汽车空气净化系统的研究及应用

陈金卫，陈丽

广汽乘用车有限公司 ,广州市 511434

摘要:雾霾、汽车尾气、细菌病毒等空气污染对人体健康构成了威胁。汽车内空气含有甲醛、病菌、粉尘颗粒等，也影响人体健康。随着疫情的爆发，给社会带来深刻影响的同时，也使消费者更加注重健康安全，车内空气质量越来越受关注，对汽车空气净化提出更高的要求。

关键词：空气污染物；空气净化；车内空气质量；

Research and Application of Air Purification System

Chen Jinwei, Chen Li

(GAC Motor Co., Ltd., Guangzhou 511434, China)

Abstract: Air pollution such as haze, automobile exhaust, bacteria and viruses poses a threat to human health. Air in automobile contains formaldehyde, bacteria, dust particles, etc., which also affect human health. With the outbreak of the epidemic, it has brought profound impact on the society, but also makes consumers pay more attention to health and safety. So the car air quality is being more and more concerned and people put forward higher requirements for automobile air purification.

Key words：Air pollutants; Air purification; Air quality in automobile.

1概述

随着社会的发展，汽车已经成了现代人出行的主要交通工具，汽车在使用过程中从外界吸入的空气污染物，如汽车尾气，粉尘颗粒物，在相对狭小的封闭车内空间，将影响人体的健康。车内长期积聚的灰尘和污垢极易滋生微生物和病菌，这也会给驾乘人员的健康带来极大危害。雾霾的不断发生，新冠疫情的爆发，使人们对车内PM2.5指标，汽车杀菌消毒能力，车内空气净化能力更加高度关注。下面将对汽车空气净化系统构成及功能进行阐述。

2 空气净化系统技术简介

空气净化系统由空气过滤系统、杀菌消毒系统、智能控制系统组成，主要产品有高效空调滤芯、等离子发生器、AQS空气质量传感器、PM2.5传感器、紫外线杀菌灯，全方位实现汽车空气净化，打造汽车健康座舱。

2.1空调滤芯

空调滤芯布置在空调进风口，可以对粉尘颗粒物，有害气体进行过滤，净化车内空气，减轻呼吸道疼痛，减少过敏源的刺激，行车更加舒适，同时对空调也起到保护作用。根据空调滤芯的过滤效果，一般分为普通滤芯、PM2.5滤芯、PM0.1滤芯。

其中普通滤芯的材质为单层PP，聚丙烯预过滤材料，对3μm以上较大颗粒物有一定的过滤效果。PM2.5滤芯为双层PP材质，采用了静电驻极熔喷处理工艺，除了能拦截较大颗粒物外，还能够拦截花粉、烟雾等细微颗粒，对2.5μm以上颗粒物过滤效率可达96%以上。随着新冠疫情爆发，大家对病毒的防护更加关注，为使汽车达到媲美N95口罩的防护效果，各大车厂开发了PM0.1滤芯。PM0.1滤芯相比PM2.5滤芯优化了材料结构，在保证高效过滤效果的同时还保持良好的风阻和容尘量，对大于0.3μm颗粒过滤效率高达95%以上，满足华诚认证中心推出的CN95认证要求，可以将病毒隔绝在车外，保护车内人员的健康安全。

2.2 等离子发生器

等离子发生器通过交流的正向高压及反向高压在两个不同电极上, 同时分別产生正离子（H+)及负离子(O2-)两种离子群；在常温常压下，电离空气中的O₂、H₂O形成大量的氧原子（O）和羟基（OH），OH氢氧根离子和活性氧可以将病菌细胞中的蛋白质破坏, 从而消除病菌的生物活性，起到杀灭病毒及细菌作用。

车载等离子发生器可产生正负离子浓度300万个/cm3~500万个/cm3，对空气中漂浮的霉菌、流感病毒、螨虫过敏原、白色葡萄球菌等具有很好的灭杀效果，杀菌率可达65%~90%，可以有效杀灭车内病毒，创造健康安全的车内空气环境。由于负离子的数量大于正离子的数量（负离子的数量大约为正离子数量的1.5倍 ），因此多余的负离子与漂浮在空气中带正电荷的烟雾粉尘进行中和，使其自然沉积，可以达到消烟、除尘、消除异味、改善空气的品质，促进人体健康的保健作用。

2.3空气质量传感器

空气质量传感器通过监测敏感单元的电阻变化量感应有害气体浓度变化，自动探测车外一氧化碳、碳氢化物、氮氧化物等污染气体。当敏感单元接触到有害气体时，敏感单元的电阻就会发生变化，这就可把有害气体浓度转化为模拟信号或数字信号发送给空调系统。

汽车配置空气质量传感器后，空调系统根据有害气体浓度信号来判断空气质量，当浓度超出一定限值时自动将空气进风口切换为内循环，将有毒有害汽车阻隔在车外，防止车内空气污染，保持车内空气洁净清新。

2.4 PM2.5传感器

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，它能较长时间悬浮在空气中，含大量毒害物质，对空气质量、能见度和人体健康影响很大，其在空气中的浓度越高，就代表空气污染越严重，PM2.5也是形成灰霾天气的主因。

PM2.5传感器可以用来检测我们空气中的颗粒物浓度，即PM2.5值大小。目前汽车上常用的PM2.5传感器有红外式和激光式两种。其中红外式PM2.5传感器采用浊度法进行测量，容易受静电吸附影响，因此测量精度较低，一般采用不同颜色来区分PM2.5浓度等级。而激光式PM2.5传感器，采用激光散射，不受静电吸附影响，通过数学模型及复杂算法可以得到比较真实的PM2.5数值，因此可以通过主机等交互界面直接显示PM2.5数值，从而更直观展示车内空气净化状态和空调的净化效果，当数值过大时还可以通过空调控制器自动开启空调过滤或者降窗通风来快速净化车内空气。

3 总结

空气净化系统技术在汽车上的应用，有效净化空气中的各种有害气体、病菌病毒、以及烟尘颗粒等，内外结合，全方位保证车内空气质量，实现防御、隔离、净化三重保护。不仅可以对车外有毒有害气体进行物理阻隔，还可以对车内污染空气进行净化、杀菌消毒，提升车内空气质量，为乘员带来更加健康安全的乘坐环境。通过传感器以及空调自动控制技术还可以实现空气净化的智能控制，带来更智能更健康的驾乘体验。

参考文献

1. 舒伟，余锡孟，张燕，孔洪涛.轿车车内空气污染现状及控制[J].环境研究与监测，2018，31（03）：49-51.

2. 陈莹，李志远，丁凡一，王乾浩，孙文轩.汽车空气净化器工作原理及发展趋势，2017（07）

作者简介：陈金卫，本科，中级工程师，研究院方向：汽车空调系统开发

作者简介：陈金卫就职于广汽乘用车有限公司

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