來源：智駕最前沿 侵刪
隨著汽車自動駕駛、電動化、網聯化的發展，汽車上的各種傳感器需求也越來越多，從最早的超聲波雷達，到現在的毫米波雷達，雷射雷達；從以前的倒車影像攝像頭，到做自動駕駛輔助用的高解析度攝像頭；從以前的傳感器主要集中在車輛前後部，到現在遍布整個汽車周圍，可以說，未來的汽車，本身就會是一個行走的大傳感器。
車載傳感器應用越來越多
傳感器布置的困局
保險槓是汽車上最主要的外飾件，最早的外部傳感器的集成就是在前後保上，比如用於倒車的前後超聲波雷達，倒車攝像頭等。大家也肯定注意到過，前後保險槓上都會有一排孔或者突出物，比較均勻地分布在保險槓上，這就是一般用來倒車用的超聲波雷達了。
隨著自動駕駛的不斷發展，消費者對AEB，ACC等主動安全功能需求的提升，傳統的超聲波雷達因為探測距離短，探測角度小，無法滿足主動剎車，自適應巡航等功能需求。這種情況下，毫米波雷達應運而生。在前保險槓下格柵的中間，有一塊封閉起來的矩形部分，雷達就安裝在後面。
另一塊就是L3自動駕駛需要的雷射雷達了，類似A8的布置，在前格柵下部的位置。為了布置雷達，格柵飾條之間的間距還進行了新的設計。
奧迪A8雷射雷達及其布置
對於更高階的自動駕駛，目前大家對雷射雷達的布置都是採用外置的形式。
對於這種布置形式，有些人認為，自動駕駛汽車的形態就應該與傳統汽車有所區別，其中一個就是傳感器不再是被隱藏的，而應該是外漏的，這應該成為自動駕駛的汽車，這種觀點以拜騰為代表，其概念車的設計也明顯地支持了他們的觀點。
對於目前的各種解決方案，首先是因為各種雷達對於穿透車身上各種零件的衰減有性能要求，不能太高，因為太高會損傷雷達探測的精度。所以，我們看到各種雷達要麼是外漏的，要麼用不帶油漆裝飾的皮紋件進行簡單遮擋。
這種設計，個人觀點是，美學上是不過關的。不過這是技術上的妥協，畢竟，安全最重要。你可能會問，難道就沒有更好的解決方案嗎？既能隱藏各種傳感器，且能滿足透雷達波的要求？我們往下看。
對於保險槓，其實沒有太多的地方供我們布置毫米波，雷射雷達這種大傢伙。如果一個車型格柵分上下，如上圖中的領克，那麼簡單，布置在下格柵中部位置即可。其他的呢，主機廠也各顯神通。比如這個，布置在格柵的兩側，但是對格柵的整體性，美觀程度影響比較大。
再比如這個，放在格柵的一側，可以說非常丑了。
這樣功能是滿足了，但是不符合審美，怎麼辦？就沒有更好的解決方案了？基於這種需求，大家開始在保險槓上找位置，看還有哪裡能布置呢？這時候有人發現，能不能放在中間的車標後面啊？那麼大一個位置，空著怪可惜的？我想說，你TM就是個天才！但是，問題又來了，大家知道，各家的車標，主機廠為了追求bling bling的效果，一般都是鍍鉻亮銀色，雷達波這玩意兒，因為電磁屏蔽效應對金屬過敏，無法穿透，大家又一下子陷入了死胡同。這個時候有一個人跳出來說，我知道有一種金屬，可以做亮銀色，而且也可以透雷達波，要不我們試試？這一次，他們成功了，開發出來了既兼容雷達波，又能滿足鍍鉻外觀的效果，接下來仔細講一下這種車標以及其他隱藏方案那些事兒。
毫米波雷達隱藏的方案
毫米波雷達車標
先來看看我們常見的毫米波雷達車標什麼樣？
豐田合成給各主機廠開發的雷達罩車標
我們以雷克薩斯這種亮銀色+黑色的雷達罩車標作為例子簡單說明一下。如下圖所示，整個車標分成了四部分。最外側，淺藍色部分，一般為聚碳酸酯材料（PC）。一般地，為了滿足外飾件耐刮擦的性能要求，其表面還需要用有機矽做加硬處理，和汽車大燈Lens類似的工藝。橙色部分，即車表中L型字標部分，是一層有稀有金屬銦（Indium）合金通過蒸鍍（PVD）工藝形成的鍍層。黑色部分，可以使雙色注塑的黑色塑料，也可以是絲網印刷的黑色油墨層。灰色部分，是整個車標的骨架，用來與格柵，保險槓進行安裝連接。
對於毫米波而言，塑料和複合材料大部分是低損耗介電性能，對於雷達波的衰減很小。對於一般的金屬材料，具有電磁屏蔽的特性，雷達通過性很差。所以，傳統的車標上採用鍍鉻工藝，就不那麼適合了。
用於ACC功能的毫米波透波車標結構
前面說了，對於毫米波透波車標而言，其亮銀色部分是金屬銦通過PVD工藝蒸鍍附著在產品上的。通過字面看，銦也是金屬啊，為什麼可以透雷達波呢？難道金屬銦沒有電磁屏蔽的效果嗎？要回答這些問題，我們就要通過研究這個銦層的微觀結構。
準確的說，車標雷達罩上的亮銀色不是百分之百的純銀，往往是含有5%左右銀的銀銦合金，因為純的銦顏色是銀白色略帶藍色，與鍍鉻的效果還是有差異的，為了滿足外觀的要求，需要加入銀進行調色。
金屬銦
再說PVD工藝，PVD為physical vapor deposition的縮寫，即物理氣相沉積。其實這個工藝製造的產品每家都有，而且每天幾乎都用，就是我們常用的電視面板，其玻璃基板上用於光學顯示使用的材料也和銦有關，是ITO材料，也是通過PVD工藝將ITO材料附著到玻璃基板上的，這裡不細說。
簡單來說，PVD就是把原材料，銀銦合金靶材，通過特殊的裝置，讓其從固態變化為氣態，這種轉變可以通過加熱，電子束，雷射等，故而也分蒸鍍，電子束蒸鍍等。銦合金變成氣態後，充滿如下所示的整個裝置，我們一般叫釜，在釜中，我們會儘可能的做到氣態合金分布均勻，以便其可以均勻地鍍到透明基材上。所以PVD工藝的優點就出來了，一是鍍層均勻，二是可以滿足造型上尖銳的圓角。
PVD工藝設備
那麼，銦合金在PC表面形成鍍層後，為什麼能夠透雷達波呢？
研究發現，通過電子顯微鏡觀察銦合金通過PVD工藝在樹脂基材表面形成的鍍層，微觀上為一種「島」狀結構，如圖所示。正式這種結構，大大降低了其對毫米波的衰減率。
目前國內外對深層次的機理研究並不是很清楚，通過有限的資料，我們得出的大致原因如下：傳統的鍍鉻層，產品表面形成的是緻密的光亮鍍層，這種鍍層電阻率低，導電性良好，從而對電磁波形成了電磁屏蔽，使得雷達波難以穿透。而銦層的島狀結構，是一種不連續的薄膜結構，孤立的島之間，沒有連接或者某些區域因為鍍層質量不佳而形成連接，但是整體表現出一種絕緣的，不導電的特性，從而沒有傳統金屬的電磁屏蔽效應，最終保證了較低的毫米波衰減率，成為了一種可以透波的金屬材料。
另外，根據一些雷達罩車標企業的觀點，他們的經驗是銦層的表面電阻需要大於20兆歐，才能保證較好的雷達波穿透性。進而他們認為，雷達波的衰減率與金屬層的電阻有關，銦層的島狀結構，能夠有效提升金屬層的的電阻，從而使得銦層雷達波穿透率提升。
銦層的島狀結構
毫米波雷達格柵
除了這種可以透波的雷達罩車標，因為結構，造型的需要，有一些車型採用了封閉式格柵，比如日產Leaf，通用Bolt等。
這類車型，一般地，其雷達位于格柵後面，故而格柵也需要透雷達波。如圖所示日產leaf的前格柵即為一種可以透雷達波的格柵，結構和工藝與車標類似，不過leaf採用了藍色透明的PC材料而且Lens設計了3D的特殊菱形造型，加上背面PVD形成的銦層鏡面效果，看上去非常酷炫，國內也有一些車型模仿這個造型。不過因為PVD工藝原材料及製造成本都非常昂貴，對於車標還好，這麼大的格柵，大家都還是比較吃力的，所以目前也有主機廠在主推背面油漆的方案。油漆的方案，因為其無法像PVD那樣形成均勻鍍層，反光效果比較差是一個比較大的問題。對於雷達波的衰減，只要不是金屬漆，問題不大。
leaf 封閉式透波格柵，由海拉研發製造
雷達集成車燈
對於車輛前部，還有一種解決方案就是把傳感器集成到車燈里，形成一個模塊，這樣也可以很好地達到隱藏的目的。這種方案的提倡者當然是各種車燈廠了，比如馬瑞利提出的Smart Corner概念，將固態雷射雷達，攝像頭與前大燈集成，將毫米波雷達和攝像頭與尾燈集成。詳細介紹可以看汽車之家這篇報導。用「燈」去看？馬瑞利Smart Corner概念 不過目前這種方案市面上還沒有看到量產的案例。
馬瑞利的Smart Corner前大燈概念
馬瑞利Smart Corner尾燈概念
自動駕駛時代對汽車外觀件的挑戰
我這裡不說外飾件，而特意說外觀件，因為目前雷達的布置，不僅僅在前後部區域。在車的側面，諸如翼子板區域，以及車頂區域，也有布置雷射雷達的需要。
自動駕駛樣車示例
因為這些區域傳統的設計均為金屬鈑金，無法對雷達進行隱藏，當然這也有目前雷達尺寸還比較大的問題。如果未來我們解決了雷射雷達的尺寸的問題，那麼對於雷達的隱藏需求自然會被提出來。根據我們前面的介紹，顯然金屬材料是不合適的，挖孔也不行，我認為唯一的解決方案是外觀件塑料化。下面是我的幾個設想，基本上也都有主機廠和供應商在嘗試和推進。
第一個是開閉件的塑料化，主要是四門兩蓋。這個裡面尾門的塑料化已經非常成熟，傳統燃油車的前機蓋因為發動機高溫的影響，應用不多，但是隨著汽車電動化的趨勢，相信後續會越來越多。這裡面目前還比較少的是車門的塑料化，我個人的想法是，車門在整車的Y向還是有一定的空間的，如果我們再挖一挖擠一擠，應該還能找到布置雷達，攝像頭的空間。
如果要布置雷達，那麼車門外板就必須塑料化，去除金屬的電子屏蔽效應。目前彼歐與博澤已經開始聯合研發新型車門系統，CSP與帝人也在開發複合材料車門系統，預計2025年商業化。車門塑料化，對於主機廠和工程師，以及用戶都有挑戰。對於主機廠和工程人員，如何滿足或者重新設定車門的性能指標，培養用戶習慣和認知，都是需要時間。對於用戶，車門塑料化帶來全新的車門開閉體驗，包括力學的，聲學的，以及整車NVH的變化，都是需要時間去適應。當然我並不認為這方面壁壘非常大，比如寶馬i3，奇瑞小螞蟻等車型都是框架式的，車門外板是塑料的車門。
第二個是塑料翼子板。塑料翼子板的應用其實非常早，比如標緻307，三菱勁炫等。但是這種在線塗裝的翼子板方案，由於使用的PA+PPO這種耐高溫的特種材料特別昂貴，最終受益於成本不相匹配，目前逐漸被主機廠捨棄。
未來主機廠如果需要使用塑料翼子板來兼容雷達，很可能傾向於採用類似保險槓蒙皮一樣的離線塗裝的方案，翼子板在總裝進行裝配。無論是離線還是在線的方案，對於主機廠的挑戰是一樣的，尺寸匹配，行人保護。翼子板是車門，引擎蓋，大燈，保險槓，輪眉等多個零件交叉的區域，尺寸匹配難度非常高，塑料件本身變形又比較大，所以在後期生產過程中會比較痛苦。另外，設計上也有平衡自身的剛度和行人保護，也是一個難點。
第三個是B柱蓋板。大家知道，特斯拉 模特3 B柱蓋板上集成有人臉識別功能。這塊蓋板正面是玻璃，背面是攝像頭和支撐骨架結構。如果我們仔細看特斯拉的方案，就會發現這種方案並不完美。為了滿足面部識別的要求，攝像頭位置上玻璃沒有進行印刷處理，看上去是透明的，比較突兀，如圖所示。
特斯拉 Model 3 B柱蓋板
另外，福特最新發布的Mach E車型，也帶了一個智能B柱的產品，不過其主要是按鈕和觸摸密碼按鍵的方案。
福特Mach E 智能B柱蓋板方案
可以預見，在成本控制得比較理想的情況下，未來會有越來越多的車型採用這種比較新穎的車門解鎖方式，形成新的產品賣點來吸引客戶。對於外觀件，主機廠不再是簡單的一種裝飾件，而賦予了其比較複雜的功能要求，這對於傳統的外飾件供應商是有挑戰的。所以，如果我們留心周邊的情況的話，目前主要的外飾件主機廠，都是橫向進行拓展。比如麥格納，不斷拓展自己在光學方面的能力，彼歐先後與海拉和博澤進行合作，自己也組件了電子軟體類的團隊，進行智能尾門和保險槓的開發，SMP也在光學，電子產品的集成方面下功夫。
最後，做一下總結，對於傳感器的布置和隱藏，超聲波雷達因為其機械波的特性，無法進行隱藏。毫米波雷達目前有比較成熟的隱藏方案，但是雷射雷達目前沒有特別好的解決方案，量產的方案都是外漏布置。自動駕駛的不斷推進，傳感器的增多，對於汽車外觀件的技術路線會產生非常大的變化，我預期未來外觀件塑料化的速度會加速。這種塑料化以及主機廠對於外觀件新功能的賦予，給外觀件帶來了新的挑戰，這就要傳統的外飾件供應商，通過聯合不同的合作夥伴，科研機構，院校加速新技術的研發，提升自己的能力，以適應未來的競爭環境。對於工程師而言，要加強學習新的知識，不能因為說自己是外飾或者內飾領域的，而不關心自動駕駛的東西。整個行業的變局，我們都在其中，無法逃避，只能快速的適應，這樣才不會被失業，被淘汰。
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