朗盛开发集成热管理功能的雷达传感器概念

发表于: 2021年8月23日

·在混合结构中结合了导热塑料与金属冷却元件
·集成的紧固卡扣实现免螺丝组装
·选择材料方面有更大的自由度
 
特殊化学品公司朗盛将自己视为新型交通领域的开发合作伙伴。朗盛开发了一种具有集成热管理功能的雷达传感器新概念,有利于自动驾驶。虽然距离自动驾驶还有很长的路要走,但驾驶辅助系统正逐渐成为未来汽车的重要特征。可通过雷达波等方式,实现对车辆周围环境的360°监控,而雷达传感器正是用于距离测控、车道变更、防止碰撞及盲点探测等系统必不可少的组成部分。

传感器必须防尘防水,因此设计为全封闭系统。但这使得热量难以从内部有效散发,进而影响电子设备的性能和传感器的耐用性。“因此,我们开发了这样一个概念,允许通过导热塑料结合金属冷却元件来散热,”朗盛高性能材料(HPM)业务部应用开发人员Gregor Jaschkewitz表示。“单个传感器组件使用集成卡扣和热铆钉组装,与使用螺钉相比,成本更低且耗时更少。”

组件数量少

对于雷达传感器,朗盛的这一新概念涉及以下组件:前盖(“天线罩”)、雷达吸波器、PCB(包括天线)和带有集成冷却元件的后盖。天线罩背对车辆,必须由塑料制成,为雷达波提供高度传输。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有低介电常数(Dk)和损耗因子(Df),因此是一种非常适合的材料。

混合技术实现功能集成

作为整个组件中最复杂的部分,后盖采用塑料-金属复合(混合)技术,由聚酰胺6和金属冷却元件制造而成。这使得工程师能够利用注塑成型工艺提供的巨大设计自由度,集成加强筋和冷却筋、连接器插槽和电缆应变消除连接器等部件。最重要的是,金属冷却元件的表面可以用一层轻薄的塑料包覆成型。“PCB电子元件上产生的热量可以通过整个塑料区域而有效散发。这种效果由我们的注塑材料杜力顿BTC导热聚酰胺6产品系列来实现的。”Jaschkewitz说。聚酰胺6的坚韧性和延展性极佳。混合结构设计的另一个好处是金属冷却元件可以保护雷达传感器内部的电子设备免受电磁辐射,这意味着其功能不会受到外部辐射的影响。

该组件可以使用在双组分注塑成型过程中制造的O形圈或密封唇进行密封。

量身定制的材料组合

对于塑料雷达传感器的大多数概念,天线罩和后盖传统上一直由热塑性塑料制成,可以通过相互焊接形成完全封闭的组件。这通常意味着必须使用相同的塑料来连接两个组件。“然而,我们的方法对材料选择的限制较少,并且更容易使用量身定制的改性材料。”Jaschkewitz说。

受益于全球开发合作伙伴的专业知识

朗盛相信,用于驾驶辅助系统的传感器将为其杜力顿聚酰胺和保根聚酯工程塑料提供大量机会。“我们希望从这一应用领域的巨大增长潜力中受益,并用我们自己的想法推进技术创新——比如雷达传感器的概念。”HPM全球应用开发专家Christopher Hoefs博士说。该业务部最近还推出了电动汽车充电系统的模块化设计概念。

HPM将其在材料、应用、工艺和技术开发方面的广泛专业知识集中在HiAnt品牌下,以便在各种项目中为合作伙伴和客户提供支持。Hoefs 强调说:“从概念设计、材料优化、机械和流变模拟到零部件测试和批量生产,我们在应用开发的各个阶段为合作伙伴提供支持。”


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