搭建曲线的方法相同，但是由于没有完整的三视图，所以对于车身宽度的把握上需要进行反复调整，调节曲线过程中也会带来一定的麻烦，这时可以根据效果图，或者通过对截面线的研究逐步确定方案.

图9 侧部、头部、尾部曲线

建立侧部、头部、尾部曲线时，可以建立一些辅助曲线来将相对独立的曲线联系起来，这样比较容易形成整体的概念，也便于后期调节曲线及曲面的建立.

2.3 细节部分的曲线创建

细节部分主要包括一些车身的外饰件、车轮的曲线.对于外饰件的曲线不需要强调很高的空间正确性，因为这部分曲面主要是在后期靠对主要曲面的剪裁来实现的.而对车轮部分的曲线要保证轴距要求，并且不能与已建的曲线模型发生干涉.

图10 线框图

2.4 整体调节

因为汽车造型大多数是对称的，所以在建模的时候只需要建立一半的模型即可.而所谓的Y0曲线就是整个汽车造型的中截面线，它决定了汽车在XZ平面上的最大投影面积.有了准确的Y0曲线后就可以开始逐步建立车身上的曲面.

2.4.1 主要大面的构建

车身的主要大面包括车顶、前后风窗、车身侧面、前、后盖、前后保险杠等等.在构建这些曲面时，最考验建模能力的就是如何分面.

图11 对称面的构建

面构建完后都要检查斑马线来检验面与面之间衔接是否光顺，或者靠检查高光线也能更直观得看出曲面的平滑程度.

图12 检查斑马线与高光线

建立其他面之后同样需要通过斑马线与高光线来检验面的质量，并完全车身的主体大面的构建.

图13 大面的构建

2.4.2 轮拱处的曲面处理

整个车身建模的最大难点就在于轮拱出的曲面衔接处理，同时也是车身基础曲面建立中最最耗时的一个阶段.

图14 前后轮包的处理

2.4.3 细节处的处理

车身上仍有许多小细节的曲面需要处理，如:雨刷槽、窗沿、车灯、车轮和装饰等等.这些面基本都不需要考虑其连续性，只需后期倒角过程中将其与车身的连接做光滑即可，如下图.

图15 整车展示

2.5 硬件渲染

Alias的渲染功能虽然不是十分强大，但是靠内置的硬件渲染依旧能够给人一个完整直观的展示.下面是渲染后的效果展示:

图16 渲染图1

图17 渲染图2

3 总结

本次设计所做的概念电动车造型设计，由于其电动车的特点在造型上相对于传统车有一定量的创新，而这些创新无论对汽车的整体感还是气动阻力都有一定的影响.但是由于车身各项法规制约的存在使得车身的创新无法有更大的突破，车身整体上很大程度仍然需要借鉴传统车的造型设计，比如车门的位置、腰线的高度以及ABC柱的分布.而也正是由于这点使得在分布式驱动上寻找创新点变得十分困难，因为这会影响到引擎盖的设计以及者车门打开时的问题.所以最终设计方案整体造型比较类似于现在的传统车［10］.

［1］魏强，韩懋豪，刘晶波，等.Autodesk AliasStudio汽车设计实战手册［M］.北京:中共建筑工业出版社，2009:326.

［2］欧阳波.Alias产品设计使用教程［M］.北京:中国水利水电出版社，2010:263.

［3］傅立敏.汽车空气动力学［M］.北京:机械工业出版社，2006:151.

［4］Geoff Wardle.H －Point:The Fundamentals of Car Design＆Packaging［M］.Design Studio Press，2009:224.

［5］贾可.中国汽车调查［M］.上海:上海交通大学出版社，2005:338.

［6］李卓森.现代汽车造型［M］.北京:人民交通出版社，2005:141.

［7］杜子学.汽车造型［M］.北京:人民交通出版社，2005:166.

［8］苏建宁，江平宇，朱斌，等.感性工学及其在产品设计中的应用研究［J］.西安:西安交通大学学报，2004.

［9］李彦龙.汽车造型设计还需要什么［J］.造型天地，2004，38(1):7 －10，113.

［10］李彦龙.概念车与自主开发［C］.第十五届全国汽车车身技术研讨会论文集，2006:102－107.