进入21世纪以来，随着科学技术的日益发展，人们生活水平的不断提高，人们的出行越来越多的依赖汽车，我国的汽车保有量持续增长，汽车逐步成为我们生活的“第二空间”。此外，车内空间相对于户外和室内较为狭小而封闭，车内零部件和材料所散发的VOC（挥发性有机化合物）能够对人体造成诸如病变、癌变、胎儿畸形等不同种类和程度上的危害，因此车内空气质量就如同家居室内的空气质量一样得到人们的广泛关注，成为汽车综合评判的重要条件。

对于整车的空气质量，国家以及国际上都有相应的标准。我国国家环保部和国家质量监督检测检疫总局发表了HJ/T400和GB/T 27630，为整车VOC的测试和管控提供了依据；国际上，ISO即国际标准化组织发布的ISO 12219-1也对整车空气质量的测试即采集做出了标准化规定。

相较于整车层面上有着诸如国标一类广泛适用的标准，零部件的VOC检测则是使用各大主机厂为了最终满足整车标准而制定的企业标准，主要有袋式法和一立方舱法。袋式法主要根据企标，依据不同零部件大小选择不同规格的PVF袋（一般为10-2000L），将零部件放入袋子中，充入一定量的气体进行加热后采样测试；一立方舱则是使用体积约为1 m³的舱体，对零部件进行加热散发后采样分析；传统的袋式法和一立方舱在单纯的以零部件VOC分析为目的的测试方面，已经可以完全满足要求。然而在实际中，主机厂在研究零部件对于整车VOC和气味的贡献度以及开展整车气味VOC溯源项目时，需要将零部件测试结果和整车进行匹配，这就需要综合考虑零部件散发条件是否与整车一致，包括零部件的散发空间大小、温度、时间等是否与整车测试一致，零部件的摆放位置是否完全模拟其在整车中的实际情况，零部件测试用量是否为整车份等。显然，袋式法和一立方舱法均无法满足上述要求，因此开发新的零部件测试方法具有重要意义。

三立方舱简介

针对上述要求，SGS做了大量研究，首先考虑的是用白车身代替传统的袋子和一立方舱，从而满足零部件散发空间体积向整车靠拢的要求。然而白车身存在一个致命的问题：内饰件拆除后，点焊、胶黏剂等暴露，自身VOC散发不能满足要求。因此，用白车身作为零部件测试的载体显然是不可行的。因此，三立方舱的设计研发提上了日程。图1是三立方舱的展示图，其主要特点为：（1）.内部空间参考B级车内体积，约3.4 m³，基本可以代表所有A类常规乘用车；（2）. 舱体材料为镜面不锈钢，对VOC吸附作用较弱，VOC空白值较低；（3）. 舱体两侧模拟整车设有四个舱门，每个舱门均设置有5个采样口，可进行VOC采样和气味嗅辨；（4）.可以精确控制温度和湿度，并且可以对舱内温湿度进行实时监控；（5）.舱内设置换气装置，可进行内外气体交换；（6）. 可满足VOC和气味背景要求；（7）.紧邻SGS整车舱，可依托整车舱，实现整车测试到零部件拆解测试的无缝衔接。

图1：三立方舱

三立方舱的优势
3.1. 内部空间与整车接近
我们知道，一立方舱的舱内体积约为1 m³，袋子的体积一般也不会超过2 m³，这就导致零部件是在完全不同于整车空间的密闭环境下散发的，得到的结果也不能完全代表零部件的真实散发水平，更不能与整车散发结果匹配。其次，针对袋式法，主机厂对袋子的规格有各自的规定，使得每一个零部件相互之间的散发空间也不相同。第三，某些较大的零部件总成，比如顶棚总成，长度较长，无法直接放置进入一立方舱体和袋子中，之前的解决方式是在征得主机厂方面的同意之后，对样品零件总成进行必要的折叠以足够放进舱内。然而在此情况下，样品暴露面的形状等发生了变化，导致样品的散发与其在整车测试时散发存在差异。第四，门板、座椅等零部件，为非单一零部件，不能全部置于袋子和一立方舱中测试。而对于三立方舱，首先内部空间较大，因此车内的绝大部分零部件总成可以在不经过任何处理的情况下放置入三立方舱中，进行加热散发，测试的参考价值也得到相应的提高；另外，所有零部件的散发空间与其在整车测试时的散发空间接近，得到的结果能够更好的与整车匹配。

3.2. 零部件散发条件向整车靠拢
对于车内空气质量的测试和限制要求，无论是国际上还是国内都是针对整车方面的标准，各大主机厂的标准也都是为了最终满足整车标准而制定的。我国国家环保部和国家质量监督检测检疫总局发表的HJ/T400《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测试方法》对于整车VOC的采样做出了标准化要求，车辆需要在进入整车采样舱中后，在25℃、50%相对湿度的环境条件下，开门静置6小时，再关门静置16小时，进行车内气体采样。对于德国大众的PV 3938标准，整车的采样需要在封闭条件下使用辐照灯照射车辆的表面使其升温至65℃进行采样。对于国际标准ISO 12219-1，其包含了三个阶段的采样，第一个阶段是常温静态阶段，第二个阶段是使用红外顶灯模拟阳光直射的高温静态阶段，第三个阶段则是高温条件下，开启车内空调使车内温度控制在23℃，然后再进行车内空气采样。

从上述介绍中可以得出，整车VOC测试不仅需要对车辆所处环境的温度湿度进行控制，还需要对诸如开关门（换气）、红外灯照射、开启空调等工况进行针对不同标准不同阶段的调整。袋式法的测试仅能控制所在测试舱中的温度与湿度，对于上述所提到的开关门、红外灯照射等工况无能为力；一立方舱虽然可以进行气流交换，但是仍然无法满足红外照射、辐照等工况，导致零部件测试结果不能完全反应其在整车环境中的挥发情况，也无法与整车数据进行匹配。
三立方舱则解决了上述问题。首先，由于舱体两侧模拟整车设有四个舱门，可完全模拟整车采样时的准备阶段的工作；其次，可以使用相同功率的辐照灯，从舱的外部对舱内进行辐照，模拟PV 3938的辐照流程；第三，可在舱内顶端搭建红外灯工装，模拟ISO 12219-1中红外加热过程。因此，相较于袋式法和一立方舱，三立方舱与整车标准中的散发条件更为接近。

3.3.零部件的摆放位置可完全模拟整车
袋式法和一立方舱在零部件测试时，基本是将零部件放置于袋子和一立方舱的中间位置，挥发出的有机物大多分布在样品的附近空间，即便是在采样之前实验员对样袋进行拍打试图将袋内气体混匀的情况下，也还是一定程度上存在气体分布不均的情况。其次，不同分子量的物质存在密度上的差异，也会影响其在袋子中的分布。此外，在空气动力学方面，由于零部件的摆放位置和实际整车中的不同，零部件本身对于气体的位阻也不相同。
由于三立方舱内部体积与整车接近，因此，待测零部件都可以完全按照其在整车内的实际位置进行布置，采样管的进气口可模拟整车采样，布置在“前排头枕的中心点”处，与整车测试保持一致。

3.4. 利于研究零部件对整车VOC和气味的贡献度
目前，零部件的气味评价，国标和各主机厂企标都未对其进行统一的规定，无论是袋式法还是一立方舱，基本上采用的是VOC采样和气味评价相结合的方式直接进行气味嗅辩。此类方法如果只是对零部件进行VOC测试和气味评价是可行的，若要研究零部件对整车VOC和气味的贡献度，则不具备参考性。原因在于：第一，不同零部件使用的袋子的体积不同（如方向盘和座椅）；第二，部分零部件的测试量不是整车用量（如门板、座椅）。
由于三立方舱在零部件测试时均采用整车份，且散发条件一致，因此可规避上述不利因素，得到的VOC和气味评价能够用于研究零部件对整车VOC和气味的贡献度。

3.5. 依托整车舱，实现整车测试到零部件拆解测试的无缝衔接
此前，主机厂在进行整车气味提升，筛查零部件时，一般先对整车进行VOC和气味测试，再将整车拆解成零部件或者在生产线上直接抽取零部件送到SGS进行测试。尽管零部件可以用铝箔进行包装，但是运输途中的污染和零部件之间的交叉污染仍然无可避免。此外，考虑到运输时间，整个项目的周期也相应延长。
目前，三立方舱建立在嘉定，紧邻SGS整车舱，主机厂可将车辆运往SGS整车舱进行VOC和气味测试，整车测试后可直接拆解成零部件进行三立方舱VOC和气味测试，既能够保证测试数据的准确性，也大大节约了时间成本，提高了效率。

三立方舱的应用范围
由于整车气味问题难以解决，主机厂在整车气味溯源方面有着很高的关注度。此前的溯源思路是先找到整车高危散发物质，零部件按照袋式法进行测试分析，再将数据与整车匹配。在实际操作中，由于散发条件的不一致性，部分数据与整车数据匹配性较差。由于三立方舱能够在散发体积、散发条件、零部件位置、零部件用量上完全模拟整车，因此在整车高危零部件的快速筛查和整车气味/VOC溯源项目上具有较好的应用前景。依托整车舱和三立方舱联动优势，首先通过整车舱进行整车VOC、气味和全谱散发测试，得到影响整车气味的高危散发物质；其次，利用三立方舱直接对拆解后的零部件进行VOC、气味和全谱散发测试；由于零部件来源于同一辆整车，散发条件也完全模拟整车测试，使得零部件的散发数据能够更好地与整车数据匹配，从而筛选出高危零部件。

结论
本文对于三立方舱在VOC测试以及气味评价上的应用进行简要的介绍，对比行业内广泛采用的零部件测试方法，对三立方舱的优势进行了分析，主要结论如下：