汽車窗膜的光電智能化發(fā)展趨勢

汽車玻璃膜是一種廣泛應(yīng)用于汽車車窗的薄膜材料，經(jīng)過30年的發(fā)展，汽車窗膜的覆蓋率早已突破90%，已經(jīng)到了成熟階段。在這個階段，汽車玻璃膜的生產(chǎn)也逐步向國內(nèi)制造轉(zhuǎn)移，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量也得到了極大的提高。圍繞著汽車玻璃膜的傳統(tǒng)功能——即隔熱、防紫外線、提升玻璃安全性和隱私性的產(chǎn)品已經(jīng)得到市場的充分競爭。汽車窗膜作為連接【新材料技術(shù)】與【車窗】的載體，除了傳統(tǒng)功能外還具有哪些新的可能性？汽車窗膜的下一步將如何發(fā)展？未來幾年有哪些有潛力新技術(shù)會在汽車窗膜領(lǐng)域爆發(fā)？

【1.0傳統(tǒng)功能膜時代】

傳統(tǒng)功能膜指針對玻璃原生缺點改善的這一類功能，如隔熱、防紫外線、提升安全性、提升隱私性等。

汽車玻璃面積隨著汽車設(shè)計的發(fā)展在不斷擴(kuò)大。隨著汽車車頂也向著全玻璃天幕的方向發(fā)展，針對玻璃的隔熱要求也提高到了前所未有的程度。新能源車主如何遮陽也是每個夏天逃不掉的熱點。新的需求也會帶動新的技術(shù)與產(chǎn)品的誕生，針對全景天幕的隔熱問題，有以下新科技產(chǎn)品：

中遠(yuǎn)紅外阻隔膜：

目前汽車采用的全景天幕玻璃多數(shù)已經(jīng)具備阻隔紅外線及紫外線的功能，且參數(shù)上看已經(jīng)非常高，如特斯拉Model 3采用的天幕玻璃的參數(shù)為紅外線阻隔率>90%和紫外線阻隔率100%。但由于采用吸收紅外線的方式，陽光照射導(dǎo)致整個車頂升溫。高溫車頂?shù)亩屋椛涑蔀榱死_車主，影響車主體感的更嚴(yán)重的困擾。也就是說，新能源車主感受到的不是陽光的“曬”，而是車頂?shù)摹翱尽薄?/p>

針對車窗的“烤”，也就是二次輻射的主要波段——中遠(yuǎn)紅外輻射，目前已經(jīng)有專門的中遠(yuǎn)紅外阻隔膜，使得天窗的二次輻射能被有效反射。同時中遠(yuǎn)紅外阻隔膜比起傳統(tǒng)太陽膜，其冬季保溫效果也非常顯著。在新能源車時代，冬季空調(diào)能耗尤其是車窗的熱損耗也是受到車廠及消費(fèi)者關(guān)注的問題，也讓中遠(yuǎn)紅外阻隔膜備受關(guān)注。

零能耗輻射降溫膜：

此項技術(shù)為2021年開始新興的降溫技術(shù)。通過大量（大于90%)反射太陽光及其在“大氣輻射窗口”即9-13mm波段有高達(dá)140w/㎡的輻射功率，實現(xiàn)讓附著物溫度可以降到低于環(huán)境溫度2-5℃。此前已經(jīng)成熟應(yīng)用在降溫需求極大的建筑領(lǐng)域，如糧倉、服務(wù)器大樓等。從2023年開始此技術(shù)也已經(jīng)在汽車天窗降溫領(lǐng)域開始應(yīng)用，也是解決天窗隔熱問題的一項高潛力技術(shù)。

【2.0新型功能膜時代】

新材料領(lǐng)域是擁有大量創(chuàng)新技術(shù)的領(lǐng)域，許多新興技術(shù)在突破了膜材料領(lǐng)域一些門檻性條件（如透明度要求等）后，便可以應(yīng)用在汽車窗膜領(lǐng)域，給汽車窗膜的未來發(fā)展帶來新的亮點。如今市場上已經(jīng)可以看到一些突破過去傳統(tǒng)功能的新型功能窗膜產(chǎn)品：

負(fù)氧離子抗菌膜：

通過特殊的稀土礦物涂層，實現(xiàn)對空氣中水份及氧氣的電荷轉(zhuǎn)移，持續(xù)生成負(fù)氧離子。負(fù)氧離子是空氣清新程度的標(biāo)準(zhǔn)，世衛(wèi)組織對“清新空氣”的標(biāo)準(zhǔn)為負(fù)氧離子濃度≥1500個/立方厘米。負(fù)氧離子還可以清潔空氣中的甲醛、粉塵顆粒物及其他污染物，并具有殺菌消毒的作用。負(fù)氧離子膜可以兼容1.0傳統(tǒng)功能膜的隔熱、防紫外線、提升玻璃安全性等功能，并持續(xù)釋放負(fù)氧離子，改善車內(nèi)空氣。相較于其他車內(nèi)負(fù)氧離子產(chǎn)品，如車載負(fù)氧離子發(fā)生器等，負(fù)氧離子膜具有24小時持續(xù)釋放、效果年限長（8年衰減低于20%）、無需電源、不占空間等優(yōu)勢。在汽車作為第三空間的屬性增強(qiáng)，車主愈發(fā)重視車內(nèi)空氣環(huán)境的當(dāng)下，負(fù)氧離子膜產(chǎn)品熱度趨勢也在不斷提高。

【3.0光電智能膜時代】

在新的智能化時代，玻璃窗膜是否能跟上時代，與光、電、互聯(lián)網(wǎng)深度鏈接？

當(dāng)然可以，而且呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢。

窗膜上光電技術(shù)的應(yīng)用在近幾年迎來爆發(fā)，眾多智能化的光電膜產(chǎn)品已經(jīng)面世，并且部分已經(jīng)在主機(jī)廠前裝已經(jīng)實現(xiàn)應(yīng)用。按功能分類，主要有以下產(chǎn)品：

1、顯示功能

車窗在汽車座艙設(shè)計及汽車外觀設(shè)計中都占有大比例的面積。隨著汽車車頂也向著全玻璃天幕的方向發(fā)展，玻璃在乘車人的視覺面積占比已經(jīng)占據(jù)超三分之二。在汽車越來越智能化的今天，對于汽車玻璃所在的區(qū)域的也就產(chǎn)生了多種顯示功能的需求，也因此產(chǎn)生了各類具備顯示功能的膜產(chǎn)品：

虛像顯示投影膜（ARHUD）：在前擋玻璃上為了實現(xiàn)ARHUD的效果，在玻璃夾層中增加可以投影虛像的特殊投影膜層，以起到增強(qiáng)亮度、矯正重影、重疊主副像等功能。

OMTD柔性透明光電顯示膜 ：OMTD（Opticelectric Mapping Transparent Display)技術(shù)通過在基材膜片上光刻圖案，并注入晶體固化，晶體在關(guān)閉狀態(tài)下實現(xiàn)完全的隱形效果，在開啟狀態(tài)由映射燈激活實現(xiàn)夢幻且動態(tài)的顯示效果。

此項技術(shù)在車內(nèi)已應(yīng)用產(chǎn)品方案包括：

【OMTD星空天窗】：“星空頂”是許多車主心中”車內(nèi)氛圍天花板“，“OMTD星空天窗”即是全景天幕時代的“星空頂”，在天窗玻璃或全景天幕上實現(xiàn)沉浸式的星空體驗，滿足后排乘客夢幻感與氛圍感的需求。

【OMTD星空座艙】：為OMTD星空天窗的進(jìn)階版，在天窗及側(cè)窗玻璃上均裝貼OMTD柔性透明光電顯示膜，實現(xiàn)360°的沉浸座艙體驗。

【OMTD耀夜側(cè)窗展示系統(tǒng)】：讓側(cè)窗及小三角窗成為抓人眼球的個性展示或品牌展示窗，與車身整體設(shè)計美學(xué)融為一體。

透明投影膜：目前新能源車設(shè)計中大量加入了顯示屏的應(yīng)用，已有車輛在車內(nèi)設(shè)計了高達(dá)11塊屏幕。玻璃經(jīng)過安裝透明投影膜也可以當(dāng)做投影屏使用。并且在保持玻璃透明狀態(tài)下可以實現(xiàn)正投、背投、單側(cè)顯示等不同的場景需求。

2、智能調(diào)光

隨著汽車玻璃占比的增加，除了對傳統(tǒng)的隔熱、防紫外線等光線調(diào)節(jié)的需求增加之外，如何更智能化的對玻璃的透光率、隱私性做出實時的調(diào)整也成為一個重要的需求點。目前的技術(shù)路線有以下幾種：

光致變色技術(shù)：光致變色是一種可逆的光化學(xué)反應(yīng)。通過紫外光輻射，使三氧化鎢變色材料產(chǎn)生顏色明顯變化的著色態(tài)，在UV輻射強(qiáng)弱不同時產(chǎn)生不周的明暗顯示效果，同時，效果是可逆的。光致變色技術(shù)由于是應(yīng)對紫外線強(qiáng)度變化而變化，無法手動控制開啟與關(guān)閉，在有限的應(yīng)用場景中適用。

顏色：藍(lán)紫色。

控制方式：紫外線光照控制

響應(yīng)時間：Off→On  數(shù)秒    On→Off  數(shù)分鐘

PDLC調(diào)光膜：在兩張透明導(dǎo)電膜是間注入液晶/混合物材料，在沒有電場作用的情況下，處于不透明狀態(tài)。當(dāng)通入交流電時，液晶分子實現(xiàn)有序排列，調(diào)光膜便從不透明轉(zhuǎn)化為透明狀態(tài)。PDLC可以實現(xiàn)迅速的霧度變化，實現(xiàn)透明與不透明的切換，實現(xiàn)玻璃隱私性能的智能控制。透明狀態(tài)時的霧度是目前此技術(shù)的改良重點。另外，隔熱功能并非PDLC的強(qiáng)項。

顏色：白色。

可見光透過率：

控制方式：電控

響應(yīng)時間：1S

EC電控調(diào)光膜：是基于電場作用下的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)。該反應(yīng)使材料中的金屬離子發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而影響材料的光學(xué)性質(zhì)。這個過種程可以通過施加電壓來實現(xiàn)，電壓會改變電荷間的不平衡狀態(tài)，促進(jìn)離子的遷移，進(jìn)而影響材料的顏色表現(xiàn)，達(dá)到調(diào)光效果。

顏色：藍(lán)色。

控制方式：電控

響應(yīng)時間：<2min

SFS亞秒級柔性無極調(diào)光膜：兩層透明導(dǎo)電材料中間，鍍?nèi)肼然u等調(diào)光粒子涂層，在外界光線進(jìn)入電泳介質(zhì)層時，調(diào)光粒子被不同程度地吸收、散射或反射。在交流電場作用下發(fā)生定向排列，并在膠囊內(nèi)部集中，因粒子聚集，調(diào)光粒子對光線的吸收、散射及反射均受到影響，產(chǎn)生變化，從而達(dá)到調(diào)光效果。

顏色：藍(lán)黑。

控制方式：電控

響應(yīng)時間：2s(off-0n) 10-15s(on-off)

光電智能化時代正快速到來。通過新型光電智能薄膜技術(shù)，未來，每一片玻璃都將是智能玻璃。白天是高清透明沒有缺點的透明玻璃，晚上是唯美動感美輪美奐的光電顯示屏。

結(jié)語

汽車窗膜在中國已經(jīng)發(fā)展超過30年，但面對新能源與智能化時代，這個行業(yè)才剛剛開始。背靠中國汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動的市場規(guī)模、創(chuàng)新需求，以及全汽車窗膜行業(yè)研、產(chǎn)、銷人員的持續(xù)努力與創(chuàng)新，中國的汽車窗膜產(chǎn)業(yè)在全球的窗膜產(chǎn)業(yè)里將迎來占據(jù)規(guī)模第一、技術(shù)第一、品牌力第一的最好時機(jī)。

【上海追得新材料科技有限公司】

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