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[VOC检测] 车内空气质量智能控制系统技术解读

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发表于 2020-4-21 11:23:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  【中国汽车材料网】当前,受新冠病毒肺炎疫情的影响,公众对于健康、安全的出行方式越来越重视,车内空气质量再次成为企业关注的重点方向。汽车座舱因其内部空间狭小、密封性较好,极易引发车内空气质量污染。

  1 车内污染物来源分析

  车内污染物包括两部分来源,一种是汽车内部产生的,另一种是污染大气渗透到车内形成。

  汽车内部产生的污染物主要有苯、甲苯、甲醛、烯烃、芳香烃等挥发性有机物(VOCs)以及细菌、病毒等微生物,主要来源于:①汽车内饰零部件和材料。内饰零部件和材料中含有大量的VOCs,将直接造成车内空气污染,并且车内温度越高越易挥发。②车内装饰物。对于购买的新车,人们习惯于进行车内装饰,靠垫、脚垫以及一些毛绒玩具是常用装饰,这些装饰材料给车内空气质量带来隐患。③车内驾乘人员呼出的二氧化碳等气体聚集在车内,由于长期得不到散发而污染座舱内部空气。④车内空调滤清器由于长时间不进行清洗护理,就会在内部存着大量的细菌、病毒以及胺、烟碱等污染物。

  汽车外部产生的污染物主要包括汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫以及环境空气中的颗粒物等,这些污染物都是低空排放,在人们的呼吸带上,对于车内人员的健康危害更加直接。除此之外,环境空气中的污染物也会渗透到车内,造成车内空气污染。

  2 车内空气质量净化方式分析

  常见的车内空气净化方式可分为封闭式和开放式两种。其中,封闭式净化主要通过车载空调内循环和车载空气净化装置(HEPA过滤、活性炭、光触媒、负离子、等离子、静电集尘等)等方式实现。其净化效果与空调或净化器的滤芯、风速、运行时间等因素有关。在硬件性能一定的情况下,为了获得较好的净化效果,可以延长净化时间。但是长时间封闭汽车座舱,会造成车内二氧化碳浓度升高,使驾乘人员产生不适。例如当车内二氧化碳体积分数为1%时,会引起气闷,头昏,心悸。当达到4%-5%时,会引起眩晕。若达到6%以上,则将使人神志不清、呼吸逐渐停止直至死亡。因此,不能长时间进行车内空气封闭式净化。另一方面,开放式净化主要通过车载空调外循环和开窗通风等方式实现。其净化效果受车外空气质量影响较大,如拥堵路段的汽车尾气污染、雾霾天气等。因此,最理想的车内空气净化方式,应该是根据车内、车外的空气质量情况,交替运用封闭和开放两种净化方式。

  3 汽车行业车内空气控制系统现状

  目前,市面上常见车型搭载的车内空气质量控制系统主要有车外空气污染物监测、汽车空调滤清器内外循环过滤以及车内净化装置(负离子、静电吸附集尘)等方式,具体车型配置情况如下表所示:

表1 车内空气质量控制系统车型配置情况(部分)
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  4 技术方案

  中汽研数据资源中心自2015年起开展车内空气质量技术研究工作,已开发出包括车内外空气质量污染物数据获取及传输模块、大数据驱动的空气质量等级评价模型、车内空气质量监控云平台的智能控制系统(授权发明专利:CN105966195B)。该系统可实现车内空气质量综合表征、净化方式智能提醒、净化系统智能管理等功能。
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  该系统主要包括5个模块:车内空气质量检测模块、车外空气质量检测模块、车内外空气质量实时监控云平台、车内空气质量调节模块以及车内空气质量净化模块。基于上述模块可实现如下功能:

  (1)车内空气质量综合表征。基于传感器获取车内CH2O、VOC、PM1、PM2.5、PM10、CO、CO2等指标的实时数据。

  (2)净化方式智能建议。基于云平台对车内外数据对比分析,提前采取措施改善车内空气质量。

  (3)净化系统智能管理。可实现预约净化、滤芯提醒、数据记忆等功能。云端数据可定制专属净化方案。

  车内空气质量共性技术研究工作如积极开展车内抗菌材料技术研究、车内气味客观化评价技术研究、汽车健康性能研究等至关重要,汽车企业积极提升车内空气质量,打造绿色健康的车内环境,有利于促进我国汽车工业绿色升级!

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