車內氣味評價方法創新研究

翟允，李俊賢，袁磊磊

（1.長城汽車股份有限公司，河北 保定 071000；2.北京汽車股份有限公司，北京 101300）

前言

近年來，隨著人們收入水平及消費觀念的提升，消費者在物質生活水平不斷提高的同時也對車內環境的健康性、舒適性提出了更高的要求。尤其是環保部決定將國標 GB/T 27630 《乘用車內空氣質量評價指南》修訂為強制標準后，消費者的綠色環保意識和維權意識空前提升，因車內氣味問題造成的車輛召回事件也時有發生，車內環境品質已成為影響消費者購車的主要因素之一。因此，如何提升車內氣味性能已成為各主機廠必須攻關的重要課題，本文將重點圍繞如何開展車內氣味評價進行論述。

1　人工氣味評價的意義

氣味評價有別于車內揮發性有機物（VOC）的儀器分析方法和人工智能嗅覺系統，是完全依靠專業人員的鼻子進行主觀嗅辨，而不是依靠氣相色譜聯用儀、高效液相色譜儀和傳感器陣列等儀器設備進行檢測。精密的儀器只能檢測出單一或幾種氣體的濃度，但是對綜合性氣味的濃度無法進行判斷，對氣味的類別及身體感受無法描述，而人工智能嗅覺系統也不可能完全取代人的主觀感受，所以由氣味評價工程師直接對車內空氣進行嗅辨感受，能夠直接反應乘客的感覺，目前存在不可替代性，是汽車車內氣味性能評價的最佳方式。

2　傳統氣味評價方法分析

目前，汽車行業中較成熟的氣味評價方法主要為材料級氣味評價方法，各大主機廠氣味評價方法的具體規則雖然均有差異，但大體可以分為三類。

第一類是德系標準，以德國汽車行業協會和大眾為主，其他企業大多參照其方法，如沃爾沃、長城、奇瑞、北汽等，是將樣品分別加熱至3個溫度（23℃、40℃、80℃），其中前兩個濕態，保溫24小時，最后1各高溫時干態，保溫2小時，隨后有試驗人員分別用鼻子嗅辨評分。氣味等級判定都是按照6級氣味強度來評定氣味等級，且1級為最好的無氣味等級，6級為最差氣味評級。同時雖然各主機廠間的評判標準描述稍有差異，但是表達的內容是基本一致的，該方法在汽車行業中應用最廣，采納應用的企業也最多。

第二類是美系標準，以通用為主，參考了德系方法，其方法是將樣品按照在車內位置分為直接照射和非直接照射，直接照射的樣品是在105℃恒溫2小時，非直接照射時40℃或70℃加熱溫度恒溫24小時，其試驗加熱溫度相對德系方法要高很多。該方法是按10級氣味強度等級來評定的，評判等級和德系是相反的，10級為最好的無氣味等級，1級最差。在自主品牌中以吉利為代表參照該方法評價氣味性能。

第三類是日系標準，日系的試驗方法各企業也有很大不同，比較復雜。如豐田，樣品要進行最初的氣味試驗和老化后的氣味試驗，加熱溫度與美系一樣，直接照射和非直接照射樣品的加熱溫度有分別，評判要求也相對復雜。氣味等級按5級評價，5級為最好氣味等級，1級最差。豐田和日產除了評定氣味強度，還評定舒適度，且他們各自的氣味強度和舒適度的評定等級數也不一樣，此外日產還增加了氣味特征的要求。

除了經典的材料級氣味評價方法以外，各大主機廠還參照國標 GB/T27630《乘用車內空氣質量評價指南》制定了整車級氣味評價方法，溫度25℃，濕度50%，整車在標準環境艙內密閉16小時后，開始氣味評價，各企業的氣味評價等級均參照各自的材料級氣味評價等級標準開展，如吉利采用10級標準、長城采用6級標準等。

3　氣味評價方法創新應用

上述傳統氣味評價方法從材料和整車兩個角度對車內氣味性能進行了管控，也是目前各主機廠管控車內氣味性能的有效手段，但隨著人們對氣味性能要求的提高，原有的氣味評價體系越來越無法滿足車內氣味設計的需要，如車內異味來源查找、零部件總成級氣味性能如何評價等問題越來越突出。針對汽車研發設計新需求，本文提出了一系列創新方法來解決上述問題。

3.1　創新型氣味評價設備

圖1　綜合氣味評價艙

傳統的氣味評價設備已無法滿足零部件總成氣味評價及車內異味來源排查的需求，為此與環境艙廠家東莞升微科技有限公司聯合設計了一款新型氣味評價設備“綜合氣味評價艙”。該評價艙是一組環境艙，包括1個整車模擬艙(5m3)和2個零部件測試艙（A艙2m3和B艙2m3），其中A艙和B艙主要區別為形狀（A艙為方形，B艙為扁形），分別適應不同內飾零部件，內部容積完全一致。為保證測試的準確性，該組環境艙均放置在潔凈室內（或整車標準環境艙內）開展試驗（圖1）。

該系列環境艙為真實模擬人們在陽光照射、高溫等不同條件下的車內及零部件氣味狀態，配備了陽光模擬設備、自凈化設備、溫控設備等，同時具備常規環境艙的所有性能，具體特點如下：

1）自加熱功能：25℃、40℃、60℃、65℃等各種常用溫度狀態均可模擬。

2）陽光模擬功能：可以模擬車輛及零部件在停車場陽光暴曬狀態下的氣味狀態。

3）自動補壓功能：氣味評價過程中可以自動補壓，確保評價時氣流的穩定性和準確性。

4）自凈化功能：艙壁采用惰性材料處理，避免污染物粘附在艙壁上，試驗前可以可通過高溫及新風系統自動凈化，確保艙內背景清潔。

5）自動空氣攪拌功能：氣味評價前可以自動攪拌艙內空氣，確保艙內各處污染物濃度一致。

該綜合氣味評價艙為車內氣味性能設計、車內異味排查及零部件總成級氣味試驗提供了驗證手段，效果良好，填補了行業空白。

3.2　新型零部件總成氣味試驗方法

傳統的車內氣味性能控制主要通過材料氣味評價（瓶子法）驗證來實現整車氣味性能的達標，缺乏零部件總成氣味性能驗證環節，導致整車氣味與材料氣味無法對應。主要是因為車內氣味為混合氣味，是由塑料、橡膠、發泡、膠黏劑等多種材料造成的綜合氣味，僅用單一材質氣味評判方法來開發氣味性能，難以與整車氣味設計目標進行對應，因此國內先進企業（如北汽、長城、長安等）均在探討增加零部件總成氣味評價方法，實現“材料—零部件—整車 ”三位一體的氣味性能開發模式（如圖2所示）。

圖2　新型整車氣味性能開發方案

由于行業內沒有成熟的零部件總成氣味評價設備，有些企業使用VOC測試的袋子法做零部件總成氣味試驗，但由于做VOC用的袋子本身含有殘余氣味、袋子內部溫度可控性較差、且無法開展高溫狀態下的陽光模擬驗證，因此在行業內的應用效果一般。為解決零部件總成氣味試驗行業難題，創新性開發了上述 2m3環境艙，綜合了袋子法、氣味瓶子法等各種試驗方法的優點，填補了行業空白。

3.3　新型車內異味來源排查方法

近年來，隨著消費者對健康環保的關注度越來越高，氣味投訴事件時有發生，如何快速有效的排查車內異味已成為各主機廠急需解決的課題。但目前行業內還沒有一種成熟的有效解決方案，主要原因如下：

試驗設備缺失：目前行業內沒有專門用于氣味來源排查用的試驗設備，導致排查車內異味來源排查缺乏試驗手段。

混合氣味，難辨來源：車內氣味是綜合氣味，涉及到的內飾零部件總成多達20余種，涉及到的材料主要由塑料、橡膠、發泡、膠黏劑等多種類型，具體材料牌號多達幾十種，僅憑材料氣味評價方法排查異味來源，較難查找到真實原因。

因此，為解決該行業難題，應用上述創新型氣味評價設備（見圖1），設計了新型的異味源查找方案，具體如下：

1）氣味評價項目設計

為了有效查找整車異味來源，對氣味評價項目進行創新型設計，主要設計評價項為氣味強度等級、氣味類別（霉味、魚腥味、酸味等）、實車異味相似度評價等。

氣味強度評價主要參照行業內普遍采用的 6級標準開展，具體如下：

表1　氣味強度評價（6級標準）

氣味類別主要包括魚腥味、蔬菜味、垃圾味、刺激性氣味等，具體如下：

表2　氣味類別

相似度分為十分相似、相似、有點相似、不相似四類。

2）氣味來源排查創新方案

步驟1：對有異味的實車進行整車氣味性能評價

將有異味的整車置于整車 VOC標準環境艙中（溫度為25℃±1℃，濕度為50%HR）或室外高溫暴曬，關閉車門2h，然后由氣味評價員按照上述評價項目對整車氣味性能進行評價，并記錄評價結果。

步驟2：單類零部件總成氣味性能評價

將各類重點關注內飾零部件分別置于2m3零部件氣味評價艙中（見圖3），溫濕度與步驟一實車試驗溫度一致，每次關閉艙門2h，然后由氣味評價員按照評價項目對零部件總成氣味性能評價，識別單類零部件氣味性能，并與整車氣味性能進行對比，粗略排序與整車氣味類型的相似度。

圖3　零部件氣味評價過程示意圖

以某車型異味排查為例，排查結果如下表3所示。對比單類零部件氣味性能評價結果，座椅氣味類別與整車氣味類別相似度最高。

表3　整車及單類零部件氣味性能評價結果

步驟3：組合零部件氣味性能評價

采用加法原理，根據步驟二對零部件與整車氣味評價結果，對其相似度進行排序，先將最氣味類型最相似的零部件置入5m3米綜合氣味評價艙（圖4），溫、濕度環境與上述一致，并依照順序逐類置于零部件綜合氣味評價艙中，每增加一類，要關閉艙門2h，然后由氣味評價員按照評價項目對艙內零部件進行氣味性能評價（類型、強度、相似度），識別確認造成車內異味的主要零部件。

圖4　零部件組合評價過程示意圖

以上述車型排查為例，過評價結果可以看出（表4），將不同零部件組合后，座椅是綜合氣味評價艙中氣味的主要來源；為進一步識別座椅氣味來源，我們將座椅的各組成材料進行了氣味性能評價。

表4　組合零部件氣味性能評價結果

步驟4：問題零部件各材質氣味性能評價

針對步驟3中識別出的問題內飾零部件，將其組成材料進行細分，在利用材料級氣味評價方法（瓶子法），80℃加熱2小時，然后按照評價項目進行氣味性能評價，識別造成零部件異味的組成材料。

以上述車型排查為例，通過評價結果可以看出（表5），造成座椅苦澀味、墨水味的主要材料為皮革和背覆海綿。

表5　座椅各組成材料氣味性能評價結果

步驟 5：確認造成整車異味的重點內飾零部件及造成內飾零部件異味的材料

以上述車型排查為例，通過系統排查，確定該車型整車異味來源主要為座椅，產生座椅異味的材料主要為皮革和背覆海綿，建議對該車座椅氣味性能進行重點整改。

3）氣味性能整改驗證創新方案

通過新型異味排查方法可以精準地查找到產生車內異味的問題零部件件及問題材料，而傳統的整改效果驗證方案是通過將整改后的零部件直接裝在實車上進行氣味效果確認，若一次性整改不合格會造成多次借車、多次裝車、多次整車級氣味評審，會造成整改周期加長、資源浪費等問題。

因此為解決該問題，可以充分利用新型氣味評價設備（5m3綜合氣味評價艙）進行驗證，即將整改后的樣件，聯同其他內飾零部件一起放入5m3綜合氣味評價艙中，按照實車安裝位置進行擺放，環境與異味源排查方案一致，密閉 2小時后進行氣味評價。評價結果若仍達不到既定目標，需再次整改并重復上述驗證；若達到既定目標，進行實車驗證。

4　結束語

車內氣味與人們的身體健康息息相關，而且已成為消費者購車的主要考慮因素之一，因此無論從社會責任，還是從企業長遠發展考慮，汽車主機廠均應高度重視車內氣味性能管控技術的開發，創新氣味評價方法，優化氣味性能開發流程，為給消費者提供健康汽車做出貢獻。

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