汽車行業(yè)健康材料技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U465 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19710/J.cnki.1003-8817.20250150

Application ofHealthy Materials Technology in the Automotive Industry

Han Bing，F(xiàn)an Xilong，Wang Kaiyue， Zhao Wei， Teng Teng，Li Jun （Global Ramp;D Center，China FAWCorporationLimited，Changchun 130013）

Abstract：In-vehiclehealth is increasingly gainingatention fromusers，and theglobalautomotiveindustry is promoting thetransformationofautomotivematerialstowardhealthandenvironmental friendliness throughregulatory upgradesand innovations inevaluation systems.This paper brieflyoutlines theregulations on in-carairquality，the evaluationsystemfor healthyvehicles，andapplicationcasesof healthymaterials.Itanalyzeshow OEMs leverage strategiessuchasmaterialinnovation，processoptimization，andfull-process controltobuilddiferentiated competitiveness，and points out the technological innovation trends of healthy materials.

KeyWords：In-carairquality，Healthmaterialtechnology，Healthvehicleevaluation

1前言

當(dāng)前，車內(nèi)空氣質(zhì)量關(guān)注度越來越高。汽車內(nèi)飾中大量使用的塑料、膠黏劑、皮革、泡沫等非金屬材料，易釋放甲醛、苯系物等揮發(fā)性有機(jī)化合物（VolatileOrganicCompound，VOC），長期暴露可能引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病甚至致癌。各國政府、國際組織及行業(yè)機(jī)構(gòu)正通過法規(guī)升級(jí)和測(cè)評(píng)體系創(chuàng)新，推動(dòng)汽車行業(yè)向健康化、環(huán)?；D(zhuǎn)型，而主機(jī)廠則通過材料革新、工藝優(yōu)化、全流程管控等策略構(gòu)成差異化競(jìng)爭(zhēng)力[2-4]。

2健康法規(guī)及測(cè)評(píng)體系概述

2.1 國際測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系

從2012年開始，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization forStandardization，ISO）針對(duì)車內(nèi)空氣制定了IS012219系列標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)關(guān)注整車和零部件的VOC檢測(cè)方法，如表1所示[5]，其中，IS012219-1：2021標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定車內(nèi)空氣VOC測(cè)試包括常溫停車、高溫停車、高溫駕駛3種模式，ISO12219-2：2012、ISO12219-3：2012規(guī)定分別采用氣袋法、微環(huán)境艙法測(cè)定車內(nèi)空氣VOC含量]。公開信息顯示，特斯拉Model3測(cè)試結(jié)果中，車內(nèi)醛酮類物質(zhì)濃度優(yōu)于行業(yè)平均水平，主要原因?yàn)槠鋬?nèi)飾設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，減少了大量塑料、裝飾件和膠水的使用；沃爾沃XC60測(cè)試結(jié)果顯示，車內(nèi)苯系物濃度極低、丙烯醛未檢出，車內(nèi)采用了天然木材飾板、天然麻纖維內(nèi)飾骨架、嬰兒級(jí)認(rèn)證織物、無化學(xué)鞣制真皮等健康材料，結(jié)合“Cleanzone清潔駕駛艙”技術(shù)，分別從應(yīng)用源頭和過程凈化方面減少了車內(nèi)污染物。

歐盟REACH法規(guī)于2023年強(qiáng)化了對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量的管控，聚焦甲醛釋放量限值，規(guī)定在2027年8月6日后，車內(nèi)甲醛濃度不得超過0.062mg/m³ 。此外，還對(duì)直接接觸類零件材料中的鄰苯二甲酸酯、阻燃劑、致癌物質(zhì)、生殖毒性（Carcinogenic，Mutagenic，Reprotoxic，CMR）物質(zhì)含量進(jìn)行管控。

《德國汽車車內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定汽車塑料件、地毯、頂棚等要符合德國“藍(lán)天使\"環(huán)保標(biāo)志要求，材料需通過環(huán)保認(rèn)證，確保無毒、揮發(fā)性低，禁止使用可能釋放致癌或致敏物質(zhì)（如石棉、多環(huán)芳烴等）的材料。車內(nèi)空氣質(zhì)量必須符合《德國三級(jí)車內(nèi)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)》，包括甲醛濃度不超過 0.08mg/m³ 等[7]。

2.2 國內(nèi)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)評(píng)體系

2012年3月，國家環(huán)保部和質(zhì)檢總局于2011年10月共同頒布的GB/T27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》，填補(bǔ)了國內(nèi)乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的空白。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了車內(nèi)空氣污染物“五苯三醛”的限值要求，如表2所示。2016年1月，環(huán)保部辦公廳發(fā)布了關(guān)于征求國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》（征求意見稿）意見的函，但目前并未轉(zhuǎn)化為強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)。

表1ISO12219《道路車內(nèi)空氣》關(guān)于VOC測(cè)定的系列標(biāo)準(zhǔn)[5

表2GB/T27630-2011車內(nèi)空氣污染物限值要求

中國汽車健康指數(shù)（ChinaAutomotiveHealthIndex，C-AHI）由中國汽車工程研究院主導(dǎo)評(píng)測(cè)，其車內(nèi)健康核心指標(biāo)包括：車內(nèi)VOC濃度、車內(nèi)氣味強(qiáng)度（VehicleOdorIntensity，VOI）、車內(nèi)致敏物風(fēng)險(xiǎn)（VehicleAllergenRisk，VAR）、車內(nèi)顆粒物（ParticulateMatter，PM）濃度、車內(nèi)抗菌防霉性能（VehicleAntibacterial，VAA）等。2024年，小米SU7車型在清新空氣方面獲得五星（97.0分），VOC相關(guān)的健康危害指標(biāo)、綜合污染指標(biāo)以及總揮發(fā)性有機(jī)化合物（Total VolatileOrganic Compounds，TVOC）指標(biāo)方面獲得滿分，扣分點(diǎn)主要在于車內(nèi)氣味，常溫工況氣味等級(jí)為3.0級(jí)，得分 80% ；理想L6車型在清新空氣方面獲得五星（98.2分）評(píng)價(jià)，僅在車內(nèi)氣味方面少量扣分，常溫和高溫階段氣味等級(jí)分別為2.5級(jí)和3.0級(jí)，得分 90%。

中國綠色汽車評(píng)價(jià)規(guī)程（ChinaGreenCar AssessmentProgram，C-GCAP）是由中國汽車技術(shù)研究中心主導(dǎo)制定的汽車綠色性能評(píng)價(jià)體系。2024年度，小鵬G9在車內(nèi)空氣指標(biāo)方面獲得五星（93.9分），常溫和高溫下甲醛濃度分別為 0.006mg/m³， 0.019mg/m³ ，苯未檢出，常溫氣味等級(jí)為 3.0～3.5 級(jí)，高溫氣味等級(jí)為3.5級(jí)。極狐阿爾法車型在車內(nèi)空氣方面獲得五星（95.3分）評(píng)價(jià)，常溫和高溫下，甲醛濃度分別為 0.003mg/m³.0.008mg/m³ ，苯濃度分別為0.003mg/m³?0.004mg/m³ ，常溫氣味等級(jí)為 3.0～ 3.5級(jí)，高溫氣味等級(jí)為3.5級(jí)，優(yōu)于行業(yè)平均水平。

零甲醛汽車認(rèn)證由中國汽車技術(shù)研究中心主導(dǎo)評(píng)測(cè)，目的在于制定消費(fèi)者更容易理解和接受的汽車產(chǎn)品甲醛散發(fā)管控技術(shù)指標(biāo)?！傲慵兹逼囀侵赋啬Ｊ较萝噧?nèi)甲醛散發(fā)濃度不高于0.015mg/m³ 且駕駛模式下不高于 0.010mg/m³ 的車型。首批“零甲醛\"認(rèn)證車型包括紅旗HS5、紅旗HS3、紅旗H5、紅旗E-QM5、蔚來ES8、蔚來ES6、蔚來EC7、蔚來ET5、理想L7、理想L8、理想L9、問界M5、問界M7、星途瑤光、星途攬?jiān)隆⒏Ｌ劁J界L、領(lǐng)克08、魏派高山等18款車型。

3健康材料技術(shù)應(yīng)用及車企應(yīng)對(duì)策略分析

3.1健全管控體系

2010年，比亞迪組建氣味鑒定官團(tuán)隊(duì)，并建立覆蓋材料篩選、零部件測(cè)試、整車驗(yàn)證的全流程氣味及VOC管控體系。內(nèi)飾優(yōu)選低氣味、低VOC環(huán)保材料，如無溶劑聚氨酯（Polyurethane，PU）表皮替代聚氯乙烯（PolyvinylChloride，PVC）表皮、液態(tài)可噴涂型阻尼隔音材料（LiquidApplied SoundDeadener，LASD）替代瀝青基阻尼材料，座椅、轉(zhuǎn)向盤等人體常接觸零件中不含多環(huán)芳烴等致癌物質(zhì)，重金屬含量遠(yuǎn)低于國家生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)限值，針對(duì)生產(chǎn)過程的殘留物（如催化劑、溶劑等），增加水洗工藝與高溫烘烤后處理工藝進(jìn)行處理。同時(shí)采用空調(diào)PM2.5綠凈系統(tǒng)、負(fù)氧離子空氣凈化器、遠(yuǎn)程高溫殺菌消毒系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多重凈化。榮獲C-AHI五星健康車認(rèn)證的代表車型有比亞迪漢EV、比亞迪宋LEV。

吉利品牌率先在行業(yè)啟動(dòng)“全方位健康汽車”研發(fā)，致力于打造高環(huán)保性、低散發(fā)性、無菌化、自潔凈的汽車移動(dòng)空間。構(gòu)建了“G-Clean吉利智能生態(tài)健康圈\"技術(shù)體系，涵蓋抗病毒、表面接觸材料自清潔、防過敏以及全生命周期無害化等研究。在健康材料應(yīng)用方面，通過三零用料（0瀝青、0回收棉、0有害溶劑）從源頭減少污染，內(nèi)飾全部采用水洗膠黏劑取代含甲苯的溶劑膠黏劑;PVC、真皮等皮革采用水性表處工藝；座椅泡沫采用反應(yīng)型催化劑發(fā)泡，減少小分子殘留，并使用水性脫模劑，避免使用消音蠟；座椅、轉(zhuǎn)向盤等人體常接觸零件采用抗菌超纖PU革，降低多環(huán)芳烴、重金屬等的致敏風(fēng)險(xiǎn)。基于以上措施，銀河E5獲得 C- GCAP“中國健康汽車\"認(rèn)證，銀河L7獲得C-AHI“五星健康車\"認(rèn)證。

3.2健康場(chǎng)景化和認(rèn)證導(dǎo)向

蔚來推出了車內(nèi)“家居化\"環(huán)保材質(zhì)集合—Clean+ ，如圖1所示：HaptexPU革，采用無溶劑生產(chǎn)工藝，替代傳統(tǒng)真皮，VOC降低 60% 以上；植鞣Nappa真皮，應(yīng)用咖啡豆殼植鞣工藝， 100% 消除醛類、酸類及重金屬殘留，自帶植物清香；生物基超纖絨（Bio-Microfiber），以甘蔗廢糖蜜、蓖麻油為原料，降低碳排放 20% ；抗菌涂層，在表面復(fù)合涂層內(nèi)添加銀離子抗菌助劑，抗菌率 399% ;天然可再生藤木，單車內(nèi)飾裝飾條減碳量相當(dāng)于一棵樹2年的CO₂ 吸收量。全面參與行業(yè)健康測(cè)評(píng)認(rèn)證，ES8、ES6、EC7、ET5車型獲得“零甲醛\"汽車認(rèn)證，ES7獲得C-GCAP\"中國健康汽車\"認(rèn)證，ET7獲得C-AHI“五星健康車”認(rèn)證。

圖1蔚來Clean+環(huán)保材質(zhì)

理想品牌組建了涵蓋研發(fā)、采購、制造和質(zhì)量的車內(nèi)空氣質(zhì)量團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)健康座艙的開發(fā)與管控。車內(nèi)健康環(huán)保材料按照其 GreenHouse 標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，例如：低氣味Nappa真皮，采用松針等天然植物提取液，并通過多孔物理吸附劑及靶向消除劑降低胺基、羥基等強(qiáng)氣味分子濃度；負(fù)氧離子織物，采用負(fù)氧離子浸漬工藝，持續(xù)釋放豐富的負(fù)氧離子，凈化車內(nèi)空氣；與人體接觸零件材質(zhì)不含多環(huán)芳烴等致癌物，可萃取重金屬含量低于國家生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)的最高級(jí)別，滿足嬰兒級(jí)別限值要求。全面參與行業(yè)健康測(cè)評(píng)認(rèn)證，L6、L9、MEGA車型獲得C-AHI“五星健康車”認(rèn)證。

3.3可持續(xù)材料應(yīng)對(duì)減碳趨勢(shì)

寶馬汽車將循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念與綠色材料工藝技術(shù)相結(jié)合，致力于打造可持續(xù)發(fā)展的出行解決方案，主要體現(xiàn)在以下方面：天然可再生材料的應(yīng)用，在寶馬i5、寶馬i7及純電動(dòng)MINICooper車型中，采用森林管理委員會(huì)（ForestStewardshipCouncil，F(xiàn)SC）認(rèn)證的木材以及洋麻、亞麻等天然植物纖維制作裝飾板、門護(hù)板等內(nèi)飾件；其前瞻車提出內(nèi)飾采用仙人掌纖維、菠蘿葉皮革等，相比于皮革降碳 85% ;回收材料與循環(huán)利用技術(shù)，在其新世代（NeueKlasse）車型中，地毯纖維采用再生尼龍（Econyl）， 30% 原料來自漁網(wǎng)、繩索等海洋廢棄物；在iVisionCircular概念車上，鋁制車身經(jīng)過陽極氧化工藝處理，無需使用車漆，座椅織物纖維來源于回收聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（Polyethyleneterephthalate，PET）塑料瓶，轉(zhuǎn)向盤使用再生木粉3D打印獲得。通過以上技術(shù)，寶馬在材料選擇、生產(chǎn)工藝及資源循環(huán)領(lǐng)域構(gòu)建了覆蓋全生命周期的環(huán)保體系，打造了“最干凈配料表”的汽車。

奔馳品牌將環(huán)保理念貫穿研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈及產(chǎn)品全生命周期，主要體現(xiàn)在以下方面。低碳原材料應(yīng)用與前瞻布局：與寶鋼合作開發(fā)低碳鋼，與云南鋁業(yè)合作研發(fā)低碳鋁材，減少材料生產(chǎn)階段的碳排放；EQS車型地毯采用再生尼龍（ECONYL）技術(shù)，原料為回收的工業(yè)尼龍廢料，采用水晶白色/珠光黑色雙色搭配，兼具豪華與環(huán)保屬性；如圖2所示，VisionEQXX發(fā)布了蘑菇菌絲體（Mycelium）素皮內(nèi)飾，奔馳E級(jí)可選裝循環(huán)再利用仿麂皮面料，由再生聚酯纖維制成。環(huán)境友好型生產(chǎn)工藝：北京工廠車身涂裝線的中涂和面漆均使用水性涂料，VOC環(huán)境排放較傳統(tǒng)工藝降低 70% 。通過以上技術(shù)整合，奔馳正逐步構(gòu)建覆蓋量產(chǎn)車與概念車的環(huán)保內(nèi)飾體系，推動(dòng)“可持續(xù)豪華”戰(zhàn)略落地。

圖2奔馳VisionEQXX概念車內(nèi)飾

4健康材料技術(shù)矩陣與健康 IP 傳播

4.1典型健康材料與工藝技術(shù)

隨著消費(fèi)者對(duì)健康座艙環(huán)境需求越來越高，汽車行業(yè)正通過材料創(chuàng)新、工藝優(yōu)化與系統(tǒng)性解決方案構(gòu)建車內(nèi)健康生態(tài)。表3所示為當(dāng)前車企在典型健康材料與工藝領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)踐，從高分子材料的低散發(fā)改性，到天然材質(zhì)的環(huán)保工藝升級(jí)，再到有害物質(zhì)凈化系統(tǒng)集成，體現(xiàn)了“源頭控制-過程治理-末端凈化\"的全鏈條健康管理邏輯，賦予座艙主動(dòng)式健康防護(hù)功能。

4.2 健康技術(shù)IP傳播

蔚來汽車遵循“BlueSkyComing\"理念，內(nèi)飾集成Clean+健康環(huán)保材料體系，通過植鞣真皮、無溶劑EPU、超細(xì)纖維隔音墊等低散發(fā)材質(zhì)組合，將車內(nèi)甲醛濃度控制在行業(yè)領(lǐng)先水平。進(jìn)一步，使健康功能材料可視化，如將生物基塑料制成星云紋飾板，通過參數(shù)化撒點(diǎn)紋理設(shè)計(jì)增強(qiáng)用戶場(chǎng)景體驗(yàn)感。此外，建立了以可持續(xù)環(huán)保為愿景的時(shí)尚品牌BLUESKYLAB，將汽車制造剩余的車規(guī)級(jí)回收面料（如安全帶、座椅皮革）升級(jí)再造，強(qiáng)化“BlueSkyComing\"理念的傳播與實(shí)踐，將健康愿景轉(zhuǎn)化為可感知、可傳播的品牌IP。

智己汽車以“OneHealth\"理念為核心，系統(tǒng)性思考了個(gè)體健康和環(huán)境健康的新策略，強(qiáng)調(diào)全生態(tài)、全產(chǎn)業(yè)鏈健康，從整體的視角解決座艙健康問題。保證車內(nèi)空氣質(zhì)量方面體現(xiàn)在嚴(yán)苛的材料篩選和工藝優(yōu)化，通過原材料水洗散味、零部件高溫烘烤除味、添加低散發(fā)助劑、天然羊毛織物混紡等措施，結(jié)合全系標(biāo)配Pure+主動(dòng)凈化系統(tǒng)和180d凈味工坊，實(shí)現(xiàn)交付即享健康空氣。

北汽極狐以“生而破界、極致守護(hù)\"為技術(shù)IP，聚焦健康出行與場(chǎng)景化需求，將實(shí)際造車與出行環(huán)境融合，基于吸附降解黑科技、零醛零苯技術(shù)，針對(duì)性打造森林座艙，管控禁限用物質(zhì)111種（超過國標(biāo)7種）。

中國婦幼保健協(xié)會(huì)于2022年12月1日發(fā)布了T/CMCHA009-2022《母嬰友好型汽車》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，從安全保障、呼吸健康、接觸健康、便利舒適維度建立了嚴(yán)苛規(guī)范，填補(bǔ)全球母嬰出行標(biāo)準(zhǔn)空白，將技術(shù)、理念、產(chǎn)品深度綁定。

表3典型健康材料與工藝技術(shù)

5 結(jié)束語

車內(nèi)空氣質(zhì)量相關(guān)國際法規(guī)與國內(nèi)測(cè)評(píng)體系雙軌并行，ISO、REACH等法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)聚焦VOC限值和禁限用物質(zhì)合規(guī)性，國內(nèi)以“零甲醛”認(rèn)證為代表的行業(yè)測(cè)評(píng)更以消費(fèi)者需求為導(dǎo)向，驅(qū)動(dòng)主機(jī)廠提升參與度和執(zhí)行度，構(gòu)建覆蓋材料開發(fā)、生產(chǎn)工藝、整車驗(yàn)證的全鏈路健康管控體系，推動(dòng)行業(yè)從合規(guī)性達(dá)標(biāo)向提升用戶體驗(yàn)升級(jí)。

在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用層面，健康材料技術(shù)呈現(xiàn)三大趨勢(shì)：一是源頭管控精細(xì)化，通過低散發(fā)原材料、水性工藝、環(huán)保輔材等方案實(shí)現(xiàn)污染物減量，但成本會(huì)略微上漲；二是可持續(xù)材料多元化，天然植物纖維、海洋回收塑料、生物基素皮等新材料將健康理念延伸至汽車產(chǎn)品全生命周期；三是功能集成化，分子篩吸附劑、光觸媒涂層、負(fù)氧離子等主動(dòng)凈化技術(shù)，協(xié)同空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)建動(dòng)態(tài)健康屏障。未來，歐盟REACH等法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求將持續(xù)提高，車企加速健康材料應(yīng)用，同時(shí)將驅(qū)動(dòng)“低散發(fā)、低成本”材料技術(shù)創(chuàng)新。在健康技術(shù)IP傳播方面，建議車企通過可視化環(huán)保設(shè)計(jì)（如蔚來BLUESKYLAB）、母嬰友好標(biāo)準(zhǔn)建立（如北汽極狐森林座艙）等差異化傳播，將技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為品牌溢價(jià)，并建立“法規(guī)預(yù)研-材料革新-體驗(yàn)創(chuàng)新”三位一體的健康技術(shù)戰(zhàn)略，以應(yīng)對(duì)全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與消費(fèi)升級(jí)的雙重挑戰(zhàn)。

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