新能源汽车健康座舱 CO2 传感器与智能空调联动示意图

过去车内空气管理主要围绕 PM2.5、异味、TVOC、甲醛、滤芯等级展开;近两年,CO2 浓度监测开始被更多主机厂纳入智能座舱和热管理系统。理想汽车是这一趋势中的典型案例:公开信息显示,2024 款理想 L 系列新增二氧化碳传感器、负离子发生器等健康配置;理想汽车材料技术负责人在 2025 年关于理想 i8 健康座舱的说明中提到,理想 i8 搭载二氧化碳和 PM2.5 传感器,并称理想汽车已实现全系标配二氧化碳传感器。[1][2][3]

理想官网CO2展示图
(图片来源:理想I6官方CO2及新风介绍图)
人体呼出气 CO2
约 4%
约等于 40,000 ppm,远高于室外空气中的 CO2 量级。[4][5]
双人车内实验
~3000 ppm
公开实验显示,双人约 20 分钟内可接近 3000 ppm。[6]
三人内循环
~4500 ppm
研究提到,3 名乘员内循环约 10 分钟可升至 4500 ppm。[7]
职业暴露限值
5000 ppm
OSHA PEL-TWA 为职业暴露限值,不等同于乘用车舒适阈值。[10]

为什么车内需要 CO2 传感器?

CO2 来自人的呼吸。人体呼出的气体中 CO2 约占 4%,约等于 40,000 ppm,而室外空气中的 CO2 通常只有约 400 ppm 量级。[4][5] 车舱空间远小于住宅、办公室和会议室,当车窗关闭、空调处于内循环、乘员人数增加时,CO2 会在短时间内累积。那么CO2浓度上升对人体会有什么样的变化呢?

二氧化碳浓度定义

多项车内空气研究显示,车舱 CO2 上升速度非常快。University of the Sunshine Coast 的轻型乘用车实验显示,单人在车内约 20 分钟内 CO2 可达到 1500 ppm,双人约 20 分钟内可接近 3000 ppm。[6] 另有关于车辆内循环的研究提到,3 名乘员在乘用车内使用内循环时,CO2 可在约 10 分钟内升至 4500 ppm。[7] 一项面向车辆舱内空气质量感知的研究也指出,在内循环场景下,车内 CO2 可随时间和人数从 1000 ppm 上升至 5000 ppm。[8]

场景 / 指标 公开数据或研究结论 对座舱控制的含义
人体呼吸源 人体呼出气 CO2 约 4%,约等于 40,000 ppm。[4][5] 乘员越多、停留越久,舱内 CO2 累积越明显。
单人车内停留 约 20 分钟内 CO2 可达到 1500 ppm。[6] 即便单人驾驶,长时间封闭内循环也需要监测和换气。
双人车内停留 约 20 分钟内可接近 3000 ppm。[6] 家庭出行、多人乘坐场景下更需要主动新风策略。
三人内循环 3 名乘员内循环约 10 分钟可升至 4500 ppm。[7] 单纯依赖用户手动切换内外循环,很难及时处理通风不足。
通风状态参考 CDC/NIOSH 将 CO2 监测视为判断通风状态的工具,低于 800 ppm 可作为良好通风的参考目标。[9] 车内阈值需要结合空间、人数、外界空气质量和驾驶安全综合设定。

CO2 浓度升高会影响驾乘体验和安全感。CDC/NIOSH 将 CO2 监测视为判断通风状态的工具,并提到低于 800 ppm 可作为良好通风的一个参考目标,但也强调不同空间不能简单套用单一阈值。[9] OSHA 对职业暴露场景设置的 CO2 8 小时加权平均限值为 5000 ppm,该数值属于职业健康暴露限值,并不等同于乘用车舒适阈值。[10] 车内研究和科普报道普遍将 1000 ppm 以上与通风不足、困倦、头痛、轻微恶心、决策能力下降等体验关联起来,尤其对驾驶员注意力管理有现实意义。[7][11]

CO2 传感器解决的是“内循环悖论”

车内空气管理有一个长期矛盾:内循环可以减少道路颗粒物、尾气和异味进入车内,也有利于降低空调能耗;但内循环会减少新风交换,使乘员呼出的 CO2 在车内累积。[7][12] 外循环可以降低 CO2,却可能把雾霾、尾气、隧道污染、异味带进车内。只靠用户手动切换内外循环,难以同时兼顾健康、舒适、能耗和安全。

理想车机界面展示图
(图片来源:理想车机界面展示图,带有PM2.5,CO2显示标识)

因此,CO2 传感器的价值在于为智能空调提供实时输入。PM2.5/AQS 传感器判断外界空气是否干净,CO2 传感器判断车内是否憋闷,温湿度和防雾传感器判断玻璃起雾风险,空调控制器再综合决定新风比例、内外循环、风量和滤净策略。[1][13] Sensirion Automotive 对车载 CO2 传感器的说明也指出,舱内 CO2 测量可以用于优化内循环率,相比只按乘员人数做假设,实时测量更适合车辆 HVAC 控制。[14]

理想汽车为什么提高 CO2 配置率?

理想汽车的产品定位长期围绕家庭用户、多人出行和长途场景展开。理想汽车 2024 年报披露,理想 L9、L8 是六座家庭 SUV,L7 是五座家庭 SUV,L6 是五座豪华 SUV;这类车型的典型使用场景包括家庭满员、儿童乘坐、老人乘坐、高速长途、露营休息和冬夏季长时间空调使用。[15]

理想官网展示图
(图片来源:理想汽车官网展示图)

在公开说明中,理想汽车材料技术负责人将 CO2 传感器放在“健康座舱”框架下解释:当车内 CO2 浓度过高时,驾驶员更容易犯困,理想 i8 会通过二氧化碳传感器识别浓度变化,并联动空调切换外循环,及时通风换气,降低车内 CO2 浓度,减少憋闷感。[1] 同一说明还提到,PM2.5 传感器用于识别外界颗粒物污染,空调可切换内循环,并配合 CN95 滤芯与负离子发生器净化座舱颗粒物。[1]

理想 L6 的官方技术文章也披露了更具体的控制逻辑:在冬季,双层流空调可以让上层引入车外干燥新风,以减少车舱 CO2、降低车窗起雾风险;下层引入温度较高的内循环气流,以降低空调加热能耗。理想还提到,系统会结合温湿度传感器和 CO2 浓度传感器,在控制玻璃不起雾、CO2 浓度足够低的前提下,通过风门比例控制算法寻找不同环境温度和不同人数下的新风比例。[13]

配置率提升目标 对应用户场景 系统价值
降低憋闷与困倦 家庭满员、高速长途、儿童老人乘坐 通过 CO2 监测触发换气,改善长时间封闭座舱体验。
支持健康座舱闭环 PM2.5、AQS、CN95 滤芯、负离子发生器协同运行 把“净化配置”升级为多传感器联动控制。
兼顾冬季能耗与除雾 冬季暖风、低温续航、玻璃起雾风险 通过新风比例和双层流控制,在健康、热舒适和能耗之间寻优。

这说明理想提高 CO2 配置率,核心目标包括三类:第一,解决家庭满员和长途乘坐时的憋闷、困倦和通风不足;第二,支持 PM2.5、AQS、CN95 滤芯、负离子发生器与智能空调的闭环控制;第三,在冬季和新能源车能耗敏感场景下,通过更精细的新风比例控制兼顾健康、除雾和能耗。[1][13][14]

理想官网CO2展示图
(图片来源:理想汽车全系标配 CO₂ 传感器说明(懂车帝视频)

CO2 传感器可以落地哪些家庭使用场景?

家庭使用场景 典型问题 CO2 传感器的落地价值
满员长途 乘员多、车窗关闭、空调长时间运行,CO2 浓度更容易快速升高。 触发外循环或增加新风比例,降低车内 CO2 浓度,减少困倦和憋闷感。[6][7][14]
城市拥堵、隧道、高架 车外颗粒物、尾气和异味风险增加,内循环有助于隔绝污染。 提供车内通风状态数据,使系统在外界污染与车内 CO2 之间做动态平衡。[7][12]
冬季开暖风 外循环有利于降 CO2 和除雾,但会提高制热能耗。 结合温湿度与 CO2 数据控制新风比例,实现节能、除雾和新风兼顾。[13]
儿童、老人和宠物停留 家庭用户对体感舒适、通风提醒和远程空调管理更敏感。 CO2 数据可成为智能座舱提醒、换气和远程空调管理的重要输入。[1][15]

行业趋势:CO2 将从高端配置走向健康座舱基础传感器

MAXMAC座舱展示
(图片来源:MAXMAC绿色智能健康座舱展示)

供应链侧已经出现明确趋势。Sensirion Automotive 已发布面向车辆 HVAC 的 CO2 传感器产品线,强调用于舱内 CO2 浓度连续测量、优化内循环率,并可用于 R744 冷媒泄漏相关安全监测。[14][16] Amphenol Telaire 也提供面向汽车应用的内部 CO2 传感器模块。[17] 这些 Tier 2/传感器企业的产品布局,说明 CO2 正在从消费级空气检测仪,进入车载 HVAC、座舱健康和热管理的量产供应链。

主机厂侧,理想汽车通过 L 系列、L6、MEGA、i8 等车型把 CO2 传感器与家庭场景、智能新风、PM2.5 净化、双层流空调和节能控制结合起来。[1][2][3][13] 别克新能源旗舰 MPV 至境世家也在“五恒”大健康座舱中提出“恒氧”概念,通过主动换气控制 CO2 浓度,以缓解长途驾驶疲劳。[18] 这类案例表明,CO2 正在成为健康座舱叙事中的关键指标。

我们的产品价值:车规级 CO2 传感器,赋能主机厂家庭场景

MAXMAC产品展示
(图片来源:MAXMAC针对汽车主机厂产品展示)

面向主机厂对可靠性、集成性和量产一致性的要求,我们推出车规级二氧化碳传感器,可服务于智能空调、健康座舱、智能新风、内外循环控制、双层流空调、除雾节能和家庭满员出行等场景。

产品可提供实时 CO2 浓度监测,为主机厂 HVAC 控制器提供空气质量输入,帮助车辆在内循环降污染、外循环降 CO2、冬季节能除雾、多人长途通风之间实现更精细的控制。

随着理想汽车等品牌提高 CO2 配置率,CO2 传感器正在成为家庭健康座舱的重要基础件。对主机厂而言,CO2 配置的价值已经从“显示一个空气质量数字”,延伸到“用真实舱内数据驱动空调策略”。对家庭用户而言,它最终交付的是长途不憋闷、满员不易困、儿童老人乘坐更安心、冬季空调更节能的座舱体验。[1][6][7][13][14]

参考来源

文中公开事实信息已通过上标编号与底部来源对应。品牌与产品价值部分为基于公开趋势和 MAXMAC 产品方向的应用解读。

  1. 新浪新闻转发,理想汽车材料技术负责人《理想 i8 健康座舱 QA》。
    https://www.sina.cn/news/detail/5196268693361322.html
  2. 爱卡汽车,2024 款理想 MEGA & L 系列上市信息。
    https://aikahao.xcar.com.cn/item/1998477.html
  3. 德邦证券公司深度报告,2024 款理想 L 系列安全健康升级。
    https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202407211638148015_1.pdf
  4. PMC 论文,人体呼出气体约含 4% CO2。
    https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6865105/
  5. EPA Science Inventory,人体呼出气 CO2 通常约 4% 至 5%。
    https://cfpub.epa.gov/si/si_public_record_report.cfm?dirEntryId=41978
  6. University of the Sunshine Coast,轻型乘用车 CO2 实验。
    https://research.usc.edu.au/esploro/outputs/conferencePaper/Experimental-Study-on-Cabin-Carbon-Dioxide/99495708302621
  7. ScienceDirect / Atmospheric Environment,车辆内循环下 CO2 累积研究。
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231017302522
  8. MDPI Sustainability,车内空气质量感知研究。
    https://www.mdpi.com/2071-1050/8/9/852
  9. CDC/NIOSH Ventilation FAQ,CO2 与通风评估。
    https://www.cdc.gov/niosh/ventilation/faq/index.html
  10. OSHA Chemical Data,CO2 职业暴露限值 PEL-TWA 5000 ppm。
    https://www.osha.gov/chemicaldata/183
  11. Time 报道,车内内循环与 CO2 累积科普。
    https://time.com/5655400/traffic-air-pollution/
  12. ScienceDirect,车辆内循环可降低颗粒物进入,同时导致 CO2 累积。
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717321034
  13. 理想汽车社区,理想 L6 双层流空调与 CO2 传感器控制新风比例说明。
    https://www.lixiang.com/community/detail/article/1239600.html
  14. Sensirion Automotive,车载 CO2 传感器用于监测舱内 CO2、优化内循环率。
    https://sensirion-automotive.com/cn/products/co2-sensor
  15. Li Auto 2024 Annual Report,理想 L 系列家庭 SUV 产品定位。
    https://ir.lixiang.com/system/files-encrypted/nasdaq_kms/assets/2025/04/10/6-39-06/2024%20Annual%20Report.pdf
  16. Sensirion Automotive 新闻,车载 CO2 传感器在安全、舒适和 R744 冷媒泄漏中的作用。
    https://sensirion-automotive.com/company/news/press-releases-and-news/article/advancing-automotive-safety-and-comfort-the-role-of-co2-sensors
  17. Amphenol Telaire T6743,面向汽车应用的内部 CO2 传感器。
    https://amphenol-sensors.com/en/telaire/co2/525-co2-sensor-modules/3388-t6743
  18. 汽车之家/车家号,别克至境世家“五恒”大健康座舱。
    https://chejiahao.autohome.com.cn/info/24198858