作者：宋景华
单位：吉利汽车研究院（宁波）有限公司
简介：宋景华，工程师，主要从事汽车车内空气质量、内饰材料气味VOC挥发性能以及车内禁限用物质方向的研究。
引言
随着消费者环保意识的增强，人们不仅对常温状态下车内空气质量有要求，高温状态下的车内空气质量也越来越受关注，国内各大评价体系如中国生态汽车评价规程（C-ECAP）、中国汽车健康指数评价规程（C-AHI）以及中国汽车消费者研究与评价（CCRT）都将车内气味VOC情况列入其中，常温状态仅对车内温度、湿度、及舱内背景有要求，高温状态增加了辐照度的要求，这就需要整车试验舱配备辐照装置。目前行业内整车高温VOC测试方法主要有ISO 12219-1: 2021、JAMA《降低汽车内VOC的自主举措》、德国大众PV3938: 2000，中国生态汽车评价规程（C-ECAP）、中国汽车健康指数评价规程（C-AHI）以及中国汽车消费者研究与评价（CCRT）等评价体系中高温车内空气状态都是参考ISO 12219-1 :2021标准模拟高温暴晒后的车内空气状况。本文重点介绍了汽车行业内对整车VOC测试舱的要求，基于整车舱从辐照角度、辐照装置离车顶距离及环境温湿度几个方面对车内高温VOC试验影响因素进行了综合分析，旨在为汽车行业高温气味VOC的管控提供方法参考。
整车VOC测试舱要求
01测试舱内环境要求
目前行业内常温整车VOC试验对测试舱的要求主要是参照 HJ/T 400-2007中的要求，具体如下：1)环境温度：25℃±1℃；2)环境相对湿度：50%RH±10%RH；3)环境气流速度≤0.3m/s4)环境污染物背景浓度值：甲苯≤0.02mg/m3，甲醛 ≤0.02mg/m3。
标准ISO 12219-1:2021中对环境背景浓度的要求为，单种物质含量不得超过0.02mg/m3，TVOCs不得超过0.2mg/m3，或最大不能超过各自测定值的10%（以较小者为准）。不同标准对整车测试舱的背景浓度要求略有不同，不同品牌整车舱也都能满足标准标准要求。整车VOC舱较其他舱不同的是，会配备一个VOC处理系统（含过滤功能），同时结合舱的内外循环功能，以保证整车舱的背景浓度满足试验要求，但不同品牌整车舱配备的是不同厂家的VOC处理装置，对未知VOC的吸附效率也不尽相同，尤其是对TVOC的吸附情况，主要是对试验环境背景的影响。
02高照辐射装置
高温辐照装置应由红外辐照器、卤素辐照器或者其他辐照器（模拟阳光照射）（300nm以内的波长被过滤）组成，测试车辆车顶中心处辐照度应在数分钟内达到400 W/m2±50W/m2。辐照加热区域应至少覆盖车舱周边0.5m以内，以垂直于地面的角度对加热区域进行照射（详见图1）。辐照装置距车顶距离不能过短，以免局部过热对车辆有损伤。
1-试验车辆，2-辐照区域，3-辐照度监测位置（车顶中心点）图1 标准ISO 12219-1: 2021试验车辆布置示意图
基于整车舱的高温VOC试验影响因素分析
JAMA《降低汽车内VOC的自主举措》和德国大众PV3938: 2000是通过调整辐照强度来保持车内空气恒定温度，ISO 12219-1: 2021标准（停车模式）是通过控制试验车辆车顶中心处恒定的辐照强度（400W/m2±50W/m2）来控制车内环境状态。
01.辐照角度
ISO 12219-1: 2021标准（停车模式）要求辐照装置需固定在舱顶，且与加热区域成90°角，其他未做明确说明。目前国内市场上主流的整车VOC测试舱有两个品牌，具体如图2所示。
图2 不同品牌辐照装置示意图两个品牌的整车舱（含辐照装置）均满足ISO 12219-1: 2021标准（停车模式）要求，但不同品牌整车舱配备的辐照装置略有差异，辐照角度也有差异。A品牌整车舱配备的辐照装置整体垂直照射试验车辆，B品牌整车舱配备的辐照装置整体垂直照射试验车辆，但辐照装置周边为倾斜照射试验车辆。将同一车型放置在两个品牌整车舱中按照ISO 12219-1: 2021标准要求进行高温辐照试验，通过对试验车辆内部空气温度进行对比分析（见表1），结果发现照射方式的差异会造成试验车辆温度有差异，周边倾斜辐照的试验车辆温度要明显高于垂直辐射的，而温度又是车内VOC散发的直接影响因素，温度升高会增加车内饰材料散发。表1 两种品牌整车舱试验车内温度差异比较
注：表中采样点位置为方向盘顶部和头枕底部连线中间距离方向盘0.5m处。
02.辐照装置离车顶距离
ISO 12219-1: 2021标准（高温模式）要求辐照装置距车顶距离不能过短，以免局部过热对车辆有损伤，但未明确注明距离，而不同品牌整车舱辐照装置距车顶距离略有不同（如下表2所示）。通过对不同距离（辐照装置距车顶）的车内试验温度进行对比分析（见表2），结果发现辐照装置距车顶的距离对试验车内温度无明显影响，故对高温VOC测试亦无明显影响。表2 辐照装置离车顶距离差异比较
注：表中采样点位置为方向盘顶部和头枕底部连线中间距离方向盘0.5m处。
03.舱内环境温湿度控制
常温模式下，ISO 12219-1: 2021标准对舱内温湿度有明确要求，温度要求23℃-25℃（尽量接近25℃），湿度要求50%RH±10%RH；而在高温辐照模式下，标准对温湿度要求并未明确定义，仅要求温度尽量接近25℃，湿度尽尽量接近50%RH。针对这种情况，各试验室执行情况也有差异，有的试验室仅开温度（25℃）湿度关闭，有的试验室温湿度（25℃，50%RH）同时开启，有的试验室为了保证温湿度更接近标准要求（25℃，50%RH），高温情况下会把温度开的低一点，湿度开的略高一点。不同试验室对整车VOC测试舱的温湿度控制情况不一样，那舱内环境温度也势必会不一样，舱内环境背景温度会对车内温度有直接影响，车内试验温度又会影响高温整车VOC散发情况。
结束语
本文对ISO 12219-1 : 2021 VOC试验的整车舱要求做了详细说明，同时从辐照角度、辐照装置离车顶距离及环境温湿度控制等基于整车舱层面对车内高温VOC试验影响因素进行了综合分析，分析结果表明：1）不同品牌的整车VOC测试舱配备的辐照装置有差异，辐照角度也有差异，周边带有倾斜辐照的辐照装置下的试验车内温度要比垂直辐照下的试验车内温度要高，对高温整车VOC测试结果有直接影响。 2）不同品牌整车舱辐照装置离试验车顶距离有差异。通过对不同距离（辐照装置距车顶）的车内试验温度进行对比分析，结果发现辐照装置距车顶的距离对试验车内温度无明显影响，故对高温VOC测试亦无明显影响。3）各试验室对ISO 12219-1 : 2021高温模式下整车舱温湿度控制的理解有偏差，致使其对整车VOC测试舱的温湿度控制情况不一致，高温试验时候舱环境温度对车内温度有影响，同时也会影响高温整车VOC散发情况。
引用本文：
宋景华.基于整车舱的ISO 12219-1:2021高温VOC试验影响因素分析[J].环境技术,2022,40(03):34-35.
来源：环境技术核心期刊
作者：宋景华
