天幕|全景天幕有望成为车内“第四屏”,调光玻璃天幕前景可期( 三 )


天幕|全景天幕有望成为车内“第四屏”,调光玻璃天幕前景可期
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分车型来看不同技术的应用效果,2005 年法拉利 Superamerica 敞篷跑车的挡风玻璃和顶棚玻璃中使用紫罗精电致变色技术,为定制化产品,由于技术问题(要在曲面玻璃上涂出厚度一致的电致变色层难度极大)无法实现量产,且变色速度极慢。相比之下,极氦 001 EC 光感天幕拥有独有的柔性薄膜技术使得玻璃最大宽幅可达 1.6m,极大满足汽车设计的定制化需求;调光过程变化柔和,让人眼有足够的缓冲时间适应光线;同时还拥有低雾度值、超宽变色范围、低能耗、低工作电压等领先性,应用在汽车产品上更加安全可靠。
天幕|全景天幕有望成为车内“第四屏”,调光玻璃天幕前景可期
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从结构看,EC(电致变色)玻璃一般是在两层基片之间夹有 5 个薄膜层,分别为透明导电层、 电致变色层、 电解质层、离子存储层及另一透明导电层。其工作原理是在电致变色元件两端电极外加电压,离子在外加电压的电场作用下,迁入(或迁出)至电致变色层内,使电致变色材料的价数减少(或增加),在达到平衡前,电致变色材料发生颜色变化;当达到平衡后,电致变色材料颜色变化达到稳定。以阴极着色的三氧化钨为例,当两端没有加电压时,为初始状态,电致变色层是无色或浅色;当在两端加上电压后, 储存在离子存储层的锂离子在电场的作用下经过电解质层注入到三氧化钨薄膜的晶格空隙中, 形成钨青铜,导致 W6 + 被还原成低价的 W5 +,电子从 W6 + 到 W5 + 的带间跃迁吸收光子而引起变色。EC 与 PDLC 的差异在于 EC 是天幕在改变状态时,内部物质发生了化学反应,而 PDLC 只是改变了微粒排列方向。
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从功能及优势角度看,1)雾度低,雾度低于 2%,低于 PDLC,可看到透亮的车外风景;2) 隔热效果好,EC 紫外线阻隔率高达 99.9%,长波黑斑效应紫外线 UVA(波长 320~420nm)透过率小于 6%,可格挡红外线,着色态遮阳系数为 0.02-0.08,隔热效果优于 PDLC 和 SPD;3)能耗低,SPD 使用 110V 交流电、EC 使用 3V 直流电,在能耗方面 EC 具备优势。此外,EC 调光玻璃成本较低,更适合主流价位车型,近些年受到了许多车企的认可;4)可连续调节,相比 PDLC 的透光和半透光两种状态,EC 可连续调节明暗程度。
从行业应用来看,EC 调光玻璃产量从 2014 年的 4.9 万平方米增至 2019 年的12 万平方米,CAGR 为 20%。目前 EC 已经广泛应用于汽车(自动防眩后视镜、侧窗和天窗玻璃)、飞机(舷窗玻璃)、建筑(外墙玻璃)等领域,其中车窗及飞机领域 2019 年需求占比为 29%。
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SPD(悬浮粒子)方案: 耗电多,成本大,应用于高端车
构成上,SPD(悬浮粒子装置)主要由两块玻璃或塑料面板、导电材料(用于涂覆玻璃板)、悬浮粒子装置(数以百万计的黑色粒子被放置在两块玻璃板之间)、液体悬浮液或薄膜(允许颗粒在玻璃之间自由漂浮)、控制装置(自动或手动)构成。原理上,数以百万计的 SPD 悬浮粒子被放置在两块玻璃或塑料面板之间,玻璃或塑料面板涂有透明导电材料,断电时由于布朗运动粒子随机排布,可以吸收 99% 以上的可见光。当电流通过导电涂层与 SPD 悬浮粒子接触时,它们排成一条直线并允许光线通过。当电压量降低时,窗口变暗,直到完全黑暗。驱动电压一般为 110V 的交流电压。
优缺点上,SPD 调光玻璃中的悬浮粒子可吸收 99%以上的可见光,且明暗程度连续可调。缺点在于雾度大、耗电多且偏蓝色严重,驱动电压超过 100V,需配套更完善的安全措施,抬高使用成本,车厂正在寻找替换方案。