为每辆车“体检”,在线控制车内VOC
在汽车变速器、安全气囊、轮胎等质量问题被频频投诉后,近年来,
车内异味的投诉数量以加速度成为令车企最为焦虑的难题。去年,国家有关部门发布了《乘用车内空
气质量评价指南》(征求意见稿),欲对汽车厂新生产下线的M1类车车内空
气质量(即苯、甲苯、二甲苯、 乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等八种物质),进行更为严格的把控。
目前,国内车企对下线新车的车内空
气质量检测基本采用离线的实验室分析方法,以抽检的方式进行检测。这套实验室方法准确度虽高,却不得不以“牺牲”其他特性为代价,比如操作过程复杂,检测时间过长,因抽检可能造成的“漏网之鱼”等等问题。
尤其在当下,各个汽车厂对生产效率有着比以往更高的要求,以及国家对车内空
气质量更为严苛的控制政策,仅凭实验室方法很难满足市场发展的新要求。
“
为什么不能对每辆下线新车的车内空气做一次严格的‘体检’?”这是帕莫瑞科技团队启动车内VOC在线快检技术研发项目的最初设想。
近期,帕莫瑞科技在彼牧车内环境论坛上发表演讲:《
应用于实验室研究领域以及生产线QA / QC的芳烃及醛类VOC实时在线VIAQ监测解决方案》,首次发布了离子分子反应质谱仪在车内空
气质量在线检测的重要实验数据。
一项技术研发的关键意义在于,是否能为客户创造必须的且重要的价值。那么,我们应该从哪些角度去评估芳烃及醛类VOC实时在线VIAQ监测解决方案是否具有价值?来自汽车业的专家们给出了这样的解释:
首先,
VOC快速检测技术所得数据必须与实验室数据有良好的关联性。精准的数据,无论从与国家标准方法所得检测数据相一致的角度,还是从为客户研发提供有参考价值的数据来看,都至关重要;
其次,
快速检测,直接检测,使检测过程自动化、智能化;
最后,
有助于汽车车内工艺的改进。通过监测气体组分的挥发趋势,探究气味的来源,更深入地了解原材料的特性。从而选择更安全环保的材质,进一步提升消费者的体验感。
奥地利一家研发全球高灵敏度在线质谱仪的研发机构,最早曾服务于德国宝马、大众等车企的发动机研发,此后又在欧美环境空气等众多领域得到广泛应用,该公司技术研发总监同时也担任总经理的Dr.Siegfried Praun (以下简称“Praun”)认为,
中国汽车厂在车内空气质量的控制方面,所投入的精力与研究,已经是世界领先水平。
您认为,中国车企在车内空气质量控制方面的研究成果如何?
Praun:中国车企在探究车内空
气质量控制的研究水平非常高,而且大家还极其关注车内气味的识别技术与评级方法,这要比欧美车企做的研究更加深入。
我认为,由于近几年中国车企及其工程师们
在数学计算能力、快速检测设备的研发与应用,以及其他研究手段等方面都取得了突破性的进展,才促使他们在车内空
气质量控制上取得显著的研究成果,此外,中国的工程师们十分关注车内气味到底来自哪里,以及如何快速辨识气味等级。
中国车企在车内空气质量的研究存在哪些困难?
Praun:第一,中国车企对车内空
气质量的研究非常深入,而欧美车企并没有将此作为投入的重点,这也就意味着,
中国汽车厂没有太多的经验可以借鉴,要完全靠自己去自主研究;
第二,
找到适合自己的研发设备,要非常清楚自己真正需要的技术;
第三,
汽车厂是否有耐心,是否有强烈的意愿和精力去做更深入的研究,是否愿意去将车内空
气质量控制,以及气味溯源等问题研究透彻。
离子分子反应质谱,主要满足哪些市场需求?Praun:主要针对在线、快速检测,以及对数据的准确度有严格要求的客户。目前,离子分子反应质谱在欧美市场主要用于环境空气的在线监测、香水气味识别、烟草气味识别、发动机的研发以及氢燃料的开发等等。
Airsense离子分子反应质谱仪
在车内VOC在线快速检测的应用,是帕莫瑞科技首创,非常惊喜。
是否可以简单介绍一下,离子分子反应质谱的技术原理?Praun:离子分子反应质谱仪是一种软电离的技术。通过汞、氙、氪三种离散能级的离子与样品气体分子发生反应,使其丢失一个电子,
这种技术不会造成分子碎片化。
常规的质谱仪由于是用70eV电子电离,从而会产生分子碎片,形成质谱图,然后再进行检测。但这会产生一些问题,比如某一些分子的峰会重叠,像苯和甲苯的峰就会在某一个质量数上重叠,这样从质谱图上就没有办法区分。
因此,常规质谱仪需要一个GC的前处理过程,把不同气体组分进行分离,再进行检测,也就是对离子碎片进行检测,这就使检测速度变得非常慢。
而离子分子反应质谱仪,选用更高能级的离子作为离子源,比如氪,
把同分异构体的气体组分打成碎片,它们各自的碎片会不一样,这也就可以根据不同碎片进行区分,起到了分离的作用。
此外,该技术采用分子母离子,因为没有离子碎片化,所以检测速度会更快,这也是离子分子反应质谱仪可以用作在线快速检测的先决条件。
离子分子反应质谱仪可以实现毫秒级响应速度,这对车企的价值是什么?
Praun:
毫秒,意味着你会获得大量的数据。而数据越多,也就意味着越接近实际测量值,减小了测量的误差。
不同气体组分的散发速率不同,浓度不同,那么对车内气味的影响就会不同。数据点越多,散发趋势就会体现得越完整,这是绝对优势,帮助工程师从中找到关联性,促进研发。
以车内香水的挥发为例,由于其挥发速率很快,毫秒级的质谱仪,能更准确地还原散发过程,让工程师得到更加真实的数据。
在欧洲市场,汽车车内环境检测的通用技术是什么?Praun:事实上,欧洲汽车厂对原材料供应商管控非常严格,要求零部件供应商提供检测报告,比如不同原材料大概的挥发范围,根据这个报告,车企再评估一下,把零部件整合起来后,车内排放大概是在什么水平。所以,欧洲车企并没有用中国的方法去控制车内空
气质量。
因为欧洲市场零部件本身生产质量较高,因此基本没有收到关于气味大的投诉,也没有涉及车内挥发性组分超标等问题。另外,在汽车技术性能方面,欧美客户更关注功能性的需求,中国客户则更关注体验性的需求。