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技術文章
對于汽車工程師而言，汽車的舒適性開發(fā)無疑是一門綜合性的藝術。他們不僅要確保車輛的安全性，還需在細節(jié)上追求精細，如柔軟的內(nèi)飾設計，旨在為乘客營造一種賓至如歸的感覺。但除此之外，車內(nèi)的溫度環(huán)境同樣至關重要，因為適宜的溫度能夠直接影響乘客的舒適感。
隨著新能源汽車市場的迅速擴張和技術的持續(xù)進步，汽車的續(xù)航能力與空調電量的矛盾逐漸浮出水面。面對這一挑戰(zhàn)，汽車開發(fā)工程師需要深入思考，如何在保持高續(xù)航的同時，確保空調系統(tǒng)的效率與性能，為乘客提供持久而穩(wěn)定的舒適環(huán)境。
為了實現(xiàn)這一目標，工程師們不僅要對傳統(tǒng)的汽車工程知識有深入的了解，還需掌握新能源技術的前沿動態(tài)。他們可能需要對電池管理系統(tǒng)進行優(yōu)化，以提高能量使用效率；或者研發(fā)新型的熱交換技術，使空調系統(tǒng)在消耗更少電量的同時，維持車內(nèi)溫度的恒定。
這一過程不僅需要工程師們具備扎實的專業(yè)知識和創(chuàng)新思維，更需要他們對用戶需求有深入的了解和敏銳的洞察力。只有這樣，他們才能創(chuàng)造出既安全、又舒適，同時又兼具環(huán)保與經(jīng)濟效益的新能源汽車，滿足現(xiàn)代社會的多樣化需求。
空調假人測試系統(tǒng)（HVAC 空調舒適性測試假人），這一前沿科技的應用，不僅優(yōu)化了空調系統(tǒng)的標定，更深化了對座艙熱舒適性的精確測試與評估。該系統(tǒng)猶如一個精準的舞者，在座艙內(nèi)演繹著人體的坐姿，對座艙內(nèi)的環(huán)境因子，如溫度、濕度、熱輻射和風速等，進行詳盡無遺的測量。
它構建了一個三維數(shù)值假人模型，這一模型借鑒了汽車座艙空調熱舒適性的CFD仿真開發(fā)理念，并在優(yōu)化分析方面展現(xiàn)出了強大的能力。更值得一提的是，該系統(tǒng)還融入了中國人體生理特征的考量，構建了適用于非均勻、瞬態(tài)環(huán)境下的Berkeley-Zhang人體熱感覺和舒適性評價模型。
這一創(chuàng)新技術的誕生，不僅國內(nèi)在汽車關鍵核心測試裝備領域的空白，更在人體熱生理、熱舒適等基礎研究和測評模型軟件開發(fā)方面取得了突破性的進展。空調假人測試系統(tǒng)，以其魅力和實力，為汽車行業(yè)的進步注入了新的活力。
假人系統(tǒng)基本情況介紹：
測試系統(tǒng)：
假人本體為中國男性50th人體尺寸和特征，高約168-171cm，單套質量：≤25kg；
適用環(huán)境：溫度-20-70℃，濕度5-95%RH（非凝結）等復雜惡劣和電磁環(huán)境；
支持有線、4G或Wifi無線通訊連接，采樣頻率1Hz等可選；
支持4套假人實時同步測試和評價，全面監(jiān)測艙內(nèi)各駕乘位置的座艙環(huán)境參數(shù)；
評價系統(tǒng)：
測評軟件系統(tǒng)：網(wǎng)絡版、單機版，并支持功能模塊定制化；
假人測試數(shù)據(jù)及舒適性評價結果，以多種形式實時同步顯示，并支持數(shù)據(jù)文件導出；
數(shù)據(jù)后處理和報告系統(tǒng)支持各維度參數(shù)的3D云圖快速回放、動靜態(tài)記錄等功能實現(xiàn)；
熱舒適評價模型：基于Berkeley zhang理論模型的局部、整體熱感覺和熱舒適指數(shù)，基于ISO14505-2的等效均勻溫度（EHT）指數(shù)，經(jīng)典的PMV-PPD指數(shù)等；
測試系統(tǒng)--空調假人調節(jié)范圍：
假人身高：168～171cm可調
頸部：-30°～30°
肩部：-45°～180°
上臂外展：0～20°
肘部：0～90°
手腕部：繞小臂軸向±180°
腰部：0～90°
腿部外展：0～20°
膝部：0～90°
腳踝部：-30～30°
高精度傳感器 · 全面數(shù)據(jù)采集：
根據(jù)人體各部位的表面積大小及舒適性相關的重要程度，進行傳感器布置。此外，還可根據(jù)客戶需求，定制增配更多傳感器模塊的假人版本。
傳感器保護蓋能避免在運輸或安裝調試過程中因誤碰而導致的傳感器損傷，有效延長使用壽命。
每個模塊由溫度、全向型風速、相對濕度及雙譜輻射四種傳感器組成，全面覆蓋試驗所需的測試范圍。
靈動關節(jié)設計 · 豐富場景應用：
假人的頸部、肩關節(jié)、肘關節(jié)、腕關節(jié)、髖關節(jié)、膝關節(jié)和踝關節(jié)設計擁有大幅的自由度調節(jié)區(qū)間，可站可坐，能較大程度展現(xiàn)出各種乘員姿勢。
靈動的關節(jié)設計和精確的調節(jié)系統(tǒng)支持按照工況測試模型進行姿態(tài)比對調整，并可依據(jù)各關節(jié)角度顯示在模擬仿真中，最終創(chuàng)建姿態(tài)一致的數(shù)據(jù)模型。
舒適測評軟件系統(tǒng)：
基于中國體征空調假人與舒適性評價模型的耦合計算：
空調假人測評系統(tǒng)的主要應用場景：
基于“數(shù)字孿生"的汽車虛擬座艙環(huán)境的空調CFD仿真開發(fā)及熱舒適性能耦合分析；
基于實時環(huán)境參數(shù)測量以及熱舒適性能預測結果的實車匹配標定優(yōu)化；
基于“實車"環(huán)境的空調熱舒適性能對標、開發(fā)、驗證驗收等測試和評價。
中國體征空調假人、3D數(shù)值假人模型以及人體熱舒適性測評軟件系統(tǒng)，這一系列創(chuàng)新工具的出現(xiàn)，為汽車行業(yè)的仿真開發(fā)與熱舒適性預測分析提供了強大的技術支持。這些工具能夠精準模擬人體在汽車座艙內(nèi)的熱反應，以及空調系統(tǒng)對人體的影響，為車企研發(fā)端提供了直觀可靠的測試數(shù)據(jù)和評價結果。
在汽車CFD仿真開發(fā)中，這些工具的應用使得預測分析更加精確，從而指導車企在設計階段就優(yōu)化汽車座艙的空調熱舒適性能。通過智能自動標定優(yōu)化空調系統(tǒng)域控制器和控制策略，車企能夠進一步提升汽車座艙的空調性能，確保駕乘人員在各種氣候條件下都能享受到舒適的駕乘體驗。
此外，這些工具還能應用于整車采暖、空調降溫和自動空調性能試驗的汽車座艙熱舒適性測評項目。通過精確的測試數(shù)據(jù)和評價結果，車企可以及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題，進一步提升汽車座艙的空調熱舒適性能、空氣質量和駕乘體驗品質。
陽光模擬、碰撞照明、金屬鹵素光源以及紅外光源等先進技術的應用，為這些測評工具提供了更加真實的環(huán)境模擬條件。這使得測試結果更加貼近實際使用場景，為車企的研發(fā)工作提供了更加有力的支持。