汽車天窗功能及新技術(shù)應(yīng)用淺析

李洪波，韓光省，裴軍偉，韓可強(qiáng)

（中國汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300）

汽車天窗的基本作用是通風(fēng)透氣和開闊視野。天窗能夠使車內(nèi)空氣有效地流通，增加車外新鮮空氣的進(jìn)入，滿足車主通風(fēng)換氣的需求。同時天窗可以增加采光，開闊視野，增加車主的駕駛樂趣。隨著科技的發(fā)展，天窗也隨之出現(xiàn)了一些新技術(shù)的應(yīng)用，使汽車變得更加智能和舒適。

1 電動天窗分類

汽車電動天窗按照結(jié)構(gòu)劃分，常見的類型有單天窗、雙天窗、全景天窗等類型 （表1）。汽車天窗常見于轎車、SUV等乘用車上。隨著商用車對舒適性要求的提升，商用車的天窗配置率也在不斷上升。

2 天窗系統(tǒng)控制

目前汽車電動天窗系統(tǒng)常見的功能有手動／自動開關(guān)控制、遙控鑰匙控制、語音控制、遠(yuǎn)程控制、雨量光線感應(yīng)自動關(guān)閉、車速感應(yīng)自動關(guān)閉控制等功能。

2.1 手動／自動開關(guān)控制

車主可以通過操作開關(guān) （包含實(shí)體開關(guān)和虛擬開關(guān)）將控制指令發(fā)送給天窗和遮陽簾控制模塊，來控制天窗電機(jī)和遮陽簾電機(jī)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)車窗和遮陽簾的手動／自動開啟和關(guān)閉 （包含天窗的起翹），在天窗和遮陽簾自動關(guān)閉的過程中，具備防夾功能。

表1 汽車天窗分類

2.2 遙控鑰匙控制

在車輛熄火的情況下，車主可以通過長按解鎖／閉鎖按鍵，實(shí)現(xiàn)天窗和遮陽簾的開啟和關(guān)閉功能，此功能可以在車主熄火后忘記關(guān)閉天窗時使用，不需要車主重新啟動車輛就可以關(guān)閉天窗和遮陽簾，方便了車主的操作。

2.3 語音控制

語音控制是指車主可以通過語音進(jìn)行天窗和遮陽簾的打開和關(guān)閉控制，避免了行車過程中車主由于轉(zhuǎn)移視線分心而出現(xiàn)交通事故。此功能需要車輛具備語音識別功能，目前此功能在一些中高端車型上已經(jīng)很常見。

2.4 遠(yuǎn)程控制

遠(yuǎn)程控制是指車主可以通過手機(jī)APP對天窗進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟／關(guān)閉天窗和遮陽簾功能。目前一些中高端車型已經(jīng)開發(fā)了遠(yuǎn)程控制功能，此功能需要車輛具有車聯(lián)網(wǎng)模塊和后臺支持。

2.5 雨量光線感應(yīng)自動關(guān)閉控制

安裝有雨量光傳感器RLS的車輛，可以實(shí)現(xiàn)雨天或車輛進(jìn)入隧道時，自動關(guān)閉天窗功能。雨天自動關(guān)窗功能可以避免車主在雨天忘記關(guān)閉天窗時造成車輛進(jìn)水事故的發(fā)生。而進(jìn)入隧道自動關(guān)閉天窗功能則是基于隧道內(nèi)通風(fēng)不暢、空氣品質(zhì)差的工況設(shè)計(jì)的。這兩個功能使車輛變得更加智能，更加人性化，從而更好地服務(wù)于車主。

2.6 車速感應(yīng)自動關(guān)閉控制

當(dāng)車輛高速行駛時，如果開啟天窗，會增加車內(nèi)的噪聲，影響車主的舒適感，因此有些車輛開發(fā)了車速感應(yīng)自動關(guān)閉天窗功能，當(dāng)天窗ECU接收到的車速信號超過一定值時，則關(guān)閉天窗，從而提升車輛的舒適性和NVH性能。

3 汽車天窗的新技術(shù)及其應(yīng)用

隨著汽車電氣化、智能化程度的不斷提高，以及人類對汽車的舒適度要求不斷提升，汽車的功能配置越來越多，天窗系統(tǒng)也會出現(xiàn)一些新的技術(shù)應(yīng)用。未來幾年，以下幾種天窗將會逐步被主機(jī)廠采用并得到普及。

3.1 變色玻璃天窗

變色玻璃天窗是基于PDLC分散液晶技術(shù)的高科技夾層玻璃產(chǎn)品，該產(chǎn)品的特點(diǎn)是通電透明，斷電后呈磨砂效果的不透明狀。PDLC斷電狀態(tài)下液晶分子呈散射狀態(tài)，透光但不透明；通電后液晶分子呈直線排列，透光且透明。借助上述原理，將PDLC液晶調(diào)光膜夾于兩層玻璃之間，制成夾層結(jié)構(gòu)的電控變色玻璃天窗，可控制玻璃在透明和不透明狀態(tài)之間變換，并擁有安全玻璃的一切特性，從而可以滿足客戶在不同場景的需求。并且該天窗可以不配備遮陽簾，從而使車內(nèi)頭部空間增加，降低了整車質(zhì)量，進(jìn)一步增加了汽車的舒適性。變色玻璃天窗已在部分豪華品牌車型上配備，如邁巴赫S600車型有此配置的選裝，但是選裝價格較高，達(dá)到10萬以上。

3.2 太陽能天窗

太陽能天窗是在傳統(tǒng)的全景天窗上集成了一塊太陽能電池板，在陽光的照射下，可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，從而對車載蓄電池進(jìn)行充電，達(dá)到節(jié)能減排的目的。而對于混動和純電動汽車，此技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升汽車的續(xù)航里程。目前在一些量產(chǎn)車型如廣汽傳祺Aion S和前途K50上已經(jīng)配備，而現(xiàn)代索納塔10混動車型上也將搭載太陽能天窗。

以現(xiàn)在的太陽能電池產(chǎn)業(yè)來看，大致可分為晶體硅太陽能電池和薄膜太陽能電池兩種技術(shù)類別。表2是兩種技術(shù)的比較。

3.3 星空玻璃天窗

星空玻璃天窗 （圖1）是通過在天窗玻璃上印刷反光材料，通過滑軌兩側(cè)的氛圍燈的照射及顏色調(diào)節(jié)，使天窗呈現(xiàn)不同顏色的圖案，提升汽車的檔次和感觀品質(zhì)。此天窗多見于豪華車品牌，如勞斯萊斯、寶馬等。全新BMW 7系星空全景天窗中包含15000多個照明單元，燈光可在6種氛圍照明顏色之間進(jìn)行切換，滿足人們對奢華氛圍和浪漫情懷的追求。

表2 太陽能天窗技術(shù)方向比較

圖1 星空玻璃天窗

4 總結(jié)

天窗目前的基本作用依然是通風(fēng)換氣和開闊視野，但隨著科技的發(fā)展，汽車會變得越來越科技化、智能化，天窗也會緊隨潮流，引入新材料和新技術(shù)是必然趨勢。未來天窗會更加人性化，會以客戶為中心，增加汽車的舒適性和科技感。