为什么我一定要你关心“车壳子”？

本文来自微信公众号：autocarweekly（ID：autocarweekly），作者：嗷嗷胡，头图来源：视觉中国

除了互联网上喜闻乐见的“云评”车祸时间，车身铁壳子，大概是一辆车上最没人在意的东西了。

虽说大部分正经车企，都会在媒体资料包里放几张车身结构图，也常常在发布现场摆出白车身展具，但在很多哪怕是从业者眼里，这些五颜六色摸不着头脑的玩意儿，能得到的待遇多半也就是一笔带过。

低难度猜车

人们会关心发动机马力有多大，会关心油耗电耗是多少，会关心车内大屏多少寸，会关心豪华配置有多少，会关心舒适性表现好不好……谁能想到看似平平无奇百年不变的铁壳子，居然也能影响这一切？

一、揭开真正的“壳”

我们经常说的所谓“白车身（body-in-white，BIW）”，指经过冲压和焊接、但未经涂装的整个车身结构，通俗讲就是大家理解的“车壳子”或“车架子”。

一般来讲，白车身在范围上，需要区分包含、不包含覆盖件两个语境维度。车身覆盖件，即车门、前机盖、尾门/后备厢盖、翼子板等（俗称“四门两盖”），通常是不参与整车刚度建设的。换言之，它们才是真正的“只是个壳”。翼子板保险杠被自行车撞瘪，和车身安不安全真没关系。

像车门与车身主体的连接，其实就只有转轴和锁销几个点而已，对于车身受外力发生的振动形变，它们并不能“帮上忙”。（但覆盖件对碰撞有一定作用，如车门内基本都有防撞梁。这里需区分“刚度”与“强度”，请参阅《99%的人都不知道，“刚”和“强”是两码事》。）

奥迪A4，含覆盖件的白车身

这是去掉覆盖件的A4白车身

覆盖件就像车辆内饰一样，反而会受车体振动形变的影响。因为它们更换起来很简单，不影响车身主体结构的原有设计，海外车型引入国产有时会出现“铝换钢”的现象（本人对此不置可否）。不过由于覆盖件对刚度基本无影响，此类改变主要损害的是重量方面。

覆盖件会占到白车身总重的1/4~1/6，极端轻量化的超跑会更低。一些运动性能车在门板、前后舱盖、车顶使用铝材乃至碳纤维，但由于覆盖件本身重量不占大头，减重和降低重心的实际效果有限（尤其与视觉效果比）。雷克萨斯LC的碳纤维车顶，就只让整车重心降低了1.2mm。

一般如无特别强调，我们讲的白车身都是指不含覆盖件的狭义概念。

宝马M4 CS的碳纤维机舱盖

二、越刚，越安静？

刨去车身覆盖件，白车身的核心结构才是重头戏。

刚度是白车身最重要的性能指标之一，尤其是抗扭刚度。这也是你最容易从市面主流渠道获知的车身性能数据，尤其是在白车身方面下血本的厂商就更爱言必称刚度。蔚来一直以高达44140N·m/°的惊人数据为傲（确实很高），麦格纳出品的北汽极狐也时常炫耀其55000N·m/°的车身刚度。

（不过需要说明，电动车在刚度战争上是有天然优势的。）

所谓刚度，即车身抵御外界应力造成的可塑形变的能力。44140N·m/°，即需要施以44140N·m的扭转力矩，车身才会发生一度的扭转变形。显然这个数字越高，车身抗形变的能力越强，同样外力作用下的形变越小。

在车辆行驶过程中，路面颠簸、机械运转都会持续对车身施加应力。我们从宏观上看，车身是一个坚固的钢铁笼子；但微观上看，车身几乎无时无刻不在发生着微小形变。在诸如赛道竞速或越野脱困这样的极端情况下，车身形变还会扩大为宏观影响。

比如，一些SUV厂商会将车开上交叉轴，在对角线两轮着地的情况下，测试车门是否能正常开启和关闭。别笑，真有不少SUV车型在这种情况下，要么车门因为车身（门框）形变而打不开，要么打开了的车门再关不回去（开下正常路面才能关上）。这就是车身形变被放大并可视化了。

赛道竞速也是类似，在极限驾驶时车身发生的形变，足以让前后悬架偏离原始设定。所以对于高性能车和超级跑车，车身刚性也是重中之重，之所以铝材和碳纤维被超跑青睐，主要原因便是兼顾了轻量化与车身刚度。

迈凯伦碳纤维单体壳车身，前后车架是铝材

说回到非极端情况。

对于我们普通人，车身刚度显著影响着一辆车的NVH表现，放到日常语境中就是振动、噪声、静谧性、舒适性。你在选车试驾时或许未曾想到，舒适性这个所有人最熟悉的维度，影响因素不只是发动机噪音、隔音措施、轮胎、风阻，还有车身。

这是因为车身刚度的高低，直接决定了车身的模态频率。所谓模态频率，粗浅理解就是车身的固有振动频率。中学物理课上体育老师教过大家：任何物体都有一个固有频率，当外界激励频率接近这个固有频率就会诱发共振，使振动能量显著增大。曾经有一队士兵过桥，走着走着桥就被共振震塌了。

刚度越高模态频率越高，这好理解，越“刚”的东西越不容易形变，你想让它共振所需达到的频率自然越高。在铺装路面上，来自路面的振动激励频率，与车辆行驶速度是正相关的，所以越是注重巡航舒适性、高速舒适性，就越需要高模态、高刚度的白车身。

车辆行驶中的噪音，除了容易理解的风噪、胎噪、机噪，还有一个重要组成部分是结构噪声。如果你乘坐某一辆车发现，每到某个速度车子就出现如振动棒一般的剧烈震颤，这就是明显的因共振导致的结构噪声急剧增大。

如果车身的刚度过低、模态频率过低，日常速度下的路面激励都可能让车身接近固有频率而产生共振。越是新一代车型、越是高端豪华车、越是注重舒适性的车型，就越需要高刚度高模态，将车辆被诱发共振的车速尽可能“推离”合法车速上限，离得越远越好。

为什么高端车豪华车经常“不知不觉就开快了”，为什么廉价车往往到某个不算高的速度就有恐惧感，为什么同样性能的豪华车比小钢炮们更“没速度感”，为什么强调高速巡游的“GT”车型会成为一个图腾——不只是心理作用在作祟。

另外，相当一部分车内异响来自于内饰组件之间的振动和摩擦。所以如果车身的刚度越高，形变和振动越小，工程师就可以允许更小的内饰组件间隙，在我们看来就是“做工更好、更精细”。这同样是促使厂商，尤其豪华车企提高车身刚度的诱因之一。

三、不息的刚度战争

一分钱一分货的道理，在大的层面上笼统地看是适用的。横向比较，同一时代下，高端车往往有着比廉价车更高的车身刚度。纵向比较，看似风平浪静的车身制造行业，百年来刚度战争也从没停火。

今天，多数主流中型轿车的刚度在20000~35000N·m/°（非常不精确，仅作大致数量级参考），优秀的白车身可以接近40000N·m/°，而40000N·m/°以上则是奔驰S级、宝马7系、奥迪A8这类行政级豪华车的领域。

（衡量车身刚度一般有扭转刚度和弯曲刚度之分，刚度又存在静刚度和动刚度之分，为便于理解在此姑且不做区分。）

Cayman/Boxster，敞篷车刚度总是吃亏

需要说明，不同车身类型，刚度会有天然的区别。比如之前在《掀背三厢车为何总是不入流？》谈到，两厢车、旅行车、SUV这类掀背车，要想达到同样的车身刚度就会比三厢车费劲。而敞篷车因为没有上部结构——无论软顶硬顶都只是个“棚子”不参与刚度——就更加困难，同样技术、成本条件下刚度必定垫底。

所以你也就能理解，为什么长期以来，代表着“最舒适”的车型一定是三厢轿车。

纯电动车带来了另一个例外。由于电动车在车底需要布置一块电池包，而电池包被钢铁外壳严密保护，坚固的电池壳体歪打正着，成了电动车车身刚度上的buff。比如前面提到的蔚来和极狐，在低得多的售价轻松超越了S级/7系/A8的“4万大关”。

油改电更容易说明问题：宝马X3燃油版的车身抗扭刚度约25000N·m/°，而电池包直接让纯电版iX3达到了52500N·m/°，奥迪e-tron也高达50000N·m/°。二者售价同样比行政级轿车低得多，蔚来和极狐并非赔本做买卖。

所谓纯电动车是未来，“环保”只是原因之一而非全部。不过，并非所有电动车都将“刚度红利”兑现了出来，也有一些让出了刚度优势换取了省材料成本。整体层面比较的结论，到个体层面永远要具体分析。

蔚来ES8/ES6并不是孤例

什么决定着结构刚度的高低？截面面积、材料厚度、弹性模量，只有这三个因素。

截面面积，比如A柱的整体宽度、门槛的整体厚度高度，这些“柱子”尺寸越粗壮，对刚度的贡献越大；材料厚度不用多说，同样截面积，2mm钢板做的肯定比1mm的刚度高；至于弹性模量，这是由材料本身特性决定的。

弹性模量有一个比较有意思的特点：它几乎只与材料的化学材质相关。你应该知道车用钢材往往有高低不同强度的钢，但不论高强度钢还是低强度钢，其弹性模量几乎是相同的。换言之，一切把“大量使用高强度钢”作为“车身刚性好”直接原因的表述，都是错误的可以直接忽略。

本田NSX为了视野，靠三维热弯淬火才让A柱变细了点

提高刚度不是件容易事，这三个因素都不是“善茬”。增加截面面积？A柱、B柱、C柱关系着视野和盲区，门槛高度宽度会让上下车困难（所以超跑门槛都很宽），车身内设的横梁纵梁影响着机舱和乘员舱的空间。

增加材料厚度？依然使用钢材而仅增厚，车身重量会水涨船高；为了达到同样的性能，需要更大功率的动力系统；更大的发动机加上更重的车身，又会携手让油耗增加。要将车重和油耗压下去？那只能砍掉车载豪华设备，或者减少隔音减振措施——问题又回到了舒适性上。

更换材料？可以，钢换成铝、铝换成碳纤维。铝的弹性模量虽然只有钢的1/3，但重量/密度低而可以拥有更大的厚度，从而获得高刚度（碳纤维与之同理，只是更好更贵）。但铝材成本是钢材的数倍，碳纤维则是数十倍起步。如果是钢铝混合，还需要焊接以外的其他连接工艺，调整生产线又是成本。

还是本人总挂嘴边的几句老话：牵一发而动全身，有得则必有失，天下没免费午餐。

宝马i8，最后碳纤维才是完美方案，当然除了价格

车身之所以重要，是因为它决定甚至是定义了一辆车的先天特性。比如刚度和模态决定了NVH能有一个什么样的起点，哪怕后天能靠种种隔音减振措施去提升最终的NVH表现，也总会需要在重量、成本、技术等其他方面做投入或牺牲。

比如车身的轻量化程度，决定了车辆的性能和能耗有一个什么样的基础，当然后天也有种种减重措施、使用更高效的动力系统，但一具轻量化达到要求的白车身，是不需要你舍弃部分豪华设备、使用更新更复杂更贵的技术作为代价的。

所以我会说，白车身的技术水平和各项性能，作为一个基础决定着整车各方面的可能区间：地板在哪，天花板又在哪。有点像本科毕业文凭，它不是绝对重要，本科学校不好还有考研机会，到社会最终还要看实际能力；但从社会宏观上讲，一个更高的学历起点总会导向更符合成功学的人生。

车身是一个基础，但也只是一个基础；反过来，它只是一个基础，却又为一切奠定根基。

作为消费者，其实你很难去准确了解到某款车的白车身性能究竟如何，甚至哪怕汽车媒体从业者也多半拿不到足够信息。像车身模态频率，根本不会出现在任何车企的对外公布资料中。好在车身刚度近年开始受到关注，但也仅限于部分车身投入高、表现好的厂商，愿意拿出来作为技术水平背书。

但你至少可以知道车身对于一辆车至关重要的作用和意义，丝毫不亚于大家平时津津乐道的其他方方面面。遍观消费者认知和汽车媒体行业现状，“车壳子”处在绝对的被低估状态。反正影响不直接、解释不容易、不性感、不爆炸，干脆大家集体忽略算了。

而假如你认识到了这一切，又应该辩证地认识到，也不能矫枉过正将车身视为绝对重要——实际上就没有什么是“绝对重要”。和动力、传动、悬架等没什么不同，车身也只是组成和定义汽车的子系统之一，而最终我们要的是一辆完整的车。

战略上重视，战术上平视。

本文来自微信公众号：autocarweekly（ID：autocarweekly），作者：嗷嗷胡