汽车空调降温性能试验方法及评价标准分析

朱小波 何浪

（贵州长江汽车有限公司）

汽车空调的降温性能关乎用户对汽车品质的评价，是提高用户满意度的关键因素之一。目前汽车空调降温性能试验以行业标准QC/T 658—2000《汽车空调整车降温性能试验方法》为依据[1]，各主机厂形成了各自不同的企业标准。汽车空调降温要满足乘客的舒适性要求，需充分考虑用户实际使用情况，进行多指标验证。文章对行业标准及各企业标准进行了分析，分别对4 款5 座、7 款7 座共11 款车型进行空调降温性能试验，并对试验结果进行统计分析，提出了汽车空调单怠速工况及降温速率评价指标，为汽车空调系统开发提供了重要参考指标[2]。

1 汽车空调降温性能试验

1.1 部分主机厂试验标准

表1～表3 分别示出国内3 家主机厂的汽车空调降温试验企业标准。

表2 某合资品牌主机厂1 汽车空调降温性能试验企业标准

表3 某合资品牌主机厂2 汽车空调降温性能试验企业标准

从表1～表3 可以看出，不同主机厂之间的试验方法及评价标准各不相同，但都缺乏对单怠速的验证，且未对降温速率进行评价。

1.2 试验前车辆状态确认

试验前对车辆状态的确认能有效提高试验效率及试验结果的有效性，避免试验过程中由于状态误差导致试验结果的失真。试验前车辆状态的确认包括冷媒加注量及是否存在泄漏、整车密封性是否满足要求、空调系统是否能正常运转、控制面板各控制开关能否正常切换、风机风量等。

1.3 各参数监测点

试验监测参数主要包括：汽车主副驾和乘客座椅处人体头部位置的温度、空调高低压力、蒸发器进出管表面温度、冷凝器进出管表面温度、环境温度、各风口温度及车速等，此外，试验后测量各出风口风速。

1.4 试验前准备阶段

文章通过综合分析及结合实际环境的考虑，设定了试验阶段I 和试验阶段II，以此验证汽车空调系统的降温能力及确定评价标准。将行业标准中预热阶段和加热阶段合并为预热阶段，以实现在整车充分预热的前提下缩短试验时间，降低试验成本的目的。

正式试验开展前，需要完成试验准备工作，准备阶段相关参数，如表4所示。

1.5 试验阶段I

准备阶段完成后，进入试验阶段I，具体参数，如表5所示。

表5 汽车空调降温性能试验阶段I 参数表

1.6 试验阶段II

试验阶段I 完成后，重新对车辆进行预热和升温，在各头部温度达到60℃时开始试验阶段Ⅱ，具体参数如表6所示。

表6 汽车空调降温性能试验阶段II 参数表

2 试验结果及分析

2.1 头部平均温度

2.1.1 试验阶段I

表7 示出11款车型空调降温性能试验阶段I的头部平均温度。

表7 11款车型空调降温性能试验阶段I的头部平均温度表

从表7可以看出，此11款车型的5 座车型和7 座车型的降温效果非常好，且在中速（50 km/h）和高速（100 km/h）工况下30 min 结束时的头部温度相近，怠速工况时由于7座车型空间较大，后排乘员头部温度相对较高，导致头部整体平均温度偏高，但仍然在舒适的温度范围内。

2.1.2 试验阶段II

表8示出11款车型空调降温性能试验阶段II的头部平均温度。从表8可以看出，5座车型在工况结束时的头部平均温度在舒适范围内，7座车型受后排头部温度的影响使得平均温度偏高，但仍然低于30 ℃，是可以接受的温度点。

表8 11款车型空调降温性能试验阶段II的头部平均温度表

2.2 温度曲线

2.2.1 试验阶段I

图1示出11款车型空调降温性能试验阶段I 的头部温度曲线。

图1 11款车型空调降温性能试验阶段I的头部温度曲线

从图1可以看出，前10 min的综合降温接近直线斜率，计算得出其降温速率为3.25 ℃/min，中速后20 min和高速30 min的降温速率缓慢，进入怠速时，由于迎面风很小及发动机转速低，使得空调降温能力减弱，60～70 min内头部温度会快速回升，70 min 后头部温度缓慢回升。

2.2.2 试验阶段II

图2示出11款车型空调降温性能试验阶段II的头部温度曲线。从图2可以看出，前10 min的综合降温同样接近直线斜率，计算得出其降温速率为2.81 ℃/min，然后趋于缓慢下降。

图2 11款车型空调降温性能试验阶段II 的头部温度曲线

2.3 结果分析

根据试验结果可以得出，各大主机厂在试验阶段I可以验证汽车空调系统的降温能力，但是忽略了用户在车辆停放后怠速工况下使用空调降温的情况（试验阶段II）。通过试验阶段II 的验证发现，空调系统降温速率及降温能力与试验阶段I 是存在较大差异的，通过增加此阶段的验证可以更充分全面地掌握空调系统的降温性能，特别是前10 min 的降温速率直接影响用户的迅速体验及主观感受，保证了用户使用车辆的空调降温舒适性，对提高用户满意度有着重要意义。

3 评价标准的确定

从该11 款车型的试验结果可以看出，5座车型和7座车型尽管在试验阶段I 怠速时有所区别，但也在舒适的温度区间。在试验阶段II 的结果虽然存在较大的差异，但是在前10 min 的降温速率只比试验阶段I 低0.44 ℃/min，再结合实际使用中用户一般都会先打开窗户或车门进行散热后再进入车内，这样车内空气热量会迅速散失大部分，降温效果会得到很大的提高。

根据上面的试验数据，结合《汽车空调整车降温性能试验方法》对试验阶段I 和试验阶段II 提出评价标准：

1）试验阶段I：当车速为0 时，标准温度不高于27 ℃；车速为50 km/h 时，标准温度不高于23 ℃；车速为100 km/h 时，标准温度不高于21 ℃；此阶段空调开启前10 min 降温速率应大于3.2 ℃/min。

2）试验阶段II：怠速工况即车速为0 时，标准温度不高于30 ℃；此阶段空调开启前10 min 降温速率应大于2.8 ℃/min。

4 结论

行业标准作为基础标准，对汽车空调系统降温试验方法作了基本规定，不同主机厂之间的试验方法及评价标准又各不相同，部分主机厂还验证了外循环工况，并充分考虑到了换气的需求，但都缺乏对试验阶段II（即单怠速）的验证，且在前10 min 的降温速率上没有明确要求。文章通过大量数据分析及考虑用户实际使用过程中的需求，提出了单怠速工况验证及前10 min 的降温速率要求，同时对常规试验方法中不同工况提出了评价标准，有利于前期研发过程中的整车性能评价及整车品质的提升。