第2章
低能耗安全舒适车室环境构建与分析

2.1 概述

车室热湿环境构建与营造的目的是保障汽车驾乘人员的热舒适感受，由于生活习惯、身体个体、种族等方面的不同，人们对热湿环境要求存在一定的差异性，通常采用一个相对区间的温湿度区域来满足人们普遍的舒适感。当然，为了保证个性化热舒适性要求，在车室的狭小空间也存在多环境参数区域调控需求。

车室热湿环境除了保障驾乘人员热舒适外，也是驾驶安全的重要保证。由于车身保温性能的局限性，车室环境受风霜雪雨等气候影响和季节变换影响很大，“内热外冷”时室内外温差会造成车窗玻璃内表面结雾，严重影响可视性进而危害驾乘人员生命安全[1，2]。根据不同位置车窗玻璃的除雾需求不同可分为高防雾、中防雾和低防雾需求（图2-1）。高防雾需求指的是少结雾或者结雾产生后应尽快除雾，如前玻璃窗；中防雾需求指的是结雾产生后需对其除雾，如后玻璃窗；低防雾需求指的是可不用除雾，如侧玻璃窗。GB 11555—2009对前玻璃窗除雾做出了严格要求，对各区域的除雾标准和时间做了规定并对前玻璃窗进行分区（图2-1），A、B区域确定是根据此区域结雾后影响驾乘人员视线的程度来划分的，实线红框为A区域，要求其在除雾系统开启10min中内完成90%区域的除雾；虚线红框为B区域，只要求其在除雾系统开启10min中内完成80%区域的除雾。

图2-1 汽车玻璃防雾需求分区

影响玻璃窗结雾的因素有两个：①表面温度（低于周围湿空气的露点温度即结雾）；②玻璃表面的润湿性能。现有的防雾除雾，则从破坏结雾的产生条件着手，通过外界手段给玻璃窗加热使其表面温度高于其周围空气层的露点温度而实现的。传统燃油汽车可以利用充足的发动机余热作为热源，加热车外引入的新风（全新风）为车室送风，在为车室供暖的同时，又对前玻璃窗处吹热风，已很好地解决了玻璃窗防雾除雾问题（图2-2）。

图2-2 传统燃油汽车的除雾系统

对于新能源汽车，尤其是纯电动汽车来说，如果沿用传统燃油汽车全新风防雾除雾思路，采用以高压PTC加热器电加热或热泵为热源的除雾系统，在易结雾的冬季将车外低温空气加热至除雾热风，能耗极大，将会大大降低已是短板的续驶能力，所以玻璃窗传统防雾除雾方法已不适用于电动汽车。

早期电动汽车空调典型风系统如图2-3所示，冬季运行时只有两种模式：全新风运行和全回风运行，无法实现一定比例的新回风运行。全新风工况运行时，新风被空调系统加热后送入室内并在车厢尾部排出室外，大量低温新风引入室内，高加热温差对于有充足发动机余热可资利用的传统内燃机汽车而言，没有高能耗的负担，但对于完全依靠动力电池加热的纯电动汽车而言，则成了电池电能消耗最大的辅助部件；全回风运行时，排风系统关闭，送风在车内循环后重新被空调系统加热，加热温差小，能耗低，但仅依靠部分渗透新风进入车室内，长时间运行后，因人员呼吸释放二氧化碳，车室内空气质量不断恶化，容易造成人员犯困、头晕、打瞌睡，严重影响驾驶人员的应变能力和乘客的舒适性；车内人员呼吸不断散湿，通过风系统的循环，车内空气相对湿度持续增加，前玻璃窗不断结雾，影响驾乘人员的视线，进一步影响车辆的行驶安全。

图2-3 早期电动汽车空调典型风系统

车室湿环境对汽车行驶的安全性和节能性具有重要影响，因此针对电动汽车特点开展车室环境新系统、新方法和新理论研究，发展新的玻璃窗防雾除雾方式和理念，能够根据不同汽车玻璃防雾的需求特点进行车室湿环境控制，在保证舒适安全运行的前提下降低能耗，对提升电动汽车技术水平和促进电动汽车发展具有重要意义。