环境对车内VOC影响的研究

钟广亮，周 锴，王 卓，安林林，王晓旭 Zhong Guangliang，Zhou Kai，Wang Zhuo，An Linlin，Wang Xiaoxu



环境对车内VOC影响的研究

钟广亮，周 锴，王 卓，安林林，王晓旭 Zhong Guangliang，Zhou Kai，Wang Zhuo，An Linlin，Wang Xiaoxu

（北汽集团越野车研究院，北京 101300）

主要介绍汽车所处环境对车内VOC（Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物）的影响，对车辆在不同静止时间、不同光照条件下车内VOC的不同进行对比研究，探索汽车所处环境对车内VOC的影响，从而更科学、客观地评价车内空气质量，对车内空气质量问题给出应对策略。对日常人们使用汽车的状态进行模拟，进行车内VOC数据测试，对比分析模拟测试方法与国标测试方法的差异，规范人们对车内VOC的正确认识，为提高车内空气质量研究提供经验。

VOC；光照；时间；对比

0 引 言

车内空气质量越来越引起消费者和各个主机厂的关注，国家于2011年发布GB/T 27630《乘用车内空气质量评价指南》，并计划2017年底修订成强制标准。车内气味及有毒环境的投诉越来越多，给汽车产品的品牌形象造成很大影响，在消费者满意度和关注项调查中，气味性在各车型中都位列前3位。

目前，国内外主机厂对车内VOC（Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物）均投入大量人力和试验设备，进行多年的研究和管控，主要应对国标法规，针对汽车实际使用情况从消费者角度进行研究与改进。在日常情况下，汽车经常停放在露天场所，经历夏日暴晒后车内温度不止是国标设定的25 ℃，在此条件下车内VOC会随之升高；而且通常人们并不是每16个小时就会使用汽车一次。汽车的各种不同放置环境及使用条件对车内VOC产生何种影响，即是研究的内容，也为按照消费者实际使用需求来提高车内空气质量提供对策。

1 检测车内VOC模拟环境参数设定

影响车内VOC浓度的环境参数主要有3个：汽车车内空气及各零部件温度、汽车封闭静止时间和阳光照射能量。

1.1 试验准备

1）验车准备

选取3辆不同内饰材料的样车，每辆样车均为由OTS（Off Tooling Sample，工装样件）按照正常总装工艺制造的新车（行驶里程不超过50 km，下线日期在15±5天内）。其他事项符合HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》对样车的要求。

2）环境仓设置

（1）环境温度：25.0 ±1.0 ℃；

（2）环境相对湿度：50%±10%；

（3）环境气流速度≤0.3 m/s；

（4）环境污染物背景浓度值：甲苯浓度≤0.02 mg/m3、甲醛浓度≤0.02 mg/m3；

（5）环境仓内通风良好，空气置换率应为每小时2次或更高。

3）加热系统

按照ISO 12219—1—2012《道路车辆的内部空气—第1部分：整车试验室—测定车厢内部挥发性有机化合物的规范与方法》设置红外加热器装置。

4）采样设备

按照HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》来设置采样泵、采样管、导气管和采样点。

1.2 国标检测车内VOC的采样过程

国标HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》中检测车内VOC的采样过程见表1。

表1 国标法采样过程

参 数参数值 模式平衡模式静止模式 车辆门窗全开门窗全闭 时间/h 2 16.5 环境设置/℃25 25 车内空气采样（样本采集）30 min∣---→（样本采集）30 min∣---→ 环境空白采样（样本采集）30 min∣---→ 时间轴---------------→---------------------→

温度检测包括采样时车内空气温度、前排座椅坐垫上表面中心位置表面温度和仪表板上表面中心位置表面温度。

1.3 模拟光照试验方法检测车内VOC的采样过程

模拟光照试验方法检测车内VOC的采样过程见表2。

表2 模拟光照法采样过程

参 数参数值 模式平衡模式静止模式光照模式 车辆门窗全开门窗全闭门窗全闭 时间/h 2 16.5 4.5 环境设置25℃25℃ISO 12219—1—2012中400±50 W/m2模拟光照射 车内空气采样（样本采集）30 min ∣---→（样本采集）30 min∣---→ 环境空白采样（样本采集）30 min ∣---→ 时间轴--------------→---------→----------------→

温度检测位置与国标法下完全一致。

1.4 样品分析

按照HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》附录B和附录C中挥发性有机组分分析方法（热脱附/毛细管气相色谱/质谱联用法）、醛酮组分测定方法（固相吸附/高效液相色谱法）分析苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛和丙烯醛成分含量，并计算车内相应气体浓度。

2 车内VOC检测数据对比

按照国内通行技术要求采用HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》对GB/T 27630《乘用车内空气质量评价指南》中要求的8种有机物进行检测，结果见表3。

表3 国标法下VOC检测数据 mg/m

样车挥发浓度 苯甲苯乙苯二甲苯苯乙烯甲醛乙醛丙烯醛 车A0.0540.1440.1720.3820.0600.0370.0250.000 车B0.0010.0500.0140.0400.0060.0210.0200.000 车C0.0000.0260.0550.1850.0270.0000.0000.000 车D0.0020.0350.0070.0270.0060.0050.0030.000 车E0.0220.0110.0360.0000.0140.0000.0000.000

各位置温度检测见表4。

表4 温度测量值 ℃

车内温度测量值 空气温度25 座椅表面温度25 仪表板表面温度25

按照模拟光照试验方法对GB/T 27630《乘用车内空气质量评价指南》中所要求的8种有机物进行检测，结果见表5。

表5 模拟光照法下VOC检测数据 mg/m

样车挥发浓度 苯甲苯乙苯二甲苯苯乙烯甲醛乙醛丙烯醛 车A0.2941.0683.3937.8392.6950.7190.2550.000 车B0.0040.2000.0600.1560.0220.2020.0850.000 车C0.0590.1460.3311.0290.5310.4050.0670.000 车D0.0040.1340.0230.0860.0140.1550.0720.000 车E0.1100.0930.2010.0200.4500.0840.0000.000

各位置温度检测见表6。

表6 温度测量值 ℃

车内温度测量值 空气温度55 座椅表面温度65 仪表板表面温度80

GB/T 27630《乘用车内空气质量评价指南》中8种有机物限值是按照HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》中试验方法的要求，不适用于更严格的模拟光照试验方法。

两种测试结果数据对比见表7。

表7 模拟光照法与国标法检测结果的比值

样车比值 苯甲苯乙苯二甲苯苯乙烯甲醛乙醛丙烯醛 车A572021451910— 车B44444104— 车C—66620——— 车D243323124— 车E586—32———

注：—为国标法下未检测到。

对于车内监测点温度，经过模拟光照后各监测点温度显著升高。光线直射区的仪表板表面温度升高最多，车内空气温度达到高温55 ℃，与一般夏季车辆受日晒后的情况较为一致。

对于有机物苯，在常温状态下未检测到或检测到的数值极低，在光照状态下车A、车B、车C均检测到。苯的挥发性受车辆内饰材料影响大，光照状态下浓度是常温状态下4～6倍，挥发性增强。

对于有机物甲苯、乙苯和二甲苯，光照状态下浓度高于常温状态，且挥发性受光照加强和温度升高而增强。

对于有机物苯乙烯，车A、车B和车C的数值不一样。苯乙烯挥发性受车辆内饰材料影响大。

对于有机物甲醛，车A、车B和车C的数值不一样，受车辆内饰材料影响大，其中车A、车B中两种方法检测结果的比值达到19倍和10倍，甲醛挥发性因光照加强和温度升高而增强。

对于有机物乙醛，在常温状态下未检测到或检测数值较低，在光照状态4辆车均检测到，且数值相对较高。乙醛挥发性受车辆内饰材料影响大，光照状态下浓度高于常温状态下，挥发性增强。

对于有机物丙烯醛，两种试验状态下均未检测到，一般车辆含此类挥发物较少。

分析各车型VOC比值的差异，由于各车型配置、造型、结构设计和市场定位等不同，车内各零部件选用的材料种类、材料性能不同，各零部件的制造工艺及工艺参数也不相同。除了环境因素外，材料种类、材料性能参数、制造工艺、工艺参数也是车内VOC的重要影响因素，各车型VOC比值差异较大，尽管如此，各比值的趋势和范围还是有规律的，说明环境对车内VOC具有影响。

3 小 结

介绍车内VOC检测参数设置并对比不同参数设置下车内VOC的实测数据。

1）参数设置：科学合理地设定车内VOC检测模拟环境参数；

2）对比车内VOC的实测数据：采用国标方法检测各项挥发物均符合GB/T 27630《乘用车内空气质量评价指南》的技术要求，采用模拟光照方法检测除丙烯醛外其他有机挥发物挥发量均出现升高，说明在长时间静止并经光照升温后车内VOC显著升高；

3）车内VOC控制不应仅停留在国标上，应扩展范围，面向广泛的客户实际使用情况。车内VOC在长时间静止并经日晒后显著升高，因此在日常使用汽车时，特别是长时间不用和经过日晒后应先适当开门通风或开启空调换气后再使用。

[1]道路车辆的内部空气—第1部分：整车试验室—测定车厢内部挥发性有机化合物的规范与方法：ISO 12219—1—2012[S].

[2]乘用车内空气质量评价指南：GB/T 27630[S].

[3]车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法：HJ/T 400—2007[S].

2017-02-15

1002-4581（2017）04-0001-03

X831

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2017.04.001