汽车天窗功能及新技术应用浅析

李洪波，韩光省，裴军伟，韩可强

（中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300）

汽车天窗的基本作用是通风透气和开阔视野。天窗能够使车内空气有效地流通，增加车外新鲜空气的进入，满足车主通风换气的需求。同时天窗可以增加采光，开阔视野，增加车主的驾驶乐趣。随着科技的发展，天窗也随之出现了一些新技术的应用，使汽车变得更加智能和舒适。

1 电动天窗分类

汽车电动天窗按照结构划分，常见的类型有单天窗、双天窗、全景天窗等类型 （表1）。汽车天窗常见于轿车、SUV等乘用车上。随着商用车对舒适性要求的提升，商用车的天窗配置率也在不断上升。

2 天窗系统控制

目前汽车电动天窗系统常见的功能有手动／自动开关控制、遥控钥匙控制、语音控制、远程控制、雨量光线感应自动关闭、车速感应自动关闭控制等功能。

2.1 手动／自动开关控制

车主可以通过操作开关 （包含实体开关和虚拟开关）将控制指令发送给天窗和遮阳帘控制模块，来控制天窗电机和遮阳帘电机运动，从而实现车窗和遮阳帘的手动／自动开启和关闭 （包含天窗的起翘），在天窗和遮阳帘自动关闭的过程中，具备防夹功能。

表1 汽车天窗分类

2.2 遥控钥匙控制

在车辆熄火的情况下，车主可以通过长按解锁／闭锁按键，实现天窗和遮阳帘的开启和关闭功能，此功能可以在车主熄火后忘记关闭天窗时使用，不需要车主重新启动车辆就可以关闭天窗和遮阳帘，方便了车主的操作。

2.3 语音控制

语音控制是指车主可以通过语音进行天窗和遮阳帘的打开和关闭控制，避免了行车过程中车主由于转移视线分心而出现交通事故。此功能需要车辆具备语音识别功能，目前此功能在一些中高端车型上已经很常见。

2.4 远程控制

远程控制是指车主可以通过手机APP对天窗进行控制，实现远程开启／关闭天窗和遮阳帘功能。目前一些中高端车型已经开发了远程控制功能，此功能需要车辆具有车联网模块和后台支持。

2.5 雨量光线感应自动关闭控制

安装有雨量光传感器RLS的车辆，可以实现雨天或车辆进入隧道时，自动关闭天窗功能。雨天自动关窗功能可以避免车主在雨天忘记关闭天窗时造成车辆进水事故的发生。而进入隧道自动关闭天窗功能则是基于隧道内通风不畅、空气品质差的工况设计的。这两个功能使车辆变得更加智能，更加人性化，从而更好地服务于车主。

2.6 车速感应自动关闭控制

当车辆高速行驶时，如果开启天窗，会增加车内的噪声，影响车主的舒适感，因此有些车辆开发了车速感应自动关闭天窗功能，当天窗ECU接收到的车速信号超过一定值时，则关闭天窗，从而提升车辆的舒适性和NVH性能。

3 汽车天窗的新技术及其应用

随着汽车电气化、智能化程度的不断提高，以及人类对汽车的舒适度要求不断提升，汽车的功能配置越来越多，天窗系统也会出现一些新的技术应用。未来几年，以下几种天窗将会逐步被主机厂采用并得到普及。

3.1 变色玻璃天窗

变色玻璃天窗是基于PDLC分散液晶技术的高科技夹层玻璃产品，该产品的特点是通电透明，断电后呈磨砂效果的不透明状。PDLC断电状态下液晶分子呈散射状态，透光但不透明；通电后液晶分子呈直线排列，透光且透明。借助上述原理，将PDLC液晶调光膜夹于两层玻璃之间，制成夹层结构的电控变色玻璃天窗，可控制玻璃在透明和不透明状态之间变换，并拥有安全玻璃的一切特性，从而可以满足客户在不同场景的需求。并且该天窗可以不配备遮阳帘，从而使车内头部空间增加，降低了整车质量，进一步增加了汽车的舒适性。变色玻璃天窗已在部分豪华品牌车型上配备，如迈巴赫S600车型有此配置的选装，但是选装价格较高，达到10万以上。

3.2 太阳能天窗

太阳能天窗是在传统的全景天窗上集成了一块太阳能电池板，在阳光的照射下，可以将太阳能转化为电能，从而对车载蓄电池进行充电，达到节能减排的目的。而对于混动和纯电动汽车，此技术的应用，可以进一步提升汽车的续航里程。目前在一些量产车型如广汽传祺Aion S和前途K50上已经配备，而现代索纳塔10混动车型上也将搭载太阳能天窗。

以现在的太阳能电池产业来看，大致可分为晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两种技术类别。表2是两种技术的比较。

3.3 星空玻璃天窗

星空玻璃天窗 （图1）是通过在天窗玻璃上印刷反光材料，通过滑轨两侧的氛围灯的照射及颜色调节，使天窗呈现不同颜色的图案，提升汽车的档次和感观品质。此天窗多见于豪华车品牌，如劳斯莱斯、宝马等。全新BMW 7系星空全景天窗中包含15000多个照明单元，灯光可在6种氛围照明颜色之间进行切换，满足人们对奢华氛围和浪漫情怀的追求。

表2 太阳能天窗技术方向比较

图1 星空玻璃天窗

4 总结

天窗目前的基本作用依然是通风换气和开阔视野，但随着科技的发展，汽车会变得越来越科技化、智能化，天窗也会紧随潮流，引入新材料和新技术是必然趋势。未来天窗会更加人性化，会以客户为中心，增加汽车的舒适性和科技感。