當(dāng)前,隨著全球環(huán)境對節(jié)能減排要求的不斷提高,在各國汽車油耗政策都趨于收緊的浪潮下,中國政府即將推出《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源積分并行管理辦法》(以下簡稱為“雙積分”政策),工信部已公布的該政策征求意見稿中明確提出,未來乘用車平均油耗及車輛續(xù)航里程都將列入核心計(jì)分目標(biāo)。在“雙積分”政策的壓力驅(qū)動下,節(jié)能減排降耗技術(shù)作為汽車制造商迫在眉睫的大事,再次站在汽車行業(yè)的風(fēng)頭浪尖。
在業(yè)內(nèi)對節(jié)能減排新技術(shù)的翹首期盼下,日前,日本積水化學(xué)公司(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD)科學(xué)家們研發(fā)的夾層玻璃用納米隔熱膜(行業(yè)術(shù)語:PVB)以其出色的節(jié)能效果引起上汽、長城、長安、日產(chǎn)、比亞迪、騰勢等眾多汽車主機(jī)廠的廣泛關(guān)注和實(shí)車驗(yàn)證。其中部分車型已上市采用,部分已內(nèi)定采用。
納米隔熱玻璃的節(jié)能效果究竟有何技能,能迅速得到一眾主機(jī)廠的“寵愛”,成為汽車必備節(jié)能部件,亮身汽車節(jié)能前沿技術(shù)之列?據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,納米隔熱玻璃之所以成為“香餑餑”,主要是因?yàn)槠鋷椭鳈C(jī)廠解決了“三大技術(shù)難題”,消除了“痛點(diǎn)”,搶占到“雙積分”先機(jī)。今天蓋世汽車就來全方位揭開納米隔熱玻璃“節(jié)能秘技”的面紗,看它是怎樣幫助主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級解決“痛點(diǎn)”,又是如何幫助主機(jī)廠為贏得市場發(fā)揮關(guān)鍵作用。
應(yīng)政策和市場所需 “三大秘技”解決主機(jī)廠面臨的技術(shù)難題
秘技一:助力達(dá)到國家乘用車循環(huán)外技術(shù)(OCT)標(biāo)準(zhǔn)
在此次“雙積分”政策推出的同時(shí),為貫徹落實(shí)2020年乘用車平均燃料消耗量達(dá)到5升/百公里的節(jié)能目標(biāo)要求,保障乘用車第四階段燃料消耗量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施,同時(shí)鼓勵(lì)汽車節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,中國汽車技術(shù)研究中心今年初已在工信部和國標(biāo)委指導(dǎo)下制定出汽車空調(diào)等4項(xiàng)乘用車循環(huán)外技術(shù)/裝置節(jié)能效果評價(jià)方法國家標(biāo)準(zhǔn)(OCT標(biāo)準(zhǔn)),并以此作為計(jì)算企業(yè)平均燃料消耗量可量化評價(jià)的依據(jù)。OCT標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)設(shè)有“開啟空調(diào)燃油測試指標(biāo)”(ACON燃油指標(biāo))。納米隔熱玻璃出色的隔熱性能,能顯著降低空調(diào)開啟后燃油能耗值,取得良好的ACON的燃油標(biāo)準(zhǔn)測試效果,助力主機(jī)廠順利通過國家OCT標(biāo)準(zhǔn)測試,獲取可觀的正積分。
秘技二:協(xié)助國家新能源汽車EV-TEST評價(jià)測試通過
中國汽車技術(shù)研究中心已在今年4月份發(fā)布了EV-TEST電動汽車測評規(guī)程。EV-TEST是一項(xiàng)針對純電動乘用車、公開的整車綜合性能測試評價(jià)體系。整個(gè)EV-TEST評測體系共包括續(xù)航、電耗、充電、安全、動力等5個(gè)一級指標(biāo)以及14個(gè)二級指標(biāo)。續(xù)航指標(biāo)又包括:常溫續(xù)航、高溫續(xù)航、低溫續(xù)航、高速續(xù)航四個(gè)評測標(biāo)準(zhǔn)。其中,在高低溫續(xù)航指標(biāo)測試過程中,續(xù)航里程會出現(xiàn)大幅下降。而納米隔熱玻璃可明顯降低空調(diào)能耗,有效延長續(xù)航里程,為主機(jī)廠解決續(xù)航里程的難題。
秘技三:彌補(bǔ)日益普及的全景天窗車型舒適度降低的技術(shù)短板
隨著當(dāng)前消費(fèi)者對駕乘體驗(yàn)的關(guān)注度提高,汽車天窗在中國的普及率逐年攀升。目前中國現(xiàn)配置有天窗的車型達(dá)到50%以上,高端車企這一比例則高達(dá)100%。隨著汽車消費(fèi)群體的年輕化及個(gè)性化,全景天窗的市場占有率逐年攀升,據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì),在未來三到四年內(nèi),全景天窗的市場占有率將達(dá)到50%。而隨著全景天窗面積的增大雖然開闊感增強(qiáng),但在炎夏陽光的暴曬下,車內(nèi)空氣熱量將大幅增加,車內(nèi)舒適度降低,也加重了空調(diào)負(fù)荷。納米隔熱玻璃顯著的隔熱效果,可彌補(bǔ)全景天窗這一短板,在環(huán)保節(jié)能的同時(shí),大幅提升車內(nèi)舒適度,滿足市場需求,為消費(fèi)者帶來舒適的駕乘體驗(yàn)。
納米隔熱玻璃的“真面目”——有效節(jié)能降耗的原因
1. 基本構(gòu)造
圖1. 納米隔熱玻璃結(jié)構(gòu)及納米隔熱膜(PVB)技術(shù)原理
從圖1所示的納米隔熱玻璃結(jié)構(gòu)圖來看,納米隔熱玻璃比普通玻璃性能優(yōu)異的奧秘在于,夾層玻璃中間的納米隔熱中間膜。該納米隔熱中間膜采用積水化學(xué)獨(dú)有的“納米微粒分散技術(shù)”將納米隔熱粒子均勻分散到PVB(聚乙烯醇縮丁醛)層中制備而成,將此納米隔熱中間膜嵌入普通玻璃中后即得到納米隔熱玻璃。
和當(dāng)下普通的汽車玻璃貼膜相比,納米隔熱玻璃采用內(nèi)置納米中間膜的形式,不僅有效避免了當(dāng)前貼膜起泡、老化、變質(zhì)和脫落的問題,更是避免了貼膜可見光透過率不足、金屬隔熱層屏蔽信號等諸多弊端,并且不僅能屏蔽紫外線,給肌膚帶來灼熱感的紅外線也被大幅隔斷,這些特性將在后文中詳細(xì)闡述。在此,我們先帶大家對納米隔熱玻璃的關(guān)鍵的隔熱節(jié)能效果一探究竟。
2. 隔熱效果
納米隔熱玻璃與普通玻璃升溫對比實(shí)驗(yàn)
以上是納米隔熱玻璃與普通玻璃升溫對比實(shí)驗(yàn),從視頻我們可以看到,測試儀器左邊是納米隔熱玻璃,右邊是普通玻璃。隔熱玻璃和普通玻璃的初始溫度分別為24.7℃和24.8℃,基本相同,均為測試時(shí)的環(huán)境溫度。開啟光源后,可以看到左右兩邊玻璃同時(shí)開始升溫,左邊納米隔熱玻璃升溫緩慢,右邊普通玻璃升溫迅速。兩邊同時(shí)加熱1分鐘后,左邊納米隔熱玻璃為26.6℃,右邊普通玻璃為33.1℃。
由此對比實(shí)驗(yàn)可見,在同樣的起始溫度下,用相同光源加熱同一段時(shí)間后,納米隔熱玻璃的升溫速率和升溫幅度均遠(yuǎn)低于普通玻璃,和普通玻璃相比,納米隔熱玻璃具有非常顯著的隔熱效果。
3. 空調(diào)能耗大幅降低
圖2. 降低空調(diào)能耗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
圖2是國內(nèi)某主機(jī)廠與積水化學(xué)共同進(jìn)行的夏季室外實(shí)車測試,結(jié)果可見,采用納米隔熱玻璃的汽車比采用普通玻璃的汽車在空調(diào)感應(yīng)口的溫度低4-5℃,空調(diào)感應(yīng)到更低的溫度后,會相應(yīng)調(diào)整到低位的運(yùn)行功率,在更節(jié)能的狀態(tài)下運(yùn)行,大幅減少空調(diào)熱負(fù)荷,降低電能消耗,減少了空調(diào)的工作時(shí)間,延長其使用壽命。
在國外,積水化學(xué)還在三菱汽車上進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn),對采用納米隔熱玻璃的汽車和采用普通玻璃的汽車(僅前擋風(fēng)玻璃)在交通堵塞的情況下開空調(diào)進(jìn)行空調(diào)能耗對比測試,得出節(jié)省燃油3%的驚人結(jié)論。同時(shí)在美國進(jìn)行的SC03實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果顯示30分鐘內(nèi)能降低空調(diào)能耗10%-12%,根據(jù)空調(diào)能耗占整車燃油消耗15-20%的比例計(jì)算,整車燃油能耗相應(yīng)減少2%。經(jīng)過全球的多次重復(fù)驗(yàn)證,得出省油2-3%的結(jié)論,有效延長續(xù)航里程,為車輛在“雙積分”評測中加分。
積水中間膜高技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理杜玨在接受蓋世汽車記者采訪時(shí)表示,“新能源汽車廠商都很關(guān)注降耗這部分,因?yàn)樾履茉窜囋谙募镜目照{(diào)能耗損失會非常大,非常浪費(fèi)續(xù)航里程,從降低空調(diào)能耗這方面,新能源汽車方面的需求非常迫切。”
4. 對汽車內(nèi)飾表面溫度影響
圖3. 車輛方向盤溫度對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
對分別安裝納米隔熱玻璃和普通玻璃兩輛車的方向盤表面實(shí)測溫度進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),如圖3所示,在停車暴曬的情況下,采用納米隔熱玻璃的汽車方向盤溫度上升速率和上升幅度都要低于采用普通玻璃的汽車方向盤,這和上文視頻實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致;當(dāng)兩輛車同時(shí)暴曬45分鐘后,都達(dá)到最高溫度,采用納米隔熱玻璃汽車方向盤溫度為59℃,采用普通玻璃汽車方向盤溫度為69℃,兩者最高溫度溫差為10℃;隨后,兩輛車同時(shí)開啟空調(diào)進(jìn)入行駛狀態(tài),其方向盤同時(shí)開始降溫,可以看到,在整個(gè)降溫過程中,采用納米隔熱玻璃可以更快達(dá)到車內(nèi)舒適室溫,降低空調(diào)負(fù)荷。
由此可見,在炎夏陽光的暴曬下,采用納米隔熱玻璃的車輛車內(nèi)舒適度顯然高于采用普通玻璃的車輛。積水中間膜中國區(qū)技術(shù)總監(jiān)顧偉強(qiáng)向蓋世記者介紹說,“即使采用全景天窗,消費(fèi)者也會有良好的舒適度,彌補(bǔ)了全景天窗車型舒適度不足的短板;同時(shí)在升降溫過程中,由于采用納米隔熱玻璃汽車內(nèi)飾表面始終處于較低的溫度,在給消費(fèi)者帶來舒適駕乘體驗(yàn)的同時(shí),有效減輕了空調(diào)的熱負(fù)荷,空調(diào)在更節(jié)能的狀態(tài)下運(yùn)行,從而可以減少能耗,延長續(xù)航里程。這是降低能耗的一個(gè)重要措施?!?/span>
納米隔熱玻璃超越同類產(chǎn)品的出色性能
1. 可見光透過率遠(yuǎn)超國際規(guī)定水準(zhǔn)
除了能有效實(shí)現(xiàn)整車隔熱節(jié)能降耗,納米隔熱玻璃還具有優(yōu)異的可見光透過性能。目前國際標(biāo)準(zhǔn)中要求汽車前擋玻璃的可見光通過率達(dá)到70%,納米隔熱玻璃已遠(yuǎn)超國際規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),在降低紅外線透過率保證隔熱的同時(shí),可見光透過率達(dá)到74%以上,具有良好透光性能。
“納米隔熱玻璃和目前中國汽車市場的貼膜有所不同,” 積水中間膜市場部總監(jiān)姚靖宇對蓋世汽車記者表示,“由于國際市場對可見光透過率在法規(guī)上有明確要求,需要達(dá)到70%,貼膜在屏蔽紅外線的同時(shí),也屏蔽了部分可視光線,是否達(dá)到國際規(guī)定的可見光透過率不明確,因此目前貼膜技術(shù)只在中國售后市場使用。而納米隔熱玻璃在體現(xiàn)顯著的隔熱效果同時(shí),可見光透過率達(dá)到74%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),所以目前在國外,特別是日本及美國使用的非常廣泛?!?/span>
2. 電磁波實(shí)現(xiàn)全波段無障礙“零屏蔽”
納米隔熱玻璃還有一個(gè)特色功能就是可以對電磁波全波段實(shí)現(xiàn)無障礙“零屏蔽”。隨著當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)及無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,未來汽車高級輔助駕駛等智能系統(tǒng)應(yīng)用將日益廣泛,它對來自外界的信號要求會越來越高。因此保證車內(nèi)電磁波信號通暢是關(guān)鍵。納米隔熱玻璃的電磁波“零屏蔽”功能可保證電磁波全波段信號在車內(nèi)全方位無障礙通過,為車內(nèi)手機(jī)信號收發(fā)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及智能導(dǎo)航等無線通訊系統(tǒng)的使用保駕護(hù)航,使駕乘者擁有更靈敏、便捷的車內(nèi)通信體驗(yàn)。
顧偉強(qiáng)向蓋世汽車記者介紹到,目前市場上存在的金屬鍍層技術(shù),雖然可以起到隔熱作用,但會對電磁波產(chǎn)生屏蔽,對車內(nèi)手機(jī)信號和導(dǎo)航等無線通訊造成影響?!艾F(xiàn)在市場上不少汽車隔熱產(chǎn)品在隔熱的同時(shí)將電磁波也一起屏蔽掉了,對手機(jī)信號和導(dǎo)航定位都產(chǎn)生影響。納米隔熱玻璃可在確保隔熱的同時(shí),對電磁波全波段實(shí)現(xiàn)零屏蔽,避免因無線通訊中斷所導(dǎo)致的系列問題?!?/span>
3. 有效屏蔽人體有害輻射提高駕乘者舒適度
納米隔熱玻璃除了具有上述提到的隔熱節(jié)能、可見光透過率高及對保證電磁波無障礙通過這三大特色外,值得一提的是,納米隔熱玻璃可以有效屏蔽對人體有害的輻射,大幅提高駕乘者車內(nèi)舒適度。
圖4. 納米隔熱玻璃光譜性能
通過對納米隔熱玻璃在紫外線、可見光、紅外線三個(gè)波段的光譜性能進(jìn)行測試,得到測試結(jié)果如圖4所示,從該圖中可以看到,納米隔熱玻璃對使人體皮膚老化有害的紫外線波段為全屏蔽,在可見光波段具有遠(yuǎn)超國際標(biāo)準(zhǔn)70%的可見光透過性,在紅外線區(qū)域主要屏蔽760-2000 nm波長段來隔熱,特別是對最容易給人體帶來燒灼感的1450-2000 nm波長段大幅削減,很大程度屏蔽了人體皮膚最敏感的1450 nm和1900 nm兩個(gè)波長段處紅外線的透過,使人體灼熱感大幅降低。
“納米隔熱玻璃很好的屏蔽了人的皮膚最敏感的1450 nm和1900 nm兩個(gè)波長段,人體皮膚對這兩個(gè)波段的刺激很敏感,”顧偉強(qiáng)表示,“若上述波段未被屏蔽,即使車內(nèi)溫度下降,人還是會感到熱。針對可能對皮膚造成灼傷的波段,納米隔熱玻璃進(jìn)行了定向屏蔽,車內(nèi)人員的灼熱感大幅降低。我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)旨在屏蔽這兩個(gè)波段?!?/span>
目前紫外防曬應(yīng)用比重在整個(gè)銷售額中占了很大的比例,由于納米隔熱玻璃對紫外線的特殊波長段有特殊的完全屏蔽的效果,被稱為“可以美白的玻璃”。據(jù)姚靖宇介紹,目前許多日本家庭主婦經(jīng)常使用配有納米隔熱玻璃的小型車,該車型也成為女性用車,在市場上一直熱銷?!胺e水是一家日本公司,納米隔熱玻璃的技術(shù)起源于日本,目前納米隔熱技術(shù)在日本應(yīng)用最多。日本對本身舒適性和節(jié)能的要求較高,因此在日本市場,包括本田和豐田的車型上應(yīng)用的非常廣泛?!?/span>
納米隔熱玻璃可實(shí)現(xiàn)多功能一體化 緊跟時(shí)代需求
汽車的舒適性在很大程度上取決于車內(nèi)的寧靜程度。若發(fā)動機(jī)的噪音、道路交通噪聲、令人不快的風(fēng)聲等傳入車內(nèi),用戶會感覺不適。如何降低噪聲是汽車NVH設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要課題。同時(shí),隨著汽車科技的發(fā)展,抬頭顯示技術(shù)也成為新一代智能駕駛的研發(fā)熱點(diǎn),包括駕乘者的車內(nèi)隱私保護(hù)都是汽車制造商和消費(fèi)者一直關(guān)注的熱點(diǎn)……納米隔熱玻璃已成功實(shí)現(xiàn)隔熱節(jié)能的功能,那是否能滿足市場對于隔音、抬頭顯示、隱私保護(hù)等多功能的需求呢?
對此,顧偉強(qiáng)給出了肯定的答復(fù),他表示,積水獨(dú)創(chuàng)的PVB納米分散技術(shù)及HUD楔形成型技術(shù)完全可以支持納米隔熱玻璃實(shí)現(xiàn)隔熱、隔音、抬頭顯示、隱私保護(hù)等多功能一體化,積水會根據(jù)主機(jī)廠的定制化需求,進(jìn)行靈活的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和組合,以技術(shù)創(chuàng)新緊跟市場發(fā)展。
“我們的隔音玻璃在市場長期處于熱銷狀態(tài),隨著汽車抬頭顯示技術(shù)的發(fā)展,我們的納米隔熱玻璃將以獨(dú)到的優(yōu)勢拓展到這個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。因?yàn)樘ь^顯示最主要的指標(biāo)就是其成像清晰度,目前金屬涂層隔熱技術(shù)會對成像清晰度產(chǎn)生影響,而這恰恰是納米隔熱玻璃的優(yōu)勢所在?!币赣钜矎?qiáng)調(diào),“HUD楔形納米隔熱膜制成的玻璃可以對光折射進(jìn)行調(diào)節(jié),確保抬頭顯示高成像清晰度。”
對于汽車玻璃的未來發(fā)展,姚靖宇坦言,“汽車玻璃未來會向輕量化、功能化、集成化和智能化發(fā)展。在我們積水化學(xué)現(xiàn)有的高科技產(chǎn)品中,隔熱、隔音、抬頭顯示、隱私等功能可靈活組合,根據(jù)需求搭配出多元化最佳性能,而且這些功能永久有效,可確保品質(zhì)始終不變。我們將緊跟市場趨勢持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新,為主機(jī)廠提供更多優(yōu)質(zhì)的解決方案?!?/span>
(審核編輯: 智匯小新)
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