车规级 PM2.5 传感器在汽车空气质量检测中的应用

在现代社会，汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。随着人们对健康和生活品质的关注度不断提高，车内空气质量问题也日益受到重视。车规级 PM2.5 传感器作为检测车内空气质量的关键部件，正发挥着越来越重要的作用。

车内空气质量的重要性

车内空间相对封闭，人们在车内的时间较长，尤其是对于经常驾车出行的人而言，车内空气质量直接影响着他们的健康和舒适度。车内的污染物来源广泛，包括车外的尾气、灰尘、花粉等，以及车内装饰材料释放的甲醛、苯等挥发性有机化合物(VOCs)，还有人体呼出的二氧化碳等。如果这些污染物在车内积聚，浓度过高，会导致驾驶者头晕、乏力、注意力不集中，甚至引发呼吸道疾病、过敏反应等，严重影响驾驶安全和乘车体验。我国在 2012 年 3 月开始正式实施《乘用车内空气质量评价指南》，明确规定了车内空气中有关苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛 8 种常见的车内挥发性有机物浓度的限值，凸显了对车内空气质量管控的重视。

PM2.5 与车内空气质量的关系

PM2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。这些细微的颗粒物能够长时间悬浮在空气中，且可携带大量的有害物质，如重金属、微生物等。在车内环境中，PM2.5 同样是影响空气质量的重要因素。一方面，车外高浓度的 PM2.5 容易通过空调进气口、车窗缝隙等进入车内;另一方面，车内一些活动，如吸烟、车内材料的磨损等也可能产生 PM2.5。长期暴露在高浓度 PM2.5 的车内环境中，人体吸入后会对呼吸系统、心血管系统等造成损害。因此，准确监测车内 PM2.5 浓度，对于评估和改善车内空气质量至关重要。

车规级 PM2.5 传感器的工作原理

车规级 PM2.5 传感器多采用激光散射原理来检测空气中的粉尘颗粒。以常见的激光散射式 PM2.5 传感器为例，其内部主要由激光光源、光学透镜、光敏元件等组成。当空气样本通过传感器时，激光光源发射出的激光照射到空气中的颗粒物上，颗粒物会使激光发生散射。不同粒径的颗粒物散射光的强度和角度有所不同，光学透镜将散射光聚焦到光敏元件上，光敏元件根据接收到的散射光强度和分布情况，通过特定的算法计算出单位体积内不同粒径颗粒物的数量，进而换算出 PM2.5 的质量浓度。这种原理使得传感器能够实现对 PM2.5 的快速、准确检测，并且可以实时响应，连续采集数据。

车规级 PM2.5 传感器在汽车中的应用方式

与汽车空调系统集成

车规级 PM2.5 传感器可以嵌入到汽车空调内，与空调系统形成一个智能的空气调节系统。当传感器检测到车内 PM2.5 浓度升高时，会将信号传输给汽车的控制系统，控制系统根据预设的阈值，自动调整空调的运行模式。例如，当 PM2.5 浓度超标时，空调系统会自动加大换气量，切换到外循环模式，引入更多新鲜空气，或者启动空气净化功能，如开启车内的空气净化器滤芯对空气进行过滤，以降低车内 PM2.5 浓度，保持空气清新。像问界 M7 的智能清洁座舱系统，其中的 PM2.5 传感器就能实时检测车内 PM2.5 数值，一旦超标，系统迅速启动净化功能，在短时间内大幅降低 PM2.5 浓度。

独立显示与监测

一些车型会将车规级 PM2.5 传感器 TF - LP01 总成安装在仪表盘、中控台、扶手箱等位置，作为一个独立单元装载到整车内。它可以直接在车内显示屏上实时显示 PM2.5 的浓度数值，让驾驶者和乘客直观了解车内空气质量状况。驾驶者可以根据显示的数值，手动采取相应措施，如开启或关闭车窗、调整空调模式等。例如，在雾霾天气或者经过工厂、施工路段等车外 PM2.5 浓度较高的区域时，驾驶者能够及时知晓车内空气质量是否受到影响，从而做出合适的决策。

与智能新风系统协同工作

在部分配备智能新风系统的汽车中，车规级 PM2.5 传感器是其中重要的一环。以福特车型为例，当车主通过福特派 APP 远程启动车辆或按下遥控钥匙的解锁按钮时，车辆的解锁新风系统便会自动开启，将车外空气经过空调滤芯过滤后送入车内，同时将车内空气通过排风口送出，空气循环持续约 1 分钟，保证座舱环境健康干净。而车内 PM2.5 传感器则实时监测车内 PM2.5 浓度变化，与车外 AQS 空气质量传感器一起 “强强联合”，自动感应车内外空气质量，根据实时的车内 PM2.5 浓度，自动开启空调以及智能切换座舱空调内外循环系统，确保车内空气始终洁净。

车规级 PM2.5 传感器的优势

检测精度高

相比一些普通的空气质量检测设备，车规级 PM2.5 传感器经过严格的生产工艺和校准流程，具备较高的检测精度。例如，韩国 Samyoung 的 PM2.5 PM1.0 传感器 - GPSM 系列凝聚了三瀛 20 年知识与技术，性能一致性强，精度高，通过专有的 IrED 光学结构可检测超过 0.3㎛尺寸的超细颗粒，使 PM2.5 / PM1.0 级别分类更加精确，能够准确反映车内 PM2.5 的真实浓度，为后续的空气调节和净化提供可靠依据。

实时响应与连续采集

车规级 PM2.5 传感器能够实时响应车内空气质量的变化，连续采集数据。这意味着它可以随时监测到车内 PM2.5 浓度的瞬间波动，无论是车外环境变化导致的 PM2.5 进入车内，还是车内突发情况(如有人吸烟)引起的 PM2.5 浓度升高，传感器都能迅速捕捉到，并及时将信息传递给相关系统，以便快速采取应对措施，保障车内空气质量的稳定。

抗干扰能力强

汽车在行驶过程中会面临各种复杂的环境，如电磁干扰、震动等，车规级 PM2.5 传感器在设计时充分考虑了这些因素，具备较强的抗干扰能力。它能够在汽车的复杂电磁环境中稳定工作，不受其他电子设备的干扰，保证检测数据的准确性和可靠性。同时，在车辆行驶产生的震动环境下，传感器也能正常运行，不会因为震动而出现故障或检测误差。

车规级 PM2.5 传感器面临的挑战与发展趋势

面临的挑战

尽管车规级 PM2.5 传感器在汽车空气质量检测中发挥着重要作用，但也面临一些挑战。一方面，高精度、长期稳定的 PM2.5 传感器价格相对较高，这可能会增加汽车的生产成本，对于一些追求低成本的汽车制造商来说，在推广应用上存在一定顾虑。另一方面，PM2.5 传感器可能会受到其他颗粒物(例如 PM10)和气态污染物的影响，需要适当的处理和校准才能保证检测的准确性，这对传感器的算法和校准技术提出了更高要求。此外，不同地区的空气质量状况差异较大，如何使传感器在各种复杂环境下都能保持良好的性能，也是需要解决的问题。

发展趋势

随着技术的不断进步和市场需求的增长，车规级 PM2.5 传感器有着良好的发展趋势。在技术方面，未来传感器将朝着更高精度、更低功耗、更小尺寸的方向发展。通过不断优化光学结构、算法以及制造工艺，进一步提高传感器对细微颗粒物的检测能力，同时降低能耗，减少对汽车电池的负担，并且使传感器体积更小，便于在车内更灵活地安装布局。在功能集成方面，PM2.5 传感器将与更多其他类型的传感器，如 CO2 传感器、温湿度传感器、AQS 空气质量传感器等集成在一起，形成综合性的车内空气质量监测系统，为用户提供更全面的车内环境信息。在市场应用方面，随着消费者对车内空气质量重视程度的不断提高，以及相关法规标准的日益严格，车规级 PM2.5 传感器的市场需求将持续增长，其在汽车领域的应用也将更加普及。

车规级 PM2.5 传感器在汽车空气质量检测中扮演着至关重要的角色，通过准确监测车内 PM2.5 浓度，为改善车内空气质量提供了有力支持。尽管面临一些挑战，但随着技术的发展和市场的推动，它将在提升车内空气质量、保障驾乘人员健康方面发挥更大的作用，为人们创造更加舒适、健康的车内环境。