印刷和柔性電子在汽車中的應(yīng)用日益廣泛

對(duì)于汽車產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)代，多種技術(shù)轉(zhuǎn)型正在進(jìn)行時(shí)。這為包括印刷/柔性電子在內(nèi)的很多新技術(shù)帶來(lái)了廣泛的市場(chǎng)機(jī)遇。例如，在薄柔性基板上制造電子器件可以大幅降低產(chǎn)品重量，這對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵考量之一。此外，柔性電子產(chǎn)品的保形性優(yōu)勢(shì)，非常適于當(dāng)前用有機(jī)曲面替代傳統(tǒng)平面的新興車內(nèi)設(shè)計(jì)。

按動(dòng)力細(xì)分的全球汽車市場(chǎng)預(yù)測(cè)

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，英國(guó)知名研究公司IDTechEx在這份最新出版的報(bào)告中給出了三個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)轉(zhuǎn)型方向：

- 電動(dòng)化。越來(lái)越多的數(shù)據(jù)證實(shí)，電動(dòng)汽車的市場(chǎng)占有率正在快速提高。全球已有多個(gè)國(guó)家明確宣布，將在2030年左右禁售以汽油/柴油為燃料的新車。這為用于電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)的印刷電子技術(shù)創(chuàng)造了機(jī)遇。

- 自動(dòng)駕駛。現(xiàn)在，各種價(jià)位的車型都開(kāi)始配備先進(jìn)的“高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）”。隨著時(shí)間的推移，車輛的自動(dòng)駕駛水平將會(huì)進(jìn)一步提高。預(yù)計(jì)十年內(nèi)，部分車輛將實(shí)現(xiàn)L5級(jí)完全自動(dòng)駕駛功能。這為多種傳感器技術(shù)及相關(guān)功能（如透明加熱器和集成天線）創(chuàng)造了機(jī)遇。

- 車輛差異化，正從動(dòng)力總成轉(zhuǎn)向車內(nèi)的設(shè)計(jì)和功能性。某汽車儀表組/座艙制造商總裁發(fā)言稱，“車輛競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)場(chǎng)已經(jīng)轉(zhuǎn)移，它不再是引擎蓋下的動(dòng)力總成，而是座艙內(nèi)的新設(shè)計(jì)和功能?！痹诖吮尘跋拢∷?柔性電子產(chǎn)品存在廣泛的機(jī)遇，它們可以在推動(dòng)高效制造的同時(shí)，為車輛座艙增加額外的功能。

印刷和柔性電子在汽車中的應(yīng)用日益廣泛

IDTechEx在這份最新的技術(shù)及市場(chǎng)研究報(bào)告中，深入調(diào)研了印刷/柔性電子在汽車設(shè)計(jì)和制造等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及這些轉(zhuǎn)變所帶來(lái)的未來(lái)機(jī)遇。

本報(bào)告覆蓋了印刷和柔性電子在車輛中的三個(gè)主要應(yīng)用方向，然后，分別進(jìn)行了細(xì)分研究。除了詳細(xì)的技術(shù)討論和應(yīng)用實(shí)例分析外，報(bào)告還分別提供了細(xì)分的10年期市場(chǎng)預(yù)測(cè)。

印刷和柔性電子成本分析

電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)

- 電動(dòng)汽車電池監(jiān)測(cè)/加熱。在設(shè)計(jì)給定的電池重量和成本預(yù)算下，盡可能提供最大的續(xù)航里程，是電動(dòng)汽車制造商的關(guān)鍵訴求。這需要?jiǎng)恿﹄姵乇M可能保持在高效的工作狀態(tài)，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(wèn)題。因此，印刷的溫度傳感器陣列或能提供電池溫度監(jiān)測(cè)，同時(shí)，還可以在同一功能膜中印刷加熱器，幫助電池維持在最優(yōu)的工作溫度。

電池?zé)峁芾響?yīng)用的印刷和柔性電子

- 電動(dòng)汽車熱界面材料。盡管印刷電子不太適用于電力電子器件，但后者確實(shí)需要印刷熱界面材料來(lái)進(jìn)行熱管理。散熱膏仍然是當(dāng)前的常規(guī)選擇，不過(guò)，碳納米管和相變材料等替代產(chǎn)品或?qū)⒑芸飓@得應(yīng)用機(jī)遇。隨著電動(dòng)汽車對(duì)充電效率的要求越來(lái)越高，熱管理的需求將變得越來(lái)越重要。

電動(dòng)汽車座艙

- 人機(jī)界面（HMI）。座艙人機(jī)界面（HMI）是印刷/柔性電子在汽車應(yīng)用中的一個(gè)主要機(jī)遇。印刷壓力傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于座椅占用監(jiān)測(cè)，或?qū)⒑芸爝M(jìn)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(jī)械開(kāi)關(guān)。此外，占用傳感器可能會(huì)演變成分布在整個(gè)座椅結(jié)構(gòu)上的多點(diǎn)傳感器，以監(jiān)測(cè)乘客的舒適性。

- 印刷/柔性車內(nèi)供暖?，F(xiàn)有的車內(nèi)供暖主要依賴制熱空調(diào)，這是非常低效的，且很不適于電動(dòng)汽車。利用印刷/柔性電子技術(shù)，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(kuò)展到座椅和方向盤以外，例如扶手和中控臺(tái)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(dǎo)熱材料可以更進(jìn)一步，它們可以直接應(yīng)用于皮革等材料的表面。

- 集成電子的新興制造。模內(nèi)電子是汽車制造業(yè)的重要趨勢(shì)之一。通過(guò)電子元件和熱成型塑料的結(jié)合，可以使中央控制臺(tái)和頂置控制面板等集成系統(tǒng)變得更輕、更簡(jiǎn)單、更易于制造。據(jù)IDTechEx預(yù)測(cè)，模內(nèi)電子市場(chǎng)規(guī)模到2031年將增長(zhǎng)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(zhì)油墨。這樣可以取代各種線束，減輕系統(tǒng)重量和復(fù)雜性。

- 艙內(nèi)顯示和照明。汽車制造商越來(lái)越喜歡在他們的車輛中增加各種顯示屏，以實(shí)現(xiàn)差異化。過(guò)去大部分車型只有中控臺(tái)顯示屏幕，現(xiàn)在我們注意到越來(lái)越多的車型配備數(shù)字儀表，以及用于后視鏡和后排乘客娛樂(lè)的顯示屏。為了滿足消費(fèi)者對(duì)顯示分辨率和色域的高要求，OLED顯示屏的應(yīng)用可能會(huì)越來(lái)越多。另外，一體化設(shè)計(jì)也會(huì)帶來(lái)更廣泛的集成機(jī)會(huì)，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。

新型電動(dòng)車上的顯示屏越來(lái)越多

車輛外部的印刷/柔性電子

- 集成天線。車輛互聯(lián)趨勢(shì)不斷增長(zhǎng)，需要多個(gè)天線來(lái)覆蓋多個(gè)頻段。這需要將天線集成到車身覆蓋件中，為模內(nèi)電子和3D表面印刷電子提供了市場(chǎng)機(jī)遇。未來(lái)，透明天線還可以嵌入車窗。

- 外部照明。隨著車輛自動(dòng)駕駛水平的提高，車輛需要與行人互動(dòng)。低成本的印刷/柔性顯示非常適合這種應(yīng)用，因?yàn)榈椭亓?、耐久性和保形性（包括在事故中）都比分辨率更重要?？赡艿姆桨赴ㄓ∷ED，以及在柔性基板上安裝LED。

- 外部透明加熱器。自動(dòng)駕駛車輛或ADAS系統(tǒng)中的攝像頭和激光雷達(dá)需要保持持續(xù)清晰的視場(chǎng)。這意味著必須確保傳感器上的透明視窗沒(méi)有雨雪、霧氣或霜的遮擋。而傳統(tǒng)的細(xì)金屬加熱絲可能會(huì)遮擋這些安全關(guān)鍵部件的“視線”。因此，需要采用銀納米線或碳納米管等透明導(dǎo)體開(kāi)發(fā)新型透明加熱器。隨著時(shí)間的推移，這些技術(shù)的成本肯定會(huì)持續(xù)下降，從而還可以將它們應(yīng)用于車窗。

- 印刷/柔性光伏。雖然利用光伏發(fā)電支持電動(dòng)汽車長(zhǎng)途續(xù)航還不現(xiàn)實(shí)，但它們確實(shí)能夠每天為車輛增加大約30公里的續(xù)航。目前，傳統(tǒng)太陽(yáng)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(yōu)勢(shì)，會(huì)成為一種很有前途的替代品。

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