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“中国智能电动车在完成了大屏、零重力座椅普及之后,第三个普及高端配置会是EC调光天幕和侧窗。”
在小米YU7长达一个多小时的上市介绍过程中,雷军专门用了一分多钟的时间来讲小米YU7上智能调光天幕。雷军说,小米YU7的智能调光天幕采用了最新一代EC调光玻璃,有更强的防晒隔热,同时可以遮光。
他给出了三个99级数字:99.85%最大遮光率、99.9%紫外线隔绝、99.9%红外线隔绝,防晒指数相当于SPF100+和PA++++。
毫无疑问,小米YU7上的这块智能调光天幕可以说是这辆车上最“黑”的科技。然而尽管小米YU7发布后,很多媒体几乎把每个模块的零部件供应商都挖了出来,不过却很少看到有人对这块智能调光天幕有详细介绍。
小米YU7上的这套智能调光天幕,其实背后的供应商是一家叫做光羿科技的供应商,它是全球唯一实现电致变色大面积曲面产品量产的科技企业。那么,小米YU7 Max上的智能调光天幕到底有多高的技术含量呢?和之前别家车企推出的白雾色的调光天幕又有什么区别呢?
这次,我们进行了深度的研究,给大家讲清楚汽车行业调光天幕的门门道道。
01
体验小米YU7可以“变黑”的天幕
为了讲清楚小米YU7上的智能调光天幕功能,我们专门去小米门店简单体验了这款天幕。
首先是小米YU7上的智能调光天幕只有两挡:遮光和通透,而不是像别家那样有5档甚至10档不同档位的遮光。其次是在界面上会明确提示“调节后天幕透光度将缓慢变化,约3分钟”,即便是后排调整时也会提示时间。其实雷军在讲这个智能调光天幕的时候,第一句话就是强调了这款调光天幕的缺点:变化速度慢,大概要2-3分钟,这应该是雷军特意做的预期管理。
实际体验上,在通透模式下小米YU7的天幕也会有一定的遮光效果,并且也有比较好的防晒效果。当启动遮光模式后,天幕会从边缘开始慢慢变黑,几分钟后就变成全黑的状态。
但需要注意的是,这个全黑状态并不是完全看不见外面,其实这个调光天幕最暗的时候也能看到外面的光源,依然具备一定的通透性。
体验之后,我们可以把光羿科技提供给小米YU7的这套智能调光天幕和别家的调光天幕的区别总结为:
1. 变化后的颜色有区别,不是其他车型的蓝色或者乳白色,而是接近完全黑色;
2. 调光能力更强,光线透过率可调范围更大,从很透明到很黑,这也是区别于其他调光产品最大的能力特点;
3. 变化速度比较慢,全景天幕需要3分钟;
4. EC天幕变黑后并不是像那些白色调光天幕完全看不见外面,而是有通透性。
那么接下来的问题是,光羿科技给小米YU7提供的智能调光天幕为什么会有这些不同呢?
02
智能调光天幕的分门别类
要讲清楚为什么小米YU7的调光天幕是黑色,我们先要搞清楚为什么还有蓝色、乳白色的调光天幕。
实际上,最早被人熟知的调光天幕是波音787上面在2008年就使用了的可变色舷窗,这种技术被称为电致变色(Electrochromic, EC)调光技术。EC技术的原理,就是在电化学反应,在电压的作用下让材料里面的离子向离子存储层移动,从而实现变色,并且这一化学过程也是可逆的。
不过波音787的EC可调光技术属于非常早期的第一代EC技术,采用的方案是把凝胶态电解质夹在两片玻璃板中间,并且最典型的问题就是外观只能呈现蓝色,并且变化时间基本上也要20-30秒以上。
波音787可调光舷窗之所以没有普及开,主要还是成本高,且只能做窗户,防眩目后视镜这样的小面积产品。
调光之后天幕为蓝色,其实是EC技术一直以来有的问题,比如最早期款极氪001,比亚迪也有EC可调光天幕,但是调光之后就是蓝色。而且选装价格偏高,2021年的极氪001选装价1万,而比亚迪的车型也要6600元。之所以EC调光技术会呈现蓝色,是因为EC调光要吸收所有光线的技术难度太高,而蓝色是除了黑色以外,在户外环境下大众比较容易接受的外观颜色,其实EC调光也可以做出红色、绿色。
另一种颜色就是乳白色,这也是大家在车上比较熟悉的可调光天幕的颜色,比如在本田S7/P7、岚图free、大众ID.7以及智己L6上面的多挡可调变色天幕。这类可调光天幕用的技术被称为PDLC的液晶调光技术,主要可以把玻璃变成模糊或者磨砂感,而且变化速度快,基本上0.1-0.5秒就可以完成。
但实际上,PDLC技术本身主要作用是隐私保护,并没有真正意义上的防晒的功能,这些车宣传的防晒,都是依靠玻璃本身的材质、镀膜来应对,毕竟白色并没有吸收光或者反射光的能力,车企说PDLC调光天幕能防晒,主要是一种变色后的心理暗示。
我们实测中,PDLC调光天幕确实可以通过玻璃本身的技术完全隔绝紫外线,但其BUG在于隔热——暴晒之后,也就和很普通的、后期加装的那种折叠浅色单层物理遮阳帘差不多一个水平,但要说“比物理遮阳帘更隔热”、“比黑色完全不透光的物理遮阳帘更隔热”是不客观的。PDLC还有一个问题其实是能耗,因为PDLC需要持续供电才能保持透明,断电则是雾化状态。
另一种技术是SPD悬浮微粒技术,这种技术的优势在于速度快,同时可以实现无级调节。可缺点也很明显,那就是只能做蓝色,成本更高,能耗也很高,最关键的是需要110V电压,对电动车来说并不方便。这项技术曾在极氪001的改款上出现过,被称为LV分区调光天幕。
现在还有一项技术,被称为LC染料液晶技术,是在液晶分子中加入不同颜色的染料,然后再通电控制液晶旋转角度控制通光量。LC本身不是新技术,就是你电脑显示器的技术原理,染色后就可以用于调光。技术的优势同样是速度极快, 1秒可以变色,也可以有无极调光,而且因为是染料控制颜色,所以可以实现黑色。
可以说,LC技术的本质是液晶屏幕,但目前有量产能力的LC调光公司,核心材料还需要进口,自然就是价格不菲。同时因为玻璃基底难实现大曲面所以做不了天幕,但是能做侧窗。目前也就是尊界S800、极氪009等超豪华车型的变色玻璃在采用这项成本高昂的技术,目前的量产数量也不多。
以上技术路线我们简单总结下:
PDLC雾化技术变色快,但是雾度较大且不防晒;
又黑又通透又变色快的LC技术,做不了曲面,而且贵;
速度快的SPD耗电高也是蓝色,技术主要在国外;
早期的EC技术变化速度慢、颜色偏蓝。
那么,调光天幕的技术路线那么多,小米YU7选择的是哪一项技术呢?
雷军在发布会上讲到,他们在考虑了许久之后,还是选择采用了最新一代的EC电致变色可调光技术。“因为用户调光也就是一周一次、一个月一次,时间上可以等,但是变色效果、防晒能力、面积大小这些,只有最新一代的EC技术可以达到。”
雷军所说的最新一代EC技术,就是光羿科技自主研发的第三代EC技术中最新一个代际的量产技术。小米在发布会上展示的数据表明,采用最新EC技术的智能调光天幕在遮光模式下,即使暴晒了1.5个小时,也比加了物理遮阳帘的Model Y车内温度还低6度。
目前光羿科技的这项技术已经经过了4次技术迭代,解决了外观中性黑色,提升调光倍率等问题,达到了量产调光产品中最高倍率。因此,小米YU7的智能可调光天幕除了变色速度较慢之外,EC技术其余缺点差不多都已经解决了。
换句话说,汽车天幕应用最多的2个调光技术: EC和PDLC,调光性能上EC胜出,价格上PDLC更便宜。而在汽车侧窗应用仅有的调光技术:EC和LC,EC在性能上已经齐平LC,但EC更清晰,LC速度更快,价格上EC更便宜。
03
光羿科技的技术底色
毫无疑问,从小米YU7智能调光天幕的效果来看,光羿科技的最新一代EC电致变色技术已经逐渐成熟。光羿科技也表示他们已经为20款车型提供EC汽车调光产品,仅仅是今年5月的出货量已经超过了1万台,刷新了全球调光产品量产纪录。
某种程度来说,光羿科技的EC调光产品在汽车行业里,就是“宁德时代”的地位,尽管也有其他竞争者,但是从性能、性价比和规模量上来看,光羿的EC调光产品就是最好的选择。雷军的选择,显然也是基于以上的结果。
为什么光羿科技可以在汽车行业做到EC调光产品的领先地位呢?
EC调光技术的发展刚刚说到过波音787的故事,其实之所以EC调光技术没有快速发展和普及,就是因为它的局限性太大。
一个是局限于玻璃基底,另一个则是局限于中间材料为凝胶态。这两个因素限制了面积、形状和造型——比如波音787的第一代EC技术是玻璃夹有机凝胶态化学材料,面积只能做到很小,飞机舷窗已经是最大了,更大规模的使用其实我们也并不陌生,就是自动防眩目汽车后视镜,但是成本也贵。
之后的第二代EC技术改进了化学成分,采用无机材料,是全固态器件,但依然还是玻璃基底,这样可以用到建筑上的玻璃窗等大面积领域,而问题在于第二代EC技术只能做平面,不能做曲面,成本依然高昂,所以汽车或者消费电子行业都没办法做。
可以看出来,EC技术要发展,要解决的是两个难题:化学材料和基底的选型 。前者决定了可调光的性能指标,后者就决定了应用范围和规模化量产后的价格打下来,这也是一个横跨两个学科、从学科研究到应用落地的巨大难题。
由于EC技术的两个难题难以同时突破,所以EC技术的发展停滞了很长的一段时间,从1974年的第一代EC技术、到1989年的第二代EC技术——直到2017年才出现第三代的EC调光技术。
这一次突破,是一家专注于电致变色科研领域,成立仅8年的新材料科技公司,这就是光羿科技。
光羿科技在解决EC技术的应用上,最大的创新就在于,从一开始就选择了柔性PET薄膜作为基底,而非之前的玻璃基底。柔性PET薄膜的优势显而易见,可以做大面积,也可以弯曲,同时能够卷对卷生产,规模成本更低。
可是都知道柔性薄膜优势这么多,但是为什么大家不选择呢?原因就是要找到能够涂覆到薄膜上的稳定化学物质,还有工程工艺水平,因此太难研发了。
光羿科技最终全栈自研的专利技术,以独特的材料配比做出了固态电解质,然后采用三明治结构,把聚合物EC材料以纳米级厚度均匀涂覆在柔性薄膜上,制成最后不到0.4毫米的EC薄膜,另外加上全程自研的独特电控技术,形成了一套完整的EC调光产品的研发和量产。
随着固态聚合物的技术突破,光羿就可以实现大批量生产。相较于传统液态灌装技术的批量单件生产,光羿使用了独家研发的卷对卷生产工艺方案,也是全球唯一拥有连续性流水线的电致变色薄膜产品的产线。
这个成本效应有多大呢?光羿给了一个数据是,卷对卷的加工能力约为传统的液态灌装工艺的300倍,单条生产线年产能可以达到500万平方米。
这些EC复合薄膜可以被夹在不同材质中间,比如玻璃、透明塑料等等,然后被应用到不同的领域。光羿科技方面说,他们一开始主要设想的应用场景是建筑领域,调光可以解决很多公共大型空间的光线环境问题,比如图书馆里刺眼的阳光下打伞看书,大型玻璃幕墙要么没有安装窗帘,安装空间和清理维护成本高,窗帘会积灰也不健康,以及玻璃幕墙的隔热防晒难题;其次则是用在消费电子领域,比如他们的第一个项目其实是给OPPO手机做的变色背壳。
汽车方面, 是因为新能源车的电池挤占车内空间,同时又要保持外观流线造型,主机厂为了不压抑的视野做了全景天幕,又因此产生晒的问题,但安装遮阳帘又重新挤占车内空间,调光天幕在这样的硬性需求下一跃登上了汽车行业的舞台。
光羿科技从2021年开始提供汽车调光天幕量产产品,从极氪,比亚迪等知名车企, 之后蔚来的深度合作,一步一步迭代出来的。现在有了更多的车企项目,从而也让成本大幅下降,小米YU7 Max则是第一次做到了标配——而不像之前其他车型那样进行额外选装,这或许也标志着EC调光产品,已经进入了大规模普及的阶段。
04
EC调光产品在汽车天幕上的前世今生
什么是好的EC调光产品?
根据光羿科技在上海车展做的一次2000人规模的调研,研发人员发现用户的需求特别极端,用户的需求集中在三点:防晒、清晰、够暗成为三大刚需。
“无论是否体验过调光产品,大多数用户对调光玻璃的首要诉求是‘防晒隔热效果好’。"光羿科技说,“同时,对于627个有调光产品的用户来说,往往市面上现有的调光产品黑色不纯正,因此‘能调得足够暗’成为第二重要的因素。而对于843个没有调光产品的用户来说,他们往往使用的是遮阳帘、贴膜等传统解决方案,因此更在意"视野清晰度高"。这反映出在基础的防晒隔热要求之后,对眼睛舒适性与环境隐私性的需求,正在逐步成为真实的使用刚需。”
从调查中可以看到,“调节速度”和“能调的特别亮”这两点,反而并不在用户着重考虑的前列。
要解决防晒,其实就要解决“够暗”,因为黑色能够吸收一切光线,从而有效隔热。从传统EC技术的偏蓝,做到“够暗”,光羿的工程师至少花费了4年时间去解决。
光羿科技工程师透露说,其实极氪001最早的可调光天幕是EC调光产品首次在汽车项目上应用,所以使用的算是初代技术,调光之后呈现纯正的蓝色。后来光羿也迭代过一次蓝色产品,速度更快,蓝色更深——据说比亚迪对这个颜色很满意,因为所应用到的海洋系就要蓝色。这里面的缘由就是上面提到的,蓝色是太阳光中比较难吸收的颜色。
后来光羿科技又接到了蔚来的定点项目,用在蔚来 EC7、 ET5T、 EC6、ET7等车型上。定点之初,李斌就要求不能是蓝色,一定要中性色,符合蔚来的设计一致性。光羿科技继续迭代技术方案,做出了官方叫”水墨黑“方案,调光变色出来的效果已经呈现出灰色,而不是蓝色了。
直到这次小米YU7上的新方案,才算解决了天幕“够黑”的问题——在蔚来上的产品他们命名为“水墨黑”,在小米YU7和另一个品牌上应用的产品,则被称为“松烟黑”,用以区别两款产品在“黑度”上的区别。
之所以更暗,是因为透光率的进一步降低。理解透光率的变化,就像你戴上墨镜看东西一样。据驾仕派了解,光羿科技用在小米YU7上的全新EC可调光产品的透光率可以达到0.15%,也就是只有0.15%的可见光能透过这块玻璃,最大透光率能到6%,也就是40倍的状态变化。
“不要觉得6%的透光率不够高,实际上在阳光下这个透光率已经很高了,可以很通透的看到外面,但也保证了防晒隔热效果。”光羿科技的工程师说。工程师给了一个参照概念:白天晴天阳光可能6-10万lux的亮度,折中算8w x 0.0015 = 120 lux / 8w x 0.06 = 4800 lux 。
除了颜色之外,光羿的EC调光产品其实还有一个优势,被称为“通透度”,也就是更小的“雾度”。
为什么会有通透度的问题呢?这就是因为加入了变色层,由于变色层通透度可能有区别,会导致汽车用户透过玻璃去看外面会发生光线的折射,又或者变色之后无法看清外面。最典型的就是 PDLC天幕即使在最通透的状态下,视觉上还是会觉得车顶不够清澈透明,会有雾蒙蒙的感觉,所以也不会用到侧窗上——因为侧窗对于通透清晰的要求远远比天窗高得多。
现在我们能够看到的是,小米YU7天幕的清晰度是足够好,不会觉得全景天幕看外界是模糊的。同时光羿科技说他们的最新一代松烟黑EC技术也用到了已经量产的侧窗隐私玻璃上,也证明了其通透性的优势,在技术上已经实现了领先,并且“够暗”这个特质,也能解决现在车企越来越强调的车内隐私功能。
05
驾仕总结
也有网友认为,这项技术虽好,但看下来顶多也就是和最好的、全不透光的黑色厚实电动遮阳帘相当,为什么还要花费精力去搞这么一个“3分钟变色”的调光玻璃?
正如雷军在发布会上所说,这块玻璃已经可以做到“比友商的物理遮阳帘更隔热”,更重要的是,电动遮阳帘:1,占头部空间,2,是完全不通透的、甚至如果是全黑色的话,会有略带压抑的车内氛围,不可否认的是,这块EC调光天幕在通透、仪式感、防晒隔热这几项的使用体验上,肯定是大大优于黑色电动遮阳帘的。
而从整个光羿科技这家公司和EC技术的发展路径来看,科技的发展,不就是为了满足人们不断提高的、“既要、又要、还要”的需求么?
总之,环顾目前汽车行业调光技术方案,光羿科技的这套EC汽车调光产品应该是目前体验最好的一款产品,可以真正在各个维度上做到均衡。随着小米YU7在高配车型上开始标配,预计光羿的EC调光产品会逐渐从一项高端选装配置而成为一项代表高级体验的标杆级配置。
希望在不久的将来,30万元级甚至20万元级别的车型上,也能越来越多地标配这项配置,让更多人感受到中国头部企业为汽车生活带来的不凡体验。
毕竟,用一副水墨画的视觉效果来替代以前完全遮光的电动遮阳帘,这种感觉很中国、很高级。
(END)
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