摘要：结合新能源汽车的时代背景和技术背景，探究未来新能源汽车的技术设计发展趋势。汽车作为工程结构化产品，其造型的设计和工艺、科技、审美以及动力能源类型紧密相关。文章立足当下，把握未来的科技、能源、审美、工艺并以此理解未来新能源汽车的造型设计趋势。新能源汽车内饰和外饰的设计特点以及未来设计趋势的预测。
汽车作为互联网、人工智能、自动驾驶等技术的重要载体其特性也必将被颠覆，性质也将被重新定义。文章站在未来科技特性的基础上得出了新能源汽车的设计趋势，因此研究结果对于后续新能源汽车的设计有着重要的指引作用。
关键词：造型设计 汽车 互联网 新能源 科技
引言
环境污染，能源危机，科技的发展都在主动或被动的推动着汽车产业的一场由传统内燃机车向以电动汽车为代表的新能源汽车转变的变革。新能源汽车必将成为未来人类出行的主要方式，新能源也是未来交通工具主要的动力来源。在这场变革中不仅可以带动一系列的技术突破，和产业以及经济的发展，尤其电动汽车作为人工智能和自动驾驶的主要终端载体可以极大地促进人工智能和自动驾驶技术的发展，尤其对于中国这样一个汽车工业薄弱的国家来说新一轮科技革命所推动的新能源汽车产业的崛起可以让中国在汽车产业的领域实现弯道超车。同时新能源汽车以节能、环保、智能、科技、高效等为标签。因此对于新能源智能互联汽车的设计也应该能够充分展现新能源汽车的价值和意义用时代线条勾勒出这个新时代的产物，赋予新能源汽车的语义让其彰显出节能、环保、智能、科技、高效的特性。
一、新能源汽车的发展
1886年，诞生了世界上第一辆汽车，并开启了一个行业新的篇章，[1] 在汽车诞生的初期，在内燃机技术不成熟内燃机车实用性不强的背景之下电动汽车曾经历过一段辉煌的经历，而后经过内燃机技术的大幅提升，和内燃机车的实用性的大幅提升。与此同时，电动汽车在动力，尤其是在动力电池技术停滞不前的情况下电动汽车逐渐淡出了历史的舞台，内燃机车则成为了主流[2] 。当今在能源危机和环境恶化和科学及技术的进步等多种条件的加持之下电动汽车固有的优势正符合当今和未来的趋势和条件。在这种情况之下近年来电动汽车等新能源汽车又重返历史的舞台并逐年成为未来的主流。当下互联网技术的发展，能源结构调整，环境的治理以及经济的发展都在呼唤着新能源汽车产业的爆发。并且新时代赋予了新能源汽车新的含义如：环保、低耗、简洁、轻量化、科技、智能、网联化、共享化等。
二、现代新能源汽车的特点
电动汽车相比于内燃机车无疑更加符合当今和未来科技的发展方向，电动汽车相比于内燃机车去掉了复杂而又沉重的内燃发动机取而代之的是小巧轻便的电动机，去除了变速箱模块和繁杂的传动装置极大缩小了汽车驱动模块的体积和重量使得汽车固有的造型结构被打破，就如同电子元器件微型化之下的电子设备，其功能模块的微型化使设计师在造型设计上有更多的发挥空间也使得形式追随功能的规律在电子设备微型化的背景之下对电子设备的设计失去了指导的意义[3] 。因此电动汽车的结构和造型设计也迎来了汽车设计的新纪元。
新能源汽车减去了大量的机械结构，化繁为简的是众多微型的电子元器件和动力电池和电动机，极大提高了汽车的电子化和电气化程度，在如今互联网技术的高度发达的情况下AI人工智能、无人驾驶、机器人等新兴技术得到爆发性发展，汽车成了大型移动网络终端，汽车不仅仅是交通工具也不应该只是满足人类的出行需求，汽车要更深入的融入到人们的生活中满足人们的社交需求、媒体需求等[2] 。在这些变革之下，电动汽车在造型和内饰的设计上也应该出现相应的变化以符合汽车在功能等特性上的新含义。汽车的造型和内饰应该将互联网时代下新能源汽车所具有的节能环保、高效便捷、简洁轻量、科技智能、网联化、共享化以及未来感等时代新含义体现出来，从而符合产品内涵符合人类审美和科技的要求。使其真正能够变成人们新生活方式的载体，承载着人类继续向未来奔去。
三、新能源汽车的外饰造型设计
互联网下的新能源汽车在车身结构上发生了很大的变化，功能模块的小型化使的车身结构有更大的变化空间，随之对应车身造型上也呈现了更大的设计自由度，除去技术科技进步所带来的在车身结构和造型上的改变之外在造型设计上还有人为刻意地使造型与传统内燃机车发生区别性的变化，总结起来互联网汽车在造型上的改变主要是由车辆功能定义、艺术、社会、机械结构、加工工艺、智能化、电气化所决定的[4] 。以下将这种造型上的改变分解到汽车各部分上，拆分解析汽车各部分的造型变化趋势。
（一）进气口设计
进气口在内燃机车上的主要功能是用来为水箱和发动机散热，以及增大进气量增加发动机燃烧室进氧量的，新能源汽车主要分为纯电动、混动、燃料电池驱动等类型[3] 。纯电动汽车上进气口的作用完全丧失，纯电动汽车的电池和刹车及轮胎散热也只是依靠前脸下部较小的进气口即可。在混动型汽车上虽然也有内燃发动机但是其功率一般较小，在驱动上也只是起到辅助作用所以对散热要求相对纯粹依靠内燃机驱动的汽车要小很多[5] 。在燃料电池驱动汽车上对前进气口的需求也可忽略不计。所以在功能上的丧失使前进气口的设计开始变小甚至取消[6] 。现阶段很多新能源汽车由于考虑到消费者对于传统汽车的认知惯性还是保留了前进气口的设计但是进气口设计的较小并逐渐有缩小和取消的趋势。例如：特斯拉MODELS在初代车型（如图1）上仍然保留的进气口但是在随后的车型（如图2）更新上便取消了前进气口的设计转而以与LOGO相呼应的黑色饰条去取代进气口的设计，而在特斯拉MODEL3（如图3）上则完全取消了进气口的设计，采用全封闭的前脸设计，这样不仅增加了车子的整体简洁感而且起到减小风阻的作用。
失去了功能属性的进气口即使出现在未来汽车的造型设计中，那也是以装饰的元素出现。失去了功能属性的限制再加之设计和制造手段的提升，进气口的设计可以尽可能还原设计师的创意。
目前新能源汽车的进气口设计手法通常包括四种：1.保留进气口造型但进行封闭处理。2.取消进气口设计，前脸采用全包裹设计，这样整体性更好，风阻系数更低。3.减小进气口的面积，只保留下保险杠处的进气口以满足轮胎系统降温和空气导流的需求。4.以装饰图形模拟进气口的形态进行处理。总体上由于进气口不在作为独立功能件存在，在后续的设计中进气口的设计将和车身前脸的区分不在明显，边界将会模糊，进气口将会和前脸进行一体化设计，这也是审美和技术趋势进化的必然结果。
同时新技术的加入也在丰富进气口的形态设计，如目前较为前沿的参数化设计就在逐渐被设计师所采用，如雷克萨斯LX570的进气隔栅就采用了参数化设计，通过参数数据的调整，软件系统自动的生成了具有2万多个型面变化的隔栅立面，其产生的视觉效果也是传统隔栅所不能比拟的。
（二）轮辋设计
有镂空的轮辋设计在传统汽车上可以起到给刹车和轮胎降温的作用，在新能源汽车上为了节省动力电池的电量以达到增加续航里程的目的往往配有动能回收系统使刹车的散热需求降低，同时有些电动车采用轮边电机的设计方案所以在轮辋的设计上要做特殊处理。所以新能源汽车的轮辋在功能上不再需要巨大的镂空设计，同时轮辋设计的更加扁平化和去镂空化有利于在行驶中减少阻力并且会增加车子的整体性，也使车轮看起来更加简洁。扁平化、去镂空化搭配上多色、多材质和视错觉的设计是新能源车辆的设计趋势，也使新能源车辆更加符合自身的气质。
（三）灯光系统设计
传统的汽车灯光系统由前灯组、后灯组、刹车灯、转向灯、雾灯构成，主要作用是照明或满足其他功能性需求。光源基本采用卤素和氙气大灯，这两种光源配套有体积庞大的变压系统和电路系统，同时还需配备形式较为固定的反光罩和调光器才能够达到照明的强度要求，因此导致灯光系统体积庞大且形式较为固定。
伴随照明技术的发展一批先进的光源技术涌现，如LED、OLED、激光灯源、发光二极管等新兴的照明光源开始运用在车辆照明系统中，它们不仅更加节能而且具有结构简单、体积小、形式多变、光照强度高的优势。全新的光源无论是在照明还是在营造氛围以及装饰作用上都有很大的潜力可供挖掘。车大灯如同人的眼睛一样，一双有神的眼睛能够让汽车看起来效果更好。对于电动汽车而言节能是提升续航里程的一种办法，所以LED照明和激光照明这些节能的照明光源是新能源汽车的不二之选，相比此前的单点光源，由数量众多的发光单元构成的矩阵式灯带以及灯组在车辆上的运用更加成为趋势，横贯车前或车尾的矩阵灯带辅助以多种色彩增加了车辆的行车安全的同时极大地提升了车辆电气化特性，同时彰显行新能源汽车科技、环保、简洁、高效、智能的特性。
在灯光系统的进化下车辆光源系统将出现以下趋势：
1.灯组：各种特殊的形态如简单的几何形态、复杂的组合形态将成为主流，同时灯组内充满空间纵深感的布局形式，扁平化的平面布局形式也将成为趋势。
2.辅助光源：从奥迪推出一字型日间行车灯之后，人们一直在探索辅助灯光的运用。未来几何状、条形带状、环形状、矩阵状、点阵状、参数化放射状等形态会被大量运用在辅助光源的设计上。
3.色彩和动态效果：利用三基色发光源的混合调配原理，可以实现丰富的颜色效果。更加多元烟熏黑的灯具、具有冰冷科技感的蓝色、珍珠白色、红色等多元化颜色的运用无疑是向人们表明新能源身份的绝佳手段。在智能灯光控制系统下，丰富的颜色配和多变的动态效果能够充分挖掘灯光的装饰属性。
灯光的进化也让灯光系统成为营造车内氛围的工具，汽车氛围灯成为豪华科技的象征，如奔驰S级汽车推出的氛围灯光系统，这套系统采用了光纤技术，同时一条光纤中包含了250颗LED发光源（如图4），这套氛围灯光系统对于提升车辆的人文属性，豪华气质以及科技氛围都有着重要作用。
同时多种形式的灯光效果，也让灯光在人与车之间、车与车之间、驾乘人员与车辆之间的互动形式更加丰富。此时灯光充当人-车之间的信息介质所能够传递的信息更加丰富可控[7] ，智能灯控系统结合光源改进了汽车的智能和人文性，如奔驰的F015的概念车，车前脸上集成了灯光矩阵和激光系统在通过灯光变化进行交互的同时激光系统还可以投影出相关信息让行人更容易理解驾驶者的意图，如在路口激光可以投影出斑马线到路面上从而指引行人通行（如图5）。
（四）车身造型布局设计
汽车造型设计首先要受到车身总布置的限制，车身总布置又会产生所谓的造型硬点，车身覆盖件的设计则必须要受到造型硬点的约束。这就意味着传统内燃机车无论何种车型的设计都会受到动力系统、传动系统、悬挂系统以及驾乘布局的限制（如图6）。而车身总布置在过去百年间几乎没有发生大的变化，这就决定了现代汽车的造型在过去百年的时间内也没有发生颠覆性的变化。
新能源汽车的总布置同内燃机车的总布置则有了极大不同，硕大的内燃发动机被轻巧的电动机取代随之发动机舱以及进气隔栅不在被需要，变速箱以及传动系统在新能源车型上也被取消（如图6），电控转向，电子换挡等智能电气化系统的加入使得方向操控和换挡操作可以以声控，数控，手势等更加多元的方式进行。这一切都极大地减少了车身造型的硬点数量，车身将不会有严格的发动机舱、后备箱以及驾乘仓之分。随着汽车的驱动形式、驾控形式、传动形式的变化，汽车功能部分实现了小型化让车身设计可以极大地还原设计师的概念创意。
未来车身造型将会由汽车新的角色定位来主导，而不是由车身总布置和内部结构以及驾驶方式来主导。随着人工智能技术、无人驾驶技术以及车联网的加入，汽车更像是一个大型移动互联网终端不再仅仅是一个交通工具，汽车的功能更加多元化，功能更加融入人们生活，汽车除了基本的交通需求外将更多的满足人们媒体、社交、工作以及生活等需求，从而汽车可以和人们的日常生活实现无缝对接和人们生活中的其他设施共同构成一个闭合生态圈极大提高人们的生活体验[8] ，人们可以将车子打造成一个移动的卧室、一个移动的办公室甚至移动会客室从而完全颠覆传统汽车的角色定位。
未来随着自动驾驶的来临驾驶位置甚至可以取消，驾乘座椅势必可以重新布局，在汽车造型上也将打破传统的两厢、三厢、单厢的局限以驾乘空间最大化为导向，汽车造型布局也将更多呈现跨界的趋势。从车身比列来看新能源汽车由于不在需要发动机舱和明确的尾箱，所以车辆的前悬和后悬将缩短，因此轴距也会变大，同时A柱和C柱也将相应分别向前后移动，对应的前后风挡的角度也会变大，这样对于空间的利用和降低风阻都是非常有利的。因为影像技术的使用，后视镜会被摄像头逐渐取代，同时为了整体性和降低风阻门把手将会趋向于采用隐藏式的设计。例如奔驰的F015概念车（如图7和图8）。同时随着造型硬点的减少，车身结构的多变性，使的汽车外在型面变化更加丰富。更加饱满流畅的流线型设计的以实现，人文化、科技感、速度感的外形将展现在人们的眼前。
四、新能源汽车的内饰造型设计
未来新能源汽车的内饰将比外饰更加重要，因为汽车内饰是使用者最直接接触的部分，驾乘者主要跟内饰进行交互互动，内饰直接承担着为驾乘者提供服务的任务。并且随着汽车驾乘空间布局的多样化和驾乘空间功能型设备的增加使人们更加依赖和重视内饰，首先座椅布局的多样性将成为趋势，座椅布局的改变可以直接增加驾乘空间的利用率和使用便利度。互联网时代下各种科技的加入使得汽车内饰中大量扁平化、玻璃化、虚拟化的特征涌现，更加智能化的汽车和更多的媒体需求以及大量新增功能促使大量交互需求出现，从而直接促使大尺寸的交互显示屏遍布驾驶舱，随之而来各种实体物理按钮将被各种虚拟操作触控面板取代，传统仪表板被显示屏幕直接取代，中控按钮被集成在显示屏上，必要的按钮也被简洁的触控面板取代。原本繁杂的中控内饰造型也被设计的线条更加简练流畅，不必要的细节设计也被精简，各种新型的材料如透明材质、玻璃化材质和轻薄型材质开始使用在内饰设计上[9] ，传统汽车上的内饰浓浓的厚重感会变得更加简洁轻快流畅。大量灯光系统也会被增加进来，照明系统对于营造氛围非常有帮助，可以帮助营造出科技感和未来感十足的空间，同时可以使车子变得更加感性，更具有温度更具有可玩性[10] 。同时灯光系统在人车交互上也有着非常大的作用，灯光系统可以作为驾驶者与汽车和汽车与其他车辆和行人间的信息传递介质。未来作为一个各种高新技术加持的移动互联网终端扁平化、玻璃化、虚拟化、智能化等人类所梦想的状态都会成为汽车发展的趋势。
结语
现代互联网时代的新能源汽车的发展从内而外的逐渐都会发生质的变化，汽车如同手机一样从按键手机到智能机的演变，手机早已经不再是原来单纯的通讯工具手机被完全重新定义。汽车同样作为现代互联网、人工智能、自动驾驶等技术新的重要载体其特性也必将被颠覆，并被重新定义。新能源汽车所具有的特性天生就是科技的优良载体在各种科技的发展之下也会走向快速的变革之路，并且演变的道路会更像电子产品。特斯拉汽车的创办和其产品的火爆一举打破了传统汽车厂商保守的路线，现代新能源汽车的崛起不仅仅是在驱动形式和驱动能源上的颠覆，更加重要的是在汽车本质上的改变，就像手机的变革不仅仅是在通讯方式上的改进而是对于手机定义的刷新，现代新能源汽车的崛起是对交通工具的重新定义重新洗牌，汽车从此不再是单纯的交通工具其跟人类的关系将发生彻底性变化，它将全方位地融入到人类生活的闭环生态系统中，全方位融入到人类生活的各种场景中。所以现代新能源汽车从内而外必将经历一番变革，汽车造型会随着交通工具定义的改变而改变，所以现代新能源汽车会和传统内燃机车逐渐区分开来变得自成体系。
参考文献
[1] 鲁嘉颖，高奇峰，白铭玉.汽车造型设计中的人-车-环境关系探索 [J] . 设计，2017（11）：60-61.
[2] 董斌. 互联网思维主导的汽车功能与形态设计研究 [D] . 北京理工大学，2015.
[3] 杨骁. 新能源汽车造型及内外饰设计 [D] . 东南大学，2016.
[4] 侯敏枫.新能源电动汽车造型设计 [J] . 机械设计，2018，35（12）：130.
[5] 邓亚林，刘宝乾，尹欢.基于形态特征线的电动汽车造型设计 [J] . 包装工程，2018，39（10）：199-203.
[6] 王宇晨.从设计角度研究中国新能源汽车的造型发展趋势 [J] . 设计，2018（05）：122-123.
[7] 李彦龙，朱晖，杨志刚.基于低风阻的电动汽车造型设计 [J] . 同济大学学报（自然科学版），2017，45（09）：1366-1371.
[8] 郭若宇，尹欢，彭婧.视觉力在汽车前脸造型设计中的应用分析 [J] . 包装工程，2017，38（16）：152-157.
[9] 黄颖捷，赵江洪.汽车造型的功能性原型与附加特征本源回溯 [J] . 包装工程，2016，37（18）：82-85.
[10] 包涵.汽车内饰设计趋势研究 [J] . 设计，2017（21）：58-59.
来源：AutoNewTech
