一種車載香氛產品的設計方案

黃召烜、蒙楊超、孫雪姣、汪穎懿

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，柳州 545007）

0 引言

隨著汽車智能化的快速發展和健康生活理念的推行，汽車已成為繼人們居家和辦公之后的第三生活空間，消費者們對車輛舒適性、車內環境品質和車輛功能有了更高要求。同時，隨著新一代90 后、00 后逐漸加入消費主力軍，個性化、品味調性也成了一種新的潮流。車載香氛作為可調節車內空氣的消費產品，散發特定的香調不僅能給用戶提神醒目，還可提高用戶愉悅感。再結合車內氛圍燈聯動和優雅音樂，能在嗅覺、視覺和聽覺上全方位提升車輛的駕駛舒適性和品牌調性。車載香氛如今越來越受到車主的青睞和車廠的重視，逐漸成為一個能彰顯汽車個性與魅力的關鍵零件。

1 香氛在車載系統上的運用

車載香氛是指汽車上的香氛散發裝置，其通過吹香或吸香的方式帶動裝置內香料盒與車內的空氣流動，均勻地向車里散發香氣，起到凈化空氣保持車內環境清新，以香遮味去除內飾等非金屬的零件異味[1]，醒目提神、提振駕駛員身心緩解駕駛疲勞的作用[2]。像麝香、果香和茶香等特定香調，還能提高艙內乘員愉悅度，活躍車內氛圍[3]。常見的后裝車載香氛產品形態一般有3 種。

第1 種是以香水瓶或香氛盒為容器。該產品以裝飾擺件的形式直接放置在儀表臺或是固定在的空調出風口，借由空氣自然揮發散香。該香氛產品市場上最為常見，具有售價低廉、裝置小巧和安裝方便等特點。但此類香氛產品但缺點也很明顯，即散香濃度和速率無法控制，消耗快。

第2 種是以帶內置電池或外接線供電的香氛機，機體內置風扇或是氣泵，通過吹氣帶動香料散香，一般多以柱體香氛座的形式放置在副儀表板或是杯托處。表面一般帶有控制面板或是可以通過控制設備控制，可以調節散香濃度，切換香調和散香模式。

第3 種是經出香管道連接借助整車的空調系統出香，采用“隱喻式設計”布置在扶手箱里的車載香氛發生器。該香氛設備一般能與通過LIN 線由空調控制單元促動車載香氛發生器工作[4]，可切換香調和散香濃度，甚至可實現與整車的場景聯動，如約會模式散香，出勤模式提神等。這類香氛設備的功能較為強大，并且能很好地與車內環境融為一體，不破壞車輛內飾的視覺美感，缺點是安裝相對復雜（圖1）。

圖1 常見香氛產品類型

除后裝市場外，越來越多的主機廠也都在開發功能強大的智能香氛系統來給整車產品賦能。以小鵬P7 和問界M7 為例，2 個車型都可搭載車載香氛發生器，它們在中控系統上都開發了對應香氛控制功能的人機交互界面，依托香氛發生器可裝載三種香氛香調。系統設計了色彩豐滿、意境精致的UI 效果，背景配上清揚的換香音律，再伴隨著車內氛圍燈，能營造出多感融合的智能氛圍空間，從而提升品牌調性和競爭力。

車載香氛要想達到適配車型、優化車內空氣的目的，香氛材質選型也十分重要。所選的香氛須經過整車級的氣味標定，和車輛氣味適配。車載香氛可分為液體和固體2 種。液體香氛氣味正宗，散香時間較長；但易泄漏、易燃燒，難滿足車內長期存儲和使用要求。固體香氛一般采用石膏、陶瓷、聚乙烯（PE）棉、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）凝膠或EVA 塊體等作為擴香載體[5]，將液體香氛熔融進入固體載體中，氣味舒適度較液體香氛略有降低，持香時間也因擴香載體材質、尺寸和熔融技術等不同而有區別；但固體香氛不易泄漏，不易燃。

2 香氛機的產品設計

本文結合當前市場上香氛設備在車上的運用情況及功能實用性，提出一種新的車載香氛設計理念和設計方案。新產品設計理念如表1 所示。

表1 新香氛產品方案設計理念

2.1 造型設計

本文所設計香氛產品適配車型的目標用戶為偏時尚的年輕女性，因此香氛的造型設計采用輕奢精致的風格，以年輕女性使用較多的化妝瓶、首飾珠寶為靈感，創造性地設計一款開蓋分體式的香氛產品。其中，寶石蓋材質用透明的聚碳酸酯（PC）材料，工藝采用原色注塑與表面光油高亮處理。為增強上蓋的厚重感，中框與下蓋連接部分使用鋁合金材料，表面做亞光處理，與上下透明的PC 做層次區分。下方的香氛機主體顏色用漸變噴涂形成色彩過渡，表面進行微磨砂處理增加手感，貼近目標用戶畫像，迎合用戶喜愛（圖2）。

圖2 新香氛產品造型設計

2.2 結構設計

寶石上蓋為裝飾件，電子器件均放置在下主體部分。導光柱從香氛主體處伸入寶石蓋底部，將LED 燈光導入寶石蓋中，增強氛圍燈發光效果。主體內可安裝3 個獨立香氛盒，每個香氛盒下部都有個進氣口，通過導氣管連接到三聯電磁閥，由電磁閥控制香味切換。香氛盒盒底有頂針和彈片組成的機構，盒體與香氛機主體配合面有導軌，按壓即可彈起香盒，方便更換。香氛機整體采用氣泵吹氣的出香方案，氣泵布置在香盒和電磁閥的下方，氣泵出氣口通過氣管連接到電磁閥。相較于風扇出香方案，氣泵方案能節省內部空間的占用。香氛的印刷電路板（PCB）布置在主體下部，側面Type-C 充電接口，方便家中充電使用；底部則留有磁吸觸點式供電口，方便車載場景下裝車的即插即用（圖3）。

圖3 香氛主體內部結構示意圖

2.3 系統通訊設計

如今物聯網（IOT）已廣泛應用于電子設備中，當周圍環境支持網絡共享，設備能支持連接網絡能力，即可通過云平臺實現對電子設備的遠程控制和智能控制?，F在多數含網聯功能配置的車輛，都具備車內共網功能。本文結合IOT 應用現狀及搭載車輛具備網聯功能，設計的香氛通訊鏈路能支持遠程控制。

香氛設備內植入低功耗藍牙（BLE， Bluetooth Low Energy）和無線網絡（WiFi）的IOT 硬件通訊模組，云端鏈路將IOT 云與車控云進行打通。當香氛設備處于未聯網狀態時，香氛通過BLE與車機或是手機連接實現通訊，通過車機或手機上的香氛應用實現人機交互和控制。當香氛處于聯網狀態時，用戶可直接用手機在云平臺上應用下發MQTT 指令（IOT 常用消息傳輸協議）來控制香氛。香氛執行完控制動作后同樣通過MQTT 返回信息，更新平臺應用上的設備狀態，實現對設備的遠程控制（圖4）。

圖4 香氛機通訊鏈路示意圖

實現遠程控制可以給予用戶更多的香氛使用場景，如一些車主喜歡夏天下班后，先遠程開啟車上空調降溫，香氛也可以配合在遠程控制空調降溫的場景下使用提升車內舒適性?？紤]到一般遠程控車功能都有最低能耗限制，采用IOT 方案遠控香氛可以減少車控功能項的開啟，只需供電和網絡共享，降低整車能耗。

2.4 電路模塊設計

香氛機電路設計的重要模塊為香型識別模塊、通訊模塊和供電模塊。設計上，每個香盒底部都放置一顆EEPROM 芯片，芯片中存儲香盒的香型種類和余量。電子控制單元（MCU）通過LPUART 通信識別芯片的數據并對其擦寫，實現香型識別和香料余量的更新。通訊模塊主要是基于BLE-WiFi 的通訊模組，模組中內置有IOT 的軟件開發工具包（SDK），能實現關聯IOT 平臺的網絡配置和設備綁定功能。在IOT 配網方案上使用配網成功率高的藍牙配網。模組的BLE 和WiFi 要能同時使用，兼顧多場景下與手機、車機等控制設備通信。供電模塊設計中的DC-DC 芯片要選用能兼容整車12 V 的電路供電和Type-c 接口途徑的5 V 供電，適用車用和家用的不同場景（圖5）。

圖5 電路模塊設計示意圖

3 香氛機的車載安裝設計

本文設計的香氛機形態為外接線供電的便攜式香氛機，機體內置氣泵通過吹氣帶動香料散香，外觀形態是柱體香氛座形態。其在車用環境下的放置位置，最優地方應為駕駛座艙內的副儀表板上或是杯托處。車載安裝上，本文提出一種新的磁吸觸點式供電和杯托固定的安裝方式，實現香氛機在車上的“即插即用”——香氛機插入杯托即可上電工作。

在整車開發時，可將前裝的車載杯托設計成可拆式杯托，杯托底部預留一條12 V供電接口的線束。當用戶選擇購買此款香氛時，可以搭配贈予用戶一個安裝杯托底座，售后給用戶的原裝杯托底座進行更換。新的安裝杯托底部有線束接口，與預留的12V 供電線束對接，安裝杯托即具備供電能力。在杯托內設計正負兩個磁性觸點和螺紋凸臺，香氛底部設計含磁性的正觸點限位、負導片和螺紋凹臺。用戶在使用時，將香氛機放入杯托，旋轉香氛機主體，通過螺紋臺對位，即可使香氛機與杯托進行固定并供電工作（圖6）。

圖6 香氛機與車載杯托安裝設計示意圖

利用磁吸觸點充電技術，磁性觸點吸附按壓對位后，才會進行供電。而螺紋凸臺又在杯托內對正、負觸點形成的較好的高度差，這樣能有效避免杯托積存的水漬或是導電異物誤觸導致線束短路[6]。進一步做防短路保險設計，可在杯托底部再加裝一個供電保護電路。

4 香氛車載應用軟件架構設計

香氛機在車用場景下作為影響車主嗅覺感受、增強駕駛舒適性的產品，已廣泛被使用在后裝市場。若想將其應用在前裝市場給車型賦能，提升品牌調性，強大的香氛的車載應用交互則必不可少。關于功能軟件開發本文不做贅述。但香氛機并不是所有用戶都有安裝的需要，單獨開發一款香氛的功能應用軟件去適配車型，無形中增加了主機廠對車型的開發成本。

本文提出一種適配香氛機在車載應用軟件架構設計思路。由于香氛機具備IOT 平臺的設備綁定功能，IOT 云前期設計上已與車控云進行了打通，那么在車端應用系統界面設計上，可以將香氛功能入口設計到其他車載外設入口中，做到統一。

當用戶上車登錄車載賬戶時，顯示所綁定的硬件設備狀態。將香氛機的功能應用作為用戶設備應用軟件的一個分支，當用戶購買了香氛設備需在車機系統進行設備綁定時，車機系統再聯網下載該香氛軟件功能。主機廠可以根據車型需要，搭載不同的外設設備，而通訊協議可以基于車廠需要進行私有化定制。

這樣，整個應用即具備良好的平臺化，有很好的可移植性和可適配性，并可隨著市場的變化，針對性做設備功能開發的調整和場景拓展，不斷迭代（圖7）。但是如此設計，統一了車載外設設備的綁定流程，需做好兼容性，并將流程設計得相對簡單智能，降低用戶的學習成本。

圖7 香氛功能集成在用戶設備應用中

5 結束語

本文通過結合市場上車載香氛形態及應用情況，提出了一種新的車載香氛機產品設計方案。方案涵蓋造型、結構、通訊和電路模塊，使用場景兼顧車家兩用，方便攜帶，產品功能較為完善且能支持遠程控制。同時，本文也提出了一種“即插即用”的車載香氛安裝設計和香氛應用軟件架構設計方案，為車廠提供一種安裝穩定、連接便捷并且軟件開發成本低的車載香氛機適配思路。