汽车复杂系统中不同的材料属性、结构尺寸和形状会对环境载荷产生不同的热响应,从而使得汽车内外热环境呈现出显著的动态非均匀特性。一方面,在汽车短时间运行过程中,非均匀分布的太阳辐射和温度等环境载荷以及不规则运动的通风系统气流共同施加在汽车乘坐空间,乘员舱热环境在时空分布上呈现出高度的差异性,由此引发不同位置乘员之间以及乘员身体不同部位之间皮肤温度响应和热舒适不一致的问题。另一方面,在长时间的服役过程中,汽车始终受到动态非均匀热环境的影响。在非均匀分布环境载荷累积效应作用下,汽车不同区域零部件在外观缺陷产生时序和数量上出现显著不一致问题。由此可见,汽车动态非均匀热环境对乘员热舒适性和汽车耐候性都起到重要影响。然而,当前对汽车动态非均匀热环境的研究尚缺乏系统性的分析方法,以往采用的稳态分析方法,难以对随时间和位置变化的乘员舱动态非均匀“热-流”特性和乘员热舒适性作出准确预测和控制,此外,对长时间服役下汽车热环境的差异性分布研究也缺乏有效的数值化分析方法。因此,亟需系统性研究长短时间周期环境载荷下汽车热环境的特性及其试验和数值化分析方法,并掌握汽车动态非均匀热环境对乘员热舒适性和汽车零部件传热的影响和规律。本文结合试验研究和数值计算方法,以动态非均匀热环境下的乘员-车辆系统为主要研究对象,提出了在长短时间周期下汽车动态非均匀热环境的系统分析方法,搭建了用于研究短时间下汽车热环境特性的试验平台,建立了基于浮力模型的乘员舱动态“热-流”特性的数值计算方法,提出了基于人体热调节的全时段乘员动态热舒适客观评价的数值计算方法,研究了短时间内动态非均匀热环境对不同乘坐位置乘员以及乘员身体不同部位的热舒适性的影响和规律。开展了为期一年的整车自然暴露试验,详细的表征了长时间服役下汽车内外零部件的环境载荷分布和全年累计值,提出了一种基于多层结构模型的可快速预测汽车动态非均匀环境载荷的数值计算方法,研究了物性参数对汽车零部件环境载荷的分布影响及其规律。对上述的关键技术问题进行重点攻关,具体研究内容如下:（1）提出了长短时间周期下的动态环境载荷概念以及汽车动态非均匀热环境的系统分析方法,该方法可实现对汽车动态非均匀热环境在短时间和长时间下特性和规律的试验、数值分析和参数化表征。考虑了不同热物理属性材料层之间热传导的差异性,提出了一种多层结构的动态传热模型,考虑了汽车曲面结构上不同部位太阳入射角、太阳辐射和辐射传热的显著差异性,建立了汽车曲面结构太阳辐射强度的数学模型和汽车内外动态辐射传热模型,并细化了汽车系统、人体与环境之间传热的理论模型。搭建了用于研究短时间降温条件下汽车热环境动态非均匀特性的试验平台,提出了汽车热环境动态非均匀特征参数的表征方法。（2）采用搭建的汽车热环境试验平台,开展了短时间下动态非均匀热环境试验研究,详细表征了汽车乘员舱内空气温度与流速的动态变化规律和分布情况以及在动态非均匀热环境下乘员身体皮肤温度响应规律。为了解决自然对流和强迫对流过程中计算精度不足的问题,能更准确反映浮力和密度对自然对流和强迫对流过程中乘员舱气流流动和温度分布的影响,建立了基于浮力模型和变密度空气属性的乘员舱动态“热-流”特性的数值计算方法。动态误差分析表明,前后排乘员周围多个观测点的气温仿真误差均在10%以内。通过乘员舱不同截面详细分析了乘员刚进入乘员舱时乘坐空间的气温分布特征以及内壁面环境载荷的分布规律,重点探究了乘员周围气流流动和气温变化的规律,并从降温的时序和降温的幅度两个方面详细对比了车身壁面与空气对降温响应的差异性。分析结果表明,空调开启后,乘员舱空间气温分布特征由气温上高下低的分层分布形式逐渐转变为气温上低下高的分布形式,且仍然处于非均匀分布状态。乘员舱“热-流”特性研究可为高效舒适空调的热管理和优化提供科学指导。（3）针对“PMV-PPD”方法难以评价乘员动态热舒适和局部热舒适性的问题,以及缺乏全时段人体全身皮肤温度准确分析而引起的动态热舒适客观评价精度不足的问题,在国内外人体热调节和热舒适性理论研究的基础上,提出了全时段动态非均匀热环境下乘员热舒适客观评价的数值计算方法。结合空调制冷过程中每个乘员21个节段周围气流流速和气温的动态响应,将乘员热反应模型与乘员舱“热-流”数值模型进行了耦合分析,计算了乘员皮肤温度和热调节反应的动态响应特性,评估了乘员的热感觉指数和热舒适指数,对比分析了乘员不同部位皮肤温度和热舒适的分布特征,并重点研究了不同乘坐位置乘员的热感觉和热舒适的差异性分布和动态变化规律。研究结果表明前后排乘员皮肤温度仿真值误差大部分在5%以内,为准确评估乘员身体不同部位热舒适的差异性提供可靠的全身皮肤动态热响应依据。（4）开展了为期一年的整车自然暴露试验和外观缺陷不一致试验,对汽车内外零部件的非均匀热环境分布、动态温度变化规律和全年累计值进行详细的表征,获得了整车全年的环境载荷谱。试验结果表明,环境载荷分布与汽车外观缺陷产生时序和区域分布密切相关,为从环境载荷的角度揭示不同位置零部件之间的非均衡老化机理提供了重要依据。针对长时间周期动态环境载荷表征试验耗时长及测点数量有限而难以快速全面掌握汽车内外环境载荷分布的问题,结合多层结构传热模型,提出了一种可快速预测汽车全天候动态非均匀环境载荷的数值计算方法,研究了汽车内外环境载荷的分布特性及其昼夜变化规律,重点探讨了车窗玻璃光学特性、零部件物性参数、汽车停放方向和位置对环境载荷差异性分布的影响。分析结果表明,有针对性的调整汽车物性参数可以显著降低局部区域零部件的环境载荷强度和昼夜温差,且当汽车朝向赤道时,将遭受更强的环境载荷刺激。本文对长短时间周期下汽车动态非均匀热环境开展了原理、方法、试验和数值化技术分析等方面的研究,并取得了一些阶段性的成果,解决了包括汽车动态非均匀热环境的系统分析方法、基于浮力模型的乘员舱动态“热-流”特性分析、短时间内全时段乘员热响应、多层结构动态传热以及长时间服役下环境载荷分布的数值化方法等方面研究中的关键共性技术问题,为汽车长短时间周期下的动态非均匀热环境特性研究提供共性规律和设计原则,丰富和完善了现有的汽车热环境研究体系,具有良好的理论和工程应用价值。