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文檔簡介

《車內(nèi)空氣中顆粒物(PM)測試方法》

編制說明

一、項目概況

顆粒物(PM),是指氣溶膠體系中均勻分散的各種固體或液體微粒。

車輛在行駛及停放時,車內(nèi)環(huán)境受到汽車尾氣、道路揚塵、工業(yè)排放

的顆粒物威脅。以汽車尾氣顆粒物為例,研究表明,不同類型的機動

車,排放的顆粒物成分存在明顯差異,顆粒物在大氣中擴散、反應(yīng),

可能附著其它重金屬元素和有害的有機物,進入人體后會嚴重危害人

體健康。

隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和消費升級,尤其是新冠肺炎疫情爆發(fā)

后,消費者對車內(nèi)環(huán)境健康的關(guān)注和需求日益嚴苛。國家主管部門、

汽車企業(yè)、科研機構(gòu)等也都投入了大量人力、物力進行研究,一些新

技術(shù)、新配置、新功能不斷在汽車上實現(xiàn)。但目前國內(nèi)外汽車行業(yè)關(guān)

于車內(nèi)顆粒物的相關(guān)研究,主要針對空調(diào)濾芯方面,整車級相關(guān)研究

較少。

(一)任務(wù)來源及標準組單位

中國汽車工業(yè)協(xié)會于2020年9月發(fā)布《車內(nèi)顆粒物(PM)過濾

測試方法》立項批復(fù)函,項目計劃號:2020-22,由中國汽車工程研

究院股份有限公司(下稱:中國汽研)負責(zé),廣汽乘用車有限公司、

上汽通用五菱汽車股份有限公司、安徽江淮汽車集團股份有限公司、

重慶長安汽車股份有限公司、上汽大眾汽車有限公司、中國第一汽車

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集團有限公司、上汽通用汽車有限公司、東風(fēng)汽車有限公司東風(fēng)日產(chǎn)

乘用車公司、特斯拉(上海)有限公司、浙江吉利汽車有限公司、北

京新能源汽車股份有限公司、長安福特汽車有限公司、襄陽達安汽車

檢測中心有限公司、科德寶·寶翎無紡布(蘇州)有限公司、安徽鳳凰

濾清器股份有限公司、東莞市艾爾佳過濾器制造有限公司、河北億利

科技股份有限公司、北京多普勒環(huán)??萍加邢薰镜?8家單位參與

編寫。

(二)標準編制的必要性和意義

汽車空間狹小和使用率較高,汽車產(chǎn)品對顆粒物的阻隔防護及凈

化能力要求相對較高。但是,目前汽車行業(yè)僅對空調(diào)濾芯顆粒物過濾

的相關(guān)檢測及性能標準要求,對于整車級顆粒物防護與過濾暫無較為

完整、科學(xué)的測試方法。制定《車內(nèi)顆粒物(PM)過濾測試方法》團

體標準,目的在于形成統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范、試驗程序、評價規(guī)則,擴大

空調(diào)濾清器在整車級的性能考核機制,滿足駕乘人員對用車空氣質(zhì)量

不斷提高的迫切需求,有效保護車內(nèi)人員的身體健康和安全。促進整

車性能、控調(diào)系統(tǒng)技術(shù)、空調(diào)濾清器質(zhì)量、新技術(shù)的應(yīng)用提升和發(fā)展。

二、編制過程

(一)調(diào)研論證

2020年9月,中國汽研走訪了中國家電研究院、中科院大氣物

理研究所、美的空調(diào)等,對家電行業(yè)空氣凈化器試驗硬件要求、試驗

流程等進行了調(diào)研交流,為制定整車顆粒物測試標準有一定的借鑒價

值。同時,也研究了汽車行業(yè)在空調(diào)濾芯方面的相關(guān)標準,如GB∕

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T32085.1-2015《汽車空調(diào)濾清器第1部分:粉塵過濾測試》、QC∕

T998-2015《汽車空調(diào)濾清器技術(shù)條件》等標準,測試項目包含濾芯

過濾面積、過濾效率、儲灰量等性能指標。國外汽車行業(yè)關(guān)于顆粒物

的相關(guān)研究,同樣主要集中在空調(diào)濾芯方面,相關(guān)測試標準主要有

ISO/TS11155-1-2001、EN779:2012、EN1822-1:2009等。ISO

11155-1-2001主要測試指標為壓力降、過濾效率、儲灰量等,EN系

列標準主要規(guī)定了空調(diào)濾清器初阻力、初始過濾效率、儲灰量等指標。

在整車顆粒物防護方面,中國質(zhì)量認證中心(CQC)于2014年,

發(fā)布了CQC9206-2014《乘用車內(nèi)空氣中PM2.5檢測評價方法》標準。

規(guī)定了相關(guān)試驗方法與結(jié)果評價計算方法,其制定的初衷是考察車輛

在靜止狀態(tài)下的密閉性,即對外界顆粒物的阻隔防護性能是否良好。

(二)標準文本的編寫情況

2020年9月—11月,標準組完成相關(guān)行業(yè)參考標準及硬件能力

調(diào)研,并完成環(huán)境、衛(wèi)生、家電、計量等領(lǐng)域標準資料收集。

2020年11月—2021年1月,完成標準組組建及標準草案討論。

2021年1月—2021年3月,形成標準征求意見稿。

2021年4月-5月,公開征求意見。

三、主要技術(shù)內(nèi)容

(一)測試指標的確定

根據(jù)相關(guān)研究文獻及汽車使用場景、車內(nèi)環(huán)境特性等,車內(nèi)顆粒

物主要來自外部環(huán)境以及車內(nèi)人為產(chǎn)生的顆粒物,如抽煙、衣物灰塵

等?;诖?,確定了“整車顆粒物阻隔(Z)”、“車內(nèi)顆粒物凈化能力

第3頁共10頁

(E)”兩個測試指標?!罢囶w粒物阻隔(Z)”主要通過強化模擬車

輛在高顆粒物污染環(huán)境下停車時,考察車輛在靜止狀態(tài)下對外界顆粒

3

物的阻隔與防護能力,用車內(nèi)PM2.5濃度的增量Z(單位:μg/m)表

示?!败噧?nèi)顆粒物凈化能力(E)”主要通過強化模擬車內(nèi)受到高顆粒

物污染時,考察車輛空調(diào)內(nèi)循環(huán)及相關(guān)空氣凈化裝置,對車內(nèi)顆粒物

(PM)濃度的降低效果,用凈化時間t(單位為分鐘,用min表示)

3

和對應(yīng)的PM2.5凈化終止?jié)舛菴t1(單位:μg/m)表征。

圖1:車內(nèi)顆粒物來源

(二)測試工況的確定

試驗過程分為三個階段,首先進行樣車預(yù)處理,開啟試驗艙顆粒

物凈化功能,使車內(nèi)及試驗艙內(nèi)PM2.5濃度達到GB3095-2012要求的

35μg/m3及以下。整車顆粒物阻隔(Z)測試階段,關(guān)閉車門車窗,

在艙內(nèi)制造規(guī)定濃度的PM2.5污染環(huán)境,測試車內(nèi)30min內(nèi)PM2.5濃度

的變化。車內(nèi)顆粒物凈化能力(E)測試階段,主要考察開啟空調(diào)內(nèi)

循環(huán)及空氣凈化裝置后,對車內(nèi)PM2.5的凈化效果,測試記錄凈化時間

t和終止車內(nèi)PM2.5濃度Ct1。

(1)車輛預(yù)處理。通過試驗環(huán)境艙為測試過程提供穩(wěn)定的環(huán)境

條件,使車內(nèi)、環(huán)境艙內(nèi)達到設(shè)定的溫濕度以及較低的PM2.5濃度,檢

查車輛空調(diào)內(nèi)外循環(huán)設(shè)置,安裝檢測儀,為后續(xù)試驗提供相關(guān)統(tǒng)一的

條件。

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(2)車輛空調(diào)設(shè)置。手動切換為內(nèi)循環(huán)后,若樣車有內(nèi)外循環(huán)

自動切換功能,需將該功能關(guān)閉。

(3)車內(nèi)外PM2.5濃度檢測點設(shè)置。車內(nèi)采樣點設(shè)置在前排座椅

中點高度與駕駛員呼吸點平齊的位置。車外采樣點設(shè)置在環(huán)境艙煙霧

入口側(cè)、距離車身外表面0.5m內(nèi),與車內(nèi)光散射粉塵儀等高同線位

置。

(4)車輛主、副駕駛座椅配重。因部分車輛空調(diào)運行邏輯的設(shè)

置,當(dāng)車輛主、副駕駛座椅未探測到重力感應(yīng)時,其空調(diào)會自動停止

運行,因此需在車輛主、副駕駛位放置金屬配重塊,配重質(zhì)量不小于

40kg,配重塊底座尺寸可選用400mm(長)×400mm(寬)。

(5)車輛門窗狀態(tài)。打開車輛的全部車門(包括后備箱蓋)、車

窗(包括天窗)處于完全開啟狀態(tài),調(diào)整前排座椅頭枕至最低位置。

(6)整車顆粒物阻隔(Z)測試。模擬車外PM濃度較高的情況,

觀察車內(nèi)PM2.5濃度的變化,考核車輛對外界顆粒物的阻隔能力。

(7)監(jiān)測艙內(nèi)PM2.5濃度的控制。當(dāng)開始向環(huán)境艙內(nèi)發(fā)煙時,隨

著煙霧的輸入,艙內(nèi)PM2.5濃度會持續(xù)升高,但因艙內(nèi)攪拌均勻有一定

3

的延遲性,當(dāng)監(jiān)測艙內(nèi)PM2.5濃度值達到(2000±400)μg/m時,停

止煙霧輸入,試驗進行10分鐘后,進一步縮小艙內(nèi)PM2.5濃度的控制

范圍,確保其滿足(200±300)μg/m3的要求,試驗過程可適當(dāng)補充

放煙霧。

(8)車內(nèi)顆粒物濾清能力(E)測試。是模擬車內(nèi)顆粒物濃度較

高時,開啟空調(diào)內(nèi)循環(huán)及相關(guān)空氣凈化裝置,觀察車內(nèi)PM2.5濃度的變

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化,考核車輛濾除車內(nèi)特定顆粒污染物的能力。

四、試驗驗證情況說明

(一)技術(shù)指標的確定

整車顆粒物阻隔(Z)測試方面,中國質(zhì)量認證中心(CQC)于

2014年,發(fā)布了CQC9206-2014《乘用車內(nèi)空氣中PM2.5檢測評價方法》

標準,考察車輛在靜止狀態(tài)下的密閉性。本規(guī)程“整車顆粒物阻隔”

指標的測試方法及思路借鑒了該標準,同時做了一定調(diào)整,如下表。

序號CQC標準PM測試規(guī)程不同點說明

5.2.2啟動環(huán)境艙溫濕度控制

及高效顆粒物過濾系統(tǒng),啟動

攪拌風(fēng)機和循環(huán)分機,開啟受

4.2c)將受檢車輛可以打

檢車輛車門(包括后備箱蓋)、本規(guī)程試驗在PM專用

開的窗、門(包括后備箱

1車窗,車輛靜置不少于0.5h。環(huán)境艙中進行,增加了

蓋)完全打開,靜止放置

環(huán)境艙的環(huán)境溫度需滿足(25環(huán)境條件的相關(guān)要求。

時間不少于0.5h

±5)℃,相對濕度滿足50%±

10%RH,且環(huán)境艙與車內(nèi)PM濃

3

度背景滿足PM2.5≤35μg/m。

本規(guī)程密閉初始濃度

5.2.3關(guān)閉環(huán)境倉溫濕度控制

C采樣時間為10min,

4.2f)PM2.5檢測儀自動及高效顆粒物過濾系統(tǒng),攪拌0

根據(jù)PM環(huán)境艙的過濾

采集車內(nèi)空氣中的PM,風(fēng)機和循環(huán)風(fēng)機保持開啟,關(guān)

2.5效果,經(jīng)過5.2.2預(yù)處

2記錄1h的PM平均值,記閉車門車窗,記錄此時車內(nèi)

2.5理后,車內(nèi)PM濃度能

錄測試是的溫度、濕度、PM的10min的平均濃度為整2.5

2.5達到很低的水平(0-3)

風(fēng)速。車顆粒物阻隔測試的初始濃

μg/m3,故而縮短了采

度,記為C

0樣時間。

4.2i)確保車輛周圍

0.5m處的煙霧中PM的1h5.3.5環(huán)境艙攪拌風(fēng)機持續(xù)攪

2.5增大了污染物濃度的

平均值濃度為(500-1000)拌10min,艙內(nèi)PM背景濃度

2.5同時,縮小了濃度波動

μg/m3。穩(wěn)定后需滿足:2000μg/m3±

3范圍,且較高濃度易于

4.2k)同時開啟車內(nèi)的15%。取車內(nèi)連續(xù)測量30min

模擬操作和穩(wěn)定,縮短

PM2.5檢測儀,第二次采集的PM濃度均值為終止值,記

2.5了采樣時間。

車內(nèi)空氣中的PM2.5,記錄為C1。

1h的PM2.5平均值。

(二)試驗數(shù)據(jù)分析

第6頁共10頁

(1)車輛預(yù)處理后密閉10min與密閉1h后車內(nèi)PM2.5

濃度對比情況

根據(jù)試驗驗證數(shù)據(jù),車輛預(yù)處理30min后,因整車PM

3

環(huán)境倉的過濾作用,車內(nèi)及車外PM2.5濃度接近Oμg/m,在

此條件下,車輛密閉后車內(nèi)PM2.5濃度測試10min與測試1h

的結(jié)果基本一致。

表1:車輛預(yù)處理后密閉10min與密閉1h后車內(nèi)PM2.5濃度對比

車輛代預(yù)處理結(jié)束時車內(nèi)密閉10min后車內(nèi)PM2.5密閉1h后車內(nèi)PM2.5

號PM2.5濃度濃度濃度

1000

2000

3000

4210

5000

6000

7100

8000

9311

10000

3

(2)在車外PM2.5濃度為(2000±15%)μg/m條件下密閉30min

3

與車外PM2.5濃度為(500-1000)μg/m條件下密閉1h,車內(nèi)PM2.5濃

度變化的對比

1)環(huán)境艙PM2.5濃度控制操作性方面:通過環(huán)境艙操作驗證,在

空艙時,點煙一根標準香煙,燃燒完成后,艙內(nèi)PM2.5濃度為(1300

—1500)μg/m3,放置一臺試驗樣車時,一根標準香煙燃燒完成后,

3

艙內(nèi)PM2.5濃度為(1700—1900)μg/m,為提高背景PM2.5濃度控制的

可操作性,經(jīng)過相關(guān)對比試驗,將環(huán)境艙PM2.5背景濃度條件設(shè)置為

第7頁共10頁

(2000±20%)μg/m3。

2)密閉時間對結(jié)果的影響:在兩種試驗條件下,車內(nèi)PM2.5濃度

增量接近。

表2:密閉30min與密閉1h車內(nèi)PM2.5濃度增加量對比

車輛密閉1h車內(nèi)PM2.5濃度增加值密閉30min車內(nèi)PM2.5濃度增加值差值

1341

2000

3451

4550

515123

6202

7101

8002

9312

10000

(3)“車內(nèi)顆粒物凈化能力(E)”測試方法為自制方法,借鑒

GB/T18801-2015《空氣凈化器》對家用“空氣凈化器”顆粒物凈化

能力的要求,采用該標準規(guī)定的標準香煙,模擬車內(nèi)有顆粒物污染后,

啟動車輛空調(diào)內(nèi)循環(huán)及相關(guān)凈化裝置,對顆粒物的去除時間及規(guī)定時

間要求內(nèi)達到的最終凈化濃度。

五、主要技術(shù)內(nèi)容的確定及依據(jù)

1.顆粒物污染源的選擇,采用GB/T18801-2015規(guī)定的香煙煙霧

(例如:紅塔山牌經(jīng)典150),焦油量為8mg。

2.測試車內(nèi)顆粒物粒徑的選擇。按幾何尺寸粒徑計算,香煙煙霧

幾何粒徑在0.3μm及以下的,占總煙霧粒徑分布的近80%。且顆粒

物粒徑越小,對人體健康危害越大,對空調(diào)濾芯等精華過濾裝置要求

越高,因此,測試針對PM2.5進行。

第8頁共10頁

3.車輛靜置不少于30min,環(huán)境艙的環(huán)境溫度需滿足(25±2)℃,

相對濕度滿足50%RH±10%RH,且環(huán)境艙與車內(nèi)PM濃度背景滿足PM2.5

≤35μg/m3。

車輛靜置時間的確定,與CQC標準一致,且根據(jù)在整車PM環(huán)境

艙中的驗證,開啟環(huán)境艙溫濕度控制系統(tǒng)及PM凈化系統(tǒng)30分鐘后,

3

環(huán)境艙及車內(nèi)PM2.5濃度會達到0—5μg/m。能夠滿足“且環(huán)境艙與

33

車內(nèi)PM濃度背景滿足PM2.5≤35μg/m”的要求,35μg/m是我國空

氣質(zhì)量標準規(guī)定的年平均優(yōu)級空氣質(zhì)量標準的限值。

車輛預(yù)處理環(huán)境艙溫濕度要求:(25±2)℃,相對濕度滿足

50%±10%RH,參考HJ/T400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機化合物和醛酮類

物質(zhì)采樣測定方法》,及GB/T18801-2015《空氣凈化器》標準要求,

與其保持一致。

3

4.環(huán)境艙PM2.5背景濃度:(2000±20%)μg/m。通過環(huán)境艙操作

驗證,在空艙時,點煙一根標準香煙,燃燒完成后,艙內(nèi)PM2.5濃度為

(1300—1500)μg/m3,放置一臺試驗樣車時,一根標準香煙燃燒完

3

成后,艙內(nèi)PM2.5濃度為(1700—1900)μg/m,為提高背景PM2.5濃度

控制的可操作性,經(jīng)過相關(guān)對比試驗,將環(huán)境艙PM2.5背景濃度條件設(shè)

第9頁共10頁

置為(2000±20%)μg/m3。

5.車內(nèi)顆粒物凈化時間t應(yīng)小于等于15min,根據(jù)不同廠家的

空調(diào)模式設(shè)置,在內(nèi)循環(huán)開啟15min或20min后,將自動切換為外

循環(huán)。如上汽通用某車型該時間設(shè)置為15min,特斯拉某車型該時

間設(shè)置為20min,故選擇較短的15min為測試終止時間。

六、與現(xiàn)行法律法規(guī)和政策標準的協(xié)調(diào)性

本標準符合國家現(xiàn)有有關(guān)環(huán)保、排放的標準法規(guī)政策,與現(xiàn)行法

律法規(guī)和政策標準沒有沖突。

七、貫徹標準的要求和措施建議

本標準為推薦性團體標準,建議標準發(fā)布后組織實施。

八、其他需要說明的事項

無。

《車內(nèi)顆粒物(PM)測試規(guī)程》標準起草工作組

2021年4月

第10頁共10頁

《車內(nèi)空氣中顆粒物(PM)測試方法》

編制說明

一、項目概況

顆粒物(PM),是指氣溶膠體系中均勻分散的各種固體或液體微粒。

車輛在行駛及停放時,車內(nèi)環(huán)境受到汽車尾氣、道路揚塵、工業(yè)排放

的顆粒物威脅。以汽車尾氣顆粒物為例,研究表明,不同類型的機動

車,排放的顆粒物成分存在明顯差異,顆粒物在大氣中擴散、反應(yīng),

可能附著其它重金屬元素和有害的有機物,進入人體后會嚴重危害人

體健康。

隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和消費升級,尤其是新冠肺炎疫情爆發(fā)

后,消費者對車內(nèi)環(huán)境健康的關(guān)注和需求日益嚴苛。國家主管部門、

汽車企業(yè)、科研機構(gòu)等也都投入了大量人力、物力進行研究,一些新

技術(shù)、新配置、新功能不斷在汽車上實現(xiàn)。但目前國內(nèi)外汽車行業(yè)關(guān)

于車內(nèi)顆粒物的相關(guān)研究,主要針對空調(diào)濾芯方面,整車級相關(guān)研究

較少。

(一)任務(wù)來源及標準組單位

中國汽車工業(yè)協(xié)會于2020年9月發(fā)布《車內(nèi)顆粒物(PM)過濾

測試方法》立項批復(fù)函,項目計劃號:2020-22,由中國汽車工程研

究院股份有限公司(下稱:中國汽研)負責(zé),廣汽乘用車有限公司、

上汽通用五菱汽車股份有限公司、安徽江淮汽車集團股份有限公司、

重慶長安汽車股份有限公司、上汽大眾汽車有限公司、中國第一汽車

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集團有限公司、上汽通用汽車有限公司、東風(fēng)汽車有限公司東風(fēng)日產(chǎn)

乘用車公司、特斯拉(上海)有限公司、浙江吉利汽車有限公司、北

京新能源汽車股份有限公司、長安福特汽車有限公司、襄陽達安汽車

檢測中心有限公司、科德寶·寶翎無紡布(蘇州)有限公司、安徽鳳凰

濾清器股份有限公司、東莞市艾爾佳過濾器制造有限公司、河北億利

科技股份有限公司、北京多普勒環(huán)??萍加邢薰镜?8家單位參與

編寫。

(二)標準編制的必要性和意義

汽車空間狹小和使用率較高

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