不等冬天也能测极寒：整车高寒试验舱技术全解析

整车高寒试验舱是一种用于模拟极端低温环境的大型环境测试设备，主要用于汽车整车及零部件在寒冷气候条件下的性能、可靠性、耐久性和舒适性测试。通过控制温度、湿度、气压等参数，可模拟不同地区的严寒环境，确保车辆在实际低温使用场景中（如启动、行驶、制动、空调系统运行等）的功能正常及安全性符合设计标准。这种试验舱广泛应用于汽车研发、质量检测及认证环节，是保障车辆适应复杂气候环境的重要测试手段。

整车高寒试验舱本质上是一类步入式整车环境试验舱，核心能力是在实验室里稳定复现极寒、高湿、低气压、风雪等复合环境，用于验证整车及三电系统在低温条件下的启动、热管理、密封、材料、电子电气和NVH等可靠性，部分型号还能叠加高海拔低气压、风雪覆冰等复合环境，替代传统高寒外场路试，不受季节地域限制。

它能模拟哪些高寒工况

整车高寒试验舱通常不只是“把车冻住”，而是围绕真实用车场景做可控、可重复的环境复现：

- 极寒低温环境：常见温区覆盖 -40℃～+80℃，部分深冷或军标方案可下探到 -50℃～-70℃。

- 低温冷启动：考核发动机、电机、电池、电控、润滑系统、燃油/冷却液在低温下的启动能力。

- 电池与热管理测试：验证动力电池低温放电、预加热、热泵空调制热、充电性能、热平衡。

- 除霜除雾与采暖：模拟低温高湿、挡风玻璃结霜、车窗起雾等工况。

- 温湿度交变：复现昼夜温差、冻融循环、凝露、密封件老化。

- 复合气候：可叠加阳光模拟、降雨/降雪、风吹雪、风速模拟、高原低压等。

- NVH/异响测试：若集成低噪声设计或半消声室结构，可开展低温BSR、动力总成NVH、空调异响等测试。

关键技术指标怎么看

选型或做方案时，建议重点看这些参数：

- 温度范围：乘用车常见 -40℃～+80℃；深寒或军标需求可考虑 -50℃～-70℃，高寒专项舱可低至-70℃，控制精度±0.5℃

- 温场均匀性/偏差：通常要求 ≤±2℃，方案可做到更优。

- 复合模拟能力‌：可叠加10%~98%RH湿度、0~6000米海拔低气压、0~100km/h迎面风速，部分型号支持造雪、冻雨覆冰模拟

- 升降温速率：空载、静载、带载工况差异很大；新能源车带载发热后，对制冷冗余要求更高。

- 舱体尺寸与承载：需按轿车、SUV、轻卡或重卡匹配，地面承载、开门宽度、车辆进出方式要提前确认。

- 湿度控制：低温下湿度控制难度较高，需关注露点、除湿能力和凝露风险。

- 新风/排风能力：整车运行、尾气排放、电池测试、人员进入时都需要可靠的新风与排风。

- 噪声水平：若做NVH/BSR，舱体噪声、风机噪声、制冷机组噪声都要单独评估。

- 适配车型‌：支持总质量≤3.5t的燃油车、新能源乘用车，部分大舱体可容纳商用车、特种装甲车

整车高寒试验舱的设备组成

1. 舱体结构系统

这是整车舱的基础承载部分，决定保温性、密封性和内部空间可用性。

- 试验舱体：外壁多为冷轧钢板/彩钢板，内壁常用 SUS304 不锈钢，保温层采用聚氨酯发泡或玻璃棉。

- 密封门：双密封平移门或电动门，配耐低温硅胶密封条，保证低温工况下漏热可控。

- 观察窗：电加热防雾/防霜中空玻璃，便于观察车辆状态。

- 地面承载：不锈钢防滑地板，预留车辆进出通道、排水沟、穿舱接口。

- 照明与检修：舱内防爆照明、检修门、线缆通道、测试孔。

2. 温度控制系统

负责建立和维持高寒低温环境，是整车高寒舱最核心的子系统之一。

- 复叠制冷机组：通常采用高温级 + 低温级压缩机，常见制冷剂组合为 R404A + R23/R508B，可实现 -40℃、-50℃甚至更低温度。

- 冷凝散热：水冷或乙二醇冷却系统，用于大型舱体散热。

- 电加热系统：镍铬合金加热管或翅片加热器，用于升温、恒温补偿和交变循环。

- 蒸发器与冷风处理：翅片蒸发器、冷风道、除霜装置，保证低温下稳定送风。

3. 湿度与气象模拟系统

基础高寒舱主要做低温、温湿度交变；扩展型高寒舱可叠加雨雪、风雪、阳光、低压等工况。

- 加湿/除湿：蒸汽加湿、超声波加湿、冷凝除湿或转轮除湿，用于凝露、冻融、低温高湿试验。

- 降雨/喷淋：可调降雨强度喷嘴，模拟低温淋雨、冻雨、密封性试验。

- 降雪/覆冰：雾化喷头、冷风机、过冷水喷淋，用于结冰、积雪、除霜除雾测试。

- 阳光模拟：氙灯或红外灯阵列，模拟日照辐射，用于热负荷、暴晒与低温日照复合工况。

- 风速模拟：变频风机组，模拟车辆行驶迎面风或风雪环境。

- 低压/高原模拟：真空泵组、补气阀、压力传感器，用于高海拔低压、缺氧环境耦合试验。

4. 车辆运行与负载支持系统

整车高寒舱如果需要“带车运行”，通常会配置车辆接口和负载模拟设备。

- 底盘测功机：单轴/双轴/四驱测功机，模拟道路阻力、坡道、惯量和循环工况。

- 迎面风系统：大型风机，为发动机、电机、散热器提供冷却风。

- 尾气与新风系统：尾气抽排、CVS 采样接口、新风补给，防止废气积聚。

- 穿舱接口矩阵：高压充电枪、低压供电、CAN/OBD、冷却液管路、信号馈通口。

- 电源与负载模拟：可编程直流电源、电子负载，用于新能源车带电测试。

5. 测控与数据采集系统

相当于整车舱的“大脑”，负责环境控制、工况执行和数据记录。

- PLC/工控机：实现温度、湿度、风速、气压、降雨等参数的程序控制。

- 传感器网络：PT100 温度阵列、湿度传感器、风速计、气压传感器、辐照度传感器。

- 车辆数据采集：CAN/OBD 采集，读取电池、电机、电控、空调、ECU 等状态。

- 视频与热像：高清摄像头、红外热像仪，用于观察结冰、除霜、热管理异常。

- 上位机软件：支持工况编程、实时监控、报警、数据存储和报告导出。

6. 安全与辅助系统

整车舱体积大、低温深、带车运行时风险点较多，安全系统必不可少。

- 门联锁与急停：开门自动停止制冷/风机，配置紧急停机按钮。

- 超温/超压/缺氧报警：监测温度、压力、氧含量、可燃气体等。

- 消防系统：气体灭火或细水雾系统，尤其新能源车测试需重点关注。

- 排水除霜：低温排水沟、集水井、防冻管路，处理融霜水。

- 冷却水/配电系统：为压缩机、风机、加热、测控提供稳定水电保障。

整车高寒试验舱的建设方案与建设步骤

一、建设方案框架

▪ 需求与标准：车型、三电/燃油、是否带电运行、是否叠加高原/雨雪/阳光/NVH，先锁定测试对象和标准，再确定温区、速率、保持时间、复合因子；

▪ 舱体方案：内尺寸、承重、密封门、观察窗、地面排水，按轿车/SUV/轻卡/重卡预留进出通道和测功机空间；

▪ 环境系统：复叠制冷、电加热、循环风、加湿/除湿，新能源车带载发热后，对制冷冗余和温场均匀性要求更高；

▪ 气象扩展：降雨、降雪、风吹雪、阳光模拟、低压/高原，按“基础必备+后期扩展”配置，避免一次性过度投入；

▪ 车辆接口：充电桩、CAN/OBD、高压供电、尾气/新风、冷却液穿舱，燃油车重尾气与进气，新能源车重高压安全与电池数据；

▪ 安全环保：门联锁、氧浓度、可燃气体、消防、废气废水处理，新能源车需重点考虑电池热失控监测与细水雾/气体灭火；

▪ 基础设施：配电、冷却水、排水沟、设备间、吊装通道，大型舱体通常需较大电力容量和独立设备间，具体以现场条件核算。

二、建设步骤

1. 需求分析与方案设计

明确测试车型、是否做冷启动/热管理/除霜除雾/NVH/高原耦合；输出URS、技术规格书、初步布局图和预算。

2. 详细工程设计

完成舱体结构、保温密封、风道CFD、电气原理、管路P&ID、安全联锁逻辑；确认配电、冷却水、排水、新风/排风、废气处理接口。

3. 场地与基建施工

进行地坪加固、设备基础、排水沟、电缆沟、冷却水管路、新风/尾气管路、消防与应急排风施工；预留设备吊装通道。

4. 设备制造与系统集成

工厂预制舱体模块，完成复叠制冷机组、加热系统、循环风机、湿度/雨雪/阳光/低压等子系统集成，并预验收关键模块。

5. 现场安装

吊装拼接舱体，安装密封门、承重地板、传感器阵列、控制柜、穿舱接口、测功机/迎面风系统、尾气与新风系统。

6. 单机与系统联调

先做制冷、加热、风机、湿度、低压等单机调试；再进行温湿度均匀性、升降温速率、凝露/除霜、复合工况联调。

7. 带载验证与整车试验

用实车验证冷启动、电池低温充放电、热泵制热、除霜除雾、密封性、热平衡等典型工况；必要时对比外场数据。

8. 验收、交付与运维

按GB/T 5170、JJF 1101及相关整车标准进行性能校准和验收；建立除霜、冷媒、风机、传感器校准、安全联锁点检等运维机制。

三、落地时优先确认的三个边界

- 测试车型与尺寸：决定舱体净空、地面承载、门宽和是否集成测功机。

- 是否带电运行：决定高压供电、CAN采集、电池安全监测和消防等级。

- 是否做复合环境：决定要不要一次上雨雪、阳光、低压、NVH，还是预留接口后期扩展。

主要测试场景

▪ 新能源整车：极寒冷启动、低温充电性能、电池热管理与续航衰减标定、高压系统低气压绝缘测试

▪ 燃油/混动整车：低温冷启动、发动机增压器高寒工况、排放特性、油箱密封可靠性验证

▪ 整车环境适配：空调热泵高寒制热、除霜除雾性能、材料冷脆、整车冰雪路面动力性模拟测试

主要参考标准

试验舱的设计和试验方法主要依据以下国标：

▪ GB/T 28958 《汽车极端环境适应性试验方法》：这是核心标准，规定了低温、高温、高海拔等极端环境的试验条件和评价方法。

▪ GB/T 12535 《汽车起动性能试验方法》：规范了冷启动的测试流程。

▪ GB/T 12782 《汽车采暖性能要求和试验方法》：规定了采暖性能的测试要求。

"整车高寒试验舱"是把漠河的极寒搬进实验室的大型人工气候模拟装置——让车企不用等冬天、不用跑几千公里，就能在室内复现-40℃甚至-70℃的极寒工况。

北京易盛泰和可以根据用户需求提供整车高寒试验舱的研发建设业务，该设备是一个能模拟极寒环境的大型“超级冰箱”，让车辆在研发阶段就能反复进行低温测试，不用再“等冬天”。核心价值是帮助车企打破季节限制，缩短研发周期、降低成本。它本质上是一个整车级的环境模拟实验室。与只测零部件的试验箱不同，它可以容纳整辆车开进去，在精确控制的低温环境下，对车辆进行启动、行驶、充电、采暖等的性能验证。

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北京易盛泰和科技有限公司，是一家于环境模拟实验室设计、研发和建造的高新技术企业。项目遍布全国各大军工院所、各重点科研行业，与南航建立了产学研基地、与北航建立了紧密的合作机制，为多家科研院所设计和建造了各类环境模拟试验室，易盛泰和以环境模拟行业多领域应用的专业性综合实力，确立了在国内环境模拟行业的领先地位。

来源：北京易盛泰和科技有限公司