电加热服装通过主动加热的方式,满足人体在寒冷环境条件下的热需求,本文选用碳纤维和石墨烯电加热服装为研究对象,通过对电加热服发热机制的研究和不同环境条件下服用性能的评价,有助于人们更好地认识和改进电加热服,对纺织服装智能化具有重要意义。首先,对两种电加热服装的发热织物进行了电热性能和隔热性能的测试,比较两种发热织物的热稳定性、功率密度、升温速度、发热均匀度和导热系数。碳纤维、石墨烯发热织物均具有较好的热稳定性能和隔热性能,石墨烯发热织物的功率密度约为碳纤维发热织物的2倍,石墨烯发热织物热惯性小,热响应时间短,升温速度较碳纤维快,且发热均匀度均优于碳纤维。其次,通过暖体假人实验测试电加热组合服装的热阻和暖体假人的功率损耗。室温15℃时,碳纤维组合服装A(8W)加热效率最高为28.9%,石墨烯组合服装A(10W)加热效率最高为30.1%,低温环境-5℃时,碳纤维组合服装B(13W)加热效率最高为21%,石墨烯组合服装B(10W)加热效率最高为20.5%;环境温度由15℃降低至10℃时,电加热组合服装A服装热阻无显著变化,环境温度由5℃降至-5℃时,电加热组合服装B服装热阻显著降低;电加热服装热阻受风速影响大,在环境温度5℃、风速1m/s的情况下,碳纤维电加热服装,发热面积比1.2%和2%均无显著保暖效果,发热面积比3.2%保暖性能较好,石墨烯电加热服装发热面积比1.2%保暖效果显著。基于人体新陈代谢水平,电加热组合服装加热功率的改变,即通过调节发热织物的面积和加热档位满足人体在不同环境下的热需求,冬季室温15℃、10℃环境条件下,人体新陈代谢率80~100W/m2时,碳纤维电加热组合服装A选用发热面积比1.2%高档(5W),石墨烯电加热组合服装A选用发热面积比1.2%低档(4W),为最佳电热组件配置;5℃低温环境条件下,人体新陈代谢率100W/m2时,碳纤维电加热组合服装B选用发热面积比1.2%高档(5W),石墨烯电加热组合服装B选用发热面积比1.2%低档(4W);-5℃低温环境条件下,人体新陈代谢率140W/m2,碳纤维电加热组合服装B选用发热面积比3.2%高档(13W),石墨烯电加热组合服装B选用发热面积比1.2%高档(10W),为最佳电热组件配置,满足人体对热感觉和热舒适感的需求。最后,通过人体穿着评价实验,采用主客观结合的评价方法,测试15℃环境温度条件下,人体穿着电加热组合服装A时,在静坐和步行两种运动状态时,胸部、背部、腰部、腹部四个点的皮肤温度和衣下温度,电发热织物置于背部,背部皮肤温度和衣下温度变化明显,背部区域的加热可相应增加其他部位的热感觉,且距离发热织物越近,皮肤温度和衣下温度增加越明显,人体运动能增加自身的产热,提高躯干的热感觉。本文通过对电加热服装的研究,为人们合理选择电加热服装提供科学指导。