汽车空气净化器工作原理及发展趋势

陈 莹，李志远，丁凡一，王乾浩，孙文轩

(东北林业大学交通学院，黑龙江 哈尔滨 150040)



综 述

汽车空气净化器工作原理及发展趋势

陈 莹，李志远，丁凡一，王乾浩，孙文轩

(东北林业大学交通学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

分析了几款有代表性的汽车空气净化器的工作原理及特征，展望了汽车空气净化器的发展趋势。

汽车；空气净化器；工作原理；发展趋势

1 汽车空气净化器国内外发展现状

1.1 国外发展现状

在国外，汽车空气净化器在紫外线杀菌和空气过滤方面已经发展得非常成熟，而等离子技术在车内净化领域还处于起步阶段但发展迅速。国外的汽车空气净化器具有较强的空气净化、除菌除尘能力，但价格比较昂贵。

1.2 国内发展现状

我国对汽车空气净化器的研究起步较晚，2004年中国科协开始重视国内汽车车内环境污染问题，并对国内汽车车内空气质量首次进行调查研究。2013年9月，沃讯公司研发的V9型车载空气净化器问世，标志着国内汽车空气净化器技术已达到国际先进水平[1]。沃讯V9车载空气净化器如图1所示。

图1 沃讯V9车载空气净化器

2 汽车空气净化器的技术种类、特征及工作原理

目前汽车市场上销售的汽车空气净化器主要采用以下六种净化技术：

(1)常温甲醛催化氧化技术(UFCO)：该技术主要通过分子裂变重组催化剂和铂金模块的共同作用来实现对甲醛的分解。铂金能对甲醛起催化氧化作用，而分子裂变重组催化剂能加速铂金模块对甲醛的分解，瞬间产生二氧化碳和水，从而达到空气净化的效果。其优点为常温催化，不产生二次污染，净化迅速、彻底，模块可以永久使用。

(2)静电除尘技术：高压静电场中的气体发生电离，使带电尘粒趋向阳极表面而沉积，最终实现空气净化。静电除尘技术净化效率高、净化范围广、结构简单、耗能低、可实现微机控制和远距离操作。

(3)滤网吸附技术：经特殊工艺处理、形成网状结构的塑料和玻璃纤维通过一系列物理作用，将颗粒物截留在滤网表面或吸附于内部，实现空气净化。滤网有三种类型：①HEPA滤网：有效安全，但只能滤除悬浮颗粒，无法滤除有害气体；②初效滤网：具有阻力小、寿命长、可冲洗、经济耐用等特点；③活性炭滤网：分为化学吸附和物理吸附两种形式，前者主要针对小分子气态污染物(如甲醛、硫化氢、氮氧化物等)，后者主要针对大分子有机气体(如苯等)。

(4)臭氧杀菌分解技术：臭氧属于强氧化剂，其对细菌的分解作用明显优于其他传统灭菌技术。臭氧灭菌的机理大致分为灭活死亡、溶解死亡和损伤死亡三种。该技术具有高效、便捷、经济等优点。但需要注意的是，这类汽车空气净化器应在停车后无人条件下使用，并且在进车前通风排除车内气体，以免对车内人员造成伤害。

(5)负离子技术：负离子技术通过使空气中的颗粒物带电，集结形成较大颗粒而沉降。负离子在电离过程中会产生少量的臭氧，可迅速杀死各种细菌、病毒、微生物。其特点是净化全面、彻底；通过外接电源独立供电；少量的负离子对人体健康有益，但其浓度过高时会导致眩晕、心慌、恶心等不良反应。负离子空气净化反应原理如图2所示。

图2 负离子空气净化反应原理

(6)光触媒技术：纳米光触媒在光照射下产生的氢氧自由基可对空气中的有毒有害物质进行降解并杀灭多种微生物，从而净化空气。此技术作用持久、安全无毒、不产生二次污染、对细菌等有很强的杀灭能力。光触媒氧化分解原理如图3所示。

图3 光触媒氧化分解原理

3 汽车空气净化器发展趋势

我国对汽车空气净化器的研究起步较晚，许多空气净化技术还不成熟，特别是近年来我国大气污染严重，空气污染物成分复杂，国内现有的净化技术已不能满足车内空气净化的需求，迫切需要借鉴国外的先进技术，并结合我国大气污染的具体情况，研发出高效率、低能耗、低噪声以及符合我国空气净化标准的汽车空气净化器。

随着汽车智能化的发展，汽车空气净化器作为一种必备品也将逐渐趋于智能化，图4所示为智能空气净化器系统应用场景图。根据此图构想，未来国内汽车空气净化的发展趋势是以智能移动设备作为客户端，通过无线传输技术实现对汽车空气净化器启闭的远程控制，并可实时监测车内的空气质量、调整汽车空气净化器的运行状况[2]。

图4 智能空气净化器系统应用场景图

4 结束语

我国对汽车空气净化器的研发仍处于起步阶段，空气净化技术尚未成熟。需要借鉴国外的先进技术并结合我国车内空气环境现状，研发出符合我国国情的汽车空气净化器，空气净化器将朝着能效高、洁净空气量大、智能化的方向发展。

[1] 蒋梦鸽.智能汽车空调空气净化系统开发与实现[D].合肥：合肥工业大学，2016.

[2] 倪沈阳，白莉，李双，等.浅谈我国空气净化器的发展趋势[J].长春工程学院学报：自然科学版，2016，17(4)：44-47.

(责任编辑 王琦)

Working Principles and Development Trend of Auto Air Purifiers

CHEN Ying，LI Zhi-yuan，DING Fan-yi，WANG Qian-hao，SUN Wen-xuan

(College of Transportation，Northeast Forestry University，Harbin Heilongjiang 150040，China)

The working principles and characteristics of several representative auto air purifiers are analyzed，and the development trend of auto air purifiers is prospected.

automobile；air purifier；working principle；development trend

2017-03-25

陈 莹(1995-)，女(蒙古族)，辽宁阜新人，东北林业大学本科在读，研究方向为车辆工程，E-mail：cy897503939@sina.com。