隨著汽車行業(yè)節(jié)能減排要求提升，高溫強日照下的車輛性能成研究熱點。太陽光模擬環(huán)境艙可復(fù)現(xiàn)真實光照，為汽車空調(diào)及能耗測試提供穩(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提升試驗數(shù)據(jù)可信度至關(guān)重要。本文基于國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，提出一種校準(zhǔn)方法，并通過兩個汽車環(huán)境艙案例驗證其可行性與有效性，同時探討校準(zhǔn)點優(yōu)化方向。

太陽光模擬環(huán)境艙的標(biāo)準(zhǔn)要求

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汽車太陽光模擬環(huán)境艙

目前，國內(nèi)外對太陽光模擬環(huán)境艙的輻射照度性能提出了明確要求。GB/T 19233—2020《輕型汽車燃料消耗量試驗方法》規(guī)定，在進行空調(diào)開啟狀態(tài)下的燃料消耗量試驗時，環(huán)境艙內(nèi)的太陽輻射照度應(yīng)為（850±45）W/m2，均勻性不超過10%。美國EPA 40 CFR Part 86標(biāo)準(zhǔn)中，SC03工況試驗要求在距地面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DIN 75220標(biāo)準(zhǔn)則要求均勻性控制在10%以內(nèi)。這些標(biāo)準(zhǔn)為太陽光模擬環(huán)境艙的校準(zhǔn)提供了重要依據(jù)。

太陽光模擬環(huán)境艙的校準(zhǔn)方法

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太陽光模擬環(huán)境艙

1. 計量性能要求

結(jié)合國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，本文提出太陽光模擬環(huán)境艙的輻射照度系統(tǒng)偏差應(yīng)控制在±45 W/m2以內(nèi)，控制偏差不超過±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）℃，相對濕度（50±5）%RH。

3. 校準(zhǔn)區(qū)域與網(wǎng)格劃分

以太陽光模擬環(huán)境艙輻照區(qū)域在地面投影的中心為原點，分別沿X軸（左右）和Y軸（前后）擴展。對于重型汽車環(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個校準(zhǔn)點。

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?？刂泣c位于坐標(biāo)原點，待輻射照度穩(wěn)定后，依次測量各網(wǎng)格點。每個點穩(wěn)定24秒后記錄30秒數(shù)據(jù)，取平均值作為該點輻射照度值。

5. 結(jié)果計算

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

控制偏差：控制點測量值與設(shè)定值之差；

均勻性：以太陽光模擬環(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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以兩個重型汽車試驗環(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%，各項指標(biāo)均滿足要求。而環(huán)境艙B的輻射照度分布較為分散，最大值達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21.67%，明顯超出限值。

通過對144個校準(zhǔn)點的數(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)存在問題。

校準(zhǔn)點優(yōu)化探討

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考慮到太陽光模擬環(huán)境艙體積較大，密集的校準(zhǔn)點雖能全面反映輻射分布，但也增加了操作難度和時間成本?；趫D例分析，建議在保證邊緣點覆蓋的前提下，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，提高校準(zhǔn)效率。

綜上，本文提出了太陽光模擬環(huán)境艙的校準(zhǔn)方法，能夠系統(tǒng)評估其輻射照度的控制精度、系統(tǒng)偏差和均勻性。通過兩個實際案例驗證，該方法科學(xué)、有效、操作性強，可為汽車檢測機構(gòu)提供標(biāo)準(zhǔn)化參考。同時，校準(zhǔn)點的優(yōu)化有望進一步提升校準(zhǔn)效率，推動太陽光模擬環(huán)境艙的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬

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紫創(chuàng)測控Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬，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)自然太陽光特性，可為汽車提供高效專業(yè)光照模擬解決方案。

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采用金鹵燈，性價比高，測試成本低，周期短

每個燈源有一套電源控制系統(tǒng)，輻照度可單獨控制

測試過程中，輻照度數(shù)據(jù)可跟蹤記錄，輻照量達到要求后，可自動停止測試

可設(shè)定溫度、運行時長、累計輻射強度參數(shù)等

紫創(chuàng)測控Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬已廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、太陽能電池等領(lǐng)域。未來，紫創(chuàng)測控將持續(xù)優(yōu)化光源技術(shù)與控制算法，進一步為用戶提供更高效的環(huán)境試驗光照支持。