环境温湿度对车内挥发性物质含量的影响

一汽丰田长春丰越公司 / 何云龙 丁佳思 通标标准技术服务有限公司 / 任玄谱

一、背景

随着国内汽车行业连续十多年的高速发展，中国早已成为全球最大的汽车消费国。经济的不断发展、人民生活质量的提高，在各行业均掀起了消费升级的浪潮。汽车行业也同样如此。受国家发展和产业规划支持，国内新能源汽车近几年异军突起，不断地发挥着汽车行业的革新者和创造者的作用。新能源汽车与传统燃油汽车的竞争，使得中国汽车市场充满了创新和活力，各种新技术层出不穷，并不断地被应用在汽车产品上。在这种态势下，消费者正从追求“有车开”向“开得好”迅速转变，对安全、健康的驾乘体验要求也不断提高。

对于消费者来说，选择一台车的偏好，已经从传统的底盘调教、动力系统可靠性、燃油经济性，转变为车辆的品牌、造型和驾乘体验。大多数的消费者并不是专业人员，无法准确地评价出不同车型关于技术方面的细微差别，这就使汽车的设计者和消费者之间的理念和感受存在根本性差异。但受人体自身生理特性影响的方面，却是每个消费者都可以依据自己的感受评判出来的，比如外观（视觉）、异响（听觉）、异味（嗅觉）、舒适感（触觉）。对于这种基于人体主观感受来实施的评价项目，受个体的影响程度很大，所以很难制定一个统一的评价标准。对于车内空气质量来说，将影响驾乘人员健康的重点物质规范起来，就是提高驾乘体验的第一步。

二、设定思路

目前国内对于车内空气质量的标准为GB/T27630-2011。《乘用车内空气质量评价指南》规定了八种对人体影响最大的物质含量。这八种物质为：苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛。我们将这些挥发性的有机物统称为VOC物质，简称VOC。影响车内空气质量的物质主要来自内饰件的VOC散发，而VOC的散发量是会受温度和湿度的影响。GB/T27630中规定的车内VOC检测条件是将整车停放在温度25℃±1℃、相对湿度50%±10%的洁净整车环境舱内，先将所有车门、窗打开换气6小时，再关闭车门、窗密闭16小时后，通过空气泵将车内空气抽取出来，对空气样本进行分析后，计算出车内各种VOC物质的含量。由此可见，整个检测过程中影响VOC含量的重要因素就是整车环境舱的温度和湿度。这个检测标准其局限性，即当前的温湿度仅能代表室温状态下的车内VOC散发情况，消费者实际使用车辆的情况会复杂得多，比如夏季高温、梅雨季节空气高湿、冬季低温+低湿度，按目前的检测标准无法评判这些情况下的车内VOC散发情况。

因此，为了完善这部分检测数据，我们设定了一系列的检测条件，对同一车型在不同环境温湿度下的VOC含量进行检测，为主机厂在日常检测和制定企业标准时提供数据支撑，也补全了GB/T27630的不足。

三、检测过程及结果

选择同一配置、两天内生产下线的同一款车型，合计36辆。

设定环境温度为20℃、25℃、30℃。

设定环境相对湿度为20%、40%、50%、60%、80%。

按GB/T27630中规定的检测标准：HJ/T400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》，准备好采样器具、标准环境舱、分析设备等，按标准规定的步骤对36辆试验车进行整备，参考图1的采样示意图。

图1：整车VOC采样示意图

按下表的温湿度条件，逐次设置环境舱的环境参数，并按步骤对整车进行车内空气采样、检测分析：

表1：整车环境舱参数设定表

由于车内VOC受生产环境、内饰零部件生产批次、原材料批次等诸多因素的影响，因此无法确保同一批次生产的整车VOC完全相同，因此为了消除这种不确定性，我们每个参数条件同时检测三台车，作为平行样。检测检测完成后，共得到36份VOC检测报告。将同一条件下的三台平行车的检测结果取平均值，会得到最终的一组检测数据。

由于八种VOC物质根据其物质特性，可以分为苯系物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯）和醛酮类物质（甲醛、乙醛、丙烯醛），同类物质具备类似物化特性。因此我们需要找到最具代表性的物质来进行数据分析，这样能最大限度地简化数据分析工作量，并得到最底层的数据分析结果。

因此在两大类VOC物质中，我们将每种物质的检测结果与标准（GB/T27630）中规定的限值进行比对，忽略远低于标准限值的数据，再根据VOC物质的结构式综合判断，找到了两大类VOC物质中最典型的、整车挥发量波动性最大的物质：甲苯和乙醛，将这两种物质代表同类的其他物质，重新对检测结果按不同的温度、湿度、甲苯检测值、乙醛检测值进行整理后，就得到表2。

表2：不同环境条件下的车内甲苯、乙醛含量

在不同的温度、湿度条件下，分别对甲苯、乙醛的检测数据进行分析，就得到了图2和图3。

图2：不同温湿度下的苯系物含量趋势图

图3：不同温湿度下的醛酮类物质含量趋势图

对检测结果进行详细地分析后，就得到了以下结论：1.对于苯系物来说，在同等湿度条件下，温度越高挥发量明显升高；在同等温度条件下，湿度越高挥发量越高；但当湿度接近80%时，苯系物含量呈下降趋势。2.对于醛酮类物质来说，30℃以下的温度对含量影响不大，湿度与含量同步增长；在30℃以上的高温下，含量要明显高于室温状态，湿度对含量的影响反而可以忽略不计。

四、结语

通过设置不同的整车VOC检测条件，并对检测结果进行了系统性地分析，最终发现了温度、湿度对车内VOC的影响关系，为今后的标准升级、检测方法优化、供应链VOC管理水平的提高提供了坚实的数据支撑和技术积累。