柔性印刷傳感器在智能汽車上的各類應用

柔性印刷傳感器在智能汽車上的各類應用

由于不斷變化的生態和乘客相關要求，汽車行業正面臨巨大挑戰。雖然客戶一方面希望享受豪華功能，但同時也需要減少油耗和生態足跡。憑借柔性印刷傳感器以及解決方案，提供了一種應對這些舒適、安全和可持續的未來挑戰的方法：

為什么印刷傳感器具有領先優勢？

柔性印刷傳感器可以在超薄和柔性基板上進行處理，幾乎可以采用任何布局，因此它們可以集成到具有廣泛要求的各種位置。例如，如果傳感器印刷在熱塑性聚氨酯 (TPU) 上，則不會產生干擾噪音，即使它們被彎曲或拉伸 - 例如，當坐在它們上面時。在這種情況下，傳感器只有微米厚的優勢也發揮了作用。

我們的產品組合包括壓力傳感器、溫度和電容傳感器以及柔性平面加熱或照明元件，它們可以通過我們的增材制造工藝以具有成本效益的工業方式生產。什么更適合徹底改變汽車行業？

可以想象在汽車中的哪些應用？

例如，將壓力傳感器箔集成到汽車座椅中，可以通過人工智能和模式識別手段區分人和其他物體。這些有關駕駛員在場的信息構成了各種駕駛員輔助和安全系統的基礎，例如發生事故時的安全帶提醒和緊急呼叫系統。特別是，平面壓力傳感器可以確定乘客座椅中的物體是否為兒童座椅，如果是，則自動停用安全氣囊。還可以對符合人體工程學的座椅位置進行反饋，這有助于改善健康，尤其是在頻繁駕駛或長距離駕駛時。

此外，印刷加熱元件可以作為局部加熱系統，用于單獨、節能的溫度調節。它們在大面積上快速加熱到所需溫度。由于它們的物理結構，不可能出現超過定義的目標溫度的過熱。當使用印刷的“電纜”代替傳統的連接時，會產生更多優勢。減輕重量從而減輕燃料或能量消耗的巨大潛力變得顯而易見。方向盤和汽車其他部件中的控制元件以及觸摸和接近傳感器的集成可以進一步支持操作。印刷 LED 系統 也可以安裝在車輛中并在功能或設計照明方面開辟全新的維度。

印刷傳感器在電動汽車方面也尤為重要。在充電和放電循環過程中，可充電電池不斷地改變其體積——它“呼吸”。如果將壓力傳感器箔集成到電池組中，則可以實時跟蹤呼吸。這樣，可以啟動單獨的控制措施，例如，關于電池平衡或潛在的過度充電，從而實現電池壽命的顯著延長。

電池組內溫度分布的附加數據為改進電池管理和降低風險提供了進一步的潛力。

解決方案：印刷傳感器如何改進汽車？

1、人機界面 (HMI)：印刷傳感器如何讓駕駛員重新獲得控制權

當今汽車中印刷電子產品的應用，包括智能嬰兒座椅、加熱座椅、電池健康監測和人機界面 (HMI)。對于希望降低成本、增加功能和差異化設計的汽車制造商和一級供應商，印刷電子產品可以提供他們正在尋找的新方法。

借助印刷電子設備，廣受歡迎的安全、符合人體工程學且易于使用的人機界面 (HMI) 可以輕松集成到車輛中。印刷傳感器可用于各種輸入元素和控件，例如按鈕、線性或圓形滑塊，以及各種更復雜的形狀，例如三維窗口開關或音量控件。

印刷電子傳感器不僅可以提供簡單的開/關按鈕，還可以通過 FSR（力感應電阻器）技術來測量用戶施加在控制元件上的壓力。印刷傳感器還為設計人員提供了更多選擇，可以在開關根本不可行的地方集成傳感元件，例如在中央控制臺的織物覆蓋物中，同時提供更復雜的控制，例如手勢識別。

印刷電子產品是一種經濟實惠的汽車內飾解決方案，其成本通常低于機械開關。FSR 傳感器通常也比電容式傳感器便宜，并且可以與更簡單的驅動電子設備一起使用。

2、電池高效使用與安全監控

電動汽車制造商如何確保電池有效工作，并提供最佳性能，印刷電子產品的作用是什么？

首先，印刷壓力傳感器有助于提高電池容量和使用壽命。在充電和放電循環期間，電池單元不斷改變其體積。如果它被夾緊并固定在剛性包裝中，體積不會發生變化，而是會改變其壓力。

通過在電池周圍和電池之間放置印刷壓力傳感器進行測量，車輛可以深入了解電池的充電狀態。這有助于防止過度充電并執行電池平衡——通過校正電池組中電池之間充電狀態的任何變化，最大限度地提高電池容量和壽命。印刷的傳感器足夠薄，可以放置它們以從每個單獨的電池中獲取數據，而不僅僅是整個電池組的數據。

事實上，存在電池壽命最長的最佳壓力。通過將電池保持在這個壓力下，循環壽命（電池在其生命周期中可以完成的充電/放電循環次數）可以提高 30% 到 40%。

其次，電動汽車需要溫度傳感。電動汽車中使用的鋰離子電池的容量隨溫度變化，并在寒冷條件下下降。這對于寒冷氣候下的駕駛員來說是一個重大問題，通常會使車輛的行駛里程減少約 20% 。如果電池的溫度高于正常溫度，我們也需要知道——它可能顯示故障，這可能會影響安全。

可以使用印刷傳感器測量溫度，從而發現任何潛在問題。當檢測到低溫時，可以打開印刷加熱元件來加熱電池，從而增加其能量輸出。溫度數據也有助于改善電池平衡。

通過印刷傳感器準確監控溫度和壓力這兩個關鍵變量，汽車的電池管理系統可以響應不斷變化的條件，并最大限度地提高電池容量和使用壽命。

3、汽車座椅中的壓力傳感器如何挽救兒童的生命

在座椅中，印刷壓力傳感器可以通過測量座椅上的壓力分布來確定是否有人在場，從而提高汽車安全性并滿足政府對安全氣囊系統的要求。

通過在車輛中添加合適的傳感器，汽車制造商可以確保不會忘記熟睡的嬰兒或兒童。可以單獨或組合使用不同的傳感器：包括用于檢測兒童在座椅上的重量或運動的壓力傳感器，以及用于檢測運動的接近傳感器。另一種選擇是在兒童汽車座椅的帶扣中使用某種開關，以便可以確定其打開或關閉狀態。

來自傳感器的數據然后可以無線發送到汽車中的警報器，例如激活汽車喇叭。如果系統經過改造，數據將直接發送到父母的智能手機。使用適當的軟件，這可能會在車門鎖定時檢測到車內移動時在手機上發出警報。父母與汽車的距離是算法可以考慮的另一個因素。

即使有最響亮和最持久的警報，父母也可能會在手機上錯過它，或者可能沒有電池充電。為了克服這個問題，可以對安全系統進行編程，以發送短信或呼叫其他已保存詳細信息的緊急聯系人。

座椅傳感器還可以為汽車提供信息，用于其他與安全相關的用途。例如，它們可以根據座椅乘員的重量自動啟用或停用安全氣囊。

可以說，這類系統中最重要的部分，也許也是最難正確處理的部分是座椅中的傳感器。他們必須提供可靠的信息，具有足夠的準確性和細節，以避免觸發誤報。

印刷壓力傳感器為此用例提供了理想的解決方案。輕巧靈活，它們可以很容易地塑造成適合座椅的形狀。它們超薄，從而避免了不適感，并且具有足夠的成本效益，可用于任何汽車。

可能在座位上的其他物體呢？我們如何避免平板電腦或購物袋觸發警報？

使用印刷的壓力傳感器矩陣，可以生成形狀和大小的數據，并通過應用人工智能和模式識別技術來決定孩子是否坐在座位上。

這種與安全相關的用途展示了印刷傳感器如何成為一種使能技術，并使應用程序具有足夠的價格和實用性，使其投入生產，從而挽救生命。

4、駕乘舒適度升級：加熱與座位調節等

使用印刷電子設備，您的汽車座椅會立即升溫 - 為您提供最大的座椅舒適度！

印刷加熱元件具有正溫度系數 (PTC)，這意味著安全性是內置的，即它們的電阻隨著溫度升高而增加。事實上，當高于某個溫度時，這種情況會發生得非常快，從而使系統設計人員能夠設置最大物理溫度限制。

這些加熱元件可以印刷在紡織品等柔性材料上，使其易于融入汽車設計中，從而提高可持續性。還可以打印透明加熱元件，這是目前處于試驗階段的最新發展，將使加熱元件能夠集成到擋風玻璃或前燈中，以去除凍結的冰沉積物。

我們無法改變冬天的天氣，但通過印刷電子產品，我們至少可以讓駕駛體驗更加愉快，并幫助您以最大的溫暖和舒適度到達目的地。