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再生能源

纳米隔热技术成市场节能新宠

2017-09-05 13:44:21来源:盖世汽车(上海)浏览: 评论:0
  当前,随着全球环境对节能减排要求的不断提高,在各国汽车油耗政策都趋于收紧的浪潮下,中国政府即将推出《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源积分并行管理办法》(以下简称为“双积分”政策),工信部已公布的该政策征求意见稿中明确提出,未来乘用车平均油耗及车辆续航里程都将列入核心计分目标。在“双积分”政策的压力驱动下,节能减排降耗技术作为汽车制造商迫在眉睫的大事,再次站在汽车行业的风头浪尖。   在业内对节能减排新技术的翘首期盼下,日前,日本积水化学公司(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD)科学家们研发的夹层玻璃用纳米隔热膜(行业术语:PVB)以其出色的节能效果引起上汽、长城、长安、日产、比亚迪、腾势等众多汽车主机厂的广泛关注和实车验证。其中部分车型已上市采用,部分已内定采用。   纳米隔热玻璃的节能效果究竟有何技能,能迅速得到一众主机厂的“宠爱”,成为汽车必备节能部件,亮身汽车节能前沿技术之列?据业内人士透露,纳米隔热玻璃之所以成为“香饽饽”,主要是因为其帮助主机厂解决了“三大技术难题”,消除了“痛点”,抢占到“双积分”先机。今天盖世汽车就来全方位揭开纳米隔热玻璃“节能秘技”的面纱,看它是怎样帮助主机厂实现技术升级解决“痛点”,又是如何帮助主机厂为赢得市场发挥关键作用。   应政策和市场所需 “三大秘技”解决主机厂面临的技术难题   秘技一:助力达到国家乘用车循环外技术(OCT)标准   在此次“双积分”政策推出的同时,为贯彻落实2020年乘用车平均燃料消耗量达到5升/百公里的节能目标要求,保障乘用车第四阶段燃料消耗量标准实施,同时鼓励汽车节能技术的发展和应用,中国汽车技术研究中心今年初已在工信部和国标委指导下制定出汽车空调等4项乘用车循环外技术/装置节能效果评价方法国家标准(OCT标准),并以此作为计算企业平均燃料消耗量可量化评价的依据。OCT标准内设有“开启空调燃油测试指标”(ACON燃油指标)。纳米隔热玻璃出色的隔热性能,能显着降低空调开启后燃油能耗值,取得良好的ACON的燃油标准测试效果,助力主机厂顺利通过国家OCT标准测试,获取可观的正积分。   秘技二:协助国家新能源汽车EV-TEST评价测试通过   中国汽车技术研究中心已在今年4月份发布了EV-TEST电动汽车测评规程。EV-TEST是一项针对纯电动乘用车、公开的整车综合性能测试评价体系。整个EV-TEST评测体系共包括续航、电耗、充电、安全、动力等5个一级指标以及14个二级指标。续航指标又包括:常温续航、高温续航、低温续航、高速续航四个评测标准。其中,在高低温续航指标测试过程中,续航里程会出现大幅下降。而纳米隔热玻璃可明显降低空调能耗,有效延长续航里程,为主机厂解决续航里程的难题。   秘技三:弥补日益普及的全景天窗车型舒适度降低的技术短板   随着当前消费者对驾乘体验的关注度提高,汽车天窗在中国的普及率逐年攀升。目前中国现配置有天窗的车型达到50%以上,高端车企这一比例则高达100%。随着汽车消费群体的年轻化及个性化,全景天窗的市场占有率逐年攀升,据业内人士预计,在未来三到四年内,全景天窗的市场占有率将达到50%。而随着全景天窗面积的增大虽然开阔感增强,但在炎夏阳光的暴晒下,车内空气热量将大幅增加,车内舒适度降低,也加重了空调负荷。纳米隔热玻璃显着的隔热效果,可弥补全景天窗这一短板,在环保节能的同时,大幅提升车内舒适度,满足市场需求,为消费者带来舒适的驾乘体验。   纳米隔热玻璃的“真面目”——有效节能降耗的原因   1. 基本构造   积水化学,隔热玻璃,纳米隔热技术,纳米隔热玻璃,纳米隔热中间膜,积水隔热中间膜,汽车玻璃中间膜   抢占双积分先机 纳米隔热技术成市场节能新宠   图1. 纳米隔热玻璃结构及纳米隔热膜(PVB)技术原理   从图1所示的纳米隔热玻璃结构图来看,纳米隔热玻璃比普通玻璃性能优异的奥秘在于,夹层玻璃中间的纳米隔热中间膜。该纳米隔热中间膜采用积水化学独有的“纳米微粒分散技术”将纳米隔热粒子均匀分散到PVB(聚乙烯醇缩丁醛)层中制备而成,将此纳米隔热中间膜嵌入普通玻璃中后即得到纳米隔热玻璃。   \   和当下普通的汽车玻璃贴膜相比,纳米隔热玻璃采用内置纳米中间膜的形式,不仅有效避免了当前贴膜起泡、老化、变质和脱落的问题,更是避免了贴膜可见光透过率不足、金属隔热层屏蔽信号等诸多弊端,并且不仅能屏蔽紫外线,给肌肤带来灼热感的红外线也被大幅隔断,这些特性将在后文中详细阐述。在此,我们先带大家对纳米隔热玻璃的关键的隔热节能效果一探究竟。   2. 隔热效果   纳米隔热玻璃与普通玻璃升温对比实验   以上是纳米隔热玻璃与普通玻璃升温对比实验,从视频我们可以看到,测试仪器左边是纳米隔热玻璃,右边是普通玻璃。隔热玻璃和普通玻璃的初始温度分别为24.7℃和24.8℃,基本相同,均为测试时的环境温度。开启光源后,可以看到左右两边玻璃同时开始升温,左边纳米隔热玻璃升温缓慢,右边普通玻璃升温迅速。两边同时加热1分钟后,左边纳米隔热玻璃为26.6℃,右边普通玻璃为33.1℃。   由此对比实验可见,在同样的起始温度下,用相同光源加热同一段时间后,纳米隔热玻璃的升温速率和升温幅度均远低于普通玻璃,和普通玻璃相比,纳米隔热玻璃具有非常显着的隔热效果。   3. 空调能耗大幅降低   积水化学,隔热玻璃,纳米隔热技术,纳米隔热玻璃,纳米隔热中间膜,积水隔热中间膜,汽车玻璃中间膜   抢占双积分先机 纳米隔热技术成市场节能新宠   图2. 降低空调能耗实验数据   图2是国内某主机厂与积水化学共同进行的夏季室外实车测试,结果可见,采用纳米隔热玻璃的汽车比采用普通玻璃的汽车在空调感应口的温度低4-5℃,空调感应到更低的温度后,会相应调整到低位的运行功率,在更节能的状态下运行,大幅减少空调热负荷,降低电能消耗,减少了空调的工作时间,延长其使用寿命。   在国外,积水化学还在三菱汽车上进行了实车试验,对采用纳米隔热玻璃的汽车和采用普通玻璃的汽车(仅前挡风玻璃)在交通堵塞的情况下开空调进行空调能耗对比测试,得出节省燃油3%的惊人结论。同时在美国进行的SC03实验室测试结果显示30分钟内能降低空调能耗10%-12%,根据空调能耗占整车燃油消耗15-20%的比例计算,整车燃油能耗相应减少2%。经过全球的多次重复验证,得出省油2-3%的结论,有效延长续航里程,为车辆在“双积分”评测中加分。   积水中间膜高技术产品经理杜珏在接受盖世汽车记者采访时表示,“新能源汽车厂商都很关注降耗这部分,因为新能源车在夏季的空调能耗损失会非常大,非常浪费续航里程,从降低空调能耗这方面,新能源汽车方面的需求非常迫切。”   4. 对汽车内饰表面温度影响   积水化学,隔热玻璃,纳米隔热技术,纳米隔热玻璃,纳米隔热中间膜,积水隔热中间膜,汽车玻璃中间膜   抢占双积分先机 纳米隔热技术成市场节能新宠   图3. 车辆方向盘温度对比实验数据   对分别安装纳米隔热玻璃和普通玻璃两辆车的方向盘表面实测温度进行分析后发现,如图3所示,在停车暴晒的情况下,采用纳米隔热玻璃的汽车方向盘温度上升速率和上升幅度都要低于采用普通玻璃的汽车方向盘,这和上文视频实验结果一致;当两辆车同时暴晒45分钟后,都达到最高温度,采用纳米隔热玻璃汽车方向盘温度为59℃,采用普通玻璃汽车方向盘温度为69℃,两者最高温度温差为10℃;随后,两辆车同时开启空调进入行驶状态,其方向盘同时开始降温,可以看到,在整个降温过程中,采用纳米隔热玻璃可以更快达到车内舒适室温,降低空调负荷。   由此可见,在炎夏阳光的暴晒下,采用纳米隔热玻璃的车辆车内舒适度显然高于采用普通玻璃的车辆。积水中间膜中国区技术总监顾伟强向盖世记者介绍说,“即使采用全景天窗,消费者也会有良好的舒适度,弥补了全景天窗车型舒适度不足的短板;同时在升降温过程中,由于采用纳米隔热玻璃汽车内饰表面始终处于较低的温度,在给消费者带来舒适驾乘体验的同时,有效减轻了空调的热负荷,空调在更节能的状态下运行,从而可以减少能耗,延长续航里程。这是降低能耗的一个重要措施。”   纳米隔热玻璃超越同类产品的出色性能   1. 可见光透过率远超国际规定水准   除了能有效实现整车隔热节能降耗,纳米隔热玻璃还具有优异的可见光透过性能。目前国际标准中要求汽车前挡玻璃的可见光通过率达到70%,纳米隔热玻璃已远超国际规定标准,在降低红外线透过率保证隔热的同时,可见光透过率达到74%以上,具有良好透光性能。   “纳米隔热玻璃和目前中国汽车市场的贴膜有所不同,” 积水中间膜市场部总监姚靖宇对盖世汽车记者表示,“由于国际市场对可见光透过率在法规上有明确要求,需要达到70%,贴膜在屏蔽红外线的同时,也屏蔽了部分可视光线,是否达到国际规定的可见光透过率不明确,因此目前贴膜技术只在中国售后市场使用。而纳米隔热玻璃在体现显着的隔热效果同时,可见光透过率达到74%,远远超过了国际规定的标准,所以目前在国外,特别是日本及美国使用的非常广泛。”   2. 电磁波实现全波段无障碍“零屏蔽”   纳米隔热玻璃还有一个特色功能就是可以对电磁波全波段实现无障碍“零屏蔽”。随着当前车联网及无线通信技术的飞速发展,未来汽车高级辅助驾驶等智能系统应用将日益广泛,它对来自外界的信号要求会越来越高。因此保证车内电磁波信号通畅是关键。纳米隔热玻璃的电磁波“零屏蔽”功能可保证电磁波全波段信号在车内全方位无障碍通过,为车内手机信号收发、车联网技术及智能导航等无线通讯系统的使用保驾护航,使驾乘者拥有更灵敏、便捷的车内通信体验。   顾伟强向盖世汽车记者介绍到,目前市场上存在的金属镀层技术,虽然可以起到隔热作用,但会对电磁波产生屏蔽,对车内手机信号和导航等无线通讯造成影响。“现在市场上不少汽车隔热产品在隔热的同时将电磁波也一起屏蔽掉了,对手机信号和导航定位都产生影响。纳米隔热玻璃可在确保隔热的同时,对电磁波全波段实现零屏蔽,避免因无线通讯中断所导致的系列问题。”   3. 有效屏蔽人体有害辐射提高驾乘者舒适度   纳米隔热玻璃除了具有上述提到的隔热节能、可见光透过率高及对保证电磁波无障碍通过这三大特色外,值得一提的是,纳米隔热玻璃可以有效屏蔽对人体有害的辐射,大幅提高驾乘者车内舒适度。   积水化学,隔热玻璃,纳米隔热技术,纳米隔热玻璃,纳米隔热中间膜,积水隔热中间膜,汽车玻璃中间膜 抢占双积分先机 纳米隔热技术成市场节能新宠   图4. 纳米隔热玻璃光谱性能   通过对纳米隔热玻璃在紫外线、可见光、红外线三个波段的光谱性能进行测试,得到测试结果如图4所示,从该图中可以看到,纳米隔热玻璃对使人体皮肤老化有害的紫外线波段为全屏蔽,在可见光波段具有远超国际标准70%的可见光透过性,在红外线区域主要屏蔽760-2000 nm波长段来隔热,特别是对最容易给人体带来烧灼感的1450-2000 nm波长段大幅削减,很大程度屏蔽了人体皮肤最敏感的1450 nm和1900 nm两个波长段处红外线的透过,使人体灼热感大幅降低。   “纳米隔热玻璃很好的屏蔽了人的皮肤最敏感的1450 nm和1900 nm两个波长段,人体皮肤对这两个波段的刺激很敏感,”顾伟强表示,“若上述波段未被屏蔽,即使车内温度下降,人还是会感到热。针对可能对皮肤造成灼伤的波段,纳米隔热玻璃进行了定向屏蔽,车内人员的灼热感大幅降低。我们的产品设计旨在屏蔽这两个波段。”   目前紫外防晒应用比重在整个销售额中占了很大的比例,由于纳米隔热玻璃对紫外线的特殊波长段有特殊的完全屏蔽的效果,被称为“可以美白的玻璃”。据姚靖宇介绍,目前许多日本家庭主妇经常使用配有纳米隔热玻璃的小型车,该车型也成为女性用车,在市场上一直热销。“积水是一家日本公司,纳米隔热玻璃的技术起源于日本,目前纳米隔热技术在日本应用最多。日本对本身舒适性和节能的要求较高,因此在日本市场,包括本田和丰田的车型上应用的非常广泛。”   纳米隔热玻璃可实现多功能一体化 紧跟时代需求   汽车的舒适性在很大程度上取决于车内的宁静程度。若发动机的噪音、道路交通噪声、令人不快的风声等传入车内,用户会感觉不适。如何降低噪声是汽车NVH设计中的一项重要课题。同时,随着汽车科技的发展,抬头显示技术也成为新一代智能驾驶的研发热点,包括驾乘者的车内隐私保护都是汽车制造商和消费者一直关注的热点……纳米隔热玻璃已成功实现隔热节能的功能,那是否能满足市场对于隔音、抬头显示、隐私保护等多功能的需求呢?   对此,顾伟强给出了肯定的答复,他表示,积水独创的PVB纳米分散技术及HUD楔形成型技术完全可以支持纳米隔热玻璃实现隔热、隔音、抬头显示、隐私保护等多功能一体化,积水会根据主机厂的定制化需求,进行灵活的产品设计和组合,以技术创新紧跟市场发展。   “我们的隔音玻璃在市场长期处于热销状态,随着汽车抬头显示技术的发展,我们的纳米隔热玻璃将以独到的优势拓展到这个新的应用领域。因为抬头显示最主要的指标就是其成像清晰度,目前金属涂层隔热技术会对成像清晰度产生影响,而这恰恰是纳米隔热玻璃的优势所在。”姚靖宇也强调,“HUD楔形纳米隔热膜制成的玻璃可以对光折射进行调节,确保抬头显示高成像清晰度。”   对于汽车玻璃的未来发展,姚靖宇坦言,“汽车玻璃未来会向轻量化、功能化、集成化和智能化发展。在我们积水化学现有的高科技产品中,隔热、隔音、抬头显示、隐私等功能可灵活组合,根据需求搭配出多元化最佳性能,而且这些功能永久有效,可确保品质始终不变。我们将紧跟市场趋势持续研发创新,为主机厂提供更多优质的解决方案。”

  (原标题:抢占“双积分”先机 纳米隔热技术成市场节能“新宠”)
 

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