陈景锐 苏少锐 揭辉霞 蒋 虹

（1.佛山市艾凯电器有限公司 佛山 528000；2. 威凯检测技术有限公司 广州 510700）

前言

车载冰箱指可以在汽车上携带的冷藏柜，作为家用冰箱的延续，它满足了人们在驾车出行时还能像在家里一样畅享冰爽新鲜食物的需求。按照制冷原理，目前常见的车载冰箱主要可分为半导体车载冰箱和压缩式车载冰箱两类。其中，压缩式车载冰箱因其制冷效率高、体积大等优势成为产品中的主流[1,2]（下文所述“车载冰箱”主要指代便携压缩式车载冰箱）。

随着我国有车一族人数和人民对美好生活需求的持续增长，车载冰箱行业所蕴含的巨大市场潜力正在逐步释放。截至2022年8月，我国的机动车保有量已达4.08亿辆，其中汽车3.12亿辆；机动车驾驶人达4.94亿人，其中汽车驾驶人4.56亿人；2022年6月末的统计数据显示，全国已有81个城市的汽车保有量超过100万辆，同比增加7个城市[3]，巨大的车辆基数背后潜藏有着庞大的市场。同时，随着收入水平和生活水平的不断提高，人们的消费水平和消费习惯也在发生转变，自驾游、野营等休闲文化的发展使得人们对车载冰箱的需求持续扩大[4]；从事长途货运、商务接送等工作的人员也开始倾向于为车辆配备车载冰箱以提升舒适性[5]；同时，医药卫生行业对车载冰箱也有较大需求，例如，救护车有时需要配备车载冰箱以存放一些应急药物，献血车出于血液保存的需求也需要装配车载冰箱[6,7]。据行业分析，今后10年内国内车载冰箱的需求有望达到5 000万至1亿台，销售规模也有望大幅增加到1 000亿元人民币[8]。

嗅到车载冰箱市场背后的巨大商机，我国多家制造企业和京东等电子商务平台都纷纷涌入其中[9]。目前国内专门生产车载冰箱的企业已多达510余家，主要集中在广东省、江苏省、浙江省等地。其中，广东地区保持着比较完备的产业链，由于生产技术和人力资源充足，相关的生产企业数量也相对较多[10]。

虽然车载冰箱产业发展迅速，新产品正在朝着数字化、个性化的方向发展[11-13]，同时，诸如压缩机减震、光伏发电、车辆废气余热发电等新兴技术也被应用到车载冰箱中[14-16]。但我国车载冰箱市场起步较晚，产品性能标准体系的缺失致使车载冰箱产品的考核评定难以开展，进而导致产品良莠不齐，严重阻碍了市场的健康发展。因此，明确产品性能的评价方法对于引导、规范市场发展，促进技术进步具有重大意义，是当前亟待解决的问题。因而，本文结合便携压缩式车载冰箱的实际应用场景，综合考虑了储藏温度、显示温度偏差、耗电量、高温降温能力、制冰能力、负载温度回升等指标，对其制冷性能的评价方法进行了系统介绍，以期为相关行业研发工作的开展和标准的制定提供参考依据。

1 制冷性能指标简介

随着车载冰箱市场的崛起，相关的新兴技术正在不断涌现。但无论技术如何发展，满足冰箱所需具备的基本功能依然是车载冰箱的“初心”，因此，制冷性能始终是衡量车载冰箱品质的核心指标。

制冷性能是评价车载冰箱的一项综合指标，其所包含的试验检测项目如下：

1）储藏温度——按储藏温度规定的试验条件下，车载冰箱能够维持的温度，单位：℃。

2）显示温度偏差——车载冰箱间室积分平均温度值与车载冰箱设置温度值的偏差，单位℃。

3）耗电量——连接交流电源使车载冰箱达到稳定运行状态后，运行24 h所消耗的能量，单位：kW·h/24 h；连接直流电源使车载冰箱达到稳定运行状态后，运行24 h所消耗的能量，单位：A·h/24 h。

4）高温降温速度——在高温降温试验规定的试验条件下，车载冰箱达到规定温度所需要的时间，单位：min。

5）制冰速度——在制冰速度试验规定的试验条件下，车载冰箱内的试验负载达到规定温度所需要的时间，单位：min。

6）负载温度回升——在负载温度回升试验规定的试验条件下，车载冰箱内的试验负载从-3℃升高到0℃所需要的时间，单位：min。

7）噪声

综上可知，制冷性能除了衡量产品的储温控温、降温保温和制冰能力之外，对其电能消耗、噪声等指标也进行了评价，即产品不应为了满足制冷需求而过度增加耗电量或噪声。

2 评价试验的准备工作

2.1 标准文件

本评价试验参照的标准文件如下（下文均以标准编号指代对应标准）：

1）GB/T 8059-2016 《家用和类似用途的制冷器具》[19]

2）GB/T 28046.3-2011《道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第3部分：机械负荷》[20]

2.2 一般试验条件

除非有明确规定，性能试验的试验条件同GB/T 8059-2016中第7章的要求。其他试验在无强制对流空气且环境温度为（20±5）℃的场所进行。

2.3 气候环境条件

试验在下列环境温度条件下进行：

储藏温度试验：+10 ℃和+32 ℃；

耗电量试验：+25 ℃；

高温降温能力速度：+55 ℃；

凝露试验：+32 ℃；

制冰速度试验：+25 ℃；

负载温度回升试验：+25 ℃。

环境相对湿度条件：

凝露试验：75 %；

高温降温试验：90 %；

无特别规定时，试验室内相对湿度应不超过75 %。

2.4 温度传感器及负载

试验过程中可能用到的温度传感器及负载如下：

1）铜质圆柱：将感温热电偶置于质量为25 g，直径和高度约为15.2 mm的铜质圆柱的几何中心；

2）瓶装负载：制冰速度试验和负载温度回升试验中，用于车载冰箱负载应使用350 mL PET瓶装纯净水。

3）瓶装负载包：制冰速度试验和负载温度回升试验中，将感温热电偶置于瓶装负载正中心位置。

车载冰箱内各间室铜质圆柱温度传感器的布置如图1。其中L为间室的长度，W为间室的宽度，H为间室的高度，T1、T2、T3为温度传感器位置，除最小间隙（最小间隙是到铜质圆柱外表面距离）外，温度传感器的位置是指传感器（铜质圆柱）几何中心的位置。所有温度传感器与间室内壁之间的距离应不小于25 mm，T1、T2、T3任意两点之间的距离应不小于50 mm，当小于50 mm时，则应相应地减少温度传感器的布置。

图1 各间室铜质圆柱温度传感器布置图

3 制冷性能评价过程

3.1 总容积的测量

按GB/T 8059-2016第6章规定进行试验。

3.2 储藏温度试验

按本文3.2和3.3规定的试验条件，按3.4规定的方法布置温度传感器。将器具通电运行，如果说明书有工作模式说明，可按说明书设定工作模式，并分别按表1中的要求对各间室进行温控设置。当器具达到稳定状态，测试时间为连续2个控制周期或30 min（无控制周期的情况下）。记录测试时间内各测试点的瞬态温度值，计算各测试点的时间积分平均温度、间室的时间积分平均温度和显示温度偏差。

表1 间室实测温度和显示温度偏差

3.3 耗电量试验

按本文3.2和3.3规定的试验条件，按3.4规定的方法布置温度传感器。按GB/T 8059-2016第16章要求的方法进行试验。车载冰箱的间室特性温度为+5 ℃，试验过程不进行装载耗电量试验。采用直流供电电源进行试验时，直流电源电压为12 V。按式1计算耗电量。

交流耗电量按式（1）计算：

式中：

Ea—交流耗电量，单位为kW·h/24 h；

P —稳定状态的平均功率，单位为W；

24—每天的小时数。

3.4 高温降温速度试验

将车载冰箱放置于振动试验台中，按GB/T 28046.3的4.1.2.4条规定的随机振动要求，在每个方向持续振动的时间为2 h。按本文3.3规定的气候环境条件，和3.4规定的方法布置温度传感器。

将器具断电，门或盖打开的状态下放置在要求环境温度的试验室中，使器具达到环境温度。

关门不通电。器具达到高温运行试验开始条件的状态下持续放置30 min。开始条件满足器具的间室平均温度变化不超过0.3 ℃。

温度控制器应设置为最冷值，器具通电运行，间室的积分平均温度达到4 ℃时停止试验，并记录试验开始至达到规定温度的时间。

3.5 制冰速度试验

按本文3.2和3.3规定的试验条件。瓶装负载和瓶装负载包的要求见表2。试验开始前，将负载放置于测试环境中，并达到稳定。

表2 间室实测温度和显示温度偏差

在车载冰箱间室的几何中心位置，布置一个铜制圆柱温度传感器。车载冰箱通电运行，并将温度控制器设置为最冷值，直至稳定运行状态。在制冷周期开始时刻，将冰箱门开至最大，装入试验负载，关门运行。从开门时刻至关门时刻总时长不超过1 min。

待所有瓶装负载包的热电偶温度不高于0 ℃时，记录从关门时刻至所有瓶装负载包的热电偶不高于0 ℃的时间。

3.6 负载温度回升试验

按本文3.2和3.3规定的试验条件。在制冰速度试验结束后，车载冰箱继续运行至所有负载低于-3 ℃，并进行负载温度回升试验。切断冰箱外部断电，待任意一个热电偶温度上升至0 ℃时，则试验结束，记录试验负载从-3 ℃回升至0 ℃的时间。

3.7 凝露试验

按本文3.2和3.3规定的试验条件。按GB/T 8059-2016第17章要求进行试验。车载冰箱的温度控制器应设置为最冷值。

3.8 噪声试验

按本文3.2规定的试验条件，按GB/T 8059-2016第22章要求进行试验。

4 总结与展望

车载冰箱行业的市场前景广阔，竞争企业众多，如何维持车载冰箱产业的秩序，引导行业健康、快速发展是我国当前需要解决的问题。本文结合了车载冰箱的实际应用场景，并综合考量了储温控温、电能消耗、降温保温和噪声等多个方面，对其制冷性能的评价方法进行了深入介绍，能够为相关监管部门制定标准、法规，或开展检测、监管提供参考，同时也能为新技术的研发和推广提供一定的衡量标准，具有重大意义。

相信随着法规、标准等基础的完善，车载冰箱产业必将迎来蓬勃发展，进而推动车载冰箱的普及化，使人民的生活更加便捷、舒适。