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苹果、特斯拉自动驾驶研发提速!车用雷达助PBT迎高光时刻
来源:雅式橡塑网    作者:章健玲    日期:2021.08.06

苹果造车又有新动向!根据加州机动车管理局的数据,苹果目前在加州有69辆自动驾驶测试车辆和92名测试司机,数量远远超过特斯拉。

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苹果在加州进行自动驾驶测试。

 

值得注意的是,苹果自动驾驶测试车队的规模是加州第三大,排在谷歌自动驾驶子公司Waymo和通用汽车的Cruise后面。相比之下,特斯拉截至7月底在加州有22辆自动驾驶汽车和86名司机。

 

车用雷达市场规模大,增速快

 

可以说,自动驾驶是汽车产业发展的必然趋势,已成为传统车企、造车新势力入局智能汽车赛道的必经之路。

 

标普全球评级8月4日发布报告《中国汽车行业电动化展望》更是指出未来中国汽车行业将日益电动化,同时行业发展重点将逐步从电动化向自动驾驶、智能座舱、网联化转移。

 

而雷达作为自动驾驶的眼睛,扮演着重要作用。根据奥沙利文咨询公司预测,2025年全球激光雷达市场规模或近136亿美元,2020至2025年预计年化增速约62%。同时,预计2025年国内激光雷达市场规模或近44亿美元,2020至2025年预计年化增速约64%,全球占比30%。

 

用一句话来说,就是车用雷达市场规模大,增速快。

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车用雷达

 

雷达由天线板和包围它的外壳组成。外壳具有双重用途,既可作为保护雷达设备的盖子或外壳,也可作为无线电波通过的透镜。外壳通常被称为天线罩。

 

天线罩通常采用树脂化合物制成,通常要求低介电常数和无线电波传输率以及低吸水性。市场上一直采用间规聚苯乙烯(SPS)和聚醚酰亚胺(PEI)来实现低介电性能,PPS则用于低吸水性和耐化学性。

 

为应对成本挑战,部分制造商开始采用PBT制造雷达天线罩,以优化当今更高频率(>75 GHz)、毫米波(mmWave)雷达装置的性能。

 

低损耗因数和低介电常数

 

沙特基础工业公司(SABIC)正推出两种新材料LNP™热电偶™ WFC06I和WFC06IXP化合物,分别用于下一代雷达装置的前后外壳盖。

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据介绍,新款玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)牌号具有非常低的损耗因数(Df)和介电常数(Dk),有助于支持高频雷达信号的传输。它们还具有超低翘曲度的特点,可方便设计师创造出新的、更薄的外壳,以改善信号传输。

 

此外,这些新的SABIC产品支持高速、高精度激光焊接,有助于高效的雷达单元组装。SABIC 强调,LNP THERMOCOMP WFC06I化合物在目前可用的PBT材料中提供了出色的激光传输性能。

 

提高雷达图像分辨率

 

许多ADAS设计师正在采用更高频率的毫米波雷达技术,因为其改进的图像分辨率和更大的射程可以在各种条件下实现更安全的驾驶。

 

然而,与较低频率相比,76–81 GHz频段的频率存在更大的传输挑战。为了改善波的传输,雷达罩需要非常低的损耗因数和介电常数,更薄的壁厚设计和没有支撑结构的简化设计。

 

现有的玻璃填充PBT材料通常不满足这些传输优化要求。它们的Df损耗因数大于0.01。此外,作为半结晶聚合物,它们在没有支撑结构的薄壁零件中使用时有很高的翘曲倾向,可能导致零件在装配、运输和使用过程中发生故障。

 

SABIC新款LNP THERMOCOMP化合物在Df/Dk性能和翘曲控制方面超过了普通的PBT化合物,可以减少穿过雷达罩的电磁波衰减,以帮助提高图像分辨率和距离。它们还增强了传输能力,最小化了信号光束的侧锥,从而提高了图像质量。

 

此外,新的LNP THERMOCOMP化合物提供了更高的延展性,以提高抗冲击性,并与现有PBT材料相比具有同等的防潮和耐化学性。

 

促进激光焊接

 

激光焊接是一种快速高效的汽车焊接工艺,可加快生产速度。塑料部件的激光焊接具有许多优点,包括能够生产小型化和高度复杂的零件,消除粘合剂和紧固件等耗材。精确、牢固的焊接可以保护敏感电子设备免受灰尘和湿气的影响。

 

SABIC的LNP THERMOCOMP WFC06I复合物用于雷达前盖,其激光传输率超过60%。用户可以使用其宽激光窗口和低激光功率来潜在地提高产率。另一种新等级——LNP THERMOCOMP WFC06IXP化合物——用作激光焊接的吸收层。

 

“要充分发挥汽车雷达在辅助和自动驾驶方面的潜力,需要改进设计、性能和生产效率,”SABIC亚太区特殊化合物配方与应用总监Jenny Wang说。他强调SABIC继续在材料科学领域开拓新天地,助力用户在优化ADAS设计方面的挑战。

 

减少40%介电损耗

 

东丽工业株式会社开发了一种高性能PBT树脂,这款材料在保持了PBT原有的尺寸稳定性和加工成型性的同时,在高频毫米波段,其介电损耗降低约40%。

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据了解,东丽采用高分子聚合技术实现新型高分子结构,抑制高频范围内高分子运动,开发出了这款低介电损耗PBT树脂,介电损耗为0.006。

 

东丽表示,该产品将极大提升5G基站、自动驾驶的车载高速传输连接器、通信模块以及毫米波雷达等性能。目前已开始供样,在满足5G通信材料的需求的同时,推动其在以先进的驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶为代表的的智能交通系统(ITS)领域的应用。

 

可导电的PBT材料

 

对于雷达支架本身,需要电磁波屏蔽特性来防止不必要的反射波。宝理塑料正推出导电等级DURANEX PBT 7300E材料。

 

宝理塑料还推出了DURANEX PBT 733LD和7407等低翘曲和高刚性材料可用于车载传感摄像头支架。该公司还开发了亚光技术,利用激光处理来降低噪音(散射光)。


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