一种车载香氛产品的设计方案

黄召烜　蒙杨超　孙雪姣　汪颖懿

关键词：车载香氛；香氛设计；IOT ；远程控制；软件架构

中图分类号：U463.6 文献标识码：A

0 引言

随着汽车智能化的快速发展和健康生活理念的推行，汽车已成为继人们居家和办公之后的第三生活空间，消费者们对车辆舒适性、车内环境品质和车辆功能有了更高要求。同时，随着新一代90 后、00 后逐渐加入消费主力军，个性化、品味调性也成了一种新的潮流。车载香氛作为可调节车内空气的消费产品，散发特定的香调不仅能给用户提神醒目，还可提高用户愉悦感。再结合车内氛围灯联动和优雅音乐，能在嗅觉、视觉和听觉上全方位提升车辆的驾驶舒适性和品牌调性。车载香氛如今越来越受到车主的青睐和车厂的重视，逐渐成为一个能彰显汽车个性与魅力的关键零件。

1 香氛在车载系统上的运用

车载香氛是指汽车上的香氛散发装置，其通过吹香或吸香的方式带动装置内香料盒与车内的空气流动，均匀地向车里散发香气，起到净化空气保持车内环境清新，以香遮味去除内饰等非金属的零件异味[1]，醒目提神、提振驾驶员身心缓解驾驶疲劳的作用[2]。像麝香、果香和茶香等特定香调，还能提高舱内乘员愉悦度，活跃车内氛围[3]。常见的后装车载香氛产品形态一般有3 种。

第1 种是以香水瓶或香氛盒为容器。该产品以装饰摆件的形式直接放置在仪表台或是固定在的空调出风口，借由空气自然挥发散香。该香氛产品市场上最为常见，具有售价低廉、装置小巧和安装方便等特点。但此类香氛产品但缺点也很明显，即散香浓度和速率无法控制，消耗快。

第2 种是以带内置电池或外接线供电的香氛机，机体内置风扇或是气泵，通过吹气带动香料散香，一般多以柱体香氛座的形式放置在副仪表板或是杯托处。表面一般带有控制面板或是可以通过控制设备控制，可以调节散香浓度，切换香调和散香模式。

第3 種是经出香管道连接借助整车的空调系统出香，采用“隐喻式设计”布置在扶手箱里的车载香氛发生器。该香氛设备一般能与通过LIN 线由空调控制单元促动车载香氛发生器工作[4]，可切换香调和散香浓度，甚至可实现与整车的场景联动，如约会模式散香，出勤模式提神等。这类香氛设备的功能较为强大，并且能很好地与车内环境融为一体，不破坏车辆内饰的视觉美感，缺点是安装相对复杂（图1）。

除后装市场外，越来越多的主机厂也都在开发功能强大的智能香氛系统来给整车产品赋能。以小鹏P7 和问界M7 为例，2 个车型都可搭载车载香氛发生器，它们在中控系统上都开发了对应香氛控制功能的人机交互界面，依托香氛发生器可装载三种香氛香调。系统设计了色彩丰满、意境精致的UI 效果，背景配上清扬的换香音律，再伴随着车内氛围灯，能营造出多感融合的智能氛围空间，从而提升品牌调性和竞争力。

车载香氛要想达到适配车型、优化车内空气的目的，香氛材质选型也十分重要。所选的香氛须经过整车级的气味标定，和车辆气味适配。车载香氛可分为液体和固体2 种。液体香氛气味正宗，散香时间较长；但易泄漏、易燃烧，难满足车内长期存储和使用要求。固体香氛一般采用石膏、陶瓷、聚乙烯（PE）棉、乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物（EVA）凝胶或EVA 块体等作为扩香载体[5]，将液体香氛熔融进入固体载体中，气味舒适度较液体香氛略有降低，持香时间也因扩香载体材质、尺寸和熔融技术等不同而有区别；但固体香氛不易泄漏，不易燃。

2 香氛机的产品设计

本文结合当前市场上香氛设备在车上的运用情况及功能实用性，提出一种新的车载香氛设计理念和设计方案。新产品设计理念如表1 所示。

2.1 造型设计

本文所设计香氛产品适配车型的目标用户为偏时尚的年轻女性，因此香氛的造型设计采用轻奢精致的风格，以年轻女性使用较多的化妆瓶、首饰珠宝为灵感，创造性地设计一款开盖分体式的香氛产品。其中，宝石盖材质用透明的聚碳酸酯（PC）材料，工艺采用原色注塑与表面光油高亮处理。为增强上盖的厚重感，中框与下盖连接部分使用铝合金材料，表面做亚光处理，与上下透明的PC 做层次区分。下方的香氛机主体颜色用渐变喷涂形成色彩过渡，表面进行微磨砂处理增加手感，贴近目标用户画像，迎合用户喜爱（图2）。

2.2 结构设计

宝石上盖为装饰件，电子器件均放置在下主体部分。导光柱从香氛主体处伸入宝石盖底部，将LED 灯光导入宝石盖中，增强氛围灯发光效果。主体内可安装3 个独立香氛盒，每个香氛盒下部都有个进气口，通过导气管连接到三联电磁阀，由电磁阀控制香味切换。香氛盒盒底有顶针和弹片组成的机构，盒体与香氛机主体配合面有导轨，按压即可弹起香盒，方便更换。香氛机整体采用气泵吹气的出香方案，气泵布置在香盒和电磁阀的下方，气泵出气口通过气管连接到电磁阀。相较于风扇出香方案，气泵方案能节省内部空间的占用。香氛的印刷电路板（PCB）布置在主体下部，侧面Type-C充电接口，方便家中充电使用；底部则留有磁吸触点式供电口，方便车载场景下装车的即插即用（图3）。

2.3 系统通讯设计

如今物联网（IOT）已广泛应用于电子设备中，当周围环境支持网络共享，设备能支持连接网络能力，即可通过云平台实现对电子设备的远程控制和智能控制。现在多数含网联功能配置的车辆，都具备车内共网功能。本文结合IOT 应用现状及搭载车辆具备网联功能，设计的香氛通讯链路能支持远程控制。

香氛设备内植入低功耗蓝牙（BLE， Bluetooth Low Energy）和无线网络（WiFi）的IOT 硬件通讯模组，云端链路将IOT 云与车控云进行打通。当香氛设备处于未联网状态时，香氛通过BLE与车机或是手机连接实现通讯，通过车机或手机上的香氛应用实现人机交互和控制。当香氛处于联网状态时，用户可直接用手机在云平台上应用下发MQTT 指令（IOT 常用消息传输协议）来控制香氛。香氛执行完控制动作后同样通过MQTT 返回信息，更新平台应用上的设备状态，实现对设备的远程控制（图4）。

实现远程控制可以给予用户更多的香氛使用场景，如一些车主喜欢夏天下班后，先远程开启车上空调降温，香氛也可以配合在远程控制空调降温的场景下使用提升车内舒适性。考虑到一般远程控车功能都有最低能耗限制，采用IOT 方案远控香氛可以减少车控功能项的开启，只需供电和网络共享，降低整车能耗。

2.4 电路模块设计

香氛机电路设计的重要模块为香型识别模块、通讯模块和供电模块。设计上，每个香盒底部都放置一颗EEPROM 芯片，芯片中存储香盒的香型种类和余量。电子控制单元（MCU）通过LPUART 通信识别芯片的数据并对其擦写，实现香型识别和香料余量的更新。通讯模块主要是基于BLE-WiFi 的通讯模组，模组中内置有IOT 的软件开发工具包（SDK），能实现关联IOT 平台的网络配置和设备绑定功能。在IOT 配网方案上使用配网成功率高的蓝牙配网。模组的BLE 和WiFi 要能同时使用，兼顾多场景下与手机、车机等控制设备通信。供电模块设计中的DC-DC 芯片要选用能兼容整车12 V 的电路供电和Type-c 接口途径的5 V 供电，适用车用和家用的不同场景（图5）。

3 香氛机的车载安装设计

本文设计的香氛机形态为外接线供电的便携式香氛机，机体内置气泵通过吹气带动香料散香，外观形态是柱体香氛座形态。其在车用环境下的放置位置，最优地方应为驾驶座舱内的副仪表板上或是杯托处。车载安装上，本文提出一种新的磁吸触点式供电和杯托固定的安装方式，实现香氛机在车上的“即插即用”——香氛机插入杯托即可上电工作。

在整车开发时，可将前装的车载杯托设计成可拆式杯托，杯托底部预留一条12 V供电接口的线束。当用户选择购买此款香氛时，可以搭配赠予用户一个安装杯托底座，售后给用户的原装杯托底座进行更换。新的安装杯托底部有线束接口，与预留的12V 供电线束对接，安装杯托即具备供电能力。在杯托内设计正负两个磁性触点和螺纹凸台，香氛底部设计含磁性的正触点限位、负导片和螺纹凹台。用户在使用时，将香氛机放入杯托，旋转香氛机主体，通过螺纹台对位，即可使香氛机与杯托进行固定并供电工作（图6）。

利用磁吸触点充电技术，磁性触点吸附按压对位后，才会进行供电。而螺纹凸台又在杯托内对正、负触点形成的较好的高度差，这样能有效避免杯托积存的水渍或是导电异物误触导致线束短路[6]。进一步做防短路保险设计，可在杯托底部再加装一个供电保护电路。

4 香氛车载应用软件架构设计

香氛机在车用场景下作为影响车主嗅觉感受、增强驾驶舒适性的产品，已广泛被使用在后装市场。若想将其应用在前装市场给车型赋能，提升品牌调性，强大的香氛的车载应用交互则必不可少。关于功能软件开发本文不做赘述。但香氛机并不是所有用户都有安装的需要，单独开发一款香氛的功能应用软件去适配车型，无形中增加了主机厂对车型的开发成本。

本文提出一种适配香氛机在车载应用软件架构设计思路。由于香氛机具备IOT 平台的设备绑定功能，IOT 云前期设计上已与车控云进行了打通，那么在车端应用系统界面设计上，可以将香氛功能入口设计到其他车载外设入口中，做到统一。

当用户上车登录车载账户时，显示所绑定的硬件设备状态。将香氛机的功能应用作为用户设备应用软件的一个分支，当用户购买了香氛设备需在车机系统进行设备绑定时，车机系统再联网下载该香氛软件功能。主机厂可以根据车型需要，搭载不同的外设设备，而通讯协议可以基于车厂需要进行私有化定制。

这样，整个应用即具备良好的平台化，有很好的可移植性和可适配性，并可随着市场的变化，针对性做设备功能开发的调整和场景拓展，不断迭代（图7）。但是如此设计，统一了车载外设设备的绑定流程，需做好兼容性，并将流程设计得相对简单智能，降低用户的学习成本。

5 结束语

本文通过结合市场上车载香氛形态及应用情况，提出了一种新的车载香氛机产品设计方案。方案涵盖造型、结构、通讯和电路模块，使用场景兼顾车家两用，方便携带，产品功能较为完善且能支持远程控制。同时，本文也提出了一种“即插即用”的车载香氛安装设计和香氛应用软件架构设计方案，為车厂提供一种安装稳定、连接便捷并且软件开发成本低的车载香氛机适配思路。

作者简介：

黄召烜，本科，助理工程师，研究方向为汽车电子、车载网联。