泡沫树脂SunForce™在带融雪加热器的毫米波雷达天线罩中的应用

2024.09.10

泡沫树脂SunForce™在带融雪加热器的毫米波雷达天线罩中的应用

技术和产品

配备融雪加热器的毫米波雷达天线罩面临的挑战

在汽车搭载的障碍物检测系统中,毫米波雷达凭借在降雨、浓雾、夜间等恶劣条件下也能保持较高的检测能力而脱颖而出,成为自动驾驶技术中不可或缺的要素。

但是,在降雪时,机罩上积雪会增加毫米波的反射,导致探测性能下降。为了解决这个问题,在机罩内放置加热器来融化积雪的技术已经投入实用。

采用SunForce™隔热结构的优势

现有的带有加热器的毫米波雷达罩中,加热器产生的热量在罩内均匀分布,因此只有约一半的热量有助于融雪。

为了解决这一问题,旭化成提出了在毫米波雷达天线罩背面配置由发泡改性PPE树脂制成的材料“ SunForce™ ”的结构。由于SunForce™的高绝缘性和低介电特性,可以有效利用加热器产生的热量,同时将毫米波段的电磁波衰减降至最低。

带融雪加热器的毫米波雷达罩SunForce™应用图像带融雪加热器的毫米波雷达罩SunForce™应用图像

未使用 (a) 和使用 (b) SunForce™隔热材料时的热方向性差异未使用 (a) 和使用 (b) SunForce™隔热材料时的热方向性差异

发泡树脂SunForce™的特点

  • 大幅降低耗电量SunForce™是一种具有细密闭孔结构的树脂泡沫,具有高绝缘性。如下图所示,使用厚度为 3mm、发泡倍率为 10 倍的SunForce™时,可以降低加热毫米波雷达天线罩所需的加热器耗电量。

利用SunForce™模拟隔热结构的节能效果利用SunForce™模拟隔热结构的节能效果

  • 降低机罩的温度不均匀性和最高温度SunForce™的高绝缘性能可降低实现机罩表面温度 15°C 所需的加热器输出。这有助于减少机罩表面的温度不均匀性,并降低与加热器接触的机罩区域的最高温度。

有和没有SunForce™机罩温度分布。(在 -5°C 环境下将机罩表面温度加热至 15°C)带有和不带有SunForce™机鼻雷达罩的温度分布。
(-5℃环境下机罩表面温度升温至15℃)

  • 高毫米波透过率SunForce™由改性PPE树脂制成,由于进一步发泡,介电性能极低。这最大限度地减少了高频电磁波的衰减。

SunForce™与各种树脂的介电性能比较SunForce™与各种树脂的介电性能比较

在 76.5 GHz 频率下,带有SunForce™天线罩的透射率总厚度依赖性位于 2.4 毫米厚的 ABS 背面采用SunForce™天线罩透射率的总厚度依赖性
放置在 76.5 GHz 频率下 2.4 毫米厚 ABS 的背面

  • SunForce™的附加功能:除了高绝缘性和低介电性能外,SunForce™还具有以下特点,可实现最大限度发挥汽车雷达性能的设计:
SunForce™的特点和效果
介电性能 由于树脂来源+发泡,介电常数低(无线电波渗透性高)
绝热性 提高加热器利用效率,在热区和非热区之间形成热屏蔽(热管理效果)
阻燃性 UL94 V-0 认证
填充空间 通过使用泡沫代替空气来防止结露、绝缘和隔热
成形性 固定部件(减少零件数量和装配负荷)
其他 耐热、防水

随着电动汽车(EV)节能技术的需求不断增长,使用SunForce™发泡树脂的带融雪加热器的毫米波雷达罩通过同时实现高效融雪和高毫米波透过率,为提高电动汽车的便利性做出了巨大贡献。这提高了人们对延长续航里程和延长电池寿命的期望。

→ 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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相关信息

SunForce™

SunForce™是一种轻质泡沫,具有优异的阻燃性、耐热性和隔热性能,适用于电动汽车电池周边部件。