環境溫濕度對車內揮發性物質含量的影響

一汽豐田長春豐越公司 / 何云龍 丁佳思 通標標準技術服務有限公司 / 任玄譜

一、背景

隨著國內汽車行業連續十多年的高速發展，中國早已成為全球最大的汽車消費國。經濟的不斷發展、人民生活質量的提高，在各行業均掀起了消費升級的浪潮。汽車行業也同樣如此。受國家發展和產業規劃支持，國內新能源汽車近幾年異軍突起，不斷地發揮著汽車行業的革新者和創造者的作用。新能源汽車與傳統燃油汽車的競爭，使得中國汽車市場充滿了創新和活力，各種新技術層出不窮，并不斷地被應用在汽車產品上。在這種態勢下，消費者正從追求“有車開”向“開得好”迅速轉變，對安全、健康的駕乘體驗要求也不斷提高。

對于消費者來說，選擇一臺車的偏好，已經從傳統的底盤調教、動力系統可靠性、燃油經濟性，轉變為車輛的品牌、造型和駕乘體驗。大多數的消費者并不是專業人員，無法準確地評價出不同車型關于技術方面的細微差別，這就使汽車的設計者和消費者之間的理念和感受存在根本性差異。但受人體自身生理特性影響的方面，卻是每個消費者都可以依據自己的感受評判出來的，比如外觀（視覺）、異響（聽覺）、異味（嗅覺）、舒適感（觸覺）。對于這種基于人體主觀感受來實施的評價項目，受個體的影響程度很大，所以很難制定一個統一的評價標準。對于車內空氣質量來說，將影響駕乘人員健康的重點物質規范起來，就是提高駕乘體驗的第一步。

二、設定思路

目前國內對于車內空氣質量的標準為GB/T27630-2011。《乘用車內空氣質量評價指南》規定了八種對人體影響最大的物質含量。這八種物質為：苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛。我們將這些揮發性的有機物統稱為VOC物質，簡稱VOC。影響車內空氣質量的物質主要來自內飾件的VOC散發，而VOC的散發量是會受溫度和濕度的影響。GB/T27630中規定的車內VOC檢測條件是將整車停放在溫度25℃±1℃、相對濕度50%±10%的潔凈整車環境艙內，先將所有車門、窗打開換氣6小時，再關閉車門、窗密閉16小時后，通過空氣泵將車內空氣抽取出來，對空氣樣本進行分析后，計算出車內各種VOC物質的含量。由此可見，整個檢測過程中影響VOC含量的重要因素就是整車環境艙的溫度和濕度。這個檢測標準其局限性，即當前的溫濕度僅能代表室溫狀態下的車內VOC散發情況，消費者實際使用車輛的情況會復雜得多，比如夏季高溫、梅雨季節空氣高濕、冬季低溫+低濕度，按目前的檢測標準無法評判這些情況下的車內VOC散發情況。

因此，為了完善這部分檢測數據，我們設定了一系列的檢測條件，對同一車型在不同環境溫濕度下的VOC含量進行檢測，為主機廠在日常檢測和制定企業標準時提供數據支撐，也補全了GB/T27630的不足。

三、檢測過程及結果

選擇同一配置、兩天內生產下線的同一款車型，合計36輛。

設定環境溫度為20℃、25℃、30℃。

設定環境相對濕度為20%、40%、50%、60%、80%。

按GB/T27630中規定的檢測標準：HJ/T400-2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》，準備好采樣器具、標準環境艙、分析設備等，按標準規定的步驟對36輛試驗車進行整備，參考圖1的采樣示意圖。

圖1：整車VOC采樣示意圖

按下表的溫濕度條件，逐次設置環境艙的環境參數，并按步驟對整車進行車內空氣采樣、檢測分析：

表1：整車環境艙參數設定表

由于車內VOC受生產環境、內飾零部件生產批次、原材料批次等諸多因素的影響，因此無法確保同一批次生產的整車VOC完全相同，因此為了消除這種不確定性，我們每個參數條件同時檢測三臺車，作為平行樣。檢測檢測完成后，共得到36份VOC檢測報告。將同一條件下的三臺平行車的檢測結果取平均值，會得到最終的一組檢測數據。

由于八種VOC物質根據其物質特性，可以分為苯系物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯）和醛酮類物質（甲醛、乙醛、丙烯醛），同類物質具備類似物化特性。因此我們需要找到最具代表性的物質來進行數據分析，這樣能最大限度地簡化數據分析工作量，并得到最底層的數據分析結果。

因此在兩大類VOC物質中，我們將每種物質的檢測結果與標準（GB/T27630）中規定的限值進行比對，忽略遠低于標準限值的數據，再根據VOC物質的結構式綜合判斷，找到了兩大類VOC物質中最典型的、整車揮發量波動性最大的物質：甲苯和乙醛，將這兩種物質代表同類的其他物質，重新對檢測結果按不同的溫度、濕度、甲苯檢測值、乙醛檢測值進行整理后，就得到表2。

表2：不同環境條件下的車內甲苯、乙醛含量

在不同的溫度、濕度條件下，分別對甲苯、乙醛的檢測數據進行分析，就得到了圖2和圖3。

圖2：不同溫濕度下的苯系物含量趨勢圖

圖3：不同溫濕度下的醛酮類物質含量趨勢圖

對檢測結果進行詳細地分析后，就得到了以下結論：1.對于苯系物來說，在同等濕度條件下，溫度越高揮發量明顯升高；在同等溫度條件下，濕度越高揮發量越高；但當濕度接近80%時，苯系物含量呈下降趨勢。2.對于醛酮類物質來說，30℃以下的溫度對含量影響不大，濕度與含量同步增長；在30℃以上的高溫下，含量要明顯高于室溫狀態，濕度對含量的影響反而可以忽略不計。

四、結語

通過設置不同的整車VOC檢測條件，并對檢測結果進行了系統性地分析，最終發現了溫度、濕度對車內VOC的影響關系，為今后的標準升級、檢測方法優化、供應鏈VOC管理水平的提高提供了堅實的數據支撐和技術積累。