夏日炎炎,刚钻进暴晒后的汽车,那扑面而来的热浪,让人瞬间烦躁,迫不及待把空调温度调到较低、风速拉满;冬日凛凛,手脚冻僵地坐进车里,又得赶紧调高温度,盼着暖意快点袭来。以往,汽车空调温度调节好不好,全凭乘车人的主观感受来评判。但人的感觉差异大,有人觉得 25℃刚刚好,有人却直喊热。而且,人体对温度变化的感知有延迟,也不够精准。现在,汽车空调舒适性假人出现了,让车内温度调节走向科学化、精准化。
一、传统方式的局限
过去,车企研发汽车空调,会邀请大量志愿者参与测试。让不同年龄、性别、地域的人坐在车内,在各种环境条件下感受空调效果,然后填写主观评价问卷,描述热、冷、舒适、不舒适等感受。可这种方式弊端明显:
个体差异干扰大:由于每个人的体质、耐热耐寒程度不同,对温度的主观感受也千差万别。年轻人新陈代谢快,可能觉得 23℃正好,而老人或小孩则可能觉得偏凉。这就导致车企收到的反馈各不相同,难以确定一个能满足大多数人的空调调节标准。
难以量化:主观描述模糊,“有点热"“不太舒服",到底多热、多不舒服,没有具体数值,车企难以据此精准改进空调系统。像描述热感,有人觉得出汗算热,有人觉得燥热才算,标准不统一。
环境因素难控:实际测试时,环境很难做到全部一致。即使在同一实验室,不同时间的光照、湿度等也有差异,这些都会影响测试者对空调的感受,干扰测试结果,让车企难以分辨是空调问题还是环境因素导致的感受差异。
二、舒适性假人的工作原理
舒适性假人从原理上模拟人体与环境热交换,内置多种高精度传感器,模拟人体皮肤感知,数据采集与分析系统处理数据,为科学调温提供依据。
模拟人体生理特征:舒适性假人依照人体形态和尺寸 1:1 打造,内部构造大有乾坤。它有模拟人体血液循环的管路系统,通过循环特定温度的液体,模拟人体产热与散热。比如,人体活动时肌肉产热,假人可通过调节液体流量和温度模拟这一过程。躯壳采用特殊材料,类似人体皮肤的热传导和隔热性能,能像人体皮肤一样与外界进行热量交换。
传感器精密布局:假人表面像人体布满神经末梢一样,密密麻麻分布着大量传感器,覆盖头、脸、颈、胸、背、四肢等部位。这些传感器分工明确,温度传感器快速精准感知假人表面各点温度变化,精确到 0.1℃;风速传感器捕捉周围空气流动速度,对微弱气流也能敏锐察觉;湿度传感器实时监测假人周边空气湿度,误差极小。以假人面部为例,鼻子、脸颊、额头等不同区域都有对应传感器,多方位采集数据。
数据采集与分析:假人工作时,传感器每秒采集大量数据,传输至配套数据采集系统。系统对数据汇总、整理,用复杂算法分析。一方面,生成温度、风速、湿度等参数的实时变化曲线,直观呈现车内环境动态;另一方面,结合热舒适模型,将原始数据转化为人体热舒适评价指标,如预测平均热感觉指数(PMV)、不满意者百分比(PPD),量化车内热环境舒适度。
三、数据收集与分析
舒适性假人工作时,在不同场景收集大量数据,经专业软件和算法分析,为车内温度调节优化提供科学依据。
不同工况测试:
日常驾驶场景:模拟城市拥堵、郊区畅行、高速行驶等工况,假人收集数据。城市拥堵时,频繁启停使发动机散热变化,影响车内空调制冷制热效果,假人能精准捕捉温度波动。
恶劣气候环境:在高温 40℃以上的沙漠地区或低温 - 30℃以下的极寒地带,测试空调性能。高温时,检测假人表面温度多久能从暴晒后的高温降至舒适区间;低温时,看空调多久能让假人 “体感" 升温,以及不同部位升温是否均匀。
特殊情况模拟:模拟车辆暴晒后启动、快速除霜除雾等场景。车辆暴晒后,车内温度ji高,假人记录空调快速降温时各部位温度变化;除霜除雾时,监测假人周边湿度变化及玻璃表面温度,评估空调效果。
数据分析与应用:
确定舒适温度区间:通过分析大量测试数据,结合不同人群热舒适偏好,确定适合多数人的车内温度范围。如夏季制冷,综合数据显示 24℃-26℃让多数人感觉舒适;冬季制热,20℃-22℃较为适宜。
优化温度调节策略:根据假人数据,发现车内温度分布不均问题,如前排温度合适,后排偏热或偏冷。车企据此改进空调出风口设计、调整风道布局,让温度更均匀。还可优化温度调节算法,实现自动、精准调节。
节能与舒适平衡:在保证舒适度前提下,分析假人数据,找到空调能耗与温度调节的平衡点。如夏季,适当提高设定温度,微调风速,既保证舒适,又降低能耗,提升新能源汽车续航。
四、对汽车空调技术发展的推动
舒适性假人的应用,为汽车空调技术发展注入强大动力,促使车企在提升舒适性、优化设计、创新功能等方面不断突破。
提升舒适性:车企利用假人测试数据,优化空调系统,使车内温度更稳定、均匀,风速和湿度适宜。如今不少顶配车型,空调能精准维持设定温度,波动极小,出风柔和,避免直吹不适,湿度也保持在宜人范围。
优化设计:假人数据助力车企改进空调硬件设计。通过数据发现局部温度异常,改进出风口形状、角度,调整蒸发器、冷凝器结构,提高热交换效率,让空调制冷制热更快、更高效。
智能空调系统发展:舒适性假人数据为智能空调系统研发奠定基础。结合传感器技术、大数据分析和人工智能算法,智能空调可自动感知车内人员数量、位置、体温,以及车外环境温度、湿度、光照等,自动调节温度、风速、风向,实现个性化、精准舒适体验。如检测到后排有儿童,自动调节后排温度和风速,提供更适宜环境。
汽车空调舒适性假人让车内温度调节摆脱对主观感受的依赖,迈入科学精准时代。随着技术不断进步,舒适性假人将更智能、精准,为我们带来更舒适的车内环境。
(文章摘自网络)