零能耗降温6.1℃!新型透明车窗膜让汽车在烈日下自动散热

炎炎夏日,经过阳光长时间暴晒的汽车座舱往往会变成一个“大烤箱 ” ,打开车门瞬间涌出的热浪是许多驾驶者避之不及的“痛苦 ” 体验。为了快速降温,车载空调往往需要满负荷运转,这不仅消耗大量燃油或电量,也严重缩短了电动汽车的续航里程。
现有的降温汽车贴膜或镀膜技术,大多停留在“阻挡 ” 外部热量进入的阶段,却对车内已经积聚的热量束手无策。近期,一种新型“零能耗 ” 车窗薄膜技术或将为解决这一夏日出行痛点提供全新的物理学方案。
近日,韩国首尔大学(SNU)机械工程系的 Seung Hwan Ko 教授团队、美国麻省理工学院(MIT)陈刚(Gang Chen)教授团队,联合现代汽车与起亚汽车的工程师团队,结合光学与纳米工程,设计出一款新型多层薄膜。
将其贴在车窗,它就可以像“隐形空调 ” 一样,在保证高透光率的前提下持续为车厢散热,同时还不消耗任何电能。 研究论文已经发表在英国皇家化学学会旗下顶级期刊《能源与环境科学》( Energy & Environmental Science )上。
被忽视的座舱“温室效应 ” ,成了电动汽车的能耗黑洞
汽车玻璃与地球大气层在热力学原理上有些类似:二者都对短波的可见光高度透明,却对长波的热辐射(红外线)形成阻挡。阳光穿透车窗进入车厢,加热内饰、座椅、仪表盘等各种材料;这些被加热的物体随即以热辐射形式放热,但由于车窗阻挡,热量无法逸散,由此形成温室效应,使车内温度迅速升高。
在极端情况下,车内空气温度比外界环境高出 20 至 30°C 的情况相当普遍;在中东、南亚等热带地区,实测车内气温最高可突破 67°C。这种高温会对车内人员安全构成直接威胁:儿童或宠物被遗忘在高温车内致死的案例并不罕见。而且还会导致内饰材料加速老化,释放苯等挥发性有机物,损害车内空气质量。
对驾驶体验而言,暴晒后的高温让驾驶员进入车内后,不得不将空调调至最强档运转,而且需要很长时间才能将车内温度降至舒适区间。过程难熬不说,还消耗了大量能源。对于已经较为普及的电动汽车而言,这一问题尤为突出,续航里程甚至会因此缩短近两成。
目前,市面上主流的汽车隔热方案主要有两种:低辐射(Low-E)涂层和传统的隔热防爆膜。Low-E 涂层通常是在玻璃表面沉积一层极薄的金属(如银),以此来减少热传递;后者则通过反射或吸收部分太阳能来发挥作用。
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