CN112129544A

CN112129544A - 汽车空调的热舒适性评价方法

Info

Publication number: CN112129544A
Application number: CN202011001476.9A
Authority: CN
Inventors: 姚朝华; 张伟; 吴洪涛; 任印连; 程琳; 杨玉梅; 韩友国
Original assignee: Chery New Energy Automobile Co Ltd
Current assignee: Chery New Energy Automobile Co Ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2020-12-25

Abstract

本发明属于汽车空调技术领域，特别涉及一种汽车空调的热舒适性评价方法，在环境模拟仓内进行试验，试验条件可控，可重复性强，数据一致性好，从而能够大幅减少试验人工成本、开发费用并缩短试验周期。主要分为预热车辆、热舒适性评价和判定试验结果三个步骤。

Description

汽车空调的热舒适性评价方法

技术领域

本发明属于汽车空调技术领域，特别涉及一种汽车空调的热舒适性评价方法。

背景技术

汽车空调以使车厢内环境达到乘员舒适状态为目的，对车厢内空气的温度、湿度、流速进行调节。由于汽车车体较薄，而且车体通常采用金属材料制成，传热系数大，另外，为提升乘客的视野，玻璃站车身外表面的面积比例高，这使得汽车车体自身难以采取较好的隔热措施。在气温为35℃，湿为70％，日射量为900kcal/m² _.h环境下，汽车停放一小时，车内平均温度达57℃，车内壁表面最高温度达90℃。故而，要提升汽车热舒适性，就要求汽车空调能在短时间内能迅速降温，即空调机具有较大的制冷量，如此才能快速将车内温度降至人体舒适温度。

现有技术中，通常于每年7～8月在我国海南或新疆吐鲁番的室外道路进行高温环境下汽车空调的热舒适试验，由于自然条件不可控，使得试验的重复性和一致性差，另外，人体热舒适性的影响因素很多且难以以单一指标划定明确界限来判断舒适与否，也就无法准确判断汽车空调的制冷量是否与试验汽车匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种科学、可重复的汽车空调的热舒适性评价方法。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车空调的热舒适性评价方法，包括如下步骤：

1)预热车辆：模拟待评价车辆在高温夏日中午停放在室外的工况；

2)热舒适性评价：模拟多种应用场景，监测汽车空调系统的工作状态及车厢内环境，车厢内环境监测包括客观数据监测和主观评价记录；

3)判定试验结果：结合试验过程中汽车空调系统及车厢内环境监测数据，判定待评价车辆的空调系统制冷量是否符合空调热舒适性要求。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：提供一种试验周期短、成本低，可高度模拟实际工况的汽车空调热舒适性评价方法，能够对汽车空调的快速降温、舒适性维持效果作出客观、准确的评价。采用主观评价和客观评价结合的方法，用客观数据支撑主观评价的可靠性，规避人体对舒适性感知因生理调节能力与主观感受不同而造成的评价差异性。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

一种汽车空调的热舒适性评价方法，在环境模拟仓内进行试验，试验条件可控，可重复性强，数据一致性好，从而能够大幅减少试验人工成本、开发费用并缩短试验周期。主要分为预热车辆、热舒适性评价和判定试验结果三个步骤。

以某电动汽车为例，车辆核定人数5人，汽车空调为自动空调。

1)预热车辆

模拟待评价车辆在高温夏日中午停放在室外的工况。

需要将待评价车辆放置于温度为35℃～45℃，相对湿度为 40％～80％，光照辐射强度为600W/m²～1000W/m²的模拟仓内，直到待评价车辆的车厢内温度稳定。

优选地，环境温度设定：根据中国气象统计，2019年，我国许多城市夏季最高气温达到38℃～40℃，吐鲁番最高达46℃，因此环境温度优选设定在35℃～45℃。

优选地，环境湿度设定：按照我国室内空气标准，夏季室内湿度以40％～80％为宜，老人和小孩适合的室内湿度为45％～50％，哮喘等呼吸系统疾病患者适宜的室内湿度在40％～50％之间。基于此，将车内舒适湿度设置为50％。

优选地，辐射强度设定：我国大部分城市夏季12～13点的太阳辐射强度为一天中最强的时间点，约1000W/m²。

1.1)第一预热阶段

待评价车辆进入高温环模仓，使其处于下电状态。固定待评价车辆，然后打开其前舱盖、所有车门及车窗。将环模仓内的环境温度设置在40℃±1℃，相对湿度50％。待副驾驶内侧的滑轨，即副驾驶远离车门一侧的滑轨温度达到40℃±1℃时，进入第二预热阶段。

第一预热阶段，模拟的是待评价车辆在夏季遮阴环境下的工况。副驾驶远离车门侧的滑轨邻近车厢中部，故而，在该处滑轨温度达到设定值时，视为车厢内温度趋于稳定。

1.2)第二预热阶段

当达到阶段1后，打开光照系统模拟太阳辐射，设置辐射强度 1000W/m²，关闭待评价车辆的前舱盖、车门、车窗，预热60min。

关于预热时间设定：夏季在室外停车60min后，车厢内的温度通常趋于稳定，不再继续上升。故而待评价车辆在模拟仓内放置 60min～90min为宜。

2)热舒适性评价

模拟多种应用场景，监测汽车空调系统的工作状态及车厢内环境，车厢内环境监测包括客观数据监测和主观评价记录。

在待评价车辆内布设传感器实时监测车厢内环境的客观评价数据；评价人员进入车内，开启汽车空调，同时风洞提供迎面风吹向待评价车辆的车头，每间隔X分钟，记录主观舒适度评价结果。

进行热舒适性评价时，

环境条件：环模仓温度为35℃～45℃，相对湿度40％～80％，辐射强度600W/m²～1000W/m²；

车辆状态：车窗、车门、前舱盖等全关闭。

空调设置：将空调面板设置为全冷、吹面模式、内循环，风量最大档，基准温度20℃～25℃；如果为自动空调，空调面板自动模式，基准温度20℃～25℃，其余条件不变。

风洞设置：

风洞先提供40km/h～60km/h的迎面风吹扫待评价车辆车头，分别记录车厢前排和后排处达到舒适温度的时间，模拟待评价车辆在城市路况下、行驶车辆时，开启汽车空调，使车厢内各处达到舒适温度所需时间，以获得汽车空调的车厢内环境调节能力的评价。

待车厢后排达到舒适温度，风洞继续提供40km/h～60km/h的迎面风吹扫待评价车辆车头20min～40min，模拟以获得待评价车辆在城市路况下行驶车辆时，汽车空调维持车厢内环境舒适能力评价。

而后提供100km/h～120km/h的迎面风吹扫待评价车辆车头 20min～40min，模拟以获得待评价车辆在高速公路路况下行驶车辆时，汽车空调维持车厢内环境舒适能力评价。

最后关闭风洞，监测车厢内环境变化20min～40min，模拟以获得待评价车辆在停车后，汽车空调维持车厢内环境舒适能力评价。

本实施例中，传感器的布设方案如下：

为实时监测汽车空调系统的工作状态，在冷媒进口及出口处分别设置压力传感器，监测压缩机负荷；在空调吹面出风口处设置温度传感器，监测压缩机负荷；在冷凝器入口及出口处分别设置温度传感器，监测冷凝器工作状态；在压缩器、冷凝器、膨胀阀的进口及出口管道表面设置温度传感器，监测空调系统工作状态。

为实时监测车厢内环境，在待评价车辆内副驾驶内侧滑轨处、座椅坐垫前侧、座椅靠背前侧上方增设用于监测车厢内环境客观评价数据的温度传感器或温湿度传感器。

坐垫座椅前侧的传感器能够对人体腿部所处环境进行监测，座椅靠背前侧上方的传感器能够对人体面部所处环境进行监测。

为实时监测待评价车辆的外环境，在模拟仓内设置温度传感器或温湿度传感器。

待评价车辆内传感器布设表如下：

优选地，迎面风：试验时，由于燃油车与电动汽车空调制冷系统的工作原理不同，燃油车空调制冷的实现需要发动机曲轴的动力，驱动压缩机和水泵(余热)进行工作，必须由发动机提供能源输出，因此必须让发动机转动起来，发动机转速与车速有关，车速大，发动机转速大，空调系统换热能力强，因此空调系统工作就必须上转鼓。电动汽车电动压缩机不依靠机械动力实现功能，其动力直接来源于动力电池，只要电池有电，就可以使电动压缩机工作。电动汽车的车速和电机有关，和空调无关。因此，空调系统制冷能力与车速大小无关，可以不上转鼓或者上转鼓不开启，给车速等同迎面风即可。

优选地，风洞提供迎面风大小：40km/h为一般城市道路最高限速，100km/h为中国高速小型客车、客车最普遍的限速，符合中国国情。

优选地，基准温度设定：人感到最舒服的温度是20-28℃，因此车内空调温度应控制在此范围内，夏天在22℃±2℃。

本实施例中，步骤2具体包括如下步骤：

2.1)传感器开始实时监测车厢内环境温度及汽车空调系统的工作状态。

在其他实施例中，可以在预热车辆阶段，就实时监测汽车空调系统的工作状态。

2.2)传感器工作稳定后，评价人员进入车内，每间隔X分钟，记录主观舒适度评价结果，直到本轮试验结束。

本实施例中，3位评价人员按照穿着夏季服饰，试验条件达到后，先进入环模仓等待10min，待身体适应仓内温度，达到夏季状态时，进入待评价车辆内。

2.3)评价人员进入待评价车辆后，开启汽车空调，同时启动风洞，提供吹向待评价车辆车头的迎面风。

优选地，主观评价要求：

a)人员着装：试验人员夏季着装；

b)人员数量：＞0.5*核定人员数量；

c)评分原则：试验工况运行中，每5min评价一次，直到三个连续工况完成或发生异常情况，试验结束。

其中，评价人员在试验过程按照主观评价七分制进行评价，采用人体对温度的冷热感知进行评分，对身体各部分及整体均需进行评分，以面部、整体评分为主。评分在-1分～1分之间，舒适性可接受。评分在-3分～-2分和2分～3分之间的，舒适性不可接受，需整改。具体评分标准见下表：

主观评价条目中，包含人体对温度感知较为敏感的部位，更符合人机工程。

位于驾驶室后方的主观评价人员打分表示例见下表：

3)判定试验结果

结合试验过程中空调系统及车厢内环境监测数据，判定待评价车辆的空调系统制冷量是否符合空调热舒适性要求。

本实施例采用客观评价或主观评价或二者结合的方式，对汽车空调的热舒适性进行判定，得到试验结果。

试验过程中，当评价分数在-0.5分～0.5分之间，属于舒适性区间。根据主观评价打分表和客观数据，计算车内前排或者车内所有人达到舒适性的时间；也可计算出舒适性一直维持在-0.5分～0.5分的时间，显示舒适性维持能力；并根据项目开发目标，判定是否满足目标要求。

通过主观评价与客观测量相比较，见下表。40℃环境下，快速降温阶段，试验进行20min时，前排主副驾均达到舒适，副驾膝部与脚部微热。舒适性维持阶段，100km/h时，微热，舒适性不能维持。保温阶段温度明显上升，舒适性降低。本款待评价的电动车高温舒适性可接受。

Claims

1.一种汽车空调的热舒适性评价方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：所述的步骤1中，将待评价车辆放置于温度为35℃～45℃，相对湿度为40％～80％，光照辐射强度为600W/m²～1000W/m²的模拟仓内，直到待评价车辆的车厢内温度稳定。

3.根据权利要求2所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：所述步骤1包括如下步骤：

1.1)第一预热阶段

打开待评价车辆的前舱盖、车门、车窗，将待评价车辆放置于温度为35℃～45℃，相对湿度为40％～80％的模拟仓内，直到车厢内各处温度稳定；

1.2)第二预热阶段

关闭待评价车辆的前舱盖、车门、车窗，将待评价车辆在温度为35℃～45℃，相对湿度为40％～80％，光照辐射强度为600W/m²～1000W/m²的模拟仓内放置60min以上。

4.根据权利要求3所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：所述的步骤1.1中，待评价车辆处于下电状态；实时监测副驾驶内侧滑轨温度，当副驾驶内侧滑轨温度达到车厢内环境温度时，进入第二预热阶段；所述的步骤1.2中，待评价车辆在模拟仓内放置60min～90min。

5.根据权利要求1所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：所述的步骤2中，在待评价车辆内布设传感器实时监测车厢内环境的客观评价数据；评价人员进入车内，开启汽车空调，风洞提供迎面风吹向待评价车辆的车头，每间隔X分钟，记录主观舒适度评价结果。

6.根据权利要求5所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：所述步骤2包括如下步骤：

2.1)传感器开始实时监测车厢内环境温度及汽车空调系统的工作状态；

2.2)传感器工作稳定后，评价人员进入车内，每间隔X分钟，记录主观舒适度评价结果，直到本轮试验结束；

7.根据权利要求6所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：步骤2.1中，

针对汽车空调系统，

在冷媒进口及出口处分别设置压力传感器，监测压缩机负荷；

在空调吹面出风口处设置温度传感器，监测压缩机负荷；

在冷凝器入口及出口处分别设置温度传感器，监测冷凝器工作状态；

在压缩器、冷凝器、膨胀阀的进口及出口管道表面设置温度传感器，监测空调系统工作状态；

针对车厢内环境，设置有传感器实时监测车厢内环境温度、湿度，副驾驶内侧滑轨处、座椅坐垫前侧、座椅靠背前侧上方布设有用于监测车厢内环境客观评价数据的温度传感器；

针对车外环境，设有传感器实时监测模拟仓内环境温度、湿度。

8.根据权利要求6所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：所述的步骤2.2中，主观评价标准如下：

9.根据权利要求6所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：所述的步骤2.3中，空调工作模式为自动模式，若无自动模式，则空调采用全冷、吹面、内循环、风量最大模式；基准温度为20℃～24℃。

10.根据权利要求6所述的汽车空调的热舒适性评价方法，其特征在于：所述的步骤2.3中，

风洞先提供40km/h～60km/h的迎面风吹扫待评价车辆车头，分别记录车厢前排和后排处达到舒适温度的时间；

待车厢后排达到舒适温度，风洞继续提供40km/h～60km/h的迎面风吹扫待评价车辆车头20min～40min，而后提供100km/h～120km/h的迎面风吹扫待评价车辆车头20min～40min，最后关闭风洞，监测车厢内环境变化20min～40min。