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      智能座艙組成和導電油墨解決方案

      2022-06-22  低溫燒結銀   |  轉藏
         

      一 智能座艙簡介:

      現在市面上只要在賣的車,在推銷出售的時候,如果不說這車有智能座艙,你都不好意思給別人推銷,哪怕僅僅只有一個純液晶顯示的中控大屏,到底什么樣的座艙才算是智能座艙?

      座艙一詞由飛機和船舶行業引進而來,“艙”是指飛機或船的內部空間。艙體可分為駕駛艙、客艙、貨艙等
      智能座艙的發展歷程有點像手機的發展歷程,就好比手機最開始的核心作用就是用來打電話溝通使用,后來才慢慢有短信、微信、微博、抖音等各種各樣的APP功能,而且后面越來越離不開這些附屬功能,智能座艙最開始就是一個乘坐的空間,只要能指示對應的行車狀況就行,有一個收音機可以聽聽廣播,機械按鍵控制空調、后來才逐漸有了藍牙、觸摸大屏、手機互聯等等。
      現在已經出現越來越多的ADAS智能汽車,智能汽車通過搭載先進傳感器、控制器、執行器等裝置,運用信息通信、互聯網、大數據、云計算、人工智能等新技術,具有部分或完全自動駕駛功能,由單純交通工具逐步向智能移動空間轉變的新一代汽車。
      智能汽車由車聯網、智能座艙、自動駕駛三部分組成,汽車座艙即車內駕駛和乘坐空間。智能座艙是指配備了智能化和網聯化的車載產品,從而可以與人、路、車本身進行智能交互的座艙,是人車關系從工具向伙伴演進的重要紐帶和關鍵節點。

      從汽車座艙升級路徑情況來看,座艙產品正處于智能時代初級階段。60-90 年代為 機械時代,座艙產品主要包括機械式儀表盤及簡單的音頻播放設備,功能結構單一,基本都是物理按鍵形式,可提供的信息僅有車速、發動機轉速、水溫、油耗等基本信息;

      2000-2015 年為電子化時代,隨著汽車電子技術的發展,座艙產品進入電子時代,裝置 仍以機械儀表為主,但少數小尺寸中控液晶顯示開始使用,此外也增加了導航系統、影 音等功能,為駕駛員提供較多信息,整體單車配套價值在 2000 元以內。
      2015 年進入智能時代初級階段,以大尺寸中控液晶屏為代表率先替代傳統中控,全液晶儀表開始逐步 替代傳統儀表,中控屏與儀表盤一體化設計的方案開始出現,少數車型新增 HUD 抬頭顯示、流媒體后視鏡等,人機交互方式多樣化,智能化程度明顯提升,整體單車配套價 值約為 4500 元。
      但現階段大部分座艙產品仍是分布式離散控制,即操作系統互相獨立,核心技術體現為模塊化、集成化設計。未來,隨著高級別自動駕駛逐步應用,芯片和算法等性能增加,座艙產品將進一步升級,一芯多屏、多屏互融、立體式虛擬呈現等技術普及,核心技術體現為進一步集成智能駕駛的能力,整體單車配套價值超過 8000 元。

      當前智能座艙仍處于發展初期,即電子座艙階段,更多的是電子信息系統整合成“電子座艙域”;從第二階段開始,軟件真正體現智能座艙的功能,更多助理式功能不斷添加;第三、第四階段主要是自動駕駛普及后,智能座艙開始演變成個人的第三生活空間。

      可以看到,真正的智能座艙不是單體智能,某個零部件達到電氣化和智能化,而且乘坐倉里面的電氣聯動化,智能化。

      一)主機廠、互聯網、用戶三個臭皮匠一起推動座艙發展

                                        AS7120可拉伸導電銀漿



      主機廠尋求品牌差異化:傳統主機廠之間競爭越來越同質化,除了少數車型外,各品牌無均無法在技術上取得較大優勢,智能座艙有機會使主機廠突破現有局限性,形成產品差異化,同時拓展新業務模式開發增量市場,當然主機廠是甲方爸爸,必然逼著零部件產品進行智能化設計。

      互聯網科技企業發掘增量市場:傳統的芯片、操作系統提供商如蘋果、谷歌、微軟等,在現有移動終端 市場已經趨于飽和,急需發掘規模龐大的增量市場,繼PC、手機、平板電腦后,汽車將成為 下一個合適的智能終端載體。所以看到華為、大疆、滴滴、蘋果、小米、百度、阿里等互聯網企業這么著急下場造車。
      汽車出現市場用于海量的數據,互聯網企業用好這個數據,可以增加營收的同時可以完善自己的生態閉環。
      消費者希望提升體驗:在手機不斷普及的背景下,消費者對于汽車智能化的需求不斷提升,從消費者的主觀角度看,汽車在維持駕駛屬性之外還要加入更多智能移動空間屬性。

      中國汽車座艙行業的競爭主體包括國際汽車品牌、中國智能汽車新勢力、中國新能源汽車自主品牌以及中國傳統汽車企業。

      國際汽車品牌:奧迪、特斯拉等國際主流整車廠商憑借其品牌及用戶優勢布局中國汽車智能座艙行業,該類型競爭者運用先進的座艙電子技術為消費者提供高效便捷信息操作和交互方式,建立品牌的差異化優勢,配置智能座艙的車型多為高端豪華車型,汽車智能座艙在中端車型的滲透率較低。

      中國智能汽車新勢力:蔚來、小鵬、哪吒等中國智能汽車新勢力憑借其技術優勢布局中國汽車智能座艙行業,該類型競爭者較重視車型的外觀造型及內飾設計。
      中國新能源汽車自主品牌:以比亞迪、吉利為代表的中國新能源汽車自主品牌重視座艙的外觀,該類型企業在發布的新車型中采用先進的汽車智能座艙,提升產品性價比。在軟件方面,吉利、比亞迪等新能源汽車自主品牌采取基于Android系統深度開發模式,通過集成第三方的技術及應用構建其智能座艙場景。
      中國傳統汽車企業:以北汽、上汽為代表的中國傳統汽車企業通過與互聯網企業建立合作關系,利用互聯網企業的優勢資源,快速構建車載智能互聯生態場景和體系,打造品牌專屬汽車智能座艙。
      二)車聯網與家庭物聯網將逐漸融合

      出行場景和生活場景連接將提升用戶的消費體驗:在智能互聯時代,人車關系的建立依賴基礎數據的獲取,車輛通過智能獲取用戶生活數據、出行數據,實現對用戶的洞察,從單純的出行工具向在線生活工具進化,通過場景化的服務準確預判用戶需求,滿足用戶個性化需求。

      車廠與家居自動化方案商合作勢不可擋:目前,部分國際汽車廠商與居家自動化解決方案服務商建立合作關系,在車內空間和家庭場景同時布置智慧裝置,如溫濕度、門窗感測裝置,由智慧裝置發出的通知可直接顯示在汽車儀表板上。
      三星、華為案例:寶馬與三星旗下智慧家庭裝置整合服務商SmartThings進行合作;HUAWEI HiCar 提供人-車-家全場景智慧互聯解決方案。

      智能座艙成為智能網聯汽車核心價值載體之一,成為各大汽車廠商進行差異化競爭的核心領域。目前智能座艙主要由硬件(儀表盤、中控導航、HUD、流媒體后視鏡、智能空調控制等其他系統)軟件(操作系統、虛擬層、中間件、應用軟件)、人機交互(語音識別、人臉識別、觸摸識別、手勢識別、虹膜識別、生物識別)三大邏輯部分構成。

      二 智能座艙導電油墨解決方案

          在硬件部分車載中控屏液晶儀表盤抬頭顯示器是智能座艙產品的重要組成部分

      善仁新材可以為智能座艙提供整體的導電材料解決方案:產品包括燒結銀,低溫導電膠,導電銀漿,可拉伸導電銀漿,透明導電油墨等系列導電材料。

                                      AS6080低溫導電膠



      一) 低溫無壓燒結銀用在三代半導體封裝:

      隨著model3和比亞迪漢在在鋁散熱器表面鍍銀,用于IGBT銀燒結(特斯拉Model 3 使用的STPAK封裝IGBT)。

      中高端的MOSFET(絕緣柵型場效應管)及IGBT主流器件市場基本被歐美、日本企業壟斷。我國IGBT產品對外依賴度達到90%。國外IGBT主要制造商包括英飛凌(Infineon)、ABB、三菱、西門子、東芝和富士。而豐田汽車是目前全球唯一能夠自產IGBT的整車廠。

      國內新能源車領域低溫銀燒結技術量產IGBT的供應商為中車株洲時代和比亞迪。新能源汽車IGBT的電壓一般為650V(乘用車)和1200V(商用車)級別。以上應用推薦善仁新材的無壓燒結銀AS9375和加壓燒結銀AS9385。

      二) 低溫導電銀膠用于新能源車用各種芯片封裝:

      芯片在汽車領域的用途非常廣泛,除了常見的多媒體娛樂系統、智能鑰匙和自動泊車系統外,芯片還廣泛應用在汽車發動機和變速箱控制系統、安全氣囊、駕駛輔助系統、電動助力轉向、ABS、電子穩定性系統(ESP)、行人保護、胎壓控制、電動車窗、燈光控制、空調系統、座椅調節系統中,堪稱汽車的神經。腿甲善仁新材的芯片封裝導電膠AS6500;低溫芯片封裝導電膠AS6200;超低溫芯片封裝得到銀膠AS6080。

      一般而言,汽車包括動力傳動、底盤、安全、信息娛樂、車身、網絡通訊等子系統。隨著智能化、網聯化、電動化的發展,汽車各子系統中越來越多地應用了大量半導體元器件,如模擬器件、MCU、存儲器、功率器件、傳感器等。

      從應用領域來看,目前傳統汽車上半導體芯片主要集中應用于動力傳動系統、車身、底盤&安全及影音娛樂系統,四者占比超過90%,其中動力傳統系統占比達到46%。

      在純電動汽車中,功率芯片占55%,推薦善仁新材的低溫無壓燒結銀AS9375和AS9330;MCU占為11%,推薦善仁新材的導電膠AS6500;傳感器占7%,推薦善仁新材的AS6089;其他芯片占27%,推薦善仁新材的低溫導電銀膠AS6200。

      三)低溫導電銀漿用于新能源汽車中的柔性電子:

      1 電動汽車動力系統

      電動汽車電池監測/加熱。在設計給定的電池重量和成本預算下,盡可能提供最大的續航里程,是電動汽車制造商的關鍵訴求。這需要動力電池盡可能保持在高效的工作狀態,其中很重要的影響因素便是溫度。此外,溫度(和壓力)升高還可能意味著故障和可能的安全問題。因此,印刷的溫度傳感器陣列或能提供電池溫度監測,同時,還可以在同一功能膜中印刷加熱器,幫助電池維持在最優的工作溫度。推薦善仁新材的AS6080和AS6310

      2 電動汽車智能座艙

      1人機界面(HMI)。座艙人機界面(HMI)是印刷/柔性電子在汽車應用中的一個主要機遇。印刷壓力傳感器已經廣泛應用于座椅占用監測,或將很快進入車輛控制面板,提供比純電容式觸摸傳感器更大的輸入范圍,從而取消機械開關。此外,占用傳感器可能會演變成分布在整個座椅結構上的多點傳感器,以監測乘客的舒適性。推薦善仁新材的AS8506

      2)印刷/柔性車內供暖。現有的車內供暖主要依賴制熱空調,這是非常低效的,且很不適于電動汽車。利用印刷/柔性電子技術,可以將加熱器件嵌入人體接觸位置,供暖更有效,這種方式可以擴展到座椅和方向盤以外,例如扶手和中控臺等。此外,印刷電子的保形性使加熱元件能夠放置在離表面更近的地方,從而使加熱更加高效和靈敏。透明導熱材料可以更進一步,它們可以直接應用于皮革等材料的表面。推薦善仁新材的AS8009和透明導電油墨AS9600

      3)集成電子的新興制造。模內電子是汽車制造業的重要趨勢之一。通過電子元件和熱成型塑料的結合,可以使中央控制臺和頂置控制面板等集成系統變得更輕、更簡單、更易于制造。善仁新材預測,模內電子市場規模到2031年將增長至約13億美元。另一種新興的制造方法是直接在3D表面上印刷電子器件和電介質油墨。這樣可以取代各種線束,減輕系統重量和復雜性。推薦善仁新材的可拉伸導電銀漿AS7120和可拉伸保護油墨CC7170

      4)智能座艙艙中控屏,儀表盤和照明。汽車制造商越來越喜歡在他們的車輛中增加各種顯示屏,以實現差異化。為了滿足消費者對顯示分辨率和色域的高要求,使用善仁新材的納米銀漿AS9120的OLED顯示屏的應用可能會越來越多。另外,一體化設計也會帶來更廣泛的集成機會,例如可以提高安全性的透明A柱等;炫酷的氛圍燈也可以提供差異化,例如將LED嵌入柔性基板,提供輕量化且共形的新方案。推薦善仁新材的透明導電油墨AS9600和高導熱低溫燒結銀AS9330。

      5)智能座艙智能空調。智能空調系統能根據外界氣候條件,按照預先設定的指標對安裝在車內的溫度、濕度、空氣清潔度傳感器所傳來的信號進行分析、判斷、及時自動打開制冷、加熱、去濕及空氣凈化等功能。在先進的安全汽車中,其空調系統還與其他系統(如駕駛員打瞌睡警報系統)相結合,當發現司機精神不集中、有打瞌睡跡象時,空調能自動散發出使人清醒的香氣。推薦善仁新材的AS7120可拉伸導電油墨,AS9605透明導電油墨,AS6087低溫固化導電銀漿等。

      6)智能座艙HUD抬頭顯示器。第一類被稱為CHUD,工作時不是在擋風玻璃上投影信息,而是在車內的儀表上重新安裝單獨的透明樹脂玻璃,實現投影的目的,但是,由于光學結構簡單、尺寸小,制造成本也相對較低,這也是目前大部分車型采用的頭頂顯示結構。第二類稱為WHUD,將行駛信息直接投影到擋風玻璃上,顯示效果也更好,但結構復雜,制造成本也高。第三類稱為AR-HUD,是目前頭頂顯示的發展方向,也是智能駕駛對AR技術的完美融合,不僅可以顯示更多信息,還可以顯示電話、導航、多媒體、人機交互、多屏交互、障礙物警示、道路融合、可實現方向轉換指示等功能,顯示尺寸也提高。推薦善仁新材的AS9121納米銀漿,AS7120可拉伸導電銀漿,AS6087低溫導電銀漿,AS6080導電膠等導電材料。

      7)智能座艙流媒體后視鏡。流媒體后視鏡就是車后的攝像頭,實時捕捉車后的圖像,并在中央后視鏡的顯示屏上無丟失、無延遲地顯示出來。也就是從攝像頭的角度觀察車輛后方的真實情況。推薦善仁新材的AS9120納米銀漿,AS6087低溫導電銀漿,AS6080導電膠,AS6310電阻漿料等導電材料。

      3 車輛外部的印刷/柔性電子

      1)集成天線。車輛互聯趨勢不斷增長,需要多個天線來覆蓋多個頻段。這需要將天線集成到車身覆蓋件中,為模內電子和3D表面印刷電子提供了市場機遇。未來,透明天線還可以嵌入車窗。推薦善仁新材的印刷天線銀漿AS6088,AS6089和AS6081以及透明導電油墨AS9600系列

      2)外部照明。隨著車輛自動駕駛水平的提高,車輛需要與行人互動。低成本的印刷/柔性顯示非常適合這種應用,因為低重量、耐久性和保形性(包括在事故中)都比分辨率更重要。可能的方案包括印刷LED,以及在柔性基板上安裝LED。推薦善仁新材的高導熱銀漿AS9331和低溫導電膠AS6080P

      3)外部透明加熱器。自動駕駛車輛或ADAS系統中的攝像頭和激光雷達需要保持持續清晰的視場。這意味著必須確保傳感器上的透明視窗沒有雨雪、霧氣或霜的遮擋。推薦采用銀納米線或碳納米管等透明導體開發新型透明加熱器。隨著時間的推移,這些技術的成本肯定會持續下降,從而還可以將它們應用于車窗。推薦善仁新材的低溫導電膠AS6200和AS6080L以及透明導電油墨AS9600系列

      4 )印刷/柔性光伏。雖然利用光伏發電支持電動汽車長途續航還不現實,但它們確實能夠每天為車輛增加大約30公里的續航。目前,傳統太陽能電池板采用的是硅光伏電池,而新型薄膜光伏電池憑借其重量輕、整體性好等優勢,會成為一種很有前途的替代品。推薦善仁新材的納米銀漿AS9110納米銀漿和低溫固化可焊接銀漿AS9326

      5)IME膜內電子。1. AS9120是專為適用于In Mold Electronic應用而開發的低溫焊接導電銀漿,能夠承受熱成型和超模壓溫度,并且可以低溫焊接元器件在此銀線路上。

      2. AS7120是低溫固化可拉伸導電銀漿,能夠承受熱成型和超模壓溫度,具有很好的熱拉伸性。冷拉伸性也可達100%,阻值變化小于50%。

      3. AS7110是導電碳漿,可以防止銀遷移,并且具有很好的耐磨效果,能夠承受熱成型和超模壓溫度。

      AS7111是導電碳漿,具有很好的導電性能,能夠承受熱成型和超模壓溫度。

      4. AS5700是一種可拉伸的銀漿,能夠承受熱成型和過模塑溫度,可以直接制作RFID和NFC,也可以制作天線,可實現完全集成的三維功能電子器件。

      5. AS5701是一種可拉伸的銀導體,能夠承受熱成型和過模塑溫度,適用于電容式開關應用和互連電路,可實現完全集成的三維功能電子器件。同樣,對于In Mold Electronics來說,優點是導電性更高的銀,圖形層上的銀顯示量較少,直接粘附在聚碳酸酯和圖形油墨上,以及熱成型和注塑成型后的性能。

      6. AS6080是一種點膠型導電銀膠,90度快速固化,能夠承受熱成型和超模壓溫度。該導電膠可用于連接各種元器件在涂有圖形的導電油墨和/或上釉的聚碳酸酯基底上。

      7. AS6080P是一種印刷型導電銀膠,90度快速固化,能夠承受熱成型和超模壓溫度。該導電膠可用于連接各種元器件在涂有圖形的導電油墨和/或上釉的聚碳酸酯基底上。

      8. AS9600,AS9601 用于制作IME模內電子透明電極,為透明導電油墨產品,阻值從50-2000歐姆之間。可以用于加熱除霧,按鍵觸摸,制作透明線路等。

      9. AS8005,可以直接制作RFID天線。

      10. CC7170,透明保護油墨,保護銀線路氧化,能承受熱成型和過模塑料溫度,有很好的拉伸性,也可以起到銀線路過橋作用。

      11. CC6070,低溫快速固化膠水,可以粘結各種塑料和難粘金屬。

      12. AS7128,可拉伸導電銀漿可用于可拉伸柔性天幕。

      13. AS6310,電阻漿料,用于輕量化汽車后擋風玻璃,攝像頭,流媒體后視鏡,雷達,加熱除霜除霧。


      6)電致變色玻璃。電致變色玻璃是在兩層玻璃基層中間加上導電介質,通過外加電場或電流來改變中間介質的顏色和透明度,從而改變玻璃的顏色狀態。玻璃包括透明導電層——是一層導電薄膜,具有很高的光通過率和電導率。普通玻璃本身是不能導電,加上兩層透明導電層之后,便可以形成導電玻璃,透明導電層的好壞直接影響著電致變色玻璃的性能。推薦善仁新材的透明導電油墨AS9600;電致變色層——是電子和離

                               AS9120低溫燒結納米銀漿

      子的混合導體,是電致變色玻璃的核心部分,在電場作用下可以發生顏色改變。需要有較大的色光調節范圍、較好的循環穩定性和較短的響應時間。推薦善仁新材的AS9100系列;電解質層——用于傳導變色反應過程中所需的離子。需要有高的離子透過率、低的電子透過率,目的是盡可能的只讓離子通過,而阻攔電子通過。離子存儲層——也是電子和離子的混合導體,用于提供和儲存變色所需要的離子,一般使用可逆的氧化還原物質。此玻璃的電極需要焊接引線出來,推薦善仁新材的低溫可焊接導電銀漿AS9326,也可以使用SMT的工藝,推薦善仁新材的低溫導電銀漿AS6080P,可以極大的提高生產效率。

      7)豪華車星空頂制作。以星空全景玻璃為例,在全景玻璃天窗上印刷很多小圖形,推薦善仁新材的低溫導電銀漿AS6087;小圖形要和透明覆蓋層上的線路粘結導通,推薦善仁新材的低溫固化導電銀膠AS6080H。

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