1 车内污染物分析
车内空气污染物主要是从车内塑料件、粘结剂、座椅面料、顶毡、地毯、织物、保温材料、油漆涂料以及买车之后添置的各种装饰品中散发出来的，主要是甲醛、苯类和挥发性有机物等严重影响车内人员身体健康的气体污染物。此外，车外尾气排放中的CO、NOX、碳烟和空气中的灰尘、PM2.5等也会进入车内造成车内空气污染。以上各种空气污染物对车内人员呼吸道、皮肤、心血管、血液等都有损害，轻则使车内人员产生头晕恶心的感觉，重则会麻痹车内人员的神经甚至致癌。
1.1 甲醛
甲醛（HCHO），又名蚁醛，是一种小分子有机物，本身无色但有刺激性气味，在常温下具备高度的挥发性和反应活性，且含有较高毒性。甲醛已经被世界卫生组织（WHO）确定为致癌物质和致畸形物质，对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等方面。
1.2 苯类
车内苯类污染物主要有苯、甲苯、二甲苯、乙苯，主要来自车内的皮革制品、胶粘剂、填充材料、复合材料等。苯类污染物也具有挥发性，会对车内人员的中枢神经系统产生麻醉的作用。
1.3 TVOC
TVOC是指总挥发性有机化合物，主要成分是烃类、卤代烃、氧烃和氮烃等。它在常温下是无色但有特殊刺激性的气味，会对车内人员的皮肤和黏膜产生急性损害。
1.4 PM2.5
PM2.5是指直径≤2.5微米的细颗粒物，主要是从车外进入车内的。当车辆行驶在市区时，车内人员打开车窗或者打开空调并选择外循环时都有可能将车外空气中的PM2.5引入车内。如果车内人员吸入PM2.5，则会使PM2.5进入车内人员呼吸道或者肺泡中，直接影响车内人员的呼吸系统，甚至导致车内人员患癌。
2 现有车载空气净化器的特点
当前，车载空气净化器主要目的是治理车内有害气体，提升车内空气质量。主流净化技术主要有：滤网式吸附功能、静电集尘式、臭氧强效杀菌分解功能、负氧离子清新功能、光触媒分解原理。
2.1 滤网型车载空气净化器
滤网型车载空气净化器主要利用风机将空气抽入净化器内的粗颗粒滤网和细颗粒物滤网等颗粒物滤网，以及除甲醛滤网、除臭滤网、活性炭滤网等有机物滤网对车内细菌、灰尘、甲醛和苯等有害物质进行治理。
2.2 静电集尘型车载空气净化器
静电集尘型车载空气净化器是利用高压静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法对车内空气进行治理，车载空气净化市场中的“高效静电空气过滤网”使用携带永久静电的滤材可以阻隔如粉尘、毛屑、花粉、细菌等空气中大于0.1微米的颗粒污染物，并且其超低阻抗能够确保静电集尘型车载空气净化器节能效果。
2.3 臭氧车载空气净化器
臭氧车载空气净化器主要利用净化器产生的臭氧因子对车内空气进行灭菌消毒。臭氧是一种高效的灭菌解毒氧化剂，可分解各类污染物，快速杀灭各种病毒和细菌。但在使用此类型车载空气净化器时，要适当注意车内臭氧的浓度，因为臭氧如果浓度过高时会产生二次污染，对人体健康产生危害。
2.4 净离子群车载空气净化器
净离子群车载空气净化器是利用净化器高压放电产生正离子群和负离子群对空气中的霉菌、病毒进行分解，从而净化车内空气。净离子群车载空气净化器一般还有清除大颗粒的前置滤网、去除烟味的脱臭滤网、去除甲醛、苯和TVOC的甲醛滤网、去除如螨虫、花粉等过敏物质HEPA滤网等组合，而达到对车内空气综合治理的目的。
3 新型太阳能车载负离子空气净化器的设计
车内空气治理的主要污染物是甲醛、苯、二甲苯、TVOC、二手烟、细菌等有害污染物，因此要结合车内空气质量主要来源有针对性地设计车载空气净化器。针对现有技术中的缺陷或不足，本文设计的空气净化器的目的在于提供一种新型太阳能车载负离子空气净化器。为实现上述技术任务，本太阳能车载负离子空气净化器的设计采取如下技术解决方案。
一种新型太阳能车载负离子空气净化器的特征在于，包括安装在净化器上监测挥发性有机物、微生物污染物的有害气体监测集成传感器，一台具有采用HEPA、活性炭、活性碳纤维（ACF）、光触媒、UV-C和负离子的多种复合净化技术，可有效去除VOCs（挥发性有机化合物）、苯、二甲苯，能够杀菌和消除病毒的车载空气净化器，一块高性能太阳能电池板，安装在车载空气净化器上能显示所有空气质量参数的显示器、集成传感器分别与一个单片机相连接。所述有害气体监测集成传感器选择C6000型无线气体传感器。所述温湿度传感器选择AM2302湿敏电容数字温湿度复合传感器。所述空气净化器选择CS-1空气净化器。所述单片机采用MC9S12XS128单片机。在单片机内，将实测数据与空气质量的浓度极限值进行比较，进而判断车内中是否存在空气质量超标的潜在危险。若车内空气污染物浓度达到极限值，单片机则控制显示屏幕将指示灯显示为红色，并利用空气净化器对车内进行空气治理，同时利用负离子消灭细菌及空气中的尘埃从根本上净化空气。
本文设计的新型太阳能车载负离子空气净化器采用双电源模式第一种为汽车电源，利用汽车蓄电池的直流12V或24V为车载空气净化器供电，另一种为车载净化器顶部的太阳能板供电。本文设计的净化器MC9S12XS128单片机电源是直流电5V，所以本装置的电源模块，当使用汽车电源供电时则要经过稳压芯片LM7809、LM7805稳压，再经虑波后得到所需的DC 5V直流电，以满足系统各个器件的供电需求。本装置采用的是深圳沙漠绿洲生产的太阳能滴胶板，采用环氧树脂胶、单/多晶硅电池片、PCB等材料组成该太阳能板的工作电压为5V，电流500mA最大功率为1W，转换效率高达20%，弱光性好，输出稳定。当使用太阳能板供电时，则无须稳压滤波可直接给MC9S12XS128单片机供电。
图1 新型太阳能车载负离子空气净化器原理图
4 结语
本文设计了一种新型太阳能车载负离子空气净化器，采用太阳能电池板和车载供电双电源设计，利用安装在净化器上监测挥发性有机物、微生物污染物的有害气体监测集成传感器检测车内空气质量，利一台具有采用HEPA、活性炭、活性碳纤维（ACF）、光触媒、UV-C和负离子的多种复合净化技术，可有效去除VOCs（挥发性有机化合物）、苯、二甲苯，能够杀菌和消除病毒的车载空气净化器来净化车内空气，利用MC9S12XS128单片机进行数据的计算智能化的开启和关闭净化器，并利用净化器上的显示器实时的显示车内空气的质量状况。该装置简单实用，能够有效改善车内的空气质量，易于实现。
参考文献
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收稿日期：2018-06-19
作者简介：李亚鹏（1988-），男，宁夏人，东莞职业技术学院讲师，硕士，研究方向：汽车新能源。
基金项目：室内空气质量管理监测系统的设计与研发（项目编号：政201723）。
