天窗设计开发需要注意的关键事项

01、从安全维度层面考虑

天窗玻璃的安全性

天窗玻璃应满足法规 GB9656 相应要求，比如透射率、抗落球冲击性等等，这是法规对我们的要求。行业内都知道钢化玻璃存在一定的自爆率，因为钢化玻璃强度较高，但其自爆现象无法 100%规避，但是用户是很难接受这个解释的。

玻璃自爆会给驾驶员在行驶过程中带来很大安全风险，其玻璃碎片可能对乘客造成伤害，遇到下雨天会给用户造成大麻烦。

如何降低自爆率就成了我们必须改善的事情，总的来说可以从 减少杂质，控制玻璃原片的质量，控制钢化工艺，优化 PU 包边结构（全包优于半包）， 物流过程中对玻璃进行保护保护入手。

防夹功能 

为提高用户的使用方便性，现在的天窗一般都具备一键开启 / 关闭功能。按照 GB11552 要 求，需要有防夹功能，且防夹力＜100N。但是不是＜100N 就安全了？

其实并不是，新闻也曾报道过经有小孩被天窗夹住窒息而死。所以，安全合理的防夹策略很重要。

那么我们可以从哪些方面提高安全系数？ 

首先，一定要采用成熟的防夹力算法，尽量减小防夹力阀值。其次，重视标定的作用，可以通过多次、多工况标定选择较小阀值，同时防止误防夹出现。针对前横梁又硬又薄，易增加伤害，可以多采用内饰条。

用电安全性 

1、电机的热保护。 

一般来说，电机热保护失效的话，会引起电机的烧蚀，严重的可能会引起车辆的自燃。天窗电机一般采用软件保护的方法，通过一定的算法对天窗电机进行热保护。因此，一套成熟的热保护算法很重要。 

2、控制器的用电安全性。 

控制器的电路出现虚焊，或者其防潮性能差。使用过程中可能出现短路，从而引起控制器被烧蚀，带来安全隐患。因此，必须选择质量可靠的电器元件，控制器表面三防很重要，过程电检很重要。

02、从可靠性维度层面考虑

零部件的结构强度 

1、机械组结构强度。机械组零部件应满足相应的强度要求，各种工况下不应出现断裂、变形等。会导致天窗运行不正常，甚至是损坏 

2、横梁、导风板等部件的强度。如果横梁设计强度不够，天窗运行中可能出现链条挤出的现象。从而导致天窗无法运行， 用户需要更换整个天窗。

密封及排水可靠性 

天窗系统漏水，是投诉比较多的质量问题。天窗出现漏水问题，一般是密封性不好或者排水路径被堵塞。因此，密封及排水的可靠性十分重要。

03、从感知质量层面考虑

视觉感知 

1、天窗的尺寸

我们都知道用户更喜欢尺寸大的全景天窗：良好的采光，开阔的视野，有的用户更喜欢天窗是因为可开启，可以透气。天窗尺寸的大小影响车内的透光面积，从而对用户的视觉感受带来影响。

2、外观整洁性：机械组、导轨附加零件外漏，会给人一种凌乱、低品质的既视感。

密封条遮挡： 

方案：滑轨上卡接密封条，用于遮挡机械组及钣金结构优点：可遮挡机械组及侧面钣金结构， 提升感知质量；与玻璃过盈配合，NVH 效果更好；整体遮挡效果更好 缺点：成本比塑料挡块高；前玻璃关闭 过程中有挤压异响风险；

塑料挡块： 

结构：滑轨上卡接塑料挡块，用于遮挡机 械组及钣金结构 优点：可遮挡机械组及侧面钣金结构，结 构及装配工艺简单，成本相对较低；缺点：前后玻璃位置需开凹槽，效果欠佳 ；与玻璃之间有间隙，无密封效果气味性差。

3、全景天窗的遮阳帘，半遮光的遮阳帘给人一种隔热差、低品质的既视感。

100%遮光： 

结构：双层帘布，背面帘布为黑色 

优点：遮光效果好，对空调制冷效果影响较小 （具体影响度后续在 X37 空调试验中进行验证） 

缺点：帘布成本较高

非 100%遮光： 

结构：单层帘布，网状结构 

优点：成本较低 

缺点：遮光效果差，对空调制冷效果影响 较大（相同时间内头部温度降温速度低 2~3℃）

听觉感知：低噪音，无异响 

噪音&异响：电机和天窗运行噪音大，会使用户产生烦躁感；异响会给用户带来产品质量差、 不牢固的直观感受。

IQS 分 8 大类，233 个评价子项，与车身相关的杂音＆异响有 17 项，可见用户对杂音&异响 问题很关注。因此，在天窗的设计开发中，杂音&异响问题应得到充分考虑。

天窗异响的定义：区别于天窗正常运行过程中产生的功能噪音及天窗开启时的风噪，在外界激励作用下，天窗自身部件之间或与环境件之间产生的异常噪音，具有偶发性、多样性 和无规律性特征。产生天窗异响的条件：

外界激励通过车身、空气等介质传递给天窗系统 的作用力，如路面激励、风压等产生的作用力。外界环境因素，如温度、灰尘等 比如灰尘会引起密封条摩擦异响等。天窗系统自身激励所产生的振动和作用力， 如驱动电机的作用力。

天窗异响的分类：天窗异响的分类可以参考噪音的分类方法，按照其产生机理的不同， 分为三类：嗡嗡声（Buzz）、嘎吱声（Squeak）、喀哒声（rattle）。

嗡嗡声（Buzz）定义：在外部激励下，物体本身 的共振产生的噪音，一般频率较高。天窗开口位置产生的风振噪音属于 Buzz。

嘎吱声（Squeak） 定义：两个物体在接触面上有相 对运动的时候，产生的摩擦噪音。密封条与钣金翻边相对摩擦产生 的摩擦噪音属于 Squeak。

喀哒声（rattle）定义：运动的物体在运行过程中， 由于干涉和碰撞而产生的冲击噪 音。机械组滑块与导轨上限位支 架产生的撞击音属于 rattle。

嗅觉感知：低气味 

挥发性气味，不仅给用户带来不舒适感，还可能给用户带来身体上的伤害。气味性与选材及 加工工艺有关。天窗部件中塑料、EPDM、油脂等的使用占比较大，因此对气味性的要求也较高。

04、从环境友好性层面考虑 

环境友好：低 VOC、低禁限用物质、可回收利用。

VOC 是对人体有害的挥发性有 机物。即将纳入法规强制性要求。

禁限用物质是指铅、隔、汞等 对环境或身体有影响的物质。是法规强制性要求

天窗部件本身或用材应可回收 利用。属于法规强制性要求。

05、从经济性和轻量化层面考虑 

经济性：高性价比（满足性能要求的前提下价格越低越好） 

随着汽车行业的竞争日趋激烈，成本的竞争越来越重要。零部件供应商对产品的成本控制也 越来越重要！因此，以成本驱动的产品开发是趋势。 

1. 系列化、平台化：大批量生产及采购，降低单件成本 

2. 国产化、本地化：采用国内材料、国内生产商，降低成本 

3. 轻量化、简单化：采用简单的结构、轻量化设计，降低成本 

轻量化：高性能比（满足性能要求的前提下重量越轻越好） 

新能源车是未来汽车的发展趋势。因此，零部件的轻量化也将是未来零部件重点应对方向。

轻量化策略：• 新材料、新工艺运用：碳纤维材料、PC 材料等 • 减少结构件。

#	增重	备注
小天窗	9kg	天窗质量为净增
内装式全景天窗	25kg

随着国内经济的快速发展，人民生活水平的提高。汽车消费市场目前还处于上升阶段，因此市场对天窗的需求应该是稳步上升的。尤其是国内消费者普遍喜欢天窗配置，个人认为天窗的市场前景还是不错的。但是竞争会越来越激烈：

1. 天窗作为运动机构件，且相互配合的零件多，异响是永恒的话题 2. 高质量、低成本需求，对天窗供应商的质量管控和成本管控能力发起挑战 3. 不断提升的材料性能要求，对产品成本提出挑战。

汽车天窗未来趋势 1. 轻量化 2. 智能化 3. 功能多样化。

编辑：hfy