新型电动观光车车身造型设计

新型电动观光车车身造型设计
摘要
如今是一个高速发展的时代，经济的发展引导着科技日新月异的进步，各种科技产物的诞生极大地改变了我们的生活。

而交通扮演了极重要的角色，汽车作为我们现在日常最常见的交通工具之一，为人们带来了方便。

但是随之而来的是各种环境问题、能源问题以及造成的交通拥堵，在提倡环保节能的大环境下，电动汽车应运而生。

电动汽车是各个国家都在极力推行的一种出行方式，其发展前景也是相当可观，在未来的汽车行业里必定会占据重要的地位。

在电动汽车方面，其车身造型也是研发亮点之一，一是因为现在的人们过上了更好的生活，对产品的外观有着更高的追求；二是现在的电动汽车市场主要还是面对年轻一代，车身造型足够的出众，才能吸引更多的消费者。

正如汽车设计大师乔治亚罗所说“造型设计决定一款车的命运，这并不是空穴来风”
本文主要从电动汽车的一个小分支——电动观光车出发，论述了汽车的演变及车身外观的变化，国内外对电动汽车车身造型的研究现状、发展趋势等。

对目前在市场上流行的、比较受消费者欢迎的电动汽车造型进行了一系列的列举分析，同样研究了市面上一些比较流行的电动汽车设计元素。

同时本文将在各种分析与研究下得出的结论应用到本次的实践设计中，基于用户调查、现有市场产品的特点分析，开展电动观光车外形的概念设计，并制定设计方案。

设计主要内容包括草图绘制、三维模型渲染图、可视化渲染等。

关键词：电动观光汽车；车身造型；概念设计
Abstract
Nowdays, this is a high-growth era, and the innovations of technology are promoted by the developement of economic boom. Various technologies change our daily life. Transportation play a very imporment role.Vehicle as one of the most common of transport in our life. The advantage is convenient, but there are also shortcomings, such as environmental pollution and resource shortage, and traffic jam are common. Consequently, the electric vehicle is invented. Many countries are carry out electric vehicle, hence the electric vehicle has great of development. Modelling of car body is important in the research of electric vehicle. Thus they are attracted to appearance easier. Just as car designer Giorgio said ”Modelling d esign decides the fate, that is not groundless”.
This article analytic the evolution of automobile and the change of car body from electric vehicle. Relate and analyze the research status and trend of development of
the electric vehicle. Analyses the popular elements of the car body, and which elements of car body more popular.
Simultaneously, the conclusion used in this practical design. For the user survey and market produce to analysis the features of electric sightseeing bus. Put forward some conceptual design, and make a formulation design at the same time. The main contents of the design consist of sketch rendering, 3D model rendering, visualization. Keywords: Electric sightseeing car; Modelling of car body; Conceptual design
目录
摘要 ................................................................................................................................................ Abstract ...............................................................................................................................................
1 绪论 (3)
1.1研究背景及其意义 (3)
1.1.1研究背景 (3)
1.1.2研究目的和意义 (3)
1.2研究现状 (4)
1.2.1汽车造型发展概况 (4)
1.2.2电动观光车造型现状 (8)
1.3研究主要内容 (10)
2汽车造型设计流程与方法 (10)
2.1汽车造型设计要素 (10)
2.1.1传统汽车造型设计要素 (10)
2.1.2电动观光车造型设计影响因素 (11)
2.2设计流程 (11)
2.2.1造型设计流程 (11)
2.2.2电动观光车造型设计一般流程 (12)
2.2.3影响电动观光车造型设计流程的因素 (13)
2.3造型设计方法 (13)
2.3.1现代计算机辅助几何设计的理论 (13)
2.3.2A级曲面 (13)
3新型电动观光车车身外形设计 (18)
3.1市场调研 (18)
3.2概念草图绘制 (21)
3.2.1草图的必要性 (21)
3.2.2草图绘制 (22)
3.3建模与渲染 (24)
3.3.2车身渲染 (26)
4总结与展望 (28)
4.1总结 (28)
4.2展望 (28)
参考文献 (29)
谢辞 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。

附录 .. (29)
1 绪论
1.1研究背景及其意义
1.1.1研究背景
从1769年世界第一辆蒸汽驱动的三轮驱动车出现到现在，汽车已经成为了人们在日常生活中必不可少的交通工具，满足了人们在日常生活中需求，在汽车给人们带来交通便利的同时，也带来了一系列的问题。

比如能源过度消耗，现在全世界的不可再生能源在急剧地减少，而汽车又是消耗不可再生能源的主要存在之一。

据有效数据显示，尾气的排放随着汽车的生产量与保有量的逐渐增加，使得空气污染也愈加严重。

据生态环境部发布的《中国机动车环境管理年报（2018）》显示，中国已经连续九年位居世界机动车产销第一，机动车污染现已成为我国主要污染源之一，对机动车污染的防治也愈加地迫切。

在2020年开始因温室效应增强，南极温度首次超过20摄氏度，冰山因此融化了很多。

在种种不利的条件下开发新能源汽车，减少不可再生能源的消耗，降低环境的污染，迫在眉睫。

传统的燃油动力汽车最大的问题是其燃料为石油，而石油是不可再生能源，世界储存的石油终究有一天会用完。

2019年初，英国石油公司发布了世界能源统计，根据全球探明的石油量来看，全球的石油储存量大概还剩1.7万亿桶，而全球每天的石油消耗量约为140万桶。

在这中间，中国所拥有的的石油量又尤其地少，只占全球储油量的1%。

寻找新的可再生能源代替石油不仅成为了世界各国默认的规则，对于中国更是迫在眉睫。

国内在汽车行业起步比较晚，但是进步速度快，在2009年汽车产销量成功超过了美国，成为世界第一汽车大国。

汽车作为国民经济的支柱产业，发展电动汽车是推动节能减排的一大措施，也是实现国家生态文明建设得有效举措。

1.1.2研究目的和意义
由于石油危机、环境污染等问题日趋严重，电动汽车已经成为社会发展的大趋势，各国争先发展电动汽车，以此争夺经济先机。

又由于生活水平的上升，旅游业也一直处于上升的空间，由此带动了电动观光车的发展，单一的电动观光车造型会使得游客审美疲劳。

优美、与旅游环境融为一体的电动观光车造型既可以为景色添彩，又可以吸引到更多的消费者，提高经济效益。

因此对电动观光车的
造型进行研究对推动电动汽车市场以及旅游市场有着很重要的意义。

电动观光车采用电力供能，平时只需蓄电池充电就足够了，方便环保。

现在人们生活的条件大大提高，出门旅游的人也越来越多，有些旅游景点因其范围较大，而电动观光车在电动观光车因具有环保、舒适、便捷等优点，在各个旅游景点和一些公司参观都大受欢迎。

不仅方便游客游览观赏风景，同时还能提高游客的接待率，甚至于很多大学也为学生上学方便，以及电动观光车小巧便捷而将其引进校园。

电动观光车本身是基于环境污染以及能源问题而被研发出来，具有节能环保的优点；车身轻便易控制；开放式的车身会让游客在乘坐的时候更加的舒服，便于欣赏风景。

除去以上优点，现在的电动观光汽车的造型较为单一，对电动汽车的研究也主要放在如何让电动汽车的续航能力更进一步，以及如何让蓄电池更加地稳定等，对车身造型的研究比较少。

市面上的电动观光车基本是大同小异，要如何根据不同的地点设计出适合的、不同风格的观光车造型是非常有必要的，一是可以让观光车更好地与环境融合，二是在以营利为条件的观光地点可以以此为一个条件吸引消费者，创造更多的人流量。

1.2研究现状
1.2.1汽车造型发展概况
汽车造型在发展的一百多年里经历了多次的变化，顺应着时代的进步而改变。

1）马车型
1886年，戴姆勒和本茨成功试制出单缸汽油发动机，世界第一辆汽车由此产生。

在初始的时候，因为人们习惯了马车，所以当时的汽车造型还是沿用了马车的外形，但还是具备了应有的系统，因此被称为“无马的马车”。

马车型汽车车身材料为木质，只具有简单的遮阳棚，遇到大风大雨的时候没办法保证驾驶员以及乘客的安全，所以汽车造型还需进一步完善。

马车型汽车的代表为奔驰一号三轮车，由卡尔·奔驰发明。

图1.1 马车型汽车
2）箱型
因为马车型汽车只有简单的顶棚，在驾驶的时候并不安全，处于各种考虑，箱型汽车被发明了出来。

其造型方方正正，犹如一个箱子，带有窗户和门，因此被称为“箱型汽车”。

最初箱型汽车是由美国福特汽车公司改造而来的，封闭的空间使得汽车可以遮风挡雨，使得汽车驾驶不再局限于天气。

在1924年由于通用汽车公司开始使用不同的车身油漆，从而改变了黑色汽车的传统颜色。

箱型汽车的代表为福特T型车，而1931年出现的阿尔法·罗密欧则是赛级汽车的代表，其出挑的颜色以及性能都为它在汽车历史上划下了浓重的一笔。

图1.2
3）流线型
马车型汽车的安全性低，在此基础上改造的箱型汽车则因体型而导致了阻力大，工程师想尽了各种办法提高汽车行驶速度，如改变轮胎结构、降低车身高度等，虽有一定的改进，但是却不尽人意。

随着汽车的普及，人们对于汽车的需求增大，对汽车的要求自然也是越来越高，箱型汽车由于体型原因，在速度上是难以提升的。

德国的一位工程师保罗·加雷(Paul Jaray)于1921年对汽车模型进行了风洞试验，验证了“流线型”对汽车的影响，发现了流畅的车身是可以拥有更快的速度。

首次推出流线型汽车的是克莱斯勒汽车公司，全新的流线型车身使得汽车速度得到了很大的突破。

但是由于人们已经习惯箱型汽车的外形，流线型汽车虽然速度快，却并不受消费者的欢迎，这也间接说明了大部分消费者购买汽车相当注重汽车外形。

1933年，德国波尔舍博士研发出了形似甲壳虫的流线型汽车，因其高性价比而获得了人们的喜爱，
成为时代的宠儿，到第二次世界大战结束，由德国大众开始大量生产，在1972年销量打破了福特T型车创下的记录，开始畅销世界。

“流线型”真正普及起来的原因并不是因为汽车，而是在时代的改变下，因为科学研究和工业生产。

在20世纪，新的时代需要新的形式、新的象征，而流线型汽车也因为优越的体型而沿用至今。

图1.3
4）船型
汽车行业在第二次世界大战结束后急速发展，1949年，美国福特公司再一次地推出了具有历史意义的新型V8小轿车，其造型犹如一只小型的船只，因此被称为“船型汽车”。

船型汽车在外形上又有了很大的改变，汽车的车轮罩、发动机罩和行李舱罩被整合在一起，形成一个整体，车灯与散热器罩结合，由此和发动机罩连接成美观、平滑的一个整体，驾驶室则位于这个整体的后面。

船型汽车首次将人体工程学应用到汽车造型当中，强调以人为主体，将驾驶室置于车辆中间，前面为发动机，后面则是置物舱，位于中间的驾驶室处于震动感最小的位置，使得驾驶员有更多的舒适感。

在外形上则结合了箱型汽车以及流线型汽车两者的优点，既拥有箱型汽车的力度感，同时又有流线型汽车的优美感，两者相结合形成了外观线条流畅利落，又极具力量感的三厢车造型。

图1.4
5）鱼型
船型汽车结合了箱型和流线型的优点，但是船型汽车的尾部向后伸出而形成阶梯状，在汽车高速行驶时顶部后侧容易产生涡流。

为了改善这一个缺点，工程师将船型汽车后部的车窗做了一定的倾斜，因为这种造型形似鱼的脊背，所以称为“鱼型”汽车。

鱼型汽车在很大程度上保留了船型汽车的特点，只是车辆后部与地面所成的角度较小，相对而言在高速行驶的时候，围绕车身的空气较平顺，产生的空气涡流也比较小。

1952年，美国别克生产的小客车开创了鱼型汽车的时代。

图1.5
6）楔形
鱼型汽车在行驶时仍然是存在缺点的，即是对“横风”的不稳定性。

因为鱼型汽车后车窗倾斜角度的原因，导致车顶凸起，在高速行驶的时候就会产生一种向上的升力，车轮对地面的附着力因此减小，从而使得汽车在行驶过程中的稳定性不足。

为了克服鱼型汽车的缺点，工程师在鱼型汽车的基础上进行改善，楔形汽车也因此而出现。

1963年，司蒂倍克·阿本提第一次设计出了楔形汽车，得到了汽车专家的一致高评价。

楔形汽车车身整体高度降低，车尾被舍弃切割，车内空间减少。

在造型方面来说接近于汽车的理想状态，在现在被广泛应用于各类超跑以及赛车的设计中，但是因为车身降低，车内空间减少，导致驾驶员以及乘员的舒适性降低。

楔形汽车因其流畅，极具现代化的外形，以及造型所带来的冲击感等，相当受现代青年的欢迎。

楔形汽车的代表品牌为兰博基尼。

图1.6
7）概念车
概念车是现代一种很流行的车型，不限于各种风格，可以简单理解为未来汽车，其存在介于设想和现实之间。

设计师将自己独特、超前的想法表现在概念车上，往往这种车都只处于展示、试制阶段，大部分车型就目前的科学技术来说还无法将其实现。

概念车主要用于各汽车企业探索汽车造型，试探消费者对新款车型的接受度。

概念车与一般的车型不一样的地方在于，因为大概率不会进行量产，设计师可以尽情地展现自己的构思，极尽地显示概念车独特的魅力。

概念车分为两类，一类是贴近现实，可以运行的、真正的汽车，现有的技术足以将其制造出来投入销售，并且在2-5年之间可以进行一定程度上的量产。

还有一种是只能用作展示，只具有设计概念的汽车，这种一般是比较夸张的造型，现在的科学技术不能够让这类汽车运行
图1.7
1.2.2电动观光车造型现状
自1881年，第一辆使用铅酸电池的电动汽车出现到现在，历经一百多年的时间，又由于电动汽车在初期阶段的种种技术不成熟性，电动汽车一直没有普及。

到现在，随着电池技术、电机及其控制技术的发展，为满足节能减排要求，电动汽车的发展受到全世界的关注，有了资本的支持，电动汽车首先就由小型电动汽
车开始发展，比如高尔夫球场代步车、电动观光车等。

电动观光汽车的造型在一开始相当单一，随着人们生活水平的上升，审美水平也相应提高了。

电动观光车不仅是要乘坐舒适方便，同样要美观。

电动观光车广泛出现在各大旅游景点，对此改变最大的也是旅游景点的电动观光车造型。

从一开始单调的造型，到现在会根据地点所需要的风格进行设计，比如迪士尼乐园内部电动观光车的造型，既与环境更好地融合到一起，又能吸引到更多的游客前往。

现在最常见的电动观光车造型如图1.8所示，大部分校园观光车、公司内部观光车以及一般景点所使用的的观光车都是这种造型。

图1.8
近来风靡日本的皮卡丘校车，也属于电动车的一类，但是在外形上更具有特色，不仅安全美观还能吸引更多的小孩去该校就学。

图1.9 日本皮卡丘校车
迪士尼乐园的观光车就比较符合旅游场景，并且能很好地融入到大环境中。

这一类的电动观光车就是根据使用场合来设计的，在设计中结合了游乐园的人物元素以及风格，会大大地提高对游客的吸引力，尤其是女性游客以及小孩子，间接地提高旅游效益。

缺点是使用场合比较局限，仅限于特定的游乐场所，一般比较有名气或者是资金充足的旅游企业才会进行特定的电动观光车造型设计。

图1.10迪士尼电动观光车
1.3研究主要内容
本文首先研究了传统汽车造型以及电动观光车造型在历史上的发展，了解了电动观光车造型设计的需求背景，在此基础上对电动观光车的造型提出了观点，并阐述了现代汽车造型设计的要点以及常用的设计方法。

本文在设计车身造型前会先运用问卷法研究国内年轻一代消费者的审美与需求，再根据调查依次从市场调研、概念设计、三维模型的创建及渲染设计一辆电动观光车造型。

2汽车造型设计流程与方法
2.1汽车造型设计要素
2.1.1传统汽车造型设计要素
在汽车造型的发展史中可以看出，汽车造型是随着时代的改变不断变化的，但是只有符合消费者的需求，新的汽车造型才能得以延续，毕竟制造汽车是为消费者服务。

在汽车造型设计中排在最前面的就是用户需求，顺应时代，在当下的消费者更偏爱哪种汽车造型，经典造型为什么能成为经典，为什么能跨越年代，成为各年代消费者的宠儿。

其次是机械工程学、人体工程学和空气动力学，但是对于概念车来说，造型所蕴含的意义是最重要的。

机械工程学和人体工程学在汽车造型设计初期是最重要的，汽车首先设计出来要能行驶，先有汽车的发动机、传动装置等的设计，才能更好地设计汽车底盘。

其次汽车是以人为主的，要保证有足够的安全性和舒适性，汽车的空间设计舒适，驾驶员的视野足够的宽阔等。

空气动力学则跟汽车的
速度有关，要怎么设计才能更好地减少汽车在行驶时的空气阻力，从而提高汽车行驶速度.
在外形上要考虑色彩的运用，包括车体以及内饰的色彩配合，以及色彩与车身风格的融合。

色彩对于汽车造型设计是很重要的，如何让色彩与车身风格相得益彰，两者相呼应，最大限度地满足消费者的需求，能更好地提高销售量。

2.1.2电动观光车造型设计影响因素
跟传统燃油汽车和一般的电动汽车不同的地方在于，在特殊区域使用的电动观光车造型最好是根据其使用地点的风格来设计，这样才能让电动观光车更好地和风景融合到一起。

特别是景区观光车，如果在景区使用的观光车都使用统一的汽车造型的话，会失去很多吸引消费者的亮点，缺乏和景区的融合度。

电动观光车因为受众是旅客，其设计不仅要有安全性和舒适性，也要有足够亮眼的外形，这直接影响了游客的选择，相对于单调无亮点的旅游景区，游客们更喜欢去有特色的景点旅游。

因此在各种的考量下，首先要提高电动观光车的视觉效果，结合景点特色以及人文因素去设计造型。

比如迪士尼乐园的观光车，在每个主题乐园都会配有不同的观光车，以提高景点融合度，同时吸引到更多的游客前往。

而与燃油汽车和一般电动汽车相比，电动观光车是不需要有高速度，以及运行距离也不需要很远，因此在空气动力学上就不用做过多的要求。

图2.1 上海迪士尼观光车以及一般的观光车
2.2设计流程
2.2.1造型设计流程
造型设计流程是整车造型设计流程的其中一个部分，整车造型设计包括造型设计、结构设计和电气系统设计。

因此合理高效的造型设计流程会大大地加快整车设计流程的进度，加强汽车企业在市场上的竞争力，特别是现在这个快速更新
的时代，抢先更新就会有更多抓住消费者眼球的机会，从而提高市场效益。

图2.2 整车设计流程图
2.2.2电动观光车造型设计一般流程
对于电动观光车整车设计来说，造型设计尤为关键，其一般流程可以分为几个部分：设计前期准备、概念设计、模型制作、样车试制和样车试验及评价。

在准备设计一辆电动观光车是最重要的前提就是要先知道市场需要什么样的造型，首先要进行市场调研，根据市场调研的结果来准备设计任务书。

概念设计指的是设计者将自己的思想与设计任务书结合在一起，进行概念式设计，结果以最终方案效果图为准。

模型制作是以方案效果图为标准，以一定的比例制作油泥模型或者是其他类型的模型。

样车试制是在车辆正式投入市场前先进行试制，使用模型制造，并进行整车装配。

样车试验及评价是对使用模具制造出来的样车进行多项车辆检查及全面的设计评审，如果发现问题就要及时解决，然后进行第二次、第三次设计，直到合格为止。

本文主要描述并实践设计前期准备和概念设计这两个阶段。

2.2.3影响电动观光车造型设计流程的因素
正常来说，电动观光车的造型设计流程中的市场调研在各个设计中都大同小异，但是在后面几个设计阶段中则会有所不同。

比如一般的小品牌汽车企业与国际知名的汽车企业相比，在后面阶段可以提供的资金和精力相差甚远，设计质量自然也就没有可比性。

大品牌有更多的资金与人手对不同的设计进行调整，在设计方面也有更多的经验，可以根据电动观光车不同的用途对设计流程进行改进。

而小的汽车企业没有这种优越的条件，有时候甚至会缩减设计流程，以此来节约成本。

电动观光车的设计会因多种因素而改变。

2.3造型设计方法
2.3.1现代计算机辅助几何设计的理论
在步入计算机时代以后，计算机逐渐变成我们日常使用的工具，在汽车设计方面也由以前的手绘逐渐变为以计算机绘图为主。

计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）即为利用计算机及其图形设备来帮助设计师进行汽车造型设计。

在现代来说，计算机辅助设计可以大大地减少设计师的工作，同时提高设计数据的准确性。

在CAD里，设计师可以将大量的设计草稿存放起来，并对其进行分析、计算和比较，可以使用计算机进行与图形的旋转、平移、缩小和放大等加工工作。

在20世纪50年代，美国就已经有简单的被动式计算机辅助设计技术，60年代，CAD的曲面片技术出现，到如今CAD的技术已经到了相当成熟的阶段。

CAD的基本技术主要有实体造型技术、曲面造型交互技术和图形变换技术等。

其系统组成一般为计算机主机、图形输入板、图形显示终端、绘图仪、扫描仪、打印机、磁带机和各类软件。

在个人计算机技术发展到现在，因pc系统价格低廉、使用起来灵活方便，导致大量涌现出有pc机构成的CAD系统。

AutoCAD是国际通用的二维和三维CAD设计软件，dwg文件格式也成为二维绘图的事实标准格式。

三维构型系统有主流的SolidWorks、CATIA、Pro/E、UG NX等。

在本次实践中，将使用到的三维构型系统CATIA进行建模渲染。

CATIA是法国达索开发的，设计功能齐全，包括从设计的初始到具体设计分析、模拟和组装，到后面的维护在内的所有工业设计流程。

CATIA系列产品主要在汽车、厂房设计、建筑、电力与电子、航空航天、船舶制造、消费品和通用机械制造八大领域里提供3D设计和模拟解决方案。

CATIA具有强大的曲面设计功能，在汽车设计中能很好的将曲面建立出来
2.3.2A级曲面。