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造雨,可控造雾——整车雨雾环境模拟试验舱全解析

提供者:北京易盛泰和科技有限公司   发布时间:2026/11/6 13:35:58  阅读次数:5次  进入该公司店铺

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整车雨雾环境模拟试验舱是一种用于模拟不同雨雾天气条件下车辆性能表现的测试设备。它能够人工控制温度、湿度、降雨量、雾浓度等环境参数,再现自然界的雨天、雾天及雨雾混合等复杂气象环境,主要用于汽车研发过程中对车辆的防水性能、灯光穿透性、传感器可靠性(如自动驾驶系统的摄像头、雷达)、车身密封性、空调除雾效果以及驾驶员视野清晰度等方面的测试与评估,确保车辆在实际雨雾环境中具备良好的安全性和功能性。

整车雨雾环境模拟试验舱‌是专为整车级恶劣气象测试研发的大型综合性试验设施,核心作用是在实验室内复现自然界的降雨、浓雾及温湿度、光照等复合气象条件,复现雨雾交织等复杂自然场景,用于考核整车的密封可靠性,以及智能驾驶传感器在低能见度下的环境适应性。它让整车测试摆脱了季节与地域的限制。

关键测试对象与目的

对于传统性能,它主要验证整车在长期潮湿环境下的电气安全(防短路、漏电)、材料防腐防霉,以及灯光、雨刮等功能的稳定性。对于智能网联汽车,它则是一个“传感器考场”,专门测试ADAS(驾驶辅助系统)在雨雾干扰下的表现,例如自动紧急制动(AEB)是否因水雾误判、车道保持是否因能见度低而失效。

核心功能与模拟能力

▪ 多工况降雨模拟:通过全域阵列式喷淋系统(顶部、两侧、底部)覆盖整车全维度,可模拟细雨、中雨、暴雨乃至冻雨。重点考核车门、天窗、车灯及底盘的防水密封性能。部分设备支持降雨强度在6.5 mm/h 至 200 mm/h范围内无级调节。

▪ 高仿真雾场模拟:采用精细化造雾技术,能生成接近自然雾态的微细水滴(部分设备雾滴中位数控制在25μm左右),还原自然雾态并可在一定范围内调节能见度。这是验证摄像头、毫米波雷达、激光雷达在低对比度环境下识别精度的关键场景。

▪ 复合环境耦合:试验舱不仅能单独造雨造雾,还能与温湿度系统、全光谱光照系统联动,可同步叠加多环境因子,复现热带雨林、沿海高湿等极端场景。这意味着可以模拟“高温高湿+暴雨”、“低温浓雾+特定光照”等真实户外恶劣工况,用于评估材料老化、电子电器耐候性。

常见技术参数范围

不同厂家和不同用途的设备差异较大,以下为常见范围,实际以具体设备规格为准:

▪ 降雨强度:约 5~150 mm/h,部分淋雨试验室可达更高强度。

▪ 喷淋压力:常见约 0.1~0.3 MPa,部分系统更高。

▪ 雾场能见度:可从数百米、数十米到更低能见度,取决于设备能力。

▪ 温度范围:常见约 -40℃~60℃,部分综合环境舱范围更宽。

▪ 湿度范围:常见约 20%~95% RH。

▪ 光照照度:可从低照度夜间场景到数千勒克斯日间场景。

▪ 试验时长:几分钟到数小时不等,耐久或密封性验证可能更长。

整车雨雾环境模拟试验舱的设备组成

1. 主试验舱体

- 舱体结构:通常采用钢结构框架 + 双层不锈钢或彩钢夹芯保温板,具备较好的保温、防水和密封性能。

- 观察窗:防雾钢化玻璃或电加热防结霜玻璃,便于观察车辆状态。

- 舱门:气密门,可设置人员通行门和车辆进出通道。

- 地面系统:防滑地面、排水沟、格栅盖板,便于快速导流喷淋水。

- 内部照明:LED防爆照明,用于试验观察和车内检查。

2. 降雨模拟系统

- 喷嘴阵列:顶部、侧面、底部及前后方向布置,覆盖整车各面。

- 喷嘴类型:扇形、实心锥形或精密雾化喷嘴,保证喷淋均匀性。

- 水泵与管路:变频水泵、流量计、压力表、控制阀,用于调节喷淋压力和流量。

- 喷淋控制:可模拟细雨、中雨、暴雨、侧风雨、路面溅水等工况。

- 雨强调节:通过流量、压力和喷嘴组合控制降雨强度与分布。

3. 降雾/能见度模拟系统

- 雾化装置:超声波雾化器、高压雾化器或流体造雾系统。

- 雾滴粒径控制:通过雾化方式和风机扩散控制水雾颗粒大小。

- 能见度调节:通过雾浓度、排风量和风速调节舱内能见度。

- 能见度监测:配置能见度仪或前向散射传感器,实时反馈雾场状态。

- 雾场均匀性保障:循环风机、导流板或分区喷雾控制,避免局部浓雾或死角。

4. 温湿度环境控制系统

- 制冷系统:压缩机制冷或复叠式制冷机组,用于低温、冷雨、结露等工况。

- 加热系统:电加热或热水盘管,用于高温高湿、热雾等场景。

- 加湿系统:蒸汽加湿、电极加湿或超声加湿。

- 除湿系统:冷冻除湿或转轮除湿,用于快速降低湿度。

- 温湿度传感器:多点布置,实时监测舱内温湿度分布。

5. 光照模拟系统

- 光源类型:LED阵列、氙灯或金属卤素灯,模拟不同光照场景。

- 照度调节:可模拟白天、黄昏、夜间、阴天、隧道、强光、逆光等场景。

- 光谱控制:部分系统支持色温或光谱调节,更贴近自然光。

- 均匀性控制:通过灯阵布局和分区控制,保证测试区域照度均匀。

6. 风场模拟系统

- 风机阵列:轴流风机或离心风机,提供可控风速。

- 导流装置:整流格栅、导流板,改善气流均匀性。

- 风速控制:模拟侧风、风驱雨、雾场扩散和行驶迎面风。

- 风速传感器:多点监测,用于闭环控制风速和风向。

7. 水循环与排水系统

- 集水沟/集水坑:收集喷淋水和冷凝水。

- 循环水池:沉淀、过滤后回用,减少水资源消耗。

- 过滤系统:砂滤、袋式过滤、精密过滤,防止喷嘴堵塞。

- 补水装置:自动补水,维持水位稳定。

- 水质处理:软化水或去离子水系统,减少结垢和水渍残留。

- 排水泵:自动启停,防止舱内积水。

8. 车辆支撑与运动系统

- 举升平台:便于底盘喷淋、检查渗水或布置传感器。

- 转台:实现车辆缓慢旋转,保证喷淋覆盖均匀。

- 轮胎固定装置:防止车辆移动。

- 转毂/底盘测功机:可选配置,用于模拟车辆低速或动态行驶状态。

- 供电接口:为新能源车或车载电子设备提供低压/高压供电支持。

9. 控制与数据采集系统

- PLC控制柜:负责降雨、降雾、温湿度、光照、风速等执行机构控制。

- 上位机软件:设置试验程序、保存场景、复现工况。

- 传感器网络:雨量计、温湿度传感器、能见度传感器、照度传感器、风速传感器、压力/流量传感器。

- 视频监控系统:舱内摄像头观察车辆外部状态,必要时配合内窥镜检查车内渗水。

- 数据记录:自动记录试验参数,生成报告,保证测试可追溯。

10. 安全与辅助系统

- 漏电保护:防止涉水环境下的电气风险。

- 急停装置:紧急情况下快速停机。

- 防滑地面:降低人员进入舱内检查时的滑倒风险。

- 通风除湿:试验结束后快速排湿,防止霉变和设备腐蚀。

- 氧气/有害气体监测:密闭空间内保障人员安全。

- 消防报警:烟感、温感或气体报警装置。

- 吹干系统:可选配置,用于试验后快速干燥车身表面。

整车雨雾环境模拟试验舱的详细建设方案和建设步骤

一、建设方案

1. 建设目标与功能定位

- 密封/防水验证:细雨、暴雨、侧风雨、路面溅水,适用于车身、车门、天窗、车灯、线束、底盘防水。

- 智能驾驶验证:低能见度、雨雾干扰、光照变化,适用于摄像头、毫米波雷达、激光雷达、ADAS算法。

- 环境与耐久验证:温湿度、冷凝、光照、风场耦合,适用于电气受潮、车灯起雾、材料老化、传感器可靠性。

- 研发/质检平台:参数可保存、可复现、可追溯,适用于设计验证、型式检验、量产抽检。

建设前需要先明确:试验对象是乘用车、商用车还是特种车辆;是否需要动态行驶测试;是否需要与ADAS数据采集、CAN总线、转毂或拖拽系统联动。

2. 核心性能指标

典型整车雨雾环境模拟试验舱可参考以下范围,具体以项目需求为准:

- 降雨强度:约 5~150 mm/h,可模拟小雨、中雨、暴雨、侧风雨。

- 雾场能见度:约 10 m~1000 m 可调,支持薄雾、浓雾、团雾。

- 温度范围:常见 -20℃~60℃,平台可扩展至 -40℃。

- 湿度范围:约 10%~98% RH。

- 光照照度:约 0.5~3000 lux,可模拟夜间、黄昏、隧道、强光、逆光。

- 风场风速:可模拟侧风、风驱雨、雾场扩散,部分系统支持更高风速。

- 舱体尺寸:需覆盖最大车型并预留喷淋、风场、光照和传感器布置空间。

3. 场地与公用工程条件

- 建筑形式:独立试验厂房或试验楼,建议采用钢结构,净高通常不低于 6 m,便于喷淋、风道、灯光和吊装。

- 地面承重:需满足舱体、转毂/举升平台、车辆和循环水池荷载要求,建议结合结构专业核算。

- 排水系统:舱内设置环形排水沟、集水坑、提升泵,地面坡度宜利于快速排水。

- 供水条件:配置去离子水/软化水系统,减少喷嘴结垢和车身水渍。

- 电气条件:三相 380 V 供电,功率根据水泵、制冷、灯光、风机、控制系统综合确定;建议配置 UPS 和漏电保护。

- 暖通与排湿:试验结束后需快速除湿,避免舱体霉变、金属腐蚀和电气受潮。

- 控制室与设备间:控制室应独立设置,设备间需容纳制冷机组、水泵组、水处理设备、配电柜和空压机等。

4. 总体布局

推荐布局如下:

- 试验舱主体区:布置雨雾发生、温湿度控制、光照和风场系统。

- 车辆进出区:设置气密大门、坡道、车辆定位装置。

- 控制室:布置上位机、PLC、视频监控系统、数据采集终端。

- 设备间:布置制冷机组、水泵组、水处理系统、电气柜。

- 水处理区:布置循环水池、过滤系统、补水装置、排水提升泵。

- 辅助区:预留传感器标定、车辆检查、维修和备件存放空间。

5. 系统集成方案

建设方案应覆盖以下子系统:

- 主试验舱体与气密围护

- 降雨模拟系统

- 降雾与能见度控制系统

- 温湿度控制系统

- 光照模拟系统

- 风场模拟系统

- 水循环与排水系统

- 车辆支撑/转毂/举升系统

- 控制与数据采集系统

- 安全、消防与环保系统

二、建设步骤

阶段一:需求定义与可行性研究

- 明确测试对象、车型尺寸、测试频率、静态/动态测试需求。

- 确定是否需要智能驾驶传感器测试、ADAS数据接入、CAN总线采集。

- 梳理适用标准,如 QC/T 476、GB/T 4208、ISO 20653 及企业标准。

- 编制《项目建议书》《技术规格书》和初步投资估算。

- 开展场地勘察,评估层高、承重、排水、供电、暖通条件。

阶段二:总体方案与详细设计

- 完成工艺布局、舱体结构、给排水、电气、自控、暖通、消防设计。

- 确定喷嘴阵列、雾化方式、能见度仪、温湿度传感器、照度传感器、风速传感器布置。

- 明确水循环、过滤、补水、排水、油水分离和防腐蚀方案。

- 制定控制系统架构,包括 PLC、上位机、视频监控、数据记录、场景复现功能。

- 完成设备清单、技术协议、施工组织计划和验收标准。

阶段三:土建与基础设施施工

- 施工厂房或改造现有试验间,重点处理防水、保温、防腐和排水。

- 预埋排水沟、集水坑、穿墙管线、电缆桥架和信号线管。

- 建设循环水池基础、水泵基础、制冷机组基础和设备间平台。

- 安装气密大门、观察窗、防滑地面、照明和通风设施。

- 完成强弱电接入、给排水接入、压缩空气和冷却水接口。

阶段四:设备安装与系统集成

- 安装舱体围护结构、密封门、观察窗和内部格栅。

- 安装顶部、侧面、底部喷嘴阵列及供水管路、变频水泵、流量计、压力表。

- 安装雾化系统、能见度仪、温湿度传感器和循环风机。

- 安装制冷、加热、加湿、除湿和排湿系统。

- 安装光照灯阵、风场风机、车辆举升平台或转毂系统。

- 安装控制柜、传感器网络、摄像头、数据采集模块和安全联锁装置。

阶段五:单机调试与联合调试

- 单机调试:分别测试水泵、雾化器、风机、灯光、制冷、除湿、排水、控制系统。

- 雨场校准:使用雨量计测量不同区域降雨强度,调整喷嘴流量和压力,保证均匀性。

- 雾场校准:通过能见度仪校准雾浓度,验证 10 m~1000 m 范围内调节能力。

- 温湿度验证:检查升温、降温、加湿、除湿速度和稳态精度。

- 光照验证:验证照度、色温、均匀性和场景切换能力。

- 联合调试:测试“雨+雾+光+风+温湿度”复合工况,验证场景保存与复现功能。

阶段六:性能验证与验收

- 按技术协议进行空载和负载验证。

- 检查降雨强度、雾场能见度、温湿度、光照、风速、均匀性和重复性。

- 开展整车密封性、传感器感知、车灯起雾、电气防潮等典型试验验证。

- 检查安全联锁:漏电保护、急停、防滑、排湿、消防、气体监测等。

- 完成操作人员培训,编制 SOP、维护保养手册和应急预案。

- 出具验收报告,必要时进行第三方计量或校准。

三、关键注意事项

- 先定测试场景,再定设备配置。如果只做密封性验证,配置可相对简单;如果要验证智能驾驶传感器,就需要更精细的能见度、光照、数据同步和电磁环境设计。

- 水循环和防腐蚀必须前置设计。雨雾试验用水量大,循环水处理、过滤、补水、排水、防结垢和防霉变会直接影响长期运行成本。

- 能见度控制是难点。雾场均匀性、稳定性和快速消散能力决定了测试可重复性。

- 安全联锁不能简化。密闭高湿环境、涉水地面、高压电气和大功率灯光并存,必须设置漏电保护、急停、防滑、排湿和人员撤离通道。

- 预留扩展接口。后续如需增加盐雾、低温、转毂、ADAS数据采集、V2X模拟或第三方认证功能,应在土建和自控阶段预留条件。

核心测试用途

▪ 车身密封验证‌:考核门窗、天窗、充电口等部位的防水防渗性能,排查水汽侵入风险。

▪ 智能驾驶测试‌:验证摄像头、毫米波雷达、激光雷达在低能见度下的识别精度与抗干扰能力,支撑ADAS系统性能优化。

▪ 电气安全检测‌:避免高湿凝露引发的短路、漏电、绝缘失效等问题,保障车载电子系统稳定运行。

▪ 合规性验证‌:满足国家强制性标准与行业技术规范要求,是新车量产前的必要测试环节。

主要应用领域

▪ 整车密封性验证:车门、天窗、车灯、线束、底盘防水,模拟小雨、暴雨、侧风雨、溅水。

▪ 智能驾驶测试:摄像头、雷达、激光雷达感知验证,评估雨雾、低能见度下的识别稳定性。

▪ 电气与安全测试:高压系统、ECU、传感器防水防潮,尤其适用于新能源汽车和智能网联车。

▪ 环境与耐久测试:漆面、密封条、橡胶件、电子件耐受性,可叠加温湿度、光照、盐雾等条件。

▪ 零部件专项验证:车灯起雾、雨刮、车窗、传感器防水,支持按企业标准开展专项试验。

▪ 研发与质检:设计验证、型式检验、量产抽检,支持参数保存、场景复现和数据归档。

整车雨雾环境模拟试验舱是一台能"造天气"的大型整车实验室——在封闭舱内复现雨、雾、风、温湿度耦合工况,用来验证整车防水密封、高压电气安全、智能驾驶感知在恶劣天气下的可靠性。

北京易盛泰和可以根据用户需求提供整车雨雾环境模拟试验舱的研发建设业务,该设备是一种在实验室内复现降雨、降雾、低能见度、温湿度、光照、风场等复合气象条件的大型测试设备。它既可用于传统整车的密封性、防水性、电气安全和耐久性验证,也越来越多地用于智能驾驶传感器在雨雾、夜间、强光、逆光等复杂场景下的性能评估。

关于易盛:

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。


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