甘新旭 蘇暢 張智強 張婉玉

（吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室，長春 130022）

主題詞：新能源汽車 造型特征 創(chuàng)新性造型

1 前言

新能源汽車作為一種節(jié)能環(huán)保的出行方式，獲得各國政府和民眾的廣泛歡迎[1]。基于中國大力發(fā)展新能源汽車的政策引導，新能源汽車市場呈現(xiàn)百花齊放的局面，造型新穎的新能源汽車層出不窮。

同時，在智能化、網(wǎng)聯(lián)化和電動化和共享化的行業(yè)顛覆性趨勢下，新能源汽車驅(qū)動方式和能源配置的優(yōu)勢逐漸獲得社會認可，這也為內(nèi)外飾造型設(shè)計提供了更多發(fā)揮空間。新能源汽車有著區(qū)別于傳統(tǒng)燃油車的總體布置、設(shè)計理念及用戶需求，有必要針對新能源汽車的創(chuàng)新性造型的表現(xiàn)形式及主要影響因素進行深度解析。

2 汽車外形設(shè)計的“變”與“新”

新能源汽車架構(gòu)相對簡單的優(yōu)勢促進了新品牌誕生，通過建立新品牌來重建用戶需求、產(chǎn)品規(guī)劃的邏輯，增加了在市場上與傳統(tǒng)品牌成功競爭的可能性。新能源汽車從2022年2月份開始，已實現(xiàn)連續(xù)6個月的零售滲透率高于20%[2]。新能源汽車通過自身的技術(shù)優(yōu)勢和超強的附加值承載力，在滿足消費者需求的領(lǐng)域展現(xiàn)了獨特競爭力。更靜謐的座艙環(huán)境、同等外觀尺寸下的更大空間、更經(jīng)濟的出行成本和智能便捷的車機體驗，新能源汽車將新穎的造型特征及功能體驗輸送給目標群體。

國內(nèi)學者已分析總結(jié)出一些新能源汽車造型設(shè)計的特點與規(guī)律：王波等從整體比例、特征線與曲面處理、細節(jié)和色彩材質(zhì)三個角度進行分析，得出電動汽車的典型造型特征[3]。江海龍等闡述了現(xiàn)階段新能源汽車外觀在進氣口、輪轂、燈光系統(tǒng)和車身造型布局4個方面的設(shè)計特征，并從科技、審美和工藝角度預測了未來趨勢[4]。李勇等分析了提升出行體驗、人工智能發(fā)展和智慧出行系統(tǒng)對汽車設(shè)計的影響，列舉了純電動汽車在外觀整體造型傾向、格柵、車燈、輪轂和參數(shù)化設(shè)計的變化，并強調(diào)了情感化設(shè)計和改變空間布局這兩個設(shè)計傾向[5]。因此，新能源汽車外觀造型中顯而易見的“變”與“新”可歸納為：

（1）比例姿態(tài)上，突出四輪四角和更大的車輪直徑特征。

（2）A柱與C柱的傾角更大，同時A柱前移，整車更接近于“完整的單廂體”特征，不斷突破常規(guī)的車型分類。

（3）特征線與型面處理上，造型更為簡潔，通過“曲面扭曲或沖突”來塑造造型特征，達到張弛有度。

（4）細節(jié)設(shè)計與整體形態(tài)處理相協(xié)調(diào)，造型更為簡潔概括，增強了幾何式元素與矩陣式燈具的運用。

新能源汽車也逐漸形成了更深層、獨特的設(shè)計特征。早期的新能源汽車多采用簡單封閉的汽車前臉（以占據(jù)視覺中心的上進氣格柵為主），在特斯拉Model S的影響下，無臉化造型成為設(shè)計主流。但是，隨著高能量密度動力電池和高功率電機的散熱需求增加，更加開闊的下進氣格柵應運而生，結(jié)合新能源汽車普遍更寬的車體，造就了新穎獨特的前臉設(shè)計特征，圖1展示了新能源汽車前臉設(shè)計進化的3個主要階段。

傳統(tǒng)風格的新設(shè)計是現(xiàn)今多數(shù)新能源汽車的造型選擇。線條變化強調(diào)了車身的比例姿態(tài)，并塑造了總體造型風格，繼而可以借此判斷車型對于設(shè)計趨勢的理解、品牌基因的詮釋與表達[6-7]。新能源汽車使用更精煉的造型語言，弱化機械式美感，造型更強調(diào)邏輯感、科技感和功能性，更接近電子產(chǎn)品的造型語言。并運用簡潔而有高級感的線條，克制地控制型面變化，追求極致化的細節(jié)處理，期望消費者產(chǎn)生“純粹”的聯(lián)想。

在對無外后視鏡的汽車前臉造型前視圖的研究中發(fā)現(xiàn)：與有后視鏡的前臉設(shè)計方案相比，沒有后視鏡的前臉造型的完整車型更能引起受眾的關(guān)注，并且通過粗糙集的評估方法，得出參與測試的人群對保留了外后視鏡且具有“方形”造型趨勢的汽車前臉造型的接受度更高[8]。所以，在法規(guī)約束下可通過調(diào)整后視鏡的造型體積，與前臉造型等外觀細節(jié)設(shè)計形成視覺反差，增加新能源汽車的整體造型輕盈感。

外飾色彩是新能源汽車的表征性特征，具有強烈的品牌識別度。新能源汽車對于流行趨勢的捕捉更加敏銳與大膽，特別是在外飾漆的選擇上，勇于做出嘗試。在“顏值至上”的時代，采用治愈風、莫蘭迪色和馬卡龍色系的一些小型新能源車型（圖2），受到眾多年輕消費者的喜愛，短時間內(nèi)銷量劇增。

傳統(tǒng)燃油車的技術(shù)條件限定了交互的模式、約束了操作行為，疊加用戶消費的慣性思維，造成“變”化的局限性。直到1980年代前半期，世界上大部分車燈仍是密封式光束照燈，尺寸和形狀的標準化約束，嚴重約束了前照燈的設(shè)計自由度[9]。而新能源汽車外飾設(shè)計的“變”在光的使用上有強烈的體現(xiàn)。車燈智能化，在避免改變物理性造型產(chǎn)生高昂成本的前提下，通過點陣密排或矩陣式光源和軟件獨立控制技術(shù)，使新能源汽車車燈造型具備明顯的智能化特征。新能源汽車極致的燈光設(shè)計理念造就全新的車燈造型，車燈的橫向尺寸逐漸加長，配合智能交互燈組，呈現(xiàn)出獨特的前臉布局風格（圖3）。

此外，新能源汽車外觀零部件的設(shè)計與裝飾也充分考慮了用戶個性化需求。廣汽埃安為用戶提供了多種配色和定制化外觀裝飾件，打造不限量的限量版（圖4）。

3 汽車內(nèi)飾設(shè)計的精致與高級感

從設(shè)計者的角度來看，內(nèi)飾設(shè)計是在具備完善功能布置的基礎(chǔ)上，為目標人群打造出一個身心愉悅的空間。從消費者角度來看，擁有某款新能源汽車，首先關(guān)注的是駕乘感受及該車型向外界傳遞的價值觀，并通過自身對內(nèi)外飾造型要素的認可程度，構(gòu)建出具體的感知意向。從而形成設(shè)計者和消費者在新能源汽車造型上的“設(shè)計場”，使得人（使用者）、物（新能源汽車），環(huán)境（使用環(huán)境）以及社會（服務(wù)系統(tǒng)）之間建立起有機聯(lián)系。

座椅是汽車內(nèi)部總成件的核心，其外觀造型、面料觸感和舒適度會直接影響消費者對汽車整體內(nèi)飾的感知滿意度。座椅面料的紋理及色彩搭配對車內(nèi)整體環(huán)境有最直接的影響，注重座椅面料的花型紋理和色彩的組合與搭配，可營造出差異性較大的視覺效果[11]。雖然真皮座椅和細節(jié)裝飾彰顯價值，增加了奢華感，但是它并非最舒適的材質(zhì)，在日常使用中易產(chǎn)生褶皺，影響造型美觀性。因此，新能源汽車正積極探索并應用透氣性和耐污性較好的超細纖維、麂皮絨等仿真材料，以滿足造型與功能的雙重需要。

運用色彩、材質(zhì)、表面裝飾及紋理圖案塑造汽車內(nèi)飾的精致與高級感，是新能源汽車內(nèi)飾設(shè)計風格的重要趨勢之一。所謂的高級感是產(chǎn)品自身帶給用戶的正向綜合體驗，它代表著品質(zhì)、品味和高精度的審美[12]。內(nèi)飾中使用智能表面材料是豐富設(shè)計細節(jié)的新穎手法，在防塵、防水的基礎(chǔ)上，智能表面不僅深度還原物理按鍵的深刻觸感，更增加了用戶的數(shù)字式感官體驗。威馬M7首創(chuàng)的i-Surf科技皮膚能夠支持用戶自定義界面內(nèi)容，還能在側(cè)面出現(xiàn)同行車輛時，提前發(fā)出碰撞提醒（圖5）。

新能源汽車內(nèi)飾材質(zhì)設(shè)計表達了不同語義與感知結(jié)果。覆膜塑料、覆膜塑膠和鋼琴烤漆這些不同表面帶來的溫暖感、紋理深度以及真實程度是內(nèi)飾材料設(shè)計中優(yōu)先考慮的因素[13]。紋理的疏密程度、變化規(guī)則以及紋理表面的光澤度都對內(nèi)飾的色調(diào)及質(zhì)感產(chǎn)生影響，可以呈現(xiàn)出輕快、穩(wěn)重、整潔、細膩等不同的質(zhì)感效果（圖6）。

氛圍燈光的使用，增加了汽車內(nèi)部的科技元素，提升了造型設(shè)計的科技感。同時，氛圍燈的冷暖、明暗、強弱變化，從情感角度舒緩了駕駛員的疲勞感，讓駕乘更具儀式感，營造輕松愉悅的氛圍。氛圍燈細膩的品質(zhì)感也提升了品牌的辨識度[14]，對于內(nèi)飾造型起到了襯托作用，促進了內(nèi)飾設(shè)計的立體化，也定義了駕乘者的專屬活動空間。阿維塔11的情感渦流設(shè)計，具有對稱式展開的內(nèi)飾滾邊縫線和氛圍燈帶，隨著氛圍燈環(huán)繞亮起，能增強溫暖和安全的駕乘體驗（圖7）。

4 車內(nèi)與車外的創(chuàng)新性交互設(shè)計

新能源汽車的人機交互設(shè)計主要通過物理架構(gòu)、軟件架構(gòu)和前沿技術(shù)搭載匹配度來體現(xiàn)其設(shè)計的前瞻性與創(chuàng)新性。交互設(shè)計理念從“功能”向“人”發(fā)生轉(zhuǎn)變，以產(chǎn)品定義為立足點，在滿足品牌平臺構(gòu)架戰(zhàn)略和目標人群的體驗需求基礎(chǔ)上，由上而下自發(fā)地形成頂層設(shè)計指導思想，結(jié)合人機標準及法規(guī)，系統(tǒng)性統(tǒng)籌車內(nèi)與車外的人機交互設(shè)計。

內(nèi)飾中人與車的交互，主要體現(xiàn)為駕乘人員對各個部件的有效操作，既有人的主動操作，也有被操作物的反饋，兩者有效配和才能達到使用功能的一致性[15]。新能源汽車屏幕的增大和數(shù)量的增加，改變了交互方式，傳統(tǒng)式物理按鍵得到了簡化，實現(xiàn)了更為簡潔和集成的操縱與控制（圖8）。

新能源汽車通過改變傳統(tǒng)物理按鍵促進交互方式的變革，但通過簡化物理功能按鍵而建立的新交互模式并沒有減少使用功能。小鵬P7放棄手動旋鈕和撥擋，轉(zhuǎn)而通過屏幕滑動或者語音控制來實現(xiàn)空調(diào)的風向調(diào)節(jié)，并實現(xiàn)風向調(diào)節(jié)可視化（圖9）。

交互屏幕可以是多個小屏聯(lián)動或者使用少量的大尺寸屏幕，兩者沒有明顯的造型優(yōu)劣之分，很大程度上取決于品牌、車型和具體功能的限定。它在體現(xiàn)品牌造型基因一致性的同時，也必須滿足駕乘人員觀測角度和視域范圍的法則與規(guī)定，特別是在動態(tài)行駛過程中對視覺信息的捕捉準確性提出更高要求。因此，集合車內(nèi)信息后的一體式整體大屏幕，更容易實現(xiàn)整車的智能化操作，給用戶帶來更舒適的出行體驗[1]。

車內(nèi)交互屏幕的形狀、大小和所處的位置，對儀表板主體和中控區(qū)域產(chǎn)生了重要影響。汽車屏幕界面的設(shè)計，從使用功能上可分為3類：

（1）娛樂消遣類，包含音樂、新聞、多媒體平臺等；

（2）操縱控制類，主要指方向盤、踏板、換擋等操作裝置；

（3）舒適裝置類，包含空調(diào)、溫度調(diào)節(jié)等控制按鍵。

作為操縱控制類的方向盤、踏板、換擋裝置與駕駛習慣密切相關(guān)，其簡化程度在交互過程中相對較小，而娛樂消遣、舒適度體驗的裝置與總成，則有不同程度的歸納與簡化，甚至可以進一步加強簡化。舒適裝置按鍵則更多地集中于屏幕與界面顯示，以高集成的電動調(diào)節(jié)來代替手動操作，完成多模態(tài)的人機交互體驗。

隨著技術(shù)發(fā)展和交互理念的深化，新能源汽車的交互已不滿足于不同車輛駕駛者之間的信息傳遞，逐步關(guān)注車輛與車外行人之間的通訊與交互。上千顆LED光源組成的智能交互燈，可以形成多種具有特定含義的符號，向外界傳遞特定信號，建立起車內(nèi)駕乘人員與車外行人之間的信息交互關(guān)系。高合汽車與智己汽車均已開發(fā)出“智能燈語系統(tǒng)”，并應用于量產(chǎn)車型。這種交互系統(tǒng)不僅可以發(fā)出駕駛信號提醒，還能發(fā)送一些文字信息及動態(tài)表情（圖10），使行人能快速直接地了解車輛信息的顯示意圖。

5 結(jié)合流行趨勢的創(chuàng)新性造型設(shè)計

從藝術(shù)及技術(shù)方面來看，創(chuàng)新性造型設(shè)計的5個影響因素概括為：人機工程、機械工程、流體力學、信息的輸入與輸出4個技術(shù)要素，以及消費者和設(shè)計者審美心態(tài)藝術(shù)要素[16]。參照這5個影響因素來分析近年來具有代表性的新能源汽車造型設(shè)計案列，結(jié)合前沿的材料研發(fā)和加工工藝，總結(jié)出新能源汽車造型領(lǐng)域中7項頗具創(chuàng)新性的設(shè)計特征。

5.1 進階的中國風設(shè)計

在文化自信與品質(zhì)生活的觸動下，新能源汽車造型從線條、色彩、形式感和風格樣式等角度出發(fā)，深度結(jié)合品牌意識，打造出獨特迷人的造型設(shè)計語言。在細節(jié)處理上，充分關(guān)注具體的形態(tài)、特征線條、材質(zhì)的高級感、奇幻的燈光效果和內(nèi)容豐富的交互界面。紅旗和比亞迪在車型命名、造型設(shè)計和色彩紋理使用方面，吸取中華文化的精髓，詮釋了東方時尚美學的設(shè)計理念（圖11）。

5.2 多樣化的輪轂造型設(shè)計

考慮到提高續(xù)駛里程的需求，新能源汽車通常會設(shè)計超低風阻的輪轂造型，所呈現(xiàn)出的趨勢是鏤空部分越來越小，輪轂的造型越來越趨于封閉化。為實現(xiàn)視覺美觀，采用多色、多紋理設(shè)計，以增加結(jié)構(gòu)線條與單元形態(tài)的層次感（圖12）。

5.3 更具未來感的色彩設(shè)計

車身色彩是指以車身覆蓋件為主體的外觀整體色彩，它是汽車整體審美評價的關(guān)鍵要素[17]。車身色彩直接影響了整車比例的視覺感受，高亮或磨砂亞光的裝飾條對車身色彩的區(qū)域分割產(chǎn)生清晰的提示。通過改變乘用車立柱的配色，在視覺上隱藏車身立柱（A柱或C柱），可以營造出具有未來感的懸浮車頂造型[18]。隨著寶馬電子墨水技術(shù)的成功開發(fā)，可以呈現(xiàn)出可變色車身，當經(jīng)過成本與效益平衡之后，寶馬在iX Flow車型批量生產(chǎn)中應用電子墨水技術(shù)，使新能源汽車的車身色彩亦可呈現(xiàn)多元化、可變式色彩設(shè)計，進一步滿足并超越了新興用戶的期望，為新興用戶帶來了驚喜（圖13）。

5.4 全景天窗和全景天幕設(shè)計

車頂使用大面積玻璃可以為后排爭取更多的頭部空間，并減輕整車在視覺上的沉重感（圖14）。但是，與大面積覆蓋玻璃幕墻的建筑外觀一樣，玻璃的大面積使用對行人和道路環(huán)境造成的光污染也會隨之增加。同時，由于天窗玻璃的通透性，不得不增加座艙溫度調(diào)節(jié)的頻率與強度，會引發(fā)更多能源消耗。因此，新能源汽車通過采用天幕鍍膜、光感天幕或安裝遮陽簾措施來彌補天幕在隔熱和保溫方面的缺陷。

5.5 透明A柱設(shè)計

哪吒U車型采用柔性AMOLED屏的透明A柱方案,即在A柱上安裝了兩個柔性屏幕，通過智能算法和攝像頭配合，在屏幕上呈現(xiàn)外部的真實場景，從而實現(xiàn)A柱透明化（圖15）?；讵氂械摹懊夹淖粉櫵惴ā保ㄟ^攝像頭跟蹤駕駛員雙眼，計算眉心位置，從而確認A柱顯示屏的顯示透視角度，并實時顯示，始終保持駕駛者視野清晰。透明A柱會根據(jù)車速進行自動開閉，低速行駛時系統(tǒng)自動啟動，此時駕駛員可以通過車內(nèi)OLED屏實時觀察A柱的盲區(qū)信息，而高速行駛時，為避免視覺干擾，該系統(tǒng)則會自動關(guān)閉。

5.6 應用抗菌內(nèi)飾材料

受全球新冠疫情的影響，消費者對于個人的安全防護有了更高認識。從車規(guī)級CN95空調(diào)濾芯到高抗菌性內(nèi)飾材料，新能源汽車力爭打造更鮮明、更強大的健康屬性。蔚來ET7通過對用戶平時容易接觸到的部件表面噴涂增加抗菌劑的保護涂層，來實現(xiàn)保護材質(zhì)及提升長期使用的愉悅性（圖16）。

5.7 應用激光紋理工藝

激光紋理是通過計算機輔助設(shè)計生成的具有立體化和參數(shù)化特征的紋理與圖案。它簡化了加工工藝，也為設(shè)計提供了更寬泛的選擇性，極大地解放了設(shè)計想象力。激光紋理所承載的標記符號等個性化信息不會隨環(huán)境的變化而發(fā)生改變，更便于識別其獨一無二的特征屬性[20]。激光紋理工藝，可以實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計并突出家族化設(shè)計語言（圖17）?；诩す饧y理的諸多優(yōu)勢，未來會在新能源汽車造型設(shè)計中發(fā)揮更大作用。

6 汽車造型創(chuàng)新性解析

新能源汽車的造型創(chuàng)新性在形態(tài)、交互方式、細節(jié)設(shè)計及材質(zhì)色彩方面都有突出的體現(xiàn)，這些體現(xiàn)形式構(gòu)建出新能源汽車創(chuàng)新性造型概念模型的第1維度。

人與車之間的高頻互動，形成了用戶的第三居住空間，以滿足用戶衣食住的基本需求。人與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，則對用戶的審美情趣、娛樂、交友活動等提供了可靠的環(huán)境場景。車體內(nèi)部的自身環(huán)境，車與外部的交通環(huán)境，構(gòu)建了客觀的移動平臺、通信手段、交互方式，使得人、車、環(huán)境形成完整的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，由此形成新能源汽車創(chuàng)新性造型概念模型的第2個維度。

第3個維度則是建立在時間與空間、科學與藝術(shù)交叉融合的基礎(chǔ)上。對于品牌文化的理解與品牌形象的塑造，吸收了汽車發(fā)展史中各個階段的杰出成果和經(jīng)驗。對于空間的詮釋體現(xiàn)了交通、建筑等設(shè)計形態(tài)對新能源汽車創(chuàng)新性造型的啟發(fā)與影響。對于科學的理解則依賴于汽車造型呈現(xiàn)出的材料、工程、工藝具體技術(shù)手段的支撐。對于藝術(shù)的表現(xiàn)則發(fā)揮了新設(shè)計、新材料、新趨勢的優(yōu)勢組合特征，使得新能源汽車從出現(xiàn)開始，就本著滿足新興用戶的審美需求，無限靠近其審美標準，以恰當?shù)脑O(shè)計尺度，提供了具有美學價值的內(nèi)外飾造型設(shè)計方案。從而創(chuàng)造出完整的新能源汽車創(chuàng)新性造型的多維度概念模型，如圖18所示。

運用該模型，基于人的感性體驗與掌握的認知規(guī)律對新能源汽車造型的創(chuàng)新性進行評估。視覺方面，主要體現(xiàn)在內(nèi)外飾的造型上，實現(xiàn)整體布局、設(shè)計風格和色彩定義之間的協(xié)調(diào)性和美觀性，并創(chuàng)造適度的視覺沖擊力，以達到突出的視覺效果。聽覺方面，主要關(guān)注交互設(shè)計領(lǐng)域，敏感的響應度，界面設(shè)計的易用性，對于信息捕捉的準確性與智能化的信息篩選性，都可以憑借良好的聽覺系統(tǒng)設(shè)計來實現(xiàn)交互目標。嗅覺方面，主要針對不同材料的選擇，減少氣味的刺激，對于營造汽車內(nèi)部空間的宜人性有加強作用。觸覺方面，能直接感受到內(nèi)飾材料的應用效果，也是交互設(shè)計的重要組成部分。對于座椅及儀表板材質(zhì)的選擇與使用，不僅是對材質(zhì)及表面裝飾的直接反饋，也可以通過觸覺感知，強化對操控界面的觸控性以及對交互信息的及時反饋與響應，適度的觸感設(shè)計，將為用戶帶來真實的感知體驗。體感方面，涵蓋了內(nèi)飾的絕大部分造型設(shè)計，氛圍燈光利用科技帶來視覺反饋，從而帶動情緒體驗，座椅的造型直接關(guān)系到身體舒適感，適合的材質(zhì)與紋理及表面裝飾效果的使用提升了內(nèi)飾的整體品質(zhì)感。

通過對人的感知體驗及認知規(guī)律的深入解讀，闡述了新能源汽車造型的創(chuàng)新性設(shè)計邏輯，滿足了消費者對安全感、舒適感、美觀感的全方位一致性造型體驗的需求，豐富了新能源汽車造型評價的基礎(chǔ)理論。

7 結(jié)束語

汽車造型設(shè)計的創(chuàng)新性對于汽車品牌吸引消費者和提升知名度意義非凡。通過梳理文獻和分析現(xiàn)有新能源汽車的造型設(shè)計，總結(jié)出具有前沿探索性的設(shè)計思路，建立新能源汽車創(chuàng)新性造型的概念模型，作為造型設(shè)計評價的理論依據(jù)。

新能源汽車造型設(shè)計的創(chuàng)新性直接體現(xiàn)了汽車企業(yè)對科技、用戶和品牌自身的理解。為了實現(xiàn)更具品牌特色、更環(huán)保友好和給消費者帶來更多價值的汽車造型，從創(chuàng)新性的角度進行設(shè)計思考和設(shè)計探索，具有重要的啟發(fā)意義。