技术 | 汽车冬、夏两季标定环境风洞试验介绍
环境风洞可以准确模拟高温、低温、湿度、光照等气候条件，解决了环境舱内气流模拟不准确、温度控制差等问题；同时还可以模拟雨雪天气、温湿度随坡度变化等特殊工况，使环境风洞试验工况 无限接近自然环境，有效缩短新车型开发周期，现已成为国内外替代冬夏道路标定试验的首选设备。本期将详细介绍环境风洞在汽车冬、夏标定试验中发挥的重要作用。
1.环境风洞在汽车冬、夏标定中的作用
汽车夏季标定和冬季标定在整车开发阶段发挥着非常重要的作用。受季节、环境等因素影响，冬、夏两季标定时间很难与整车开发周期相契合；另一方面，一些标定试验，比如自动空调标定试验，通常需要在特定温度下反复调整系统参数，以满足车辆舒适性要求，但是在自然环境下，无法保证时刻都有合适的试验条件，且自然环境多变，常常无法准确确定参数，需要反复调整，从而导致标定周期过长。因此需要一种可以完美模拟冬、夏两季环境以及道路条件的设备来作为道路标定试验的有力补充。
目前国内很多车企选择使用环境舱对自动空调进行初步标定，然后再进行路试，争取最大限度节约标定周期，但是也导致了一些问题出现：环境舱完成初步标定后，路试时常常需要对环境舱标定的数据进行重新调整，而且环境仓的试验结果无法精准匹配自然环境。
因此环境风洞应运而生。环境风洞可以准确模拟高温、低温、湿度、光照等气候条件，解决了环境舱内气流模拟不准确、温度控制差等问题，同时还可以模拟雨雪天气，温湿度随坡度变化等特殊工况，使环境风洞实验工况无限接近自然环境，有效缩短新车型开发周期，现已成为国内外替代冬夏道路标定试验的首选设备。
道路试验
环境风洞降雪试验
环境风洞高温试验
环境风洞降雨试验
环境风洞低温试验
2. 中国汽研环境风洞简介
中国汽研汽车环境风洞配备了国际一流的温湿度及光照控制系统和独特的雨雪模拟系统，同时可实现气流模拟和道路载荷模拟，可满足从乘用车到重型商用车整车及零部件的热管理性能开发，可开展动力总成冷却、空调性能、电动汽车环境适应性、动力电池冷却、曲轴通风、除霜除雾、降雨降雪、防泥防溅等试验服务。
中国汽研环境风洞
主要技术参数如下：
喷口面积：6.4㎡/8㎡/12㎡
温度控制范围：-40℃~60℃
湿度控制范围：5%~95%
光照强度范围：500~1200w/㎡
最高风速：200km/h
风速稳定性：≤±2km/h
动压均匀性：1σ(∆T)≤0.3℃
轴向静压梯度：dCp(X) / dX : ≤±0.005(1/m)
温度稳定性：≤±0.5℃
转毂最高车速：250km/h
测试车重范围：900~20000kg
模拟惯量范围：0.9~80吨
测试车辆最大尺寸：L12 m * W2.5 m * H4 m
测试车辆最大轴距：6 m
喷口气体温度分布
喷口平面动压分布
3.冬、夏两季标定环境风洞试验
采暖降温试验摸底
环境风洞可以精确模拟实际道路条件下冷凝器的进风风速与进风温度。环境风洞出风口面积可实现试验车身全覆盖，在动态试验过程中，整车车身均在流场区域内，可很好的模拟动态试验过程中外部环境温度对乘员舱热负荷的影响。使用环境风洞进行采暖降温性能试验可以有效规避道路试验中环境变化带来的影响，以确保试验的准确性。
自动空调照度补偿
由于侧向光照对分区自动空调性能影响非常明显，因此在自动空调分区控制策略标定中必须考虑光照补偿。环境风洞的日照强度以及日照角度均为可调，这为自动空调分区控制策略标定提供了所需的试验条件。
蒸发器防结霜
进行蒸发器防结霜策略标定需要很高的环境湿度，在道路标定试验中这种高湿度环境很难遇到，但是在环境风洞中可以快速达到该试验所需的环境温度和湿度，极大提升试验效率。
自动空调参数确定
在自动空调标定过程中，一些参数的确定至关重要。如AmbPower、温度线性、阳光补偿等参数均需在恒定工况和环境下进行确定，然而在实际自然环境中根本无法在短时间内实现-40℃~40℃的温度变化，也无法在较长一段时间内保持车速恒定，更无法保证在整个实验过程中阳光强度和照射角度完全不变。因此，只有在环境风洞中进行此类实验，才能满足以上苛刻的试验条件，有效减少工作量、缩短开发时间。
新能源车空调采暖与电池升温匹配控制
新能源车型的空调采暖性能与电池升温需求密切相关，在系统部件选型和系统参数标定过程中需综合考量。该项控制策略标定工作对环境温度稳定性要求较高，环境风洞可提供贴合路试条件的试验环境，为新能源车型空调采暖性能标定提供可靠的试验条件。
新能源车空调降温与电池降温匹配控制
新能源车空调降温性能标定试验需考量在大负荷工况下电池降温性能需求。夏季道路标定不仅要满足环境温度、湿度、照度需求，还需寻求长坡度或高车速道路条件来满足电池升温需求，极为不便。环境风洞可以快速实现以上需求，有效解决这一难题。
夏季冷却系统控制策略标定
环境风洞转毂可实现车速、坡度、驱动阻力的精确控制，保证试验车辆动力系统长时间稳定的大功率输出，为冷却系统控制策略标定提供稳定的内部热源环境。同时，环境风洞稳定的进风量、进风温度、日照强度为冷却系统标定提供外部环境条件。因此，环境风洞在风扇控制策略、冷却系统水路循环控制、新能源车型电池冷却与空调系统匹配控制策略等方面发挥重要的作用。
4.传统路试与环境风洞试验的优劣势分析
环境风洞试验与 环境舱试验、传统路试的优劣势对比表
环境风洞试验不受季节影响，完美契合整车开发周期，有效节约开发时间，提高开发效率；不受道路环境影响，试验车辆可保持长时间稳定工况行驶；不受气候环境影响，环境温湿度、光照强度稳定，试验工况可重复性高；试验环境与自然环境高度相似，试验结果准确。
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本文为“中国汽研汽车风洞技术”特邀原创作品，感谢作者对CSAE汽车空气动力学分会科普工作的支持。其他公众号转载请联系我们授权，读者转发朋友圈请随意。
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