胶粘剂

汽车座舱环境挥发性有机物测试研究

发布时间:2022/9/20 19:56:10   

编者按

针对国标未管控的夏季高温状态座舱环境VOC测试,本文对三种高温VOC测试方法ISO-1:、JAMA《降低汽车内VOC的自主举措》、德国大众PV进行简要介绍,并通过实际测试了分析了不同方法之间的差异。

前言

随着消费者环保意识的增强,打造健康环保的汽车座舱环境已成为汽车企业的共同追求。汽车座舱环境空气污染物主要来源于车内零部件如座椅、仪表板、车门内饰板、地毯、顶盖内饰板等内饰材料中释放出的挥发性有机化合物(VOC),如苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛等。

针对座舱环境VOC管控,国内外均出台了相应的法规来约束汽车企业优化材料选型、提升绿色制造水平,比较有代表性的有ISO系列标准、日本汽车工业协会(JAMA)《降低汽车内VOC的自主举措》、韩国《新规制作汽车的室内空气质量管理标准》、德国VDA系列标准以及我国的GB/T-《乘用车内空气质量评价指南》等。

整车座舱环境VOC测试均是模拟客户使用场景,在一定的温度、湿度或模拟太阳光辐射的条件下,测量内饰材料中的有机溶剂、助剂、添加剂等物质挥发引起车内空气中蓄积的VOC含量。

目前国内各车企管控主要采用HJ/T-标准,该标准测试的是常温状态座舱环境VOC含量,但往往消费者抱怨的是夏季高温状态车内VOC引发的异味问题,因此本文以ISO-1:、JAMA《降低汽车内VOC的自主举措》、德国大众PV三种不同整车座舱环境VOC高温测试方法为研究对象,分别从方法原理、测试结果分析等角度系统性的分析了不同方法之间的差异,为各企业整车座舱环境高温VOC方法的制定提供参考。

1.整车座舱环境VOC高温测试方法

1.1ISO-1:

该标准规定了三种不同模式下座舱VOC含量的测试,包括环境模式(Ambientmode)、停车模式(Parkingmode)及驾驶模式(Drivingmode)。

具体测试过程为:将受检车辆置于整车试验舱中,车门打开状态于(23±2)℃,(50±10)%RH环境下预平衡1h,接着将车门密闭进行至少8h的环境模式调节,随后进入停车模式,该阶段采用模拟光照系统调节距离车顶10cm高度的光照能量为(±50)W/m2,光照4h后进入驾驶模式,驾驶模式开启空调(内循环,23℃风量最大)并立即采集车内空气,各模式车内空气采样点的位置参照图1所示。

图1采样点位置示意图

1.2JAMA《降低汽车内VOC的自主举措》

该标准的测试过程为:车门窗开启通风30min后,密闭车门窗采用光照系统对受检车辆进行加热,采样点处(位置与ISO-1:一致)的温度达到40℃后保持4.5h后进行高温状态下VOC样品采集,采样结束后开启空调系统(内循环,23℃风量最大),同时采集乘车状态下座舱环境VOC。

JAMA标准与ISO停车模式驾驶模式模拟的实际客户应用场景一致,均是模拟测试夏季高温状态车辆曝晒后人刚进入车内接触的VOC状态及空调开启后车内VOC状态。

1.3德国大众PV

该方法是德国大众汽车开发的针对整车VOC的测试方法,主要测试过程为采用四台红外加热装置对车身进行加热,红外加热装置位于车身四周50cm处,照射面与前后挡风玻璃/车窗平行,控制采样点(前排座椅头枕中心距离顶盖内饰板20cm处)的温度为(65±5)℃(要求加热3h内达到该温度),红外加热4h后采集车内VOC。

以上三类标准车内VOC气体样品的采集及分析均是参照环境空气VOC苯系物(ISO-6)及醛酮类羰基化合物(ISO-3)测试方法执行。

2整车座舱环境VOC高温测试方法对比分析

为了研究不同方法之间的差异,针对同一款车型同一天下线的三辆车分别进行了ISO、JAMA、德国大众标准的测试,具体结果参见表1。

表1某车型座舱环境VOC含量

通过对比可知,针对同一车型,高温辐射加热状态座舱环境VOC数据:PVJAMA(高温状态)ISO(停车模式),其中ISO停车模式高温引发的VOC释放量应扣除环境模式蓄积的VOC量后进行比较,高温状态VOC释放量的差异是由于试验条件对应的车内环境的差异导致的,具体如表2所示,可见高温状态下PV标准更严苛。

表2车内各监控点温度

从表1ISO标准不同测试模式下的座舱VOC含量可以看出停车模式座舱环境VOC含量最高,进入驾驶模式后由于空调开启,经空调滤芯快速净化座舱环境VOC迅速降低。JAMA标准中高温状态向乘车模式的转变与ISO标准一致。匹配客户实际应用场景,停车模式与夏季车辆高温曝晒状态类似,因温度升高汽车座舱内的发泡、PVC座椅皮革、塑料、橡胶等内饰材料及油漆、胶粘剂等辅料中的有机溶剂、未反应的单体等会快速挥发在车厢中积累形成一个高VOC的密闭环境。因此建议夏季车辆室外曝晒后,人员第一时间应打开车门窗通风换气后再进入车内,避免短期高浓度VOC吸入。

通过在车内零部件表面布设温度传感器的方式,监控测试全过程温度状态以详细对比不同分析方法的差异可知(参见图2~4):

图2ISO标准停车&驾驶模式车内各监图3JAMA标准车内各监控点温度

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