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[空气净化器] 车内气味设计研究

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发表于 2020-7-3 09:07:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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车内气味设计研究

贾毅超,李俊贤,袁磊磊,杨培峰

(北京汽车股份有限公司汽车研究院,北京 101300)

【中国汽车材料网】摘 要:针对消费者对车内气味环境品质要求的不断提高,文章创造性地提出了车内气味设计的理念。主要通过运用汽车内饰材料正向设计方法开发车内低气味环境,并通过实施汽车内饰材料香味植入技术或设计车载香氛系统的方法改变车内气味味型,根据不同消费群体塑造具有专属气味的车型,同时还创造性地提出了车内香氛环境的主观评价方法,为满足消费者对车内良好气味品质需求提出技术解决方案。
关键词:车内气味设计;气味植入技术;香氛系统;香型开发
前言
随着汽车普及率的上升,汽车已不再是单纯的交通工具,而成为人们继家庭和办公室之后的第三生活空间,并且汽车消费者对车内环境品质的要求也再不断提高,讲究个性、品位的理念也成为了一种潮流。因此,消费者对车内环境品质有了更为严苛的要求,如何提高车内环境的舒适性也越来越被各大车企重视。在满足汽车的基本功能、内外饰造型的视觉效果、触觉舒适感的基础上,还应为驾乘人员改善嗅觉的愉悦感,因此车内气味设计将成为了汽车行业的发展趋势之一。在车内设计几种不同类型的专属香气氛围,与汽车内氛围灯相搭配,再加入优雅的音乐,打造出独特的车内场景,通过嗅觉、视觉、听觉、触觉全方位提升驾乘人员的体验感,使其产生身临其境的感觉,不仅体现出汽车设计的豪华感与科技感、提升了汽车的商品性,还能彰显汽车品牌的个性与魅力,让专属香型成为各大汽车品牌的新标志,使客户得以“闻香识品牌”[1]。

1 车内气味设计总述
1.1 车内气味设计定义
车内气味设计是指,依据车型的市场定位、消费目标人群等信息,为不同消费者量身定做车内气味环境品质。运用汽车内饰材料气味植入或在车内搭载香氛系统的方法,达到车内能够持续散发出香味的目的,为驾乘人员提供更为舒适的车内空间。
1.2 车内气味设计技术概述
车内香氛环境设计的目的是提高驾乘人员的嗅觉舒适感,但不能达到“以香遮味”的效果,如果原车基础气味等级较高,反而会影响到香气原有的质感。因此,车内气味设计的前提条件是确保原车基础气味等级较低;其关键步骤是通过气味植入技术打造带有香味的汽车内饰零部件或在汽车空调风道系统集成车载香氛系统,和设计多款专属香型,以满足不同消费者的需求,详见图1。
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图1 车内气味设计示意图


此外,车内还可搭载AQS系统、负离子系统用于净化车内的PM2.5等污染物,提高空气清新感。

2 车内气味设计技术
2.1 车内低气味环境设计技术
新车气味主要是由车内非金属材料挥发物造成,最为常见的气味类型是皮革制品类、座椅发泡类、橡胶类等气味。车内气味好闻与否是一种主观的嗅觉感知判定,汽车行业内通常将车内气味定义为6个等级,其中1级最优、6级最差,具体描述详见表1。
表1 车内气味等级及描述

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以现有的汽车内饰件生产技术,新车还不能做到车内无气味或轻微气味,无法达到1~2级水平;个别新车能做到车内无刺鼻感气味、气味等级达到3级的车辆属于行业内顶尖水平;目前新车气味普遍能够达到3~4级标准属于行业中等水平;如车内气味有强烈刺激、令人反感,气味等级达到5级以上的车辆属于行业较差水平。因此,在造车内香氛环境并使其达到良好的嗅觉感官效果,应确保新车气味达到中等水平,除此之外,还应严格管控有特殊气味的挥发物含量,确保车内不能出现消费者不能接受的异味,如表2所示。
表2 造成车内异味的挥发物

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开发低气味材料可参考车内环境品质正向设计的方法,总体思路如图2所示[2],首先定义整车气味开发目标,并逐级分解至零部件总成及材料,再由材料、零部件到整车逐级验证直至达成目标。在新车开发工程发布节点前,完成低气味材料的筛选及模拟验证。具体步骤可参考图3:

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图2 车内环境品质正向设计示意图


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图3 低气味开发流程


(1)制定新车气味开发目标为3.5级或以下,并将目标分解至零部件、材料,例如塑料、织物、发泡等制定为3级,皮革、橡胶等制定为3.5级,用于指导环保材料开发及车内气味管控工作的开展。
(2)在已认可的材料数据库中,筛选符合气味及其他性能要求的材料牌号,并拟定材料组合方案及生产工艺参数。
(3)按照前期零部件选材及生产工艺方案,在已量产车型的模具中,选择与新开发零部件结构、大小相似的模具生产模拟样件。
(4)使用图4中2m3零部件试验舱对模拟样件进行气味性能验证,如不满足前期设计要求,则需重新调整用材及生产工艺后再次进行验证,直至合格。
(5)待所有管控内饰件气味性能验证合格后,将所有零部件放入图4中5m3整车模拟试验舱内,并依据各零部件在车内所处位置摆放,并在相同的条件下进行整车气味验证。如不满足前期设计要求,比对整车模拟气味与各零部件气味类型的相似度,找到导致整车气味不合格的高危零部件再次进行整改及验证,直至合格。
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图4 综合模拟试验舱


(6)将上述验证合格的用材方案和生产工艺定为最终方案。
2.2 气味植入技术
2.2.1 气味植入技术定义
气味植入技术是指在汽车内饰零部件或材料生产过程中,通过特殊的生产工艺将香料与汽车材料相融合,使零部件或材料本身可散发出香气。使用此方法应确保零部件及材料在植入气味后性能依然满足设计要求,材料中的香气应保持缓慢释放,能够较长时间维持香气散发(持续时间1年以上),且香气挥发物对人体无害。
2.2.2 气味植入工艺
常用的材料气味植入工艺有如下两种:
(1)香味母粒植入技术
香味母粒植入技术是在汽车零件的生产过程中加入香精母粒,便可生产出带有香味属性的汽车零件,此方法多用于生产香型塑料、橡胶等零部件。以香型塑料零部件为例,其生产过程是先制备香味塑料母粒,是由塑料载体、增香剂、添加剂组成,经加工后增香剂会均匀地分散在塑料载体中制成香味塑料母粒,再经过注塑工艺加工成汽车零部件。由于塑料分子质量大、分子间距宽的特点,有利于增香剂在塑料分子中由高浓度区域向低浓度区域扩散,再由材料表面散发到车内空间,达到材料散发香气的效果[3-4]。
(2)香精微胶囊技术
香精微胶囊是指利用天然材料或高分子材料将香精包覆在其中,形成一个装载香精的微小容器,其外形一般呈谷粒状、球状,直径通常在500微米以下。香精微胶囊一般分为开孔型和封闭型两种,汽车内饰香型材料通常使用封闭式微胶囊结构,可将香精与外界环境相隔离,使内部香精不会受到环境温湿度、氧气、紫外线等因素的影响,胶囊内部的香气便会毫无影响的保留在胶囊中,再通过挤压、摩擦等方式将胶囊壁破坏后,其内部香气便可释放出来。将香精微胶囊植入到汽车内饰材料内,可减缓香气的释放速度、提高香气利用率,使材料保香周期更为长久。此方法适用于制造香味纺织品等材料,车内顶棚面料、座椅皮革、织物座椅面料等软饰件多使用此工艺完成香气植入[5]。
2.2.3 气味植入技术在车内应用
对汽车内饰件做气味植入设计时,优先选择表面积较大、靠近驾乘人员的内饰件,这样效果较明显且成本增加相对较少,性价比高。例如仪表板、门饰板、立柱、方向盘等零件表面或其包覆材料,这些零部件均位于驾乘人员头部的下方或侧方,更靠近驾乘人员的鼻子,从零件中散发出来的香气很容易被驾乘人员所感知;其次顶棚、地毯、座椅包覆材料等,由于其在车内用量大、展开面积较大,可以融入较多的香料,可以增加整车香味的持久性;对于那些本身气味等级高、且有异味的材料如橡胶、发泡等,也可以通过气味植入技术改善其本身的味型。
采用此方法进行车内气味设计,易实现、成本低,可应用于低端汽车市场。但其不足在于香气持续散发的周期短,无法在整个车辆使用周期内持续释放;植入香味不可变更,无法满足所有消费者的喜好,香气会持续散发、且浓度会受到车内温度影响,不能随用户心情随意调节浓度、随时开闭香气释放。
2.3 香氛系统设计
2.3.1 香氛系统的定义
香氛系统是指,在指定空间内利用香氛设备把香氛产品或香氛精油的香味扩散到空间内,营造舒适的香氛环境。目前广泛应用于酒店、写字楼、办公室等区域。车载香氛系统是借鉴了酒店香氛系统的原理,在车内打造香气空间,使用此方法能完美的解决气味植入技术所存在的不足。
2.3.2 香氛系统的工作原理
香氛系统的工作原理可参考图5,在车内副驾驶手套箱内安装香氛机及香水(1),香氛机内的鼓风机启动后将香水盒中带有香味的空气带出,经香氛机的管道系统(2)送入空调风道,再利用空调气流携带着香气经前排中央吹面出风口(3)注入车内空间并形成主驾驶(4)、副驾驶(5)两个香氛区域,随着车内空气循环流动,香气会逐渐扩散到后排乘坐空间。
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图5 车载香氛系统工作原理图


2.3.3 香氛系统的设计方式
香氛系统有多种设计方式,除手套箱外,香氛机也可以搭载到中央储物盒内利用后排空调风道进行散香,香氛系统也可独立安装在顶棚、衣帽架等位置,或集成到车载净化器中。香料也可以设计成固体香珠、吸附了精油纤维材料或直接使用液体精油,其中固体香料安全性能更好,且整体香氛系统占用空间相对较小,但其香气浓度会越来越小;液体精油的嗅觉质感优于固体香料,香氛系统造型显高端,但液体在高温下易燃烧、爆炸,所以产品设计时要充分考虑其安全性能。车内搭载香氛系统的优势在于,用户可以快速更换香水补充剂。香氛系统搭载到车内后,用户可通过中央大屏按键、或语音系统进行控制,可随用户需求开启或关闭香氛功能,也可以控制车内香气的浓度、切换香型。

3 香型设计技术
3.1 品牌专属香型开发
品牌专属香型开发流程一般分为如下四步:
(1)由于每个人对气味的喜爱有所不同,因此在设计车内香型前,需要做大量的调研工作,才能确保最终设计的香味能被大多数消费者所接收。可以采购多种不同香调且大众化的香水或酒店用的香氛,在各大城市的商业中心内进行调研,从性别、文化背景、职业、年龄、收入等多角度,分析各类人群对不同香型的喜爱程度,并且统计消费者更希望哪些香型应用于车内空间,积累的数据用于后面确定车内香氛的主基调。
(2)确定汽车设计风格,例如打造高端、奢华感的商务款、或者打造车内神秘且浪漫的空间、或是体现运动感与青春活力等;此外,还需要统计车辆市场定位及目标客户信息,如文化背景、职业、年龄等,并结合第一步的调研数据,确定车辆将要搭载的香型主调。
(3)确定香型主调后,进行第一轮调香设计,并开发出多款香水并开展第二轮的市场调研。此次调研地点建议设置在车展或是品牌4S店内,针对品牌消费者或有消费意向的群体进行调研,统计出消费者最喜爱的几款香水(消费者评价方法详见第4节)。
(4)对消费者最喜欢的几款香水进行香型整改、优化,并设计香型名称和香氛主题。
3.2 特殊功效的香型
在人类的各种感觉通道中,嗅觉和情绪有着千丝万缕的联系,通过刺激嗅觉感官能够诱发不同的情绪状态[6],因此,某些特殊的气味便成了调节人体情绪状态的“按钮”。在车内开发具有特殊功效的香氛环境,还可以改变驾乘人员的心情,提高驾车安全性。例如:丁香花和茉莉花的香气可以使人的心情变的轻松、镇静、有益于理气解郁,在堵车时可以缓解驾乘人员的烦躁感;薰衣草和香橙的气味具有消除紧张感、不安感的功效,可缓和新手驾驶员的紧张情绪;葡萄柚的香气具有制怒的作用,可以减少“路怒症”现象的发生;肉桂的味道可提高驾驶员的警觉力和判断力;薄荷和铃兰的香气可起到提神醒脑、集中注意力的作用,预防驾驶员长途驾驶时犯困、注意力不集中;鲜姜的香气能使人乐观向上、产生无忧无虑的感觉,在与家人旅行中保持愉悦、幸福、轻松的心情。
3.3 香型名称设计
一款品牌专属香型可能代表着一个主题、一种魅力、亦或是一种情调,其独有的香气再搭配一个恰当的名称,更加突出其寓意。设想一下,如果玫瑰不叫“玫瑰”,你还会觉得有那么浓郁的香味和浪漫感吗?香型名称是品牌推广的重要因素之一,通过酷炫、浪漫、优雅或高傲的香型名称及相应的广告场景等展现出来,不仅可以博得消费者的青睐还能提高商品价值。因此,给专属香型命名也成了一个非常重要的环节。香型的名称应源于设计理念并且充满寓意,能突显专属香型的设计主题和汽车品牌的灵魂。给香型命名可综合运用美学、心理学、广告学等知识,大胆构思、敢于运用创新词汇,给人予豪华、神秘、新奇等感觉,能使消费者产生美好的联想。
4 车内香型气味评价方法
4.1 汽车消费者评价方法
在指定调研地点内搭建一个小型的模拟实验舱(也可将车内主要几种内饰件如座椅、方向盘等模拟搭建起来),如图6所示,在舱内打造香氛环境并调节香气到设计浓度,体验者进入模拟实验舱内对香氛环境进行嗅觉体验评价。评价标准可分为4个等级,分别是非常喜欢、一般喜欢、勉强接受、不可接受,各等级对应的描述详见表3。最后将所有消费者的调查数据取平均值,等级小于2.5级的香氛味型,可作为车内气味的备选对象。
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图6 车内香氛环境模拟试验舱


表3 香氛气味等级及描述

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4.2 车企专业气味嗅辩员评价方法
将整车内饰零部件装入图3的5m3整车模拟验证舱中,并模拟各零部件在车内位置布局。并将香氛系统释放出的香气注入零部件模拟验证舱中,在指定温度下保存2h,确保香气与车内气味混合均匀后,进行气味评价。专业人员不仅要对车内混合气味的舒适感进行评价,还应评价混合后的香型是否偏离原有香型,不同温度下香型是否有明显区别,如察觉到车内零部件产生明显的干扰性气味,还应查找到气味来源,并对零部件气味进行整改。
4.3 综合评价结果
车内香气的评价结果以多数消费者喜好为主向,确定在车内搭载香氛味型。以专业人员对香氛与车内饰零件混合后气味的评价结果,作为香氛味型的改善方向。以消费者和专业人员的综合评价作为最终结果,用于确定车内气味设计的最终方案。

5 结论
本文提出了车内气味设计理念,通过打造车内低气味环境,改变车内气味类型和设计品牌专属气味,改善驾乘人员嗅觉舒适感。该方法弥补了传统车辆内部环境嗅觉体验感不足,填补了行业设计空白,为车企提升车内环境品质提供思路。相信在不久的将来,车内香氛环境将成为汽车设计的基本配置。

参考文献
[1] 薛振荣.通过人工智能,物联网定义未来车内专属气味的构想[J]. 汽车电器,2018-03.
[2] 李俊贤,满似伟,袁磊磊,王如德,李向东.车内环境品质正向设计方法研究[J].材料应用,2015,(11): 55-61.
[3] 王玫瑰,杨崇岭.香味塑料制备研究进展[J].工程塑料应用,2009, 37(8): 88-90.
[4] 陈德标.塑料加香技术研究[J].上海塑料,2004(3):28-31.
[5] 刘永庆.皮革的香味印花[J].西部皮革,2011,33(12):44-46.
[6] 周雯,冯果.嗅知觉及其与情绪系统的交互[J].心理科学进展,2012, 20 (1): 2-9.



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