隨著汽車(chē)行業(yè)節(jié)能減排要求提升，高溫強(qiáng)日照下的車(chē)輛性能成研究熱點(diǎn)。太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙可復(fù)現(xiàn)真實(shí)光照，為汽車(chē)空調(diào)及能耗測(cè)試提供穩(wěn)定環(huán)境。輻射照度變化顯著影響空調(diào)能耗與續(xù)駛里程，確保其精度與均勻性對(duì)提升試驗(yàn)數(shù)據(jù)可信度至關(guān)重要。本文基于國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，提出一種校準(zhǔn)方法，并通過(guò)兩個(gè)汽車(chē)環(huán)境艙案例驗(yàn)證其可行性與有效性，同時(shí)探討校準(zhǔn)點(diǎn)優(yōu)化方向。

太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙的標(biāo)準(zhǔn)要求

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汽車(chē)太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙的輻射照度性能提出了明確要求。GB/T 19233—2020《輕型汽車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法》規(guī)定，在進(jìn)行空調(diào)開(kāi)啟狀態(tài)下的燃料消耗量試驗(yàn)時(shí)，環(huán)境艙內(nèi)的太陽(yáng)輻射照度應(yīng)為（850±45）W/m2，均勻性不超過(guò)10%。美國(guó)EPA 40 CFR Part 86標(biāo)準(zhǔn)中，SC03工況試驗(yàn)要求在距地面1m的基準(zhǔn)面上，輻射照度均勻度不大于設(shè)定值的15%。德國(guó)DIN 75220標(biāo)準(zhǔn)則要求均勻性控制在10%以?xún)?nèi)。這些標(biāo)準(zhǔn)為太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙的校準(zhǔn)提供了重要依據(jù)。

太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙的校準(zhǔn)方法

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太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙

1. 計(jì)量性能要求

結(jié)合國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，本文提出太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙的輻射照度系統(tǒng)偏差應(yīng)控制在±45 W/m2以?xún)?nèi)，控制偏差不超過(guò)±45 W/m2，均勻性應(yīng)小于10%。

2. 標(biāo)準(zhǔn)器與環(huán)境條件

總輻射表技術(shù)參數(shù)

校準(zhǔn)采用總輻射表，其測(cè)量范圍為0～1400 W/m2，最大允許誤差為±15 W/m2，具有良好的光譜匹配性和穩(wěn)定性。校準(zhǔn)環(huán)境條件設(shè)置為溫度（38±2）℃，相對(duì)濕度（50±5）%RH。

3. 校準(zhǔn)區(qū)域與網(wǎng)格劃分

以太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙輻照區(qū)域在地面投影的中心為原點(diǎn)，分別沿X軸（左右）和Y軸（前后）擴(kuò)展。對(duì)于重型汽車(chē)環(huán)境艙，校準(zhǔn)區(qū)域范圍為X=±1.5m、Y=±6.0m?；鶞?zhǔn)面設(shè)定為距地面4m的水平面，劃分為0.5m×0.5m的網(wǎng)格，共144個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)。

4. 校準(zhǔn)步驟

將總輻射表固定在支架上，調(diào)整至水平并升至基準(zhǔn)面高度。控制點(diǎn)位于坐標(biāo)原點(diǎn)，待輻射照度穩(wěn)定后，依次測(cè)量各網(wǎng)格點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)穩(wěn)定24秒后記錄30秒數(shù)據(jù)，取平均值作為該點(diǎn)輻射照度值。

5. 結(jié)果計(jì)算

系統(tǒng)偏差：太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙示值與控制點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量值的平均差；

控制偏差：控制點(diǎn)測(cè)量值與設(shè)定值之差；

均勻性：以太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙最大與最小輻射照度之差與兩倍設(shè)定值的比值表示。

校準(zhǔn)分析

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以?xún)蓚€(gè)重型汽車(chē)試驗(yàn)環(huán)境艙A和B為例，設(shè)定輻射照度為850 W/m2。環(huán)境艙A的輻射照度集中在800～900 W/m2之間，系統(tǒng)偏差為-13.6 W/m2，均勻性為7.53%，各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求。而環(huán)境艙B的輻射照度分布較為分散，最大值達(dá)967.1 W/m2，最小值僅為598.7 W/m2，系統(tǒng)偏差為-64.4 W/m2，均勻性高達(dá)21.67%，明顯超出限值。

通過(guò)對(duì)144個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，環(huán)境艙A的輻射照度分布均勻，無(wú)明顯梯度變化；而環(huán)境艙B呈現(xiàn)出“中間高、四周低、前端高、后端低”的規(guī)律，反映出其光源布置或控制系統(tǒng)存在問(wèn)題。

校準(zhǔn)點(diǎn)優(yōu)化探討

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考慮到太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙體積較大，密集的校準(zhǔn)點(diǎn)雖能全面反映輻射分布，但也增加了操作難度和時(shí)間成本?；趫D例分析，建議在保證邊緣點(diǎn)覆蓋的前提下，適當(dāng)加密中間區(qū)域，或根據(jù)輻射變化規(guī)律減少冗余點(diǎn)，提高校準(zhǔn)效率。

綜上，本文提出了太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙的校準(zhǔn)方法，能夠系統(tǒng)評(píng)估其輻射照度的控制精度、系統(tǒng)偏差和均勻性。通過(guò)兩個(gè)實(shí)際案例驗(yàn)證，該方法科學(xué)、有效、操作性強(qiáng)，可為汽車(chē)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供標(biāo)準(zhǔn)化參考。同時(shí)，校準(zhǔn)點(diǎn)的優(yōu)化有望進(jìn)一步提升校準(zhǔn)效率，推動(dòng)太陽(yáng)光模擬環(huán)境艙的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽(yáng)光模擬

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紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽(yáng)光模擬，以全維度適配性與精準(zhǔn)控制能力為核心，采用金鹵燈精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)自然太陽(yáng)光特性，可為汽車(chē)提供高效專(zhuān)業(yè)光照模擬解決方案。

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采用金鹵燈，性?xún)r(jià)比高，測(cè)試成本低，周期短

每個(gè)燈源有一套電源控制系統(tǒng)，輻照度可單獨(dú)控制

測(cè)試過(guò)程中，輻照度數(shù)據(jù)可跟蹤記錄，輻照量達(dá)到要求后，可自動(dòng)停止測(cè)試

可設(shè)定溫度、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、累計(jì)輻射強(qiáng)度參數(shù)等

紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽(yáng)光模擬已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航天航空、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。未來(lái)，紫創(chuàng)測(cè)控將持續(xù)優(yōu)化光源技術(shù)與控制算法，進(jìn)一步為用戶(hù)提供更高效的環(huán)境試驗(yàn)光照支持。