去年 12 月,在 Tiktok 上,一段视频点击超过 700 万次,该视频讲述了如果在开车前忘记清洁车灯,或者开车时车灯被覆盖潮湿的积雪,可能会带来的不便以及较差的能见度。
在上周 DVN 慕尼黑活动上,J.W Speaker CTO 提到了这几周密歇根州或威斯康星州等北美卡车的难题。

这种现象是汽车制造商众所周知的。不仅影响车灯,也对所有 ADAS 传感器的工作带来不利影响。当我在沃尔沃汽车工作时,我在 2020 年 10 月的 AutoSense 活动中做了一个关于冬季条件下传感器可用性(摄像头、雷达)的演示。

众所周知,这种现象可以通过仿真工具 (西门子) 或其他工具 (安似等) 进行仿真,如 (AutoSense 演讲摘要)

上图,红色部分表示有积雪。在此示例中,可以看到车灯区域并未粘附积雪。然而,在保险杠或格栅中并不少。已经出现相应的雷达集成解决方案,例如极星3 智能区域带有加热功能。


对于车灯,如果采用灯泡方案,外层温度约为 100 度(取决于灯/透镜的距离),因此不需要除冰解决方案。

但使用 LED 前照灯技术,外层温度已大大降低(40-70 度)。如今,常见的解决方案是通过从背面空气导流器或风扇“优化”LED到外透镜的散热。

当然,加热元素也用于车灯。特别是北美,卡车有采用加热功能。

不同的现有解决方案:
电热丝
用于加热前照灯的最常见和最直接的技术之一是在前照灯透镜或反射器组件内集成细细的加热丝。

印刷加热电路和热敏油墨
例如,J.W. Speaker 提出了 “Smart Heat”技术:通过丝网印刷工艺沉积带有导电和图形油墨的透明薄膜。3D 薄膜在丝网印刷后经过热成型工艺。在注塑模具中通过嵌件成型 PCB 与薄膜连接。薄膜和 PCB 被放入注塑模具中。树脂在注塑成型过程中封装油墨和连接方法,从而产生极其坚固可靠的产品。NTC 传感器根据环境温度调节自动除冰过程,Micro LED 指示智能加热何时开始/停止。
目前有 100 万台 JW Speaker Heated 产品投入使用。矩形表面 5×7 毫米的 150 美元左右,功耗约为 20 瓦。

Grote 在 Freightliner Cascadia、Western Star 49X、Western Star 57X 和 Mack Granite 等不同卡车上推出了该类技术。


集成加热垫
加热垫是在前照灯组件中创建加热表面的另一种方法。这些垫通常是柔韧的、薄的,由导电材料制成,可以应用于前照灯外壳的内表面。比如海拉搭载于 Peterbilt 279 和 Kennworth T680 卡车的解决方案

透明导电加热器
多家公司提出透明薄膜方案:
Canatu:碳纳米管是最好的导热材料之一。事实上,碳纳米管的导电性是铜的 1000 倍。Canatu CNT 涂覆在塑料基材上,形成非常薄的涂层,热阻非常小,可在整个区域提供均匀且节能的加热。Canatu 薄膜加热器还具有能源效率,与金属丝加热器相比,能耗减少了 40%,这意味着可以以更低的功耗获得相同的加热性能。如果需要,薄膜加热器可以在集成之前进行 3D 成型。材料具有高度可拉伸性 (>200%),并且可以弯曲半径仅为 1 毫米。使用 Canatu CNT 的薄膜加热器可以热成型或高压成型成任何 3D 造型,为复杂的几何造型提供设计自由度。Canatu 薄膜加热器可以通过薄膜嵌件成型无缝集成到塑料盖板中。对于玻璃透镜,加热器可以夹在夹层之间,并夹在 B 和 C 玻璃表面之间,也可以夹在 D 玻璃表面的玻璃后面。


Dupont (C3 nano) : 用于透明导电薄膜、油墨和涂料的银纳米线技术。这项技术解锁了新的可能性,为车辆提供了透明加热、智能表面、LiDAR 加热、EMI 屏蔽和红外反射等独特功能。

LiDAR 加热器的应用将于 2025 年开始,而前照灯的应用目标是 2026-2027 年。