2025年車載冰箱行業現狀分析：全球車載冰箱市場規模將突破82億元

  中國報告大廳網訊，隨著人們對汽車使用場景多樣化的需求不斷增加，車載冰箱作為一種便捷的冷藏設備，逐漸成為汽車出行的必備品。車載冰箱不僅能夠為短途旅行、戶外野餐等活動提供便利，還能在日常通勤和長途旅行中發揮重要作用。本文將探討新型帶冷卻棒式車載冰箱的傳熱特性模擬研究，分析其冷卻速率、溫度均勻性和空氣流動特性，為車載冰箱的設計和優化提供參考。

  一、車載冰箱的市場需求與技術現狀

  《2025-2030年中國車載冰箱行業市場深度研究及發展前景投資可行性分析報告》指出，車載冰箱的市場需求日益增長，尤其是在夏季和長途旅行中，其冷藏和保鮮功能尤為重要。目前市場上的車載冰箱主要有兩種類型：一種是半導體車載冰箱，雖然結構簡單，但製冷效率較低，且散熱效果不佳;另一種是蒸汽壓縮式環周盤管式車載冰箱，雖然製冷量較大，但存在製冷效率和空間利用率提升的空間。因此，開發高效、節能且結構優化的車載冰箱成為行業的重要發展方向。

  二、新型帶冷卻棒式車載冰箱的設計與模擬

  為了解決現有車載冰箱製冷效率不高、能源利用率低等問題，提出了一種新型帶冷卻棒式車載冰箱。該設計採用冷卻棒作為冷源，通過優化冷卻棒的結構和布置，提高箱體內的冷卻效率和溫度均勻性。本文通過ANSYS-Fluent軟體對四種不同徑高比的冷卻棒進行了數值模擬，分析了其對箱體內流體冷卻速率和溫度均勻性的影響。

  (一)物理模型與數學模型

  模擬對象為邊長350mm的正方體車載冰箱，箱體內設有四種不同徑高比的冷卻棒，分別為0.108、0.267、0.652和1.333。冷卻棒採用銅材料，表面與箱體內空氣的總換熱面積為20,096mm²。箱體外層採用EPS絕熱材料，冷卻棒的初始溫度為271.15K，箱體內空氣初始溫度為298.15K。

  數學模型採用k-ε三維湍流模型，假設箱體內流體為不可壓縮的牛頓流體，流動為穩態湍流，流體物性為常數，忽略固體壁面間的熱輻射和粘性力作功引起的耗散熱。基於質量守恆、動量守恆和能量守恆方程，求解箱體內的溫度場和速度場。

  (二)數值模擬與邊界條件

  數值模擬採用ANSYS-Fluent軟體，網格劃分採用自動網格，箱體網格單元為30mm，進出口尺寸加面尺寸調整為5mm。邊界條件設置為：冷卻棒壁面溫度為271.15K，箱體內空氣初始溫度為298.15K，箱體外壁絕熱，材料為EPS，導熱係數為0.04W/(m·K)。箱體入口初始風速為1m/s，進氣初始溫度為298.15K，出風口採用壓力出口。

  三、模擬結果分析

  (一)車載冰箱箱體內溫度變化特性

  不同徑高比冷卻棒箱體內溫度場分布 模擬結果顯示，直徑26mm、高240mm的冷卻棒結構在冷卻過程中表現出最佳的溫度均勻性。冷卻600秒後，箱體溫度達到相對穩定，該結構的箱體溫度最低，換熱量最大。相比之下，直徑60mm、高92mm的冷卻棒結構溫度最高，換熱量最小。

  不同徑高比冷卻棒箱體內溫度均勻性比較 通過在箱體內不同位置設置測量點，計算瞬時溫度均勻度。結果顯示，直徑26mm、高240mm的冷卻棒結構的箱體瞬時溫度均勻度最小，為0.03K，表明其溫度均勻性最好。

  箱體平均溫度變化及冷卻速率 模擬結果顯示，直徑26mm、高240mm的冷卻棒結構的箱體冷卻速率最快，為0.04K/s。從初始溫度298.15K降至277.15K僅需約350秒，相比其他結構的冷卻棒，冷卻速率平均快約150秒。

  (二)車載冰箱箱體內空氣流動特性

  入口速度對冷卻速率的影響 當入口速度為1m/s時，箱體內的空氣被冷卻速率顯著提高。直徑26mm、高240mm的冷卻棒結構的箱體在10分鐘內即可將溫度從298K降至274K，冷卻速率提高了90.25%。

  不同徑高比冷卻棒箱體內速度均勻性比較 通過在箱體內不同位置設置測量點，計算瞬時速度均勻度。結果顯示，直徑26mm、高240mm的冷卻棒結構的箱體瞬時速度均勻度最小，為0.025m/s，表明其空氣流動均勻性最好。

  四、結論

  車載冰箱行業現狀分析指出，通過對四種不同徑高比的新型帶冷卻棒式車載冰箱的傳熱過程進行數值模擬和分析，得出以下結論：

  直徑26mm、高240mm的冷卻棒結構在冷卻速率和溫度均勻性方面表現最佳，冷卻速率達0.04K/s，溫度均勻度為0.03K，速度均勻度為0.025m/s，是車載冰箱冷卻棒的優選結構。

  帶冷卻棒式新型車載冰箱從環境溫度298.15K降至冷藏溫度273.15K~277.15K只需約10分鐘，具有優秀的換熱效果和良好的應用潛力。

  優化冷卻棒的結構和布置可以顯著提高車載冰箱的冷卻效率和溫度均勻性，為車載冰箱的設計和優化提供了重要的參考依據。

  隨著技術的不斷進步，車載冰箱的性能將不斷提升，滿足人們對便捷、高效冷藏設備的需求。未來的研究可以進一步探索新型材料和優化設計，以提高車載冰箱的能效和使用壽命。

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