毫米波雷达凭借出色的测距测速能力,被广泛应用于在自适应巡航控制(ACC)、前向防撞报警(FCW)、盲点检测(BSD)、辅助停车(PA)、辅助变道(LCA)、AEB(自动紧急刹车)等汽车ADAS中。          聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用


随着自动驾驶技术的提升,ADAS功能正在迅速普及,基本上每辆车都需要3~5个毫米波雷达。据相关调研机构,2019年全球车载毫米波雷达市场规模为42亿美元,而随着越来越多企业的采用,预计2025年全球车载毫米波雷达市场可达130亿美元。

聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用


毫米波雷达外装饰件的材料选择

大家都知道,毫米波即波长为毫米级(即波长在1~10mm)的电磁波,在接触到前方车辆(或障碍物)时会产生一个反射波,这个反射波传回雷达后再经相关软件分析,我们便可获知与前方车辆(或障碍物)间的距离。

聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用
毫米波雷达测距原理:L=1/2cT,T为通过反射波与发射波的时间差,c=3*108m/s


为了保障测距的准确性,在雷达发出毫米波后,雷达罩及其外装饰件则必须做到尽量减少毫米波的损耗,保证这些电磁波能均匀的朝着对应方向扩散出去。因此,毫米波雷达的雷达罩及其外装饰件的透波性能是材料选择的首要因素。

聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用


在材料领域,我们评判透波性能的关键指标是介电常数,介电常数越小,则其透波性越好。因此,从透波性考虑,满足车规且低介电常数的PPS、PTFE等材料是极为合适的材料。但由于PPS、PTFE等高性能材料往往成本更高,且加工难度大。这时一些通用工程塑料就出现在了工程师们的视野之中:比如说PC、PBT等。这里我们主要是介绍PC在毫米波雷达应用的优势。

聚碳酸酯PC的优势


聚碳酸酯(PC)材料的介电常数稍高于PPS、PTFE等,但透波性良好,成本相对较低,易加工,且满足耐候性、轻量化需求,外观效果好。因此,PC材料是毫米波雷达外装饰件主体材料的主流选择。

PC材料是常用工程塑料之一,其本身便具备良好的耐候性。再经过表面硬化处理等技术工艺的使用,可进一步提高产品的使用寿命。据了解,此类PC产品在长期的外界环境下材料性能也不会受到大的影响,寿命可长达20年。

           聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用图 聚碳酸酯薄膜作为雷达罩的性能进行的人工耐候性测试  来自科思创


随着车载雷达从商用车逐渐向乘用车普及,毫米波雷达传感器搭载数量的提升,也将给透波材料需求带来提升,据行业人士分析,2020年可能有2000吨PC用于雷达车标。

下面,小编便为大家简单介绍几个用来隐藏毫米波雷达的外装饰件。


PC材料作为毫米波雷达外装饰件的应用


自动驾驶趋势下,未来汽车搭载的雷达传感器将越来越多,PC材料除了透波性OK外,其本色为透明,可根据需求调配处炫彩的各种颜色,表面光亮,十分适合各种外观装饰件的生产。因此,除了大家比较熟知的ACC车标之外,还有一体化格栅、汽车大灯、汽车顶棚等集成毫米波雷达的部件有应用到聚碳酸酯PC材料。

聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用
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ACC车标
针对雷达车标来讲,为保障电磁波在发出与接收的均匀性,我们需要厚度与密度都尽量保持一致的车标整体。传统车标大部分都是立体凹凸不平的产品,当下热门的ACC雷达车标基本是扁平化实心结构。


聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用

图 通用汽车的ACC雷达车标示意图   专利号US 20170259754A1


通过PC填充注塑制成的透波车标装饰件,其优势有;
  • 可将雷达藏于车标后,

  • 信号透过性好

  • 高光泽平整的玻璃质感

  • 易于金属镀层加工

  • 材料具有高韧性

  • 长期耐刮擦和耐候佳


毫米波雷达系统安装在车标背后,通过PC材料制作的车标能够满足透波,耐候等要求。

           

聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用

图 英菲尼迪车标


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汽车散热格栅
创新的聚碳酸酯材料借助薄膜嵌件成型(FIM)后,生产具有复杂表面弧度的玻璃质感的设计,融入照明功能,甚至满足氛围照明、触控显示、雷达传感器等功能集成。
           聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用图 Makrofol®聚碳酸酯薄膜制作的无缝前格栅  摄于科思创展台


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汽车前照灯
近期,科思创首次在国内展示的创新大灯全新概念,将日间行车灯、转向灯、自动驾驶行人识别灯等集成到车灯上。大灯样件主要由三部分组成:前大灯罩、组合式饰圈和功能性外壳,前大灯面罩由科思创车灯专用料,模克隆® AL 规格注塑成型。

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科思创展出的大灯集成雷达概念


这个大灯集成毫米波雷达的概念设计马瑞利也有展出过。它的优势在于毫米波雷达集成在车灯中,一体化效果更好,且减少了主机厂的布局与设计工作。


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马瑞利集成77GHz角雷达的前照灯


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智能车顶模块
传感器的定位和全天候稳定工作对感知环境至关重要。车顶作为车辆的最高处,也是感知环境的理想之处。伟巴斯特作为天窗界的龙头品牌,在开发采用PC材料打造的车顶技术能够在车顶集成透明、可开启的天窗系统和毫米波雷达、激光雷达、摄像头等传感器,并且让车顶有出色的刚性。
           聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用图 集成自动驾驶传感器的智能车顶模块  来自新浪汽车


车载毫米波雷达市场的扩大,同样也驱动着材料企业在市场中的竞争,除了科思创、SABIC、乐天、三菱、锦湖日丽、沃特等厂家也都在开发针对汽车行业未来电动化、轻量化、智能化的创新PC材料。

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原文始发于微信公众号(智能汽车俱乐部):聚碳酸酯PC在汽车毫米波雷达装饰件上的应用

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作者 ab