1、汽車車燈

多少人以為只需要一個燈泡（或者LED），一個反光碗（甚至有人都不知道還有反光碗更不要提上面的光學面了），再加一個燈罩就完事了！

每一次被問工作時，答曰：汽車車燈設計。然后對方就一臉嫌棄：一個燈有什么好設計的…

前燈主要由面罩、飾框組、光源系統、底座組成。

面罩就是車燈外面的那個透明罩子，看著就像個畸形的臉盆似的，并無什么特別的地方，然而并沒有看著的那么簡單。

面罩分為單色和雙色面罩。

單色面罩較為簡單，然而考慮到內滑塊或者斜頂和近光燈對配光的嚴格要求，一般采用單色面罩的前燈Z向開口都比較大，外觀可能就不是那么美觀（如上兩張圖你會喜歡哪一款）。而且仔細看，在某些地方有一些細線——滑塊線，當然為了減小滑塊線對外觀的影響，需要在內部做一些特征使滑塊線顯得不是那么明顯。可不可以不用內滑塊或者斜頂？好吧，如果造型不改的話那么燈具末端靠近翼子板的三角區域怎么出模？靠近引擎蓋的地方的縮水如何避免？

雙色面罩可以避免滑塊線的外觀問題，造型盡量美觀一些。然而前燈面罩的雙色模可不是那么容易做的，國內做的好的沒有幾家，因為模具大而且復雜、加工精度還高。

此外，面罩外部需要噴一層漆，即所謂的PC-coating，防止劃傷。內側根據客戶要求是否噴防霧涂層。設計面罩的時候也需要考慮工藝，不好的設計會導致於漆，滑漆燈外觀問題。此外還需要考慮模流，不好的設計會導致流痕，而流痕這種東西即使用moldflow分析也未必分析的出。

最后，last but not least，膠腿的設計也很重要。什么是膠腿，面罩和底座是通過膠粘在一起的，底座上為膠槽。下圖中LENS即面罩，BASE即底座，也叫Housing。這里如果設計不合理，會導致氣密問題，那么整個燈就廢掉了。此外，選用的膠的種類也很重要。

飾框和內套。飾框主要起裝飾作用，將內部結構遮擋其他。

呃。。。看來大家都知道車燈不好搞，那就不用再掰扯了，下一個~

2、雨刮器

在很多時候刮水器都是個擺設零件，但是在整車中，這個小小的零件算的上是比較難設計的零件之一。

為什么這么說呢？首先雨刮器可以歸類為車身零件中的A類零件。那么什么事A類零件？簡單點說，就是車輛安全行駛的必要零部件，它的性能是必須符合國家強制法規要求來配備的。

舉個例子，老的國家標準規定，雨刮器必須在120公里每小時的車速下穩定工作，眼下，這一標準提升到160公里每小時，在這一時速下要保證雨刮器能夠緊密的貼合擋風玻璃，并且回水寬度滿足法規要求，僅這一項實驗要求的變化，就會使得整個雨刮器系統需要重新設計。

其次，雨刮器系統的相互制約參數最多。一般來說，至于刮水器性能的參數一般有三個：攻角、俯角以及刮臂壓力，這三個參數相輔相成，改變其中的一個就會導致其他兩個的變化，繼而導致刮刷效果的惡化。

第三，雨刮器的安裝位置位于車身硬點區域，這直接導致了安裝空間和安裝結構的不可變。一般來說，避震塔到前圍檔板之間的距離為整車硬點，這個距離決定的是整車的平臺。所以，我們看到很多模塊化的平臺，其實這個位置都是固定的，比如說大眾的MQB。

那么問題就來了，在這個不可變的區域內放置一套運動的四連桿機構，還要考慮到運動干涉、系統本身的性能、洗滌器噴水效果。難度可想而知。

3、擋風玻璃及側窗玻璃

擋風玻璃和側窗玻璃同樣也是被大家忽略關注的零件之一，大家對它的關注恐怕就是在貼膜的時候才能想到吧。不過，在整車的零部件里，擋風玻璃以及側窗玻璃同樣是關乎安全的A類零件。在設計過程中，側窗玻璃是整個車門系統設計的基準，只有確定了側窗玻璃的曲率以及面積，才可以由此向下設計玻璃導槽、舉窗電機、車門門鎖等等零件。

如果側窗玻璃曲率以及面積在造型階段沒有第一時間確定的話，那么等待工程師的就是整個車門返工重來。擋風玻璃同樣是前部的設計基準，其曲率決定了刮水器、A柱、流水槽的結構設計。

另外，擋風玻璃的曲率也會被制造工藝牢牢限制，同時，擋風玻璃還是造型面，這就使得擋風玻璃的設計一不小心就會夾在中間無法脫身。所以也大大提升了擋風玻璃的設計難度。

4、保險杠

普通消費者對保險杠的認知，可能還停留在這就是一塊塑料殼。對，我們就是這么任性，車上全是塑料殼。對于設計人員，一個前保險杠，可能是比較復雜的外飾件之一了。首先是，周邊環境復雜，對口件太多。引擎蓋啊，擋泥板啊，輪胎包絡啊，各種燈啊，水箱位置啊，防撞梁啊，脫鉤啊，雷達啊，AEB啊等等。

作為一個產品設計汪，你真在專心致志地做數據，開閉件工程師跑過來，你這里這里圓角倒得有問題，導致視覺間隙很大，得改一下。你一看這么大一個鍋，也不敢獨自背啊，臥槽，這圓角特么是A面上的圓角，我能改么，你找Style吧（造型設計師打了個噴嚏）。

開閉件工程師一看，吆喝，放大招啊，好啊，找造型去。這邊剛走，輪胎工程師又來了，剛才把輪胎包絡重新做了一下，變大一點，你這里這里的卡扣和緊固點距離包絡的間隙不夠安全值，都得改……你一聽把剛和的水全吐輪胎工程師臉上了，大哥，不帶這么玩的，你知道工作量有多大嗎？輪胎工程師表示沒辦法，專家給的新算法，更精確。這個好像沒法推了，怎么辦，我水還沒喝完呢。你把輪胎包絡先發給我吧，我看看。已經發給你了，你查查郵箱，你滾！這邊輪胎工程師剛走，冷卻系統的工程師又來了，你預感到一層黑暗氣息輪罩了你的辦公桌三尺范圍之內。忙哈，我剛才又算了一下進風面積，你這里這里做的結構把進風口擋住了，不利于水箱散熱，格柵這里需要做一下調整……

此刻你腦子里只有調整調整兩個字在循環，心里想著特么你兩個字我B面結構就要重新做了。正在這時，電器工程師跑過來拍了一下你的肩膀，露出迷之微笑，上面決定了，高配車型要加裝AEB系統，格柵這里這里結構需要更改，還有增加一個低配時裝飾用的裝飾蓋。唉，你怎么打人啊，打人是不對，啊啊啊啊……大家都走了，你又開始一個人忙碌，把工程更改梳理梳理吧，一晃太陽西斜，快下班了，你的心情頓時明亮了起來。你站起來伸了伸腰，活動活動筋骨。這時，電腦右下角傳來一聲Outlook魔性的郵件提醒聲，你大叫一聲不好，然而為時已晚。來自造型設計師的郵件，就五個字：面用原來的。

你以為完了，可以神游天國了，怎么可能，CAE工程師救活了你。您還不能走啊，分析結果顯示，你這里的結構太硬了，不利于行人保護；然后你這里的結構又太軟了，不利于低速碰撞。你先把這兩個問題解決了再走吧。你下班了，但是明天還得繼續戰斗。這就是一個保險杠產品工程師的日常。

保險杠從外觀上看，沒什么，確實是一個塑料殼子，但是其B面結構的設計非常復雜，各種對手件的集成設計，還有法規項的考量，卡扣形式的選擇，都是需要慢慢去摳接口，做布置，挑戰其他系統，也對其他系統做出各種妥協的結果。除了這些之外，考慮模具的影響，澆口的布置，各種接口的實現，又得對現有結構進行優化。考慮涂裝的影響，又要根據工廠的涂裝線規劃，機器人的能力，對產品做出修改。裝配線，運輸懸鏈等等，都會對產品的設計產生影響，設計一點都不簡單。

5、儀表盤

儀表板和保險杠一樣，因為布置在其上的接口多，各種按鍵，儀表，電器件等等，接口設計極其復雜。為了追求良好的觸摸質感，制造工藝復雜，搪塑啊，吸塑啊，發泡啊，都會給設計帶來困難。

儲物盒的布置，你得放的小各種東西吧，你還得考慮人機工程，大部分人能伸手夠得著吧。儀表的事業不能遮擋，還得遮光放炫目，以免駕駛員看不清儀表上的指針數字。儀表板還不能太高吧，以免遮擋駕駛員的視野。和門護板，玻璃，中控的間隙你得控制吧，不然不美觀。車內VOC得考慮吧，你看對門奔馳都因為這個被詬病，我們三線小自主，得學著點啊，材料不能亂用，選個味道好點的。

以儀表板副駕駛布置副駕駛氣囊那個區域，算是儀表板上難設計的一個典型。大家都知道，氣囊是布置在儀表板下面的，所以當遇到碰撞事故時，氣囊在加速度的作用下經過傳感器引爆，把這個區域的儀表板炸裂，然后氣囊充氣鼓起，對乘員形成保護。所以，這個區域的儀表板厚度需要精確控制，厚了不行，炸不開啊。所以這個區域一般會做弱化減薄處理，有些做到零點幾毫米。但是做薄呢，又回帶來外觀問題。為什么呢，PP材料對厚度變化特別敏感，這個區域厚度的突變，往往會產生比較明顯的縮影，而儀表板一般是要腐蝕皮紋的，皮紋對于縮影這種缺陷是起放大作用的，所以會非常明顯。

還沒完，產品出來了進行氣囊爆破試驗，炸裂的儀表板碎片，也要控制，不能太大，重量要控制，以免爆炸后飛出傷及乘員。如果不合格怎么辦，回來改結構，再分析，再試驗，到合格為止。

6、三角區域外觀配件

在汽車工程領域，只要是有三個零件結合的地方，都會被工程師們稱之為死亡三角。

其中典型的區域就是A柱和窗臺線之間的三角區域。那么它為什么被公認難啃的設計之一呢？

要說明這個問題，我們首先要知道一個叫公差的東西，任何零件的制造和安裝都存在著一個合理的公差范圍，對于單一零件而言，零點幾毫米的公差波動是認為合理的。不過，當幾個零件同時在一個狹小的區域實現匹配的時候，公差波動就會在這個區域出現公差累積的情況。

也就是說，這個零件尺寸在正常范圍內跑偏了零點幾毫米，另外一個零件也在正常范圍內跑偏了零點幾毫米，但是當它們匹配在一起的時候，這些正常的公差值就會體現為一個誤差值，繼而造成外觀質量甚至是性能方面的缺陷。

以車門三角區為例，在這個區域內的零件包括外后視鏡蓋板、車門密封條、窗框、玻璃導槽、窗框加強板、窗框亮條等幾個零件。這幾乎是整輛汽車上零部件搭接最密集的地方，所以也是最容易出現公差累積的位置。所以，在設計終了之后，這個位置還需要進行數論的間隙段差匹配，同樣，也是觸一發而動全身的設計從而大大提升了難度。

7、活塞環

然而看著也就是幾片圓環，卻占據了整機35%的摩擦功，50%左右的機油耗問題與之相關，直接接觸上千度的燃燒火焰，承擔了25%-40%的的活塞散熱通道，密封了峰值爆發壓力達到100個大氣壓的燃燒室，而你只需要支付幾聽可樂的錢就可以擁有一缸副，但是如果它失效了，客戶需要支付1萬-2萬人民幣以上進行大修或者3萬-6萬人民幣進行動力總成更換。

全球入流的汽車企業的鋼制活塞環的材料99%由日本鋼材線材供應商提供。全球4-5家供應商基本占據了全球的主要活塞環的生產。在這個寬度只有1-2mm的鋼帶上，我們實現了各類加工形貌造型，20多種金屬/非金屬涂層，使用了熱處理、電鍍、PVD/PCVD、等離子金屬噴涂等一系列的技術，目前先進的涂層歷經24萬公里和缸體的磨損，平均磨損量僅有0.0008-0.001mm，而且能夠以每年數千萬片的規模保證質量穩定一致，平均PPM低于10。

基于三維的模擬軟件可以分析在各個發動機工況下，活塞環體在360度的變形和動態扭轉形貌，從而計算出摩擦功/機油耗/漏氣量等一系列的數據。在微觀尺度下計算u級的外周形貌變化對于油膜形態以及摩擦區域的差異和影響，同時還有透明缸套試驗+熒光高速攝影和浮動缸套試驗進行驗證，復雜的工序也體現出了它設計的難度系數。

活塞環有氣環和油環之分，氣環位于活塞的第一環和第二環，某些重型柴油機由于其工作載荷較大，為了能更好的對高溫氣體起到密封的作用，有時還具備第三道氣環。但對于汽油機和小型柴油機來說，兩道氣環的設計已經滿足密封的要求，故不需要第三道氣環。下面的一道活塞環是油環，其作用是對氣缸壁潤滑和阻止機油進入燃燒室。

它的磨損或損壞會導致發動機工作不正常，特別是竄機油的概率增大。如果一臺使用時間很長的汽車，在機油加注正常的情況下尾氣冒藍煙，很有肯能就是活塞環出現了問題。此時如果排查其他部件沒有問題仍然燒機油的話，就得將缸蓋打開更換新的活塞環了。

8、密封條

哪天你發現怎么我的車怎么不使勁摔關不上門，怎么開門聲音是啪的一聲，而不是彭的一聲？

哪天你發現你的車怎么開始漏水了，后備箱一打開里面可以養魚了……

哪天你發現玻璃怎么升降過程這么慢，還有點亂七八糟的響聲，甚至卡住……

哪天你發現開車呼呼的風噪大到你沒法聽音樂……

哪天你發現你的車窗上被塞滿了小卡片，而旁邊的豪華車卻是夾在風擋玻璃上……

這一切，密封條都逃脫不了干系！

內行人看車先看車門，而看車門重點還在密封條上。可惜的是，國內這方面設計能力太欠缺，明明很重要的一個零部件，可從上到下都不重視，各種壓縮成本……

國內也欠缺這方面的人才，缺到什么地步呢？網上某人說，一個三流主機廠的半吊子密封條產品工程師都被獵頭推薦到上海一家外企設計公司去了，外企HR說他英語不過關，人家說：沒關系，我們可以放寬要求……不要求你英語……

9、翼子板

翼子板才是最可怕的零件，大學的時候有門課叫做《互換性與幾何測量技術》，里面講的最多的就是公差與配合，最難的也就兩個零件軸和孔的配合。

直到TM出現翼子板，才知道原來一個零件可以和這摩多零件配合，發動機艙蓋、車大燈總成、前保險杠、車輪和車門，一不小心就從公差變成誤差了（手動流淚）；我終于知道為啥有些人買車的時候先買好皮尺去4S店測量翼子板各個位置的間隙去看廠家的做工怎么樣。

計算公差就算了，翼子板上還有各種造型要求的線條；橙色箭頭與車 側窗玻璃形成的belt line；紅色箭頭與OTR外板 形成的shoulder line；還有車前黃色箭頭標示的車頭feature line…每次模型固定前，設計師、工程師和生產技術人員都會圍繞翼子板有一場口水戰。

10、車載電控單元

車載的電控單元是看不見摸不著的一段3MB大小的代碼。車載控制器和發動機配套的就是發動機控制器(ECU)；和變速箱配套的就是變速箱控制器(TCU)；和混動配套的有混動中央控制器(HCU)，電機控制器(MCU)，電池控制器(BMS)；還有車身控制器(VCU)，ESP……

在車輛全面電控化的今天，控制器就是各類子系統的大腦，連懸架可能都有獨立的控制器。而缺少某個關鍵控制器，你的車也就和刷ROM掛掉的手機一樣，板磚一個……

然而大多控制器都很小巧，且藏在發動機艙，后備箱或者其他內飾板下面，故障率極低，所以一般用戶可能永遠都不會接觸到，甚至不會意識到他們的存在。可以看到的也只不過是一個金屬外殼，不知道里面有什么，知道的人大多以為這只不過是塊電路板，也不知道這個可能是整車設計最難和最貴的部分。

成本高和設計最復雜的，還不是車載控制器硬件本身，而是你根本看不到的刷寫在ROM里的控制軟件代碼。一個控制器的電路硬件成本可能只有上百美刀。一個復雜控制器裝載的軟件，比如發動機和變速箱控制器的軟件，5兆字節不到，但是從頭開發的話需要：①在國外成熟的技術條件下，一個數十人的有相關豐富經驗的技術團隊。② 三至五年或者更久的時間產出頭一版量產軟件，然后再用一個更久的周期使軟件成熟。③ 輕松上億人民幣的研發費用，而要一個軟件真正成熟，經過多年的版本更迭研發費用輕松達到十億級別。

這一切只為產出大概 3MB 的代碼。

所以，很多車載系統的自動化都伴隨著極為昂貴和復雜的控制系統設計，比如從手動變速箱到自動變速箱，又比如自動駕駛。其中成本的增加不只是一個幾千上萬塊的箱子或者幾個攝像頭雷達而已，只不過一般消費者看不到罷了。