汽車天窗功能及新技術應用淺析

李洪波，韓光省，裴軍偉，韓可強

（中國汽車技術研究中心有限公司，天津 300300）

汽車天窗的基本作用是通風透氣和開闊視野。天窗能夠使車內空氣有效地流通，增加車外新鮮空氣的進入，滿足車主通風換氣的需求。同時天窗可以增加采光，開闊視野，增加車主的駕駛樂趣。隨著科技的發展，天窗也隨之出現了一些新技術的應用，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構劃分，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 天窗系統控制

目前汽車電動天窗系統常見的功能有手動／自動開關控制、遙控鑰匙控制、語音控制、遠程控制、雨量光線感應自動關閉、車速感應自動關閉控制等功能。

2.1 手動／自動開關控制

車主可以通過操作開關 （包含實體開關和虛擬開關）將控制指令發送給天窗和遮陽簾控制模塊，來控制天窗電機和遮陽簾電機運動，從而實現車窗和遮陽簾的手動／自動開啟和關閉 （包含天窗的起翹），在天窗和遮陽簾自動關閉的過程中，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，實現天窗和遮陽簾的開啟和關閉功能，此功能可以在車主熄火后忘記關閉天窗時使用，不需要車主重新啟動車輛就可以關閉天窗和遮陽簾，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行天窗和遮陽簾的打開和關閉控制，避免了行車過程中車主由于轉移視線分心而出現交通事故。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很常見。

2.4 遠程控制

遠程控制是指車主可以通過手機APP對天窗進行控制，實現遠程開啟／關閉天窗和遮陽簾功能。目前一些中高端車型已經開發了遠程控制功能，此功能需要車輛具有車聯網模塊和后臺支持。

2.5 雨量光線感應自動關閉控制

安裝有雨量光傳感器RLS的車輛，可以實現雨天或車輛進入隧道時，自動關閉天窗功能。雨天自動關窗功能可以避免車主在雨天忘記關閉天窗時造成車輛進水事故的發生。而進入隧道自動關閉天窗功能則是基于隧道內通風不暢、空氣品質差的工況設計的。這兩個功能使車輛變得更加智能，更加人性化，從而更好地服務于車主。

2.6 車速感應自動關閉控制

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

3 汽車天窗的新技術及其應用

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，天窗系統也會出現一些新的技術應用。未來幾年，以下幾種天窗將會逐步被主機廠采用并得到普及。

3.1 變色玻璃天窗

變色玻璃天窗是基于PDLC分散液晶技術的高科技夾層玻璃產品，該產品的特點是通電透明，斷電后呈磨砂效果的不透明狀。PDLC斷電狀態下液晶分子呈散射狀態，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液晶調光膜夾于兩層玻璃之間，制成夾層結構的電控變色玻璃天窗，可控制玻璃在透明和不透明狀態之間變換，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，從而使車內頭部空間增加，降低了整車質量，進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，達到10萬以上。

3.2 太陽能天窗

太陽能天窗是在傳統的全景天窗上集成了一塊太陽能電池板，在陽光的照射下，可以將太陽能轉化為電能，從而對車載蓄電池進行充電，達到節能減排的目的。而對于混動和純電動汽車，此技術的應用，可以進一步提升汽車的續航里程。目前在一些量產車型如廣汽傳祺Aion S和前途K50上已經配備，而現代索納塔10混動車型上也將搭載太陽能天窗。

以現在的太陽能電池產業來看，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類別。表2是兩種技術的比較。

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，通過滑軌兩側的氛圍燈的照射及顏色調節，使天窗呈現不同顏色的圖案，提升汽車的檔次和感觀品質。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 太陽能天窗技術方向比較

圖1 星空玻璃天窗

4 總結

天窗目前的基本作用依然是通風換氣和開闊視野，但隨著科技的發展，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。