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汽车智能化驱动塑料性能新要求,PBT大有可为

智能驾驶汽车已然成为汽车市场研究的热点和汽车工业增长的新动力。现阶段,L2+高级驾驶辅助系统成为国内外车企首选,为实现360度全覆盖,毫米波雷达作为ADAS智能驾驶系统的核心传感器必不可少。

           
图 装在保险杠中网的毫米波雷达
在中高端车型,一般需要3到5个毫米波雷达。据中商产业研究院统计,预计2020年全球车载毫米波雷达市场规模为358.4亿人民币。2020年初,全球一级汽车零部件巨头大陆集团,北美子公司计划投资1.1亿美元在启动新工厂建设,将生产用于高级驾驶员辅助系统的核心传感器——毫米波雷达,预计2021年投产。随着毫米波雷达在汽车上装配数量的增加, 雷达天线罩上的塑料的需求也将日益增加。
图 毫米波雷达塑料盖板(左)和天线 (右)
车载毫米波雷达的天线一面的塑料罩不是普通的塑料罩,是要考虑微波透射效果。PBT高耐热性、优异的耐化学性能和低吸水率一直是汽车行业在电气零部件、内饰应用上关注的重点,由于其高透波性在雷达天线罩上的应用也成为热点。

一、PBT 介绍

PBT(Polybutylene terephthalate)聚酯类热塑性工程塑料,具有优异的电气特性和耐化学性,结晶快速,易成型,熔点高达225℃。在PBT中增加玻璃纤维可以降低材料的热膨胀系数,提高刚度和强度。

二、PBT作为雷达天线罩的优势

雷达天线罩作为毫米波雷达传感器的保护壳,对材料的要求主要在低介电常数、高耐热性、易于加工、耐化学性等方面:
低介电常数:PBT的介电常数在2.9~4.0,能够满足电磁波充分穿透,且稳定性高;
耐热性:PBT熔点225℃,熔点高,而且PBT加玻纤改性能够降低其热膨胀系数,有利于雷达在汽车保险杠中网、车体的四个对角、车标背后,甚至在座位底部、天窗部位高温环境下保持性能稳定;
可加工性:电磁波在通过翘曲面,已发生折射,造成雷达检测的巨大偏差,因此需要成型性优越的材料,PBT易于加工成型;
耐化学性:距离探测雷达安装位置靠近发动机舱附件,维修过程需要耐受各种化学品的溅射。

三、PBT材料厂家

随着汽车智能化发展加速,未来的汽车将会是一个行走的“传感器”,感知硬件的数量将越来越多,低介电性、优越加工性能的PBT材料也将迎来新机遇。巴斯夫、DSM、宝理、东丽等都有布局相关的PBT材料,以下是小编了解到的部分厂家信息,以供参考,如有遗漏,欢迎留言补充指正:

1.巴斯夫

巴斯夫在开发针对多种传感器应用的PBT,用于雷达波透射和吸收的雷达优化塑料,提高雷达传感器的精度,从而以更高的成本效率改善自动驾驶汽车的功能,目前在雷达罩上应用的多为PBT-GF30%材料。


图 外壳采用巴斯夫 PBT-GF30%的大陆电子ARS408 毫米波雷达

2.SABIC

SABIC在毫米波雷达上面有不少材料,如PBT材料经过相关处理可制作出满足汽车毫米波雷达的系列配件要求,甚至经过改性,添加玻纤的方式可制造出可透过雷达波的材料。这些热塑性塑料产品LNP系列,有利于实现轻量化,替换金属材料,并优化设计的灵活性,同时也能减少潜在的系统成本。

图 Sabic研发的LNP系列材料在毫米波雷达上的应用范围

3.DSM

在智能感应系统中,为了保证各种传感器在各种工况中都能达到稳定可靠的表现, 对材料的耐候性、尺寸稳定性、耐化学性以及电磁兼容性都有全新的要求。对此,帝斯曼的低介电常数的Arnite® PBT可用于长距雷达的外壳,Akulon® PA66可用于传感器的壳体等。   图 ADAS解决方案  来自AI《汽车制造业》

4.宝理

宝理推出可靠性好,低介电的DURANEX® PBT材料,用于雷达罩以及其他自动驾驶相关的其它零部件。              

5.东丽

东丽利用其在聚酯聚合和树脂加固化合物技术,开发出一种基于聚酯纤维的热塑性树脂,其中 TORAYCON™玻璃转移温度很低,在27~30℃而且结晶化速度快,玻璃纤维强化等级1101G-30,在模具温度80℃左右时,可以得到具有良好外观的成型品。主要用于电气和电子设备、连接器和电容器外壳、汽车电子器件。

6.派克固美丽

派克固美丽(Parker Chomerics) 基于PBT塑料基材开发出一种PREMIER PBT-225,可实现超级可靠性,把金属壳转换成塑料壳,达到汽车电子应用(比如汽车雷达屏蔽罩等)的需求。此外低损耗PREPERM®RB260 PPO材料用于汽车雷达天线罩(下图),与普通树脂相比,具有更宽的扫描范围,在极寒条件下也具有各向同性、低吸水率以及优异的机械性能。    
此外,据了解蓝星、金发、锦湖日丽、上海日燊等企业也有和雷达厂家合作开发相关的PBT材料,如有更多相关信息,欢迎加入:

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