本文来源于TechRadar，由车云编译。

电脑能模拟少了一个车门的汽车在飓风中行驶吗？估计没问题。

电脑建模能够大幅缩短测试时间，让工程师更轻松地进行创新和完善，因此，在汽车设计中的作用日趋重要。

事实上，梅赛德斯-奔驰就曾在全新CLA车型上利用电脑建模测试更好的空气动力学解决方案，克莱斯勒正在借助最先进的模型来设计更好的工厂，而福特正在分析其C-MAX Energi车型的油耗。

看来，汽车制造业已经用上了电脑建模。让我们来一探究竟。

克莱斯勒：构建更好的动力总成厂

我们正在进入一个物联网时代，各种设备都将接入互联网，也会有越来越多的数据帮助汽车厂商们更高效地制造汽车。电脑用于跟踪库存，这已经不是什么新鲜事，克莱斯勒开发了一个新模型，能够跟踪特定零件在工厂内的位置，甚至工人安装该零件所需要做的动作。

克莱斯勒负责动力总成生产的副总裁布莱恩•哈洛(Brian Harlow)称，克莱斯勒目前采用了“世界一流的制造技术”。利用三维模型模拟动力总成和发动机装配的安全性、安装和风险分析。“我们希望员工能用最少的时间就把零件安装到位。”哈洛说。

举个跟变速器总成有关的例子，例如，装配变速器时可能需要一种长15英寸、直径8英寸的圆柱壳体零件，克莱斯勒创建了一些电脑模型，显示该零件在工厂中的精确位置，以及能够优化安装的动作。工人们能够看到零件精确的安装说明、位置和动作。

哈洛说，这只是个开始。未来克莱斯勒可能会创建更强大的模型，显示如何获取零件并运送到工厂，甚至建模预测安装后的情况，以及如何优化零件以延长其使用寿命——包括部件所用的材料。

有趣的是，这个针对工厂装配建模的“世界一流的制造技术”是为人工安装工作设计的，而不是为机器人。

“人有智慧优势，而机器人没有。机器人只会按照你编的程序工作，人却可以防止昂贵零件被损坏，并就安装工作涉及的安全和人机工程问题给出反馈意见。”哈洛说。

梅赛德斯-奔驰：测试CLA车型的空气动力学性能

这款梅赛德斯-奔驰2014款紧凑型四门汽车是在真空中设计的——呃，从某种意义上说是的。设计师们转而使用虚拟空气动力测试（说白了，就是电脑化的风洞）以确保汽车能够达到造型和能效目标。

梅赛德斯-奔驰CLA空气动力团队负责人帕特里克•霍弗(Patrick Höfer)说：“通过CFD（计算流体动力分析）数据，我们能够更好地理解汽车周围——尤其是穿过汽车——的气流，例如：冷却气流、车轮拱罩外壳和汽车底部的气流。”

霍弗称，梅赛德斯制作了一种“流动可视化图像”，用以揭示空气动力方面存在的问题。借助这种图像，可以看到车上的每一条流线，以及提高相应效率所需的各种物理数据，例如：压力分布和尾流结构等。

他们分析的区域之一就是汽车前轮周围的气流。“结果显而易见，前轮扰流板和锯齿状车轮拱罩衬垫，”他说。“经过优化，从整个前轮罩腔体下通过的气流，能够更好地向下扩散。前轮扰流板的作用就像汽车天窗的导流板，而锯齿则会产生纵向漩涡，有助于稳定腔体上下方的剪切流（倾斜产生的力量）。”

霍弗说，与使用传统风洞相比，设计师能够获得海量数据。在电脑上清除变量后，再用实体原型验证虚拟测试，工作效率大大提高。

“在风洞中，我们仅能通过烟雾和毛簇测试观察到一些不连贯的气流，”他说。“通过大量使用CFD数据，我们能够分析并优化每条流线，还能帮助我们更高效地进行风洞测试。”

从而，设计师们能够将阻力系数与里程数直接关联。例如，在CLA 180 Blue Efficiency车型上，梅赛德斯就知道降低40个计数值 (风阻系数降低0.040) 意味着每加仑汽油能让车多跑0.4英里。

福特：为C-MAX Energi车型的燃油效率建模

近几年，利用电脑建模确定油耗的做法正逐步兴起。过去可能有各种模型，燃烧系统模型、变速器模型、电池模型和相关组件的模型，然后，可能还有另一个模型用于分析气候控制设置和空气动力。每个模型都独立工作——例如：发动机模型就是为了尽量提高燃烧效率。

计算能力的发展，提高了精确度。虽然还没有利用单个模型来预测总体效果，但各模型都关联了起来，如今已经能够用于评定油耗。

福特动力总成电气化总工程师马赞•哈姆德(Mazen Hammoud) 博士称，福特尝试针对习惯不同速度的一般用户进行预测。该模型通过一个收集插电式混合动力车用户的充电习惯——充电频率和使用时长。有的用户每天仅在充电站充电，有的用户仅在每晚充电，福特分别为这两种用户进行建模和比较。

“在整车层面建模——发动机舱温度和空气动力——需要在模型中假设各种行驶条件中各种系统间的互动。例如：时速60英里时的空气阻力与时速80英里时是不同的。”他说。

另一个可变因素，与汽车的热机过程有关。这是模型最复杂的部分：有的用户可能一天跑好几个短途，而有的用户发动一次汽车，开车去上班，然后晚上再开车回家。热机过程涉及活动部件的润滑、变速器、发动机和空调系统等。除了驱动汽车的直接动力外，所有这些部件都需要能量。

“所有这些能量都来自燃油或电力，”他说。“甚至包括加热座椅或调节座椅。我们尝试着重新生成能量，但总体而言，所有能量都来自这两个来源。每使用一点能量，续航里程数都会减少一点。”

福特C-MAX Energi在高速公路上的额定油耗是41英里/加仑，但在使用油电混合动力时可以达到100英里/加仑。满电的发动机时速高达85英里，纯电力模式下可以跑21英里。当然用户可以选择“保持模式（Hold）”来保存电量，等需要时再启用——例如，当你在市区低速行驶时，就可以充分利用电动优势。

“我们的大部分数据都来自实验室，”他说。“实验室营造了最理想的环境，风、汽车热机等干扰因素没有被纳入模型中。随着我们对插电式混合动力及其使用方法的深入理解，我们正在开发更多的模型，但目前还没有完成。我们将把这些成果与实际驾驶和实验数据相关联，因为只有关联起来，才能派上用场。”

最终模型将监测汽车内的所有数值——从加热座椅，到变速器温度——并生成数据。目前，基于用以验证实验成果的真实测试，用该数据预测平均值。