印刷和柔性电子在汽车中的应用日益广泛
对于汽车产业来说，这是一个激动人心的时代，多种技术转型正在进行时。这为包括印刷/柔性电子在内的很多新技术带来了广泛的市场机遇。例如，在薄柔性基板上制造电子器件可以大幅降低产品重量，这对于电动汽车来说是关键考量之一。此外，柔性电子产品的保形性优势，非常适于当前用有机曲面替代传统平面的新兴车内设计。
按动力细分的全球汽车市场预测
据麦姆斯咨询介绍，英国知名研究公司IDTechEx在这份最新出版的报告中给出了三个关键的技术转型方向：
- 电动化。越来越多的数据证实，电动汽车的市场占有率正在快速提高。全球已有多个国家明确宣布，将在2030年左右禁售以汽油/柴油为燃料的新车。这为用于电池状态监测的印刷电子技术创造了机遇。
- 自动驾驶。现在，各种价位的车型都开始配备先进的“高级驾驶辅助系统（ADAS）”。随着时间的推移，车辆的自动驾驶水平将会进一步提高。预计十年内，部分车辆将实现L5级完全自动驾驶功能。这为多种传感器技术及相关功能（如透明加热器和集成天线）创造了机遇。
- 车辆差异化，正从动力总成转向车内的设计和功能性。某汽车仪表组/座舱制造商总裁发言称，“车辆竞争的战场已经转移，它不再是引擎盖下的动力总成，而是座舱内的新设计和功能。”在此背景下，印刷/柔性电子产品存在广泛的机遇，它们可以在推动高效制造的同时，为车辆座舱增加额外的功能。
印刷和柔性电子在汽车中的应用日益广泛
IDTechEx在这份最新的技术及市场研究报告中，深入调研了印刷/柔性电子在汽车设计和制造等方面的应用现状，以及这些转变所带来的未来机遇。
本报告覆盖了印刷和柔性电子在车辆中的三个主要应用方向，然后，分别进行了细分研究。除了详细的技术讨论和应用实例分析外，报告还分别提供了细分的10年期市场预测。
印刷和柔性电子成本分析
电动汽车动力系统
- 电动汽车电池监测/加热。在设计给定的电池重量和成本预算下，尽可能提供最大的续航里程，是电动汽车制造商的关键诉求。这需要动力电池尽可能保持在高效的工作状态，其中很重要的影响因素便是温度。此外，温度（和压力）升高还可能意味着故障和可能的安全问题。因此，印刷的温度传感器阵列或能提供电池温度监测，同时，还可以在同一功能膜中印刷加热器，帮助电池维持在最优的工作温度。
电池热管理应用的印刷和柔性电子
- 电动汽车热界面材料。尽管印刷电子不太适用于电力电子器件，但后者确实需要印刷热界面材料来进行热管理。散热膏仍然是当前的常规选择，不过，碳纳米管和相变材料等替代产品或将很快获得应用机遇。随着电动汽车对充电效率的要求越来越高，热管理的需求将变得越来越重要。
电动汽车座舱
- 人机界面（HMI）。座舱人机界面（HMI）是印刷/柔性电子在汽车应用中的一个主要机遇。印刷压力传感器已经广泛应用于座椅占用监测，或将很快进入车辆控制面板，提供比纯电容式触摸传感器更大的输入范围，从而取消机械开关。此外，占用传感器可能会演变成分布在整个座椅结构上的多点传感器，以监测乘客的舒适性。
- 印刷/柔性车内供暖。现有的车内供暖主要依赖制热空调，这是非常低效的，且很不适于电动汽车。利用印刷/柔性电子技术，可以将加热器件嵌入人体接触位置，供暖更有效，这种方式可以扩展到座椅和方向盘以外，例如扶手和中控台等。此外，印刷电子的保形性使加热元件能够放置在离表面更近的地方，从而使加热更加高效和灵敏。透明导热材料可以更进一步，它们可以直接应用于皮革等材料的表面。
- 集成电子的新兴制造。模内电子是汽车制造业的重要趋势之一。通过电子元件和热成型塑料的结合，可以使中央控制台和顶置控制面板等集成系统变得更轻、更简单、更易于制造。据IDTechEx预测，模内电子市场规模到2031年将增长至约13亿美元。另一种新兴的制造方法是直接在3D表面上印刷电子器件和电介质油墨。这样可以取代各种线束，减轻系统重量和复杂性。
- 舱内显示和照明。汽车制造商越来越喜欢在他们的车辆中增加各种显示屏，以实现差异化。过去大部分车型只有中控台显示屏幕，现在我们注意到越来越多的车型配备数字仪表，以及用于后视镜和后排乘客娱乐的显示屏。为了满足消费者对显示分辨率和色域的高要求，OLED显示屏的应用可能会越来越多。另外，一体化设计也会带来更广泛的集成机会，例如可以提高安全性的“透明”A柱等；炫酷的氛围灯也可以提供差异化，例如将LED嵌入柔性基板，提供轻量化且共形的新方案。
新型电动车上的显示屏越来越多
车辆外部的印刷/柔性电子
- 集成天线。车辆互联趋势不断增长，需要多个天线来覆盖多个频段。这需要将天线集成到车身覆盖件中，为模内电子和3D表面印刷电子提供了市场机遇。未来，透明天线还可以嵌入车窗。
- 外部照明。随着车辆自动驾驶水平的提高，车辆需要与行人互动。低成本的印刷/柔性显示非常适合这种应用，因为低重量、耐久性和保形性（包括在事故中）都比分辨率更重要。可能的方案包括印刷LED，以及在柔性基板上安装LED。
- 外部透明加热器。自动驾驶车辆或ADAS系统中的摄像头和激光雷达需要保持持续清晰的视场。这意味着必须确保传感器上的透明视窗没有雨雪、雾气或霜的遮挡。而传统的细金属加热丝可能会遮挡这些安全关键部件的“视线”。因此，需要采用银纳米线或碳纳米管等透明导体开发新型透明加热器。随着时间的推移，这些技术的成本肯定会持续下降，从而还可以将它们应用于车窗。
- 印刷/柔性光伏。虽然利用光伏发电支持电动汽车长途续航还不现实，但它们确实能够每天为车辆增加大约30公里的续航。目前，传统太阳能电池板采用的是硅光伏电池，而新型薄膜光伏电池凭借其重量轻、整体性好等优势，会成为一种很有前途的替代品。
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原文标题：《汽车应用的印刷和柔性电子技术及市场-2021版》
文章出处：【微信号：MEMSensor，微信公众号：MEMS】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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