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「L2+800V」市場競争日趨白熱化,有機矽材料如何成為重要推手?

作者:汽車與配件

随着規模效應的顯現,以及價格戰的愈演愈烈,新能源汽車定價逐漸下探,并且越來越多配置正在滲透至10萬~20萬級别車型。

以ADAS為例,L2級别ADAS系統的市場占比在過去兩年中快速擴張,尤其是在新能源汽車上的應用,已有成為标配的趨勢。

根據乘聯會和科瑞咨詢在4月18日聯合釋出的《2024年2月汽車智能網聯洞察報告》顯示,今年1-2月新能源乘用車L2級及以上的輔助駕駛功能裝車率高達62.5%。

在駕駛輔助功能普及的背後,大量感覺傳感器如毫米波雷達、雷射雷達、超音波雷達、攝像頭的技術疊代功不可沒。

那麼,在降本增效的前提下,如何進一步提升ADAS電子元器件的性能、穩定性和安全性?從上遊材料端賦能,愈發受到行業的關注。

今年3月舉行的慕尼黑電子展期間,陶氏公司展示了一系列面向ADAS領域的有機矽解決方案。其中,全球首發的陶熙™ TC-6040導熱灌封膠,在導熱系數、低粘度、流動性等方面皆有所突破,為ADAS客戶解決了目前在電子元器件組裝環節的顯著痛點。

高性能有機矽滿足ADAS市場需求

具體來看,市場對ADAS所用材料的主要訴求集中在哪些方面?在陶氏公司消費品解決方案部門全球資深市場經理王焱看來,如今在ADAS內建化、輕量化的設計理念下,對高導熱性和高密封性的有機矽材料需求将日益旺盛。

「L2+800V」市場競争日趨白熱化,有機矽材料如何成為重要推手?

陶氏公司消費品解決方案部門全球資深市場經理王焱

首先,随着ADAS器件的性能提升,如何快速高效地傳導熱量是至關重要的。尤其感覺傳感器正在朝着小型化、運用高算力晶片的方向疊代,在如此緊湊的結構中,散熱性能對維持系統高效穩定地運作極為關鍵。

針對這一需求,陶氏公司将陶熙™ TC-6040導熱灌封膠的導熱系數提升至4.0W/m·K,在行業中開創先河。為了進一步提升導熱效果,陶氏公司還賦予這款新産品更為出色的流動性,確定在ADAS各電子元器件緊密相連的結構中,導熱膠能夠順暢流動到殼體間的縫隙中,将元器件完全浸潤,以此支援導熱膠充分發揮導熱性能。

與此同時,正是由于全新的導熱灌封膠産品能夠進入狹小空間進而包覆微小器件,由此帶來更優異的密封性,進而為ADAS提供更周全的防護。在不同環境下做到防水防塵,這對于使用條件嚴苛的ADAS器件十分重要。

除了全新推出的導熱灌封膠,其實陶氏公司很早就敏銳地捕捉到ADAS的市場潛力,推出了豐富的應用于ADAS封裝的有機矽解決方案,涵蓋熱管理、嚴苛環境下的防護、電磁屏蔽、特種保護等使用場景。當客戶需要對傳感器産品進行疊代更新時,陶氏公司緻力于讓客戶在材料端無後顧之憂,更經濟高效地實作下一代傳感器的設計。

“精密線路闆的塗敷工藝同樣離不開有機矽的幫助,尤其當下晶片越做越小,整個封裝中的管路和線路愈發精細,如果在惡劣環境下受到熱脹冷縮影響,将對器件的性能和穩定性造成嚴重的隐患。”王焱介紹道,線上路闆的高精密要求下,如果沒有合适的三防漆材料,當器件熱脹冷縮後受到應力作用後,極易導緻三防漆斷裂。為此陶氏公司研發出先進的基于有機矽的三防漆,适合在高精密的線路闆上進行塗敷,有效降低了極端溫度下的斷裂風險,支援駕駛輔助系統的高精密要求。

當然在安全防護方面,除了三防漆之外,陶氏公司還能提供種類豐富的墊圈、密封膠、粘接劑、凝膠等産品,為精密的電子元器件提供極緻的防護,這些材料經過長期的市場考驗,口碑良好,經久耐用,如今随着ADAS系統的滲透率攀升,迎來更廣闊的市場潛力。

總的來說,有機矽憑借優異的耐高低溫性能、耐候性、電氣絕緣性、生物相容性等特性,在ADAS器件封裝領域發揮關鍵的作用。

「L2+800V」市場競争日趨白熱化,有機矽材料如何成為重要推手?

作為全球領先的有機矽專家,陶氏公司在消費電子領域有着成熟的有機矽導熱、灌封、防護等方案的量産經驗,如今将其應用至ADAS,挑戰何在?對此,王焱認為,相較于消費電子,汽車電子對極端工況的要求更嚴格,并且需要在更長的使用周期中,保證有機矽性能穩定。陶氏公司在引入消費電子方案的同時,會針對汽車工況進行配方的調整和優化,為汽車ADAS市場提供符合需求的高性能有機矽方案。

超充領域也不可或缺

新能源汽車市場競争進入白熱化階段,主機廠在駕駛輔助功能方面各放異彩外,圍繞800V超充快充的軍備競賽已經日趨激烈。當800V的電子電氣架構逐漸滲透至10萬~20萬級别車型,将極大程度改善消費者的補能體驗,緩解甚至消除新能源汽車使用過程中的裡程焦慮。

“想要實作進階的快充體驗,一方面要在車端的電子電氣架構上實作高壓化,支援600A以上的大電流傳輸,進而達到480kWh以上的充電功率。另一方面,充電樁的更新也是至關重要的”。王焱介紹道,超充充電樁對高功率輸出、快速冷卻、耐用可靠等性能的需求非常嚴格,材料的選擇則起到決定性的作用,尤其對于導熱、密封、絕緣、阻燃等名額,需要在材料方面推出更先進的解決方案,陶氏公司正在朝着這些方向,探索有機矽的性能進階。

「L2+800V」市場競争日趨白熱化,有機矽材料如何成為重要推手?

在充電設施領域,陶氏公司聚焦三大方向。首先是熱管理材料方面,陶氏公司提供包括填縫劑、粘接劑、非固化熱界面材料、浸沒冷卻液、凝膠和灌封膠等豐富的産品組合,來解決充電設施中的散熱痛點;在保護和裝配材料方面,陶氏公司提供包括粘接劑、密封膠和敷形塗層,為充電元器件提供全方位的防護;此外,陶氏還能提供彈性體、固體導熱矽橡膠和液态矽橡膠,支援絕緣、導熱等需求。

超充充電樁所承擔的功率更大、電流更高,在充電效率顯著提升的同時,系統的發熱量也大幅增加。普通的導熱系數為1-2W /m·K的導熱膠勢必無法滿足超充的導熱要求。而陶氏公司最新推出的陶熙™ TC-6040導熱灌封膠,導熱系數達到4.0W/m·K,可以讓過熱的充電槍快速降溫,既不會燙手,又能確定系統内部的子產品正常運作,尤其是最重要的逆變器子產品長期可靠。當充電時熱量極速上升,全新的灌封膠支援将熱量快速高效地從變壓器中傳遞出去,再通過液冷系統将熱量排出充電樁,確定整個充電過程不會因為溫度過高而影響效率和安全。

「L2+800V」市場競争日趨白熱化,有機矽材料如何成為重要推手?

提到液冷超充,這也是目前充電樁的主要發展趨勢之一。液冷超充支援充電線設計更細,并且線纜和充電槍更輕巧,對消費者更為友好。然而,液冷水管必須選用高導熱系數與高強度、高韌性的有機矽材料作為導熱管。如果導熱系數達不到要求,當充電電流超過一定值後,無論環泵中的冷卻液循環多快,熱量都不能有效的帶走,影響超充的正常運作。

值得一提的時,陶氏公司為上述需求推出的SILASTIC™ HTE50105-90U導熱矽橡膠,完美地攻克了這一技術難題。該産品最顯著的優勢是具備更高的導熱率,導熱系數高達1.5W/m·K,可以為600A電流的超級充電槍的電纜降溫并提供導熱保護。同時,良好的實體特性和抗惡劣環境性能,使其可以用來擠出導熱矽膠管。高硬度和高強度則實作了直接與電纜絞合。此外,更良好的柔韌性、耐用性、耐高低溫性、耐冷卻液性、絕緣性等名額,則為超級充電槍提供了長期的保障。

結語

經過多年的技術疊代,新能源汽車跑馬圈地的時代已經結束,取而代之是圍繞高品質發展的下半場争奪。L2+級别的ADAS功能、800V的高壓架構以及配套的充電設施、更安全能量密度更高動力電池等等,都将成為主機廠競争的焦點。

結合上文介紹的陶氏公司優異的有機矽産品系列,不難發現,在智能化、電動化技術更新的背後,離不開創新性材料的推廣和應用。作為全球領先的材料科學公司,同時也是全球最大的有機矽生産商之一,陶氏公司一直以來緻力于為行業帶來順應技術發展趨勢的高性能有機矽解決方案。

“在有機矽領域,陶氏公司正在加大相關的研發和産能投入。去年6月,陶氏中國在張家港進行了關于有機矽下遊産品的項目擴建,将進一步提升産能,滿足市場增長的需求。”王焱談道,陶氏公司對有機矽業務在中國新能源汽車市場的發展充滿信心,通過貼近客戶的需求,陶氏公司也将繼續在材料端堅持創新,不斷優化材料解決方案,賦能新能源汽車的進階産品力。

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