基于整車艙的ISO 12219-1:2021 高溫VOC 試驗(yàn)影響因素分析

宋景華

（吉利汽車研究院（寧波）有限公司，寧波 315336）

引言

隨著消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們不僅對(duì)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(lái)越受關(guān)注，國(guó)內(nèi)各大評(píng)價(jià)體系如中國(guó)生態(tài)汽車評(píng)價(jià)規(guī)程（C-ECAP）、中國(guó)汽車健康指數(shù)評(píng)價(jià)規(guī)程（C-AHI）以及中國(guó)汽車消費(fèi)者研究與評(píng)價(jià)（CCRT）都將車內(nèi)氣味VOC 情況列入其中，常溫狀態(tài)僅對(duì)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(yàn)艙配備輻照裝置。目前行業(yè)內(nèi)整車高溫VOC 測(cè)試方法主要有ISO 12219-1: 2021[1]、JAMA《降低汽車內(nèi)VOC 的自主舉措》[2]、德國(guó)大眾PV3938:2000[3]，中國(guó)生態(tài)汽車評(píng)價(jià)規(guī)程（C-ECAP）、中國(guó)汽車健康指數(shù)評(píng)價(jià)規(guī)程（C-AHI）以及中國(guó)汽車消費(fèi)者研究與評(píng)價(jià)（CCRT）等評(píng)價(jià)體系中高溫車內(nèi)空氣狀態(tài)都是參考ISO 12219-1:2021 標(biāo)準(zhǔn)模擬高溫暴曬后的車內(nèi)空氣狀況。本文重點(diǎn)介紹了汽車行業(yè)內(nèi)對(duì)整車VOC 測(cè)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(gè)方面對(duì)車內(nèi)高溫VOC 試驗(yàn)影響因素進(jìn)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。

1 整車VOC 測(cè)試艙要求

1.1 測(cè)試艙內(nèi)環(huán)境要求

目前行業(yè)內(nèi)常溫整車VOC 試驗(yàn)對(duì)測(cè)試艙的要求主要是參照HJ/T 400-2007[4]中的要求，具體如下：

1）環(huán)境溫度：（25±1）℃；

2）環(huán)境相對(duì)濕度：50 %RH±10 %RH；

3）環(huán)境氣流速度≤0.3 m/s；

4）環(huán)境污染物背景濃度值：甲苯≤0.02 mg/m3，甲醛≤0.02 mg/m3。

標(biāo)準(zhǔn)ISO 12219-1:2021 中對(duì)環(huán)境背景濃度的要求為，單種物質(zhì)含量不得超過0.02 mg/m3，TVOCs 不得超過0.2 mg/m3，或最大不能超過各自測(cè)定值的10 %（以較小者為準(zhǔn)）。不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整車測(cè)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(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)要求。整車VOC 艙較其他艙不同的是，會(huì)配備一個(gè)VOC 處理系統(tǒng)（含過濾功能），同時(shí)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(yàn)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(duì)未知VOC 的吸附效率也不盡相同，尤其是對(duì)TVOC 的吸附情況，主要是對(duì)試驗(yàn)環(huán)境背景的影響。

1.2 高溫輻照裝置

高溫輻照裝置應(yīng)由紅外輻照器、鹵素輻照器或者其他輻照器（模擬陽(yáng)光照射）（300 nm 以內(nèi)的波長(zhǎng)被過濾）組成，測(cè)試車輛車頂中心處輻照度應(yīng)在數(shù)分鐘內(nèi)達(dá)到（400±50）W/m2。輻照加熱區(qū)域應(yīng)至少覆蓋車艙周邊0.5 m 以內(nèi)，以垂直于地面的角度對(duì)加熱區(qū)域進(jìn)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(duì)車輛有損傷。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)ISO 12219-1: 2021 試驗(yàn)車輛布置示意圖

2 基于整車艙的高溫VOC 試驗(yàn)影響因素分析

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

2.1 輻照角度

ISO 12219-1: 2021 標(biāo)準(zhǔn)（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(shuō)明。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主流的整車VOC 測(cè)試艙有兩個(gè)品牌，具體如圖2 所示。

圖2 不同品牌輻照裝置示意圖

兩個(gè)品牌的整車艙（含輻照裝置）均滿足ISO 12219-1: 2021 標(biāo)準(zhǔn)（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(yàn)車輛，B品牌整車艙配備的輻照裝置整體垂直照射試驗(yàn)車輛，但輻照裝置周邊為傾斜照射試驗(yàn)車輛。將同一車型放置在兩個(gè)品牌整車艙中按照ISO 12219-1: 2021 標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行高溫輻照試驗(yàn)，通過對(duì)試驗(yàn)車輛內(nèi)部空氣溫度進(jìn)行對(duì)比分析（見表1），結(jié)果發(fā)現(xiàn)照射方式的差異會(huì)造成試驗(yàn)車輛溫度有差異，周邊傾斜輻照的試驗(yàn)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(huì)增加車內(nèi)飾材料散發(fā)。

表1 兩種品牌整車艙試驗(yàn)車內(nèi)溫度差異比較

2.2 輻照裝置離車頂距離

ISO 12219-1: 2021 標(biāo)準(zhǔn)（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(duì)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（如表2 所示）。通過對(duì)不同距離（輻照裝置距車頂）的車內(nèi)試驗(yàn)溫度進(jìn)行對(duì)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(duì)試驗(yàn)車內(nèi)溫度無(wú)明顯影響，故對(duì)高溫VOC 測(cè)試亦無(wú)明顯影響。

表2 輻照裝置離車頂距離差異比較

2.3 艙內(nèi)環(huán)境溫濕度控制

常溫模式下，ISO 12219-1: 2021 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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±10）%RH；而在高溫輻照模式下，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(duì)這種情況，各試驗(yàn)室執(zhí)行情況也有差異，有的試驗(yàn)室僅開溫度（25 ℃）濕度關(guān)閉，有的試驗(yàn)室溫濕度（25 ℃，50 %RH）同時(shí)開啟，有的試驗(yàn)室為了保證溫濕度更接近標(biāo)準(zhǔn)要求（25 ℃，50 %RH），高溫情況下會(huì)把溫度開的低一點(diǎn)，濕度開的略高一點(diǎn)。不同試驗(yàn)室對(duì)整車VOC 測(cè)試艙的溫濕度控制情況不一樣，那艙內(nèi)環(huán)境溫度也勢(shì)必會(huì)不一樣，艙內(nèi)環(huán)境背景溫度會(huì)對(duì)車內(nèi)溫度有直接影響，車內(nèi)試驗(yàn)溫度又會(huì)影響高溫整車VOC 散發(fā)情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)ISO 12219-1 : 2021VOC 試驗(yàn)的整車艙要求做了詳細(xì)說(shuō)明，同時(shí)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(duì)車內(nèi)高溫VOC 試驗(yàn)影響因素進(jìn)行了綜合分析，分析結(jié)果表明：

1）不同品牌的整車VOC 測(cè)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(yàn)車內(nèi)溫度要比垂直輻照下的試驗(yàn)車內(nèi)溫度要高，對(duì)高溫整車VOC 測(cè)試結(jié)果有直接影響。

2）不同品牌整車艙輻照裝置離試驗(yàn)車頂距離有差異。通過對(duì)不同距離（輻照裝置距車頂）的車內(nèi)試驗(yàn)溫度進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)輻照裝置距車頂?shù)木嚯x對(duì)試驗(yàn)車內(nèi)溫度無(wú)明顯影響，故對(duì)高溫VOC 測(cè)試亦無(wú)明顯影響。

3）各試驗(yàn)室對(duì)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(duì)整車VOC 測(cè)試艙的溫濕度控制情況不一致，高溫試驗(yàn)時(shí)候艙環(huán)境溫度對(duì)車內(nèi)溫度有影響，同時(shí)也會(huì)影響高溫整車VOC 散發(fā)情況。