汽车设计的下一个台阶:「擦掉」后视镜

· Apr 06, 2014

讨论正式话题之前,先讲一件事:Tesla Model X 的原型车在 2012 年展出时,其实是没有后视镜的,不知大家是否注意到这一点。然而量产版的 Model X 又加上了左、右两侧的后视镜。这违背了 Franz von Holzhausen(Tesla 首席设计师)最初的想法,但由于法规的限制,只能选择妥协。

不过,借着 强制安装倒车影像 这一机会,Tesla 正联合美国汽车制造商联盟(AAM),试图游说 NHTSA,以取消对后视镜的限制。一旦得到立法上的许可,这将意味着诞生于 1914 年的后视镜,将于 100 年后从汽车设计的草图中被擦掉。

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众所周知,汽车的后视镜主要有两部分组成,一是 A 柱两侧用来观察车辆左右状况的侧视镜(Wing Mirror),二是挡风玻璃中央的后视镜(Rear-view Mirror),用来观察正后方的状况。尤其是侧视镜,在 100 年的汽车发展历程中,拥有了很多丰富的功能,比如可以精确控制角度,甚至与变道警示灯集成在了一起,已经成为了汽车外观的一个重要元素。很多的概念车型都会在侧视镜上大下功夫,但至今为止侧(后)视镜依然采用的是光学反射原理。

但这个看似美观的附件,其实在今天看来已经有些多余了。因为随着车内屏幕数量的增加,以及车载影像系统的升级,「后视」这一任务完全可以交给摄像头来完成:图像更加清晰、视野更加宽广,并且不受雨水、沙尘等天气状况的影像;最重要的是,侧视镜的存在,在一定程度上增加了风阻系数(Cd),降低了燃油经济性。

粗略估计,侧视镜对风阻系数的影响在 3%至 6%之间。这样的效果对于燃油汽车来说可能不算什么,但对于纯电动汽车来说,就是一个影响续航里程的不可忽视的的参数。这就是为什么 Tesla 在带头游说取消后视镜限制,而 Model X 最初的设计也未保留后视镜的原因。

我们来看一个实际的例子。美国一位悉心研究侧视镜对风阻系数影响的车主,拿自己的车做了一个试验(单位不重要,在此不做换算)。车辆在时速为 55mph 时的理论油耗为 56.7mpg,Cd 为 0.34,风阻面积为 1.858㎡,温度为 25℃。在拿掉一个侧视镜后,Cd 降低 0.06,风阻面积缩小了 0.0375㎡,油耗水平提升至 58.41mpg,提升了 3%。(注:mpg 越高说明油耗越小)

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可见,侧视镜对于汽车的风阻系数、油耗水平的影响是不可忽视的。上述例子中,时速是 55mph,约为 88km/h。如果速度再高些,风阻系数还会更大,则侧视镜对油耗的影响也会更大。

有多大?CleanTechnica 的编辑曾以福特 F-150 为例计算过。去掉侧视镜,换成摄像头,然后做了一些微调(比如降低车身),使得该车的正面面积与风阻降低约 10%,油耗水平约提升 1mpg。2013 款 F-150 在 2012 年共销售了 645,316 台,按照 18mpg 的油耗以及每台车每年 1.2 万英里的行驶里程计算,粗略估计每年款车型可节省 2260 万加仑(约合 8555 万升)汽油。5 年内,福特能为 F-150 车主节省 3.3 亿加仑汽油,按照 4 美元/加仑计算,价值 10 亿美元。

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其实,取消侧(后)视镜也不是最近才提出来的想法。其实从 1990 年代就有无侧视镜的概念车问世了,如福特 Probe V、奔驰 Bionic Car 等但受制于法规的限制,这样的设计终究无法进入量产车中。最近,日产还推出了 Smart Rearview Mirror 技术,用摄像头取代了传统的镜面后视镜。

除了降低风阻,避免气候影响,拆掉侧视镜换成摄像头还很多其他优势。比如当做行车记录仪,可以记录车辆的左右两侧的交通状况。但实际运用中还需要驾驶员的适应,这也是政府没有允许厂商们这么做的原因之一。试想一下,当我们习惯了通过侧视镜和后视镜来判断车况时,如果突然摘除,或许很难适应新的查看方式。之前需要歪头往外侧看一下,现在可能需要查看仪表盘上的影像,想想就很别扭。

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