汽车座椅在人机交互中扮演着重要角色,是影响驾乘人员舒适性的主要因素。在夏季炎热天气下,驾乘人员长时间处于驾驶舱内的非均匀热环境,人体大面积部位与椅面紧密接触,特别是背部与臀部,整体热舒适性受到了极大影响。因此,如何改善人体背部、臀部热舒适性差的情况,已成为现在汽车座椅设计中需着重考虑的问题。本文研究基于一种半导体制冷技术的汽车温控座椅,座椅采用局部温控、置换通风的方式来辅助汽车空调系统,对乘员与座椅接触部位的附近区域进行温度、风量调节,能够在人体周围形成一个舒适微环境,从而提高局部热舒适性。本文采用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的方法,在热舒适性理论研究的基础上构造流场、温度场耦合下汽车温控座椅系统的计算机仿真模型,在传统汽车座椅的设计基础上,优化制冷装置结构和座椅内通风层风道结构参数来提升温控座椅综合性能,进一步分析多工况下汽车温控座椅系统对人体热舒适性的影响。首先,从传热学、心理学、生理学等角度对人体热舒适的基础理论进行深入研究,阐述人体热舒适性的定义和机理,揭示在驾驶舱内温控座椅带来局部热环境的变化对人体局部热感觉的作用以及对整体热舒适性的影响,确立本文所采用的适合非均匀热环境的舒适性评价指标;其次,建立了精准的温控座椅数值计算模型,探究了包括温控制冷装置及通风层风道在内的座椅关键部件的设计方法。对温控制冷装置稳态传热特性、制冷量和制冷效率进行数值计算,获得其在不同结构和多种工况下制冷性能的变化规律,研究满足舒适性要求的低能耗高性能半导体制冷装置。对通风层风道结构进行详细分析,利用CFD技术计算风道内部流场分布特性,合理改进风道组织结构;最后,按照1:1比例建立驾驶舱几何模型,对驾驶舱内热流场、人体表面温度分布情况进行深入广泛的探讨。选用当量温度和人体热感觉偏差热舒适性评价指标对驾乘人员在汽车温控座椅作用下的局部、整体热舒适性进行评价;然后通过实车主观评价实验对汽车温控座椅的制冷效果以及座椅对乘员热舒适性提升的可靠性进行研究。