日产汽车开发的自辐射冷却涂层概述

放大  缩小 日期:2024-11-27     来源:日产新闻网    评论:0      
核心提示:在实现碳中和的过程中,减少汽车使用时的能量消耗是至关重要的。此次,日产汽车与专业开发辐射冷却产品的Radi-Cool公司联合开发的涂料,不仅能反射导致物体温度上升的阳光(近红外线),还利用了超材料技术辐射热能
在实现碳中和的过程中,减少汽车使用时的能量消耗是至关重要的。此次,日产汽车与专业开发辐射冷却产品的Radi-Cool公司联合开发的涂料,不仅能反射导致物体温度上升的阳光(近红外线),还利用了超材料技术辐射热能,从而抑制车内温度的上升,减少空调的使用,进而提升燃油经济性以及电消耗效率。以下介绍其概述。
1. 所谓的Metamateria-超材料
“Metamateria”(超材料)这个词由“material”(材料)和表示“超越”的希腊语前缀“meta”组成。它指的是一种人工合成的材料,具有自然界中通常不会出现的电磁波、振动、声音等特性。
此次开发中的涂料被称为“热的超材料”。



图1:Metamateria的说明
2.自辐射冷却涂层的机制
一般的的汽车涂料主要由树脂构成。树脂由许多分子组成,这些分子在阳光照射下会振动,从而产生热量。在炎热的夏天,暴露在阳光下的汽车涂料温度可能超过70℃。
此次的自辐射冷却涂料同样主要由树脂构成,但包含以下两种微结构颗粒:
  • 强烈反射阳光的颗粒
该颗粒在阳光成分中起到反射近红外电磁波的作用,这种波会引发树脂分子的振动。
  • 以电磁波形式辐射热量的颗粒
当涂料中的树脂因阳光照射而温升时,表面会自发产生电荷偏移。带有偏移电荷的表面是不稳定的,电荷会被吸引并移动以恢复稳定状态。在电荷移动时,会产生特定波长的电磁波。这些辐射出的电磁波具有不被大气吸收的特性,可以穿过大气到达宇宙。
这种涂料不仅能够反射阳光,还能从汽车的车顶、发动机罩、车门等涂层表面向外太空释放热能,从而抑制车内的温升。
3.自辐射冷却涂层效果
与普通涂料涂层的车辆相比,自辐射冷却涂层车辆的外表面温度最高可降12℃,驾驶座头部空间温度最高可降5℃。



图2:自辐射冷却涂层的验证效果



图3:自辐射冷却涂层的表面温度测温图像
4.自辐射冷却涂层课题
  • 漆膜厚度的减薄
尽管辐射冷却涂料已被应用于建筑领域,但与汽车涂层相比,其膜厚非常厚。目前,尽管在努力减薄,但与普通的汽车涂料相比,漆膜厚度仍然大约是其6倍。为了能够在量产汽车中应用,必须在保持冷却性能的同时,进一步降低漆膜厚度。
  • 颜色种类
目前,该涂料仅有白色,其他颜色正在进行开发中。
5.当前举措
  • 为了验证涂层效果和耐久性,已在羽田机场投入使用中的日产NV100 Clipper Van进行实车涂装,并开展实际验证试验(自2023年11月起,为期1年)。
  • 正在探讨作为特殊上装,应用于卡车以及急救车等在炎热夏天行驶较多的商用车上。
 
 
 
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