作者：宋景華

單位：吉利汽車研究院（寧波）有限公司

簡介：宋景華，工程師，主要從事汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量、內(nèi)飾材料氣味VOC揮發(fā)性能以及車內(nèi)禁限用物質(zhì)方向的研究。

引言

隨著消費者環(huán)保意識的增強，人們不僅對常溫狀態(tài)下車內(nèi)空氣質(zhì)量有要求，高溫狀態(tài)下的車內(nèi)空氣質(zhì)量也越來越受關(guān)注，國內(nèi)各大評價體系如中國生態(tài)汽車評價規(guī)程（C-ECAP）、中國汽車健康指數(shù)評價規(guī)程（C-AHI）以及中國汽車消費者研究與評價（CCRT）都將車內(nèi)氣味VOC情況列入其中，常溫狀態(tài)僅對車內(nèi)溫度、濕度、及艙內(nèi)背景有要求，高溫狀態(tài)增加了輻照度的要求，這就需要整車試驗艙配備輻照裝置。目前行業(yè)內(nèi)整車高溫VOC測試方法主要有ISO 12219-1: 2021、JAMA《降低汽車內(nèi)VOC的自主舉措》、德國大眾PV3938: 2000，中國生態(tài)汽車評價規(guī)程（C-ECAP）、中國汽車健康指數(shù)評價規(guī)程（C-AHI）以及中國汽車消費者研究與評價（CCRT）等評價體系中高溫車內(nèi)空氣狀態(tài)都是參考ISO 12219-1 :2021標準模擬高溫暴曬后的車內(nèi)空氣狀況。本文重點介紹了汽車行業(yè)內(nèi)對整車VOC測試艙的要求，基于整車艙從輻照角度、輻照裝置離車頂距離及環(huán)境溫濕度幾個方面對車內(nèi)高溫VOC試驗影響因素進行了綜合分析，旨在為汽車行業(yè)高溫氣味VOC的管控提供方法參考。

整車VOC測試艙要求

01測試艙內(nèi)環(huán)境要求

目前行業(yè)內(nèi)常溫整車VOC試驗對測試艙的要求主要是參照 HJ/T 400-2007中的要求，具體如下：1)環(huán)境溫度：25℃±1℃；2)環(huán)境相對濕度：50%RH±10%RH；3)環(huán)境氣流速度≤0.3m/s4)環(huán)境污染物背景濃度值：甲苯≤0.02mg/m3，甲醛 ≤0.02mg/m3。
標準ISO 12219-1:2021中對環(huán)境背景濃度的要求為，單種物質(zhì)含量不得超過0.02mg/m3，TVOCs不得超過0.2mg/m3，或最大不能超過各自測定值的10%（以較小者為準）。不同標準對整車測試艙的背景濃度要求略有不同，不同品牌整車艙也都能滿足標準標準要求。整車VOC艙較其他艙不同的是，會配備一個VOC處理系統(tǒng)（含過濾功能），同時結(jié)合艙的內(nèi)外循環(huán)功能，以保證整車艙的背景濃度滿足試驗要求，但不同品牌整車艙配備的是不同廠家的VOC處理裝置，對未知VOC的吸附效率也不盡相同，尤其是對TVOC的吸附情況，主要是對試驗環(huán)境背景的影響。

02高照輻射裝置

高溫輻照裝置應由紅外輻照器、鹵素輻照器或者其他輻照器（模擬陽光照射）（300nm以內(nèi)的波長被過濾）組成，測試車輛車頂中心處輻照度應在數(shù)分鐘內(nèi)達到400 W/m2±50W/m2。輻照加熱區(qū)域應至少覆蓋車艙周邊0.5m以內(nèi)，以垂直于地面的角度對加熱區(qū)域進行照射（詳見圖1）。輻照裝置距車頂距離不能過短，以免局部過熱對車輛有損傷。

1-試驗車輛，2-輻照區(qū)域，3-輻照度監(jiān)測位置（車頂中心點）圖1 標準ISO 12219-1: 2021試驗車輛布置示意圖

基于整車艙的高溫VOC試驗影響因素分析

JAMA《降低汽車內(nèi)VOC的自主舉措》和德國大眾PV3938: 2000是通過調(diào)整輻照強度來保持車內(nèi)空氣恒定溫度，ISO 12219-1: 2021標準（停車模式）是通過控制試驗車輛車頂中心處恒定的輻照強度（400W/m2±50W/m2）來控制車內(nèi)環(huán)境狀態(tài)。

01.輻照角度

ISO 12219-1: 2021標準（停車模式）要求輻照裝置需固定在艙頂，且與加熱區(qū)域成90°角，其他未做明確說明。目前國內(nèi)市場上主流的整車VOC測試艙有兩個品牌，具體如圖2所示。

圖2 不同品牌輻照裝置示意圖兩個品牌的整車艙（含輻照裝置）均滿足ISO 12219-1: 2021標準（停車模式）要求，但不同品牌整車艙配備的輻照裝置略有差異，輻照角度也有差異。A品牌整車艙配備的輻照裝置整體垂直照射試驗車輛，B品牌整車艙配備的輻照裝置整體垂直照射試驗車輛，但輻照裝置周邊為傾斜照射試驗車輛。將同一車型放置在兩個品牌整車艙中按照ISO 12219-1: 2021標準要求進行高溫輻照試驗，通過對試驗車輛內(nèi)部空氣溫度進行對比分析（見表1），結(jié)果發(fā)現(xiàn)照射方式的差異會造成試驗車輛溫度有差異，周邊傾斜輻照的試驗車輛溫度要明顯高于垂直輻射的，而溫度又是車內(nèi)VOC散發(fā)的直接影響因素，溫度升高會增加車內(nèi)飾材料散發(fā)。表1 兩種品牌整車艙試驗車內(nèi)溫度差異比較

注：表中采樣點位置為方向盤頂部和頭枕底部連線中間距離方向盤0.5m處。

02.輻照裝置離車頂距離

ISO 12219-1: 2021標準（高溫模式）要求輻照裝置距車頂距離不能過短，以免局部過熱對車輛有損傷，但未明確注明距離，而不同品牌整車艙輻照裝置距車頂距離略有不同（如下表2所示）。通過對不同距離（輻照裝置距車頂）的車內(nèi)試驗溫度進行對比分析（見表2），結(jié)果發(fā)現(xiàn)輻照裝置距車頂?shù)木嚯x對試驗車內(nèi)溫度無明顯影響，故對高溫VOC測試亦無明顯影響。表2 輻照裝置離車頂距離差異比較

注：表中采樣點位置為方向盤頂部和頭枕底部連線中間距離方向盤0.5m處。

03.艙內(nèi)環(huán)境溫濕度控制

常溫模式下，ISO 12219-1: 2021標準對艙內(nèi)溫濕度有明確要求，溫度要求23℃-25℃（盡量接近25℃），濕度要求50%RH±10%RH；而在高溫輻照模式下，標準對溫濕度要求并未明確定義，僅要求溫度盡量接近25℃，濕度盡盡量接近50%RH。針對這種情況，各試驗室執(zhí)行情況也有差異，有的試驗室僅開溫度（25℃）濕度關(guān)閉，有的試驗室溫濕度（25℃，50%RH）同時開啟，有的試驗室為了保證溫濕度更接近標準要求（25℃，50%RH），高溫情況下會把溫度開的低一點，濕度開的略高一點。不同試驗室對整車VOC測試艙的溫濕度控制情況不一樣，那艙內(nèi)環(huán)境溫度也勢必會不一樣，艙內(nèi)環(huán)境背景溫度會對車內(nèi)溫度有直接影響，車內(nèi)試驗溫度又會影響高溫整車VOC散發(fā)情況。

結(jié)束語

本文對ISO 12219-1 : 2021 VOC試驗的整車艙要求做了詳細說明，同時從輻照角度、輻照裝置離車頂距離及環(huán)境溫濕度控制等基于整車艙層面對車內(nèi)高溫VOC試驗影響因素進行了綜合分析，分析結(jié)果表明：1）不同品牌的整車VOC測試艙配備的輻照裝置有差異，輻照角度也有差異，周邊帶有傾斜輻照的輻照裝置下的試驗車內(nèi)溫度要比垂直輻照下的試驗車內(nèi)溫度要高，對高溫整車VOC測試結(jié)果有直接影響。     2）不同品牌整車艙輻照裝置離試驗車頂距離有差異。通過對不同距離（輻照裝置距車頂）的車內(nèi)試驗溫度進行對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)輻照裝置距車頂?shù)木嚯x對試驗車內(nèi)溫度無明顯影響，故對高溫VOC測試亦無明顯影響。3）各試驗室對ISO 12219-1 : 2021高溫模式下整車艙溫濕度控制的理解有偏差，致使其對整車VOC測試艙的溫濕度控制情況不一致，高溫試驗時候艙環(huán)境溫度對車內(nèi)溫度有影響，同時也會影響高溫整車VOC散發(fā)情況。

引用本文：

宋景華.基于整車艙的ISO 12219-1:2021高溫VOC試驗影響因素分析[J].環(huán)境技術(shù),2022,40(03):34-35.