在毫米波雷達雷達罩中使用泡沫樹脂SunForce™和融雪加熱器

2024.09.10

在毫米波雷達雷達罩中使用泡沫樹脂SunForce™和融雪加熱器

技術與產品

毫米波雷達罩與融雪加熱器面臨的挑戰

在汽車安裝的各種障礙物檢測系統中,毫米波雷達因其即使在雨天、濃霧和夜間等惡劣條件下也能保持高檢測能力而脫穎而出,已成為自動駕駛技術中不可或缺的組成部分。

然而,在降雪期間,雷達罩上積雪會增加毫米波的反射,從而降低偵測性能。為了解決這個問題,在雷達罩內安裝加熱器以融化積雪的技術已投入實際應用。

採用SunForce™隔熱結構的優勢

在現有的帶加熱器的毫米波雷達罩中,加熱器產生的熱量均勻地擴散到雷達罩內部,因此只有大約一半的熱量有助於融化積雪。

為了解決這個問題,旭化成提出了一種結構方案,將一種名為「SunForce™」的材料——由改性PPE樹脂發泡製成——放置在毫米波雷達罩的背面。由於SunForce™具有高絕緣性和低介電特性,因此能夠有效利用加熱器產生的熱量,同時最大限度地減少毫米波頻段電磁波的衰減。

SunForce™毫米波雷達罩應用示意圖,搭配融雪加熱器SunForce™毫米波雷達罩應用示意圖,搭配融雪加熱器

SunForce™隔熱層(a)與隔熱層(b)對熱指向性的差異SunForce™隔熱層(a)與隔熱層(b)對熱指向性的差異

SunForce™發泡樹脂的特點

  • 顯著降低能耗SunForce™是一種具有精細閉孔結構的樹脂泡沫,具有優異的絕緣性能。如下圖所示,使用厚度為 3 毫米、發泡比為 10 倍的SunForce™時,可以降低毫米波雷達罩加熱所需的加熱器能耗。

利用SunForce™模擬隔熱結構的節能效果利用SunForce™模擬隔熱結構的節能效果

  • 降低雷達罩溫度不均勻性和最高溫度SunForce™的高隔熱性能使得達到 15°C 雷達罩表面溫度所需的加熱器輸出功率降低。這有助於減少雷達罩表面的溫度不均勻性,並降低與加熱器接觸的雷達罩區域的最高溫度。

使用和不使用SunForce™時雷達罩的溫度分佈。 (在 -5°C 的環境下將雷達罩表面溫度加熱至 15°C)有無SunForce™時雷達罩的溫度分佈。
(在-5℃環境下將雷達罩表面溫度加熱至15℃)

  • 高毫米波穿透率SunForce™採用改質PPE樹脂製成,經進一步發泡處理後具有極低的介電性能。這最大限度地減少了高頻電磁波的衰減。

SunForce™與各種樹脂介電性能的比較SunForce™與各種樹脂介電性能的比較

在76.5 GHz頻率下,將SunForce™塗覆在厚度為2.4 mm的ABS材料背面的雷達罩的透射率與總厚度的關係採用SunForce™的雷達罩的透射率與總厚度的關係
放置在厚度 2.4 毫米的 ABS 背面,頻率為 76.5 GHz

  • SunForce™的其他特性:除了高絕緣性和低介電特性外,SunForce™還具有以下特性,從而能夠實現最大限度地提高汽車雷達性能的設計:
SunForce™的特性和效果
介電性能 由於樹脂來源和發泡作用,介電常數低(射頻波滲透率高)。
絕熱性 提高加熱器利用效率,在高溫區與非高溫區之間設置隔熱罩(熱管理效果)
阻燃性 UL94 V-0 認證
填補空間 用泡沫代替空氣,防止冷凝、隔熱和保溫。
成形性 固定部件(減少零件數量和組裝工作量)
其他的 耐熱、防水

隨著電動車對節能技術的需求持續成長,採用SunForce™發泡樹脂的毫米波雷達罩配備融雪加熱器,能夠同時實現高效融雪和高毫米波透射率,從而顯著提升電動車的便利性。這提高了人們對更長續航里程和更長電池壽命的期望。

→ 自動車技術会論文集54巻(2023)3号掲載「融雪機能付きヒーターレドームへ発泡樹脂を配することによる消費電力低減効果の解析的予測とミリ波透過性への影響の確認」はこちら

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SunForce™

一種由改性PPE樹脂發泡製成的珠粒,具有優異的阻燃性、低介電性能和尺寸精度。

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