智能调光玻璃和调光膜(EC调光天幕，跑出隐形冠军｜科普)

Posted 2023-05-29

篇首语：志高品高，志下品下。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了智能调光玻璃和调光膜(EC调光天幕，跑出隐形冠军｜科普)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

智能调光玻璃和调光膜(EC调光天幕，跑出隐形冠军｜科普)

撰文 | 郑文编辑｜周长贤

“车外的颜色，蓝天还是蓝天，白云还是白云，绿树还是绿树。很有质感，非常高级，这也体现了我们对优雅的追求。”

2022年12月24日，在 2022 NIO Day上，蔚来创始人、董事长、CEO李斌在描述蔚来EC7的可选装全新一代黑灰色智能调光天幕时，用了这样一番话来形容。他宣布，这是“在全球范围内，第一次在电致变色天幕玻璃中，采用黑灰的中性基色。”

其实，早在一年前，极氪001就采用了EC固态电致变色玻璃技术。当时还发生了一段小插曲，在首批产品交付后，车主联名维权，认为EC天幕调光后显示的颜色是蓝色，与宣传不符。

正是因此事件，EC固态电致变色玻璃技术被带到大众面前。人们才知道，基于技术原理，EC调光天幕就是在透明色和深蓝色之间可逆变化，并非直觉中认为的，一定会调节为黑色。其实，应用于波音787舷窗上的同种技术，也是调节为蓝色。

先来科普一下什么是电致变色技术。简而言之，它是材料的反射率、透过率、吸收率等光学属性在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化，从而实现对光线和太阳辐射热量的主动动态控制。

不过，呈现蓝色只需要吸收某一段光的光谱，但是要做出黑色的效果需要吸收所有可见光波段，光谱宽度从380nm～780nm。

令人感兴趣的，不仅仅是一年之内电致变色技术领域何以出现如此重大的技术突破，还有在电动智能化浪潮下，新技术所引发的行业趋势变化为汽车产业带来的亮丽前景。

消费者苦“烫头”天幕久矣

上帝说，要有光，于是便有了光。同样源自于对光的追求和热爱，汽车天窗诞生了。

2021年，天窗系统供应商伟巴斯特的中国市场汽车天窗消费趋势调研报告显示，70%的受访用户表示在购车考量的配置中，天窗是重要的选项，仅次于倒车影像。而且，用户再次购车选购天窗的意愿比例上升为95.3%。

到了特斯拉，天窗也不足以满足想象，它开始大面积使用天幕。2009年，特斯拉Model S在《大卫深夜秀》节目中亮相，车顶大面积天幕成为吸睛亮点之一，将车内对光的追求推向高潮。和传统前挡+天窗+后挡的设计方式不同，特斯拉几乎打造出全玻璃车顶。

天幕虽然带来了极佳的视野和极好的采光体验，但进入车内的热量也随之增加，可能出现体验不佳甚至“烫头”现象。

拥有全景天幕的车主们不得不积极“自救”——后装贴膜。不过，玻璃贴膜后，虽然阻隔了部分太阳能热量，但是视野清晰度会受到影响，且后期可能产生气泡或者老化现象。

有的车主另寻他路，在车顶内嵌遮阳帘。不过，一般新能源车受底盘电池包、降低风阻、流线型设计的影响，空间更小，安装遮阳帘后，头顶空间矮3cm左右，造成车内压抑，空间感不好，用户体验不佳。

市场上已经有越来越多的巨大天幕车型推出，车企往往会以隔绝多少比例的紫外线为宣传点，一些车型的紫外线隔绝比例甚至达到99.9%。

今年7月中旬，字节跳动旗下的懂车帝在新疆吐鲁番进行了41款新能源汽车的夏季测试。结果显示，大多数带天幕、天窗的车型，车顶玻璃紫外线隔绝率都在90%以上，Model Y、理想ONE等部分车型紫外线隔绝率达到99%。

这里就需要辨析另外一个概念了，紫外线虽然对皮肤的伤害是最大的，但是太阳能中的热量组成中，它却只占小比例，除了紫外线，还有可见光和红外线。

也就是说，市面上宣传隔绝99.9%紫外线的天幕，确实阻隔了许多伤害，但只是隔绝了地表太阳能3%的热量，而剩余可见光和红外线却占太阳能的44%和53%。换句话说，红外线和可见光是热辐射的主要来源。。这也就是为什么即便隔绝99.9%紫外线，我们依旧感受到全景天幕的“炽热”。

除了对人的伤害，过量的日光照射会加速车内内饰老化，让内饰发黄、变硬、龟裂，缩短车内电子器件使用寿命。

而在上述的同一个测试中，41款车型在红外线的隔绝率上，表现好的车型很少。由此可见，整车大尺寸天幕的隔热问题，仍是老大难。

要想隔热，需要在玻璃上镀上多层特殊材料，通常是9～20层、厚50～250nm的金属化合物膜。据悉，特斯拉采用的就是热反射技术镀膜。而隔热效果会随着镀膜厚度、工艺等因素的影响而不同。

在业内，TTS是衡量汽车玻璃隔热性能的重要指标，TTS越低，隔热效果越好。

以市场上几款热度较高的车型为例，特斯拉Model 3天幕的TTS约为30%；AION S Plus的TTS为16；海豹TTS是20；之前颇有争议的极氪001 TTS小于20。

表现好的车型，它们是怎么做到的？其实，TTS表现相对比较好的车型，除了镀层的原因，都有一个重要技术应用——用了调光玻璃。

调光玻璃带来的惊喜

有没有一种可能既要又要，既想要大面积通透视野，又能在需要隔热的时候遮光隔热？

事实上，人们对光线有两种感受，一是体感上真实地感受到了热量，二是视觉上看到了光线，特别是夏日炎炎看到刺眼的光线后就会心理上觉得很热。理论上说，减弱光线，可从心理、体感双重层面降低不适感。

就目前来看，对于天窗面积较大的全景天窗、天幕而言，想要获得更强的隔热效果，除遮阳帘装置外，叠加配备调光技术成了重要的方式。

调光玻璃在十几年前在汽车行业就有应用的案例：

2005年，Ferrari Superamerica法拉利是首辆搭载EC挡风玻璃和顶棚玻璃的跑车。

2013～2018年，奔驰迈巴赫S级，跑车SLK，SL AMG，SG 63等开始陆续应用调光技术——MAGIC SKY CONTROL魔术天窗。

2021年3月，雷克萨斯发布LF-Z纯电车型，跟进奔驰设计理念，配备电致变色调光天幕。

2021年3月，凯迪拉克发布纯电动旗舰轿车Celestiq，跟随奔驰天窗设计理念，装备调光天窗。在过去很长一段时间里，它是前卫科技，但并没有普及起来。

目前，相关调光玻璃方案主要有四种：PDLC（聚合物分散液晶）、EC（电致变色）、SPD（悬浮粒子）、LC（燃料液晶）。这四种方案中，PDLC出现最早，技术也最为成熟，绝大多数调光玻璃生产商用的都是这种方案。

在福耀玻璃布局的调光玻璃产品中，PDLC调光玻璃和EC调光玻璃是主流，其中，EC是2021年推出的重磅新品。下面我们来着重讲一下这两大调光技术。

PDLC技术是在玻璃之间加装一层液晶调光膜，当通电时，液晶膜中的高分子液晶材料在电场的作用下，会进行有序排列，使光线可以轻易穿透玻璃变成透明状。反之，关闭电源时，高分子液晶材料会被打乱不能正常排序，呈现透光而不透明的外观状态。

与PDLC改变微粒排列方向的技术路径不同，EC技术在改变状态时，内部物质发生了化学反应。

不过，多年来，EC电致变色技术的研发与应用一直处于小步慢走状态。

《出行百人会/AutocarMax》注意到，最近有一个明显的趋势正在形成，比亚迪、极氪、埃安、蔚来、阿维塔……等车企都开始在最新的车型上应用EC调光天幕，而且，车企的车型名单正在拉长，车主选配EC调光天幕的比例也在不断提高。

有趣的是，市场上能够供应EC调光天幕的供应商只有一家中国企业，光羿科技。那么，在这个赛道上，这家企业做了什么，又做对了什么？

总体而言，电致变色玻璃的技术历经三代发展：用在波音787飞机舷窗、法拉利Superamerica敞篷跑车上的是早期的第一代紫罗精技术，有容易漏液、可靠性差、功耗高等问题；第二代是无机非金属材料技术，比如三氧化钨，但它不能做曲面产品。

正是由于前两代技术的不成熟，导致电致变色玻璃一直没能够有更广的普及。作为一家初创企业，光羿科技钻研出第三代薄膜电致变色技术，有效解决了上两代技术的痛点，在隔热等方面的效果也优于应用更广泛的PDLC。

光羿科技的EC天幕能降低100倍光强，把刺眼的炫光转变为家用或者办公用的柔和光线，有效保护驾乘人员的视线健康，暗态下能阻隔98.5%的可见光，有效防止座舱内饰快速老化。

在隔热上，光羿科技第三代电致变色技术结合了LOW-E技术，该技术可解决外部红外热量向里辐射的问题，电致变色技术解决外部强光向座舱辐射热量的问题，强强联合，最终实现无极调节进入座舱的光量和热量。

与此同时，这项技术还拥有低雾度值、超宽变色范围、低能耗、低工作电压和高耐候性等领先性，应用在汽车产品上更加安全可靠。

技术层面实现对光和热的主动高效控制只是第一步，要实现场景化的落地应用，还必须逾越规模化生产的障碍。光羿科技湿法涂布的生产方式，第一次让电致变色技术有了低成本、高规格、高产量的可能性。

电致变色技术是基于玻璃夹层来完成的。从工艺的角度看，之前都是基于玻璃来做的，比如，紫罗精技术相当于把一层液体灌在两层玻璃中间，第二代的氧化钨则是通过镀膜工艺直接镀在玻璃上，稳定性并不好。

而光羿科技做的是薄膜，可以用像印报纸一样的方式，在薄膜上涂布。这种卷对卷生产柔性器件的量产化，不管是在工业界还是在学界，都认为很难做到。而光羿科技在不断优化材料、薄膜基底、改进涂布设备之后，最终实现了卷对卷高速涂布生产工艺。

相较于传统液态罐装技术的批量单件生产，光羿科技独家研发的卷对卷生产工艺方案，是全球唯一拥有连续性流水线的电致变色产线。以2m宽的基底，每一分钟30米的速度前进，加工能力约为60㎡，是传统的液态罐装工艺的300倍。

通过自主研发的材料与工艺相结合，传统电致变色技术被诟病的稳定性差、可靠性低以及功能单一等问题已经逐渐被光羿科技团队解决。这一工艺很有可能成为未来大规模应用增效降本的关键。

虽然，只需寥寥几百字，就介绍完了这家公司的核心技术护城河，但毋庸置疑的是，它解决了天幕的核心痛点。

现在，回到文章开篇的问题，蔚来EC7可选装的EC全景天幕基底色是怎么实现黑灰色的？

据了解，为实现蔚来所需要的设计意图，光羿科技从1000多种分子结构中探索出的全新材料，实现了对380纳米到750纳米整个可见光波段全光谱的均匀吸收和变化，通过反复调试得到了最终产品。不但在外观上呈现黑灰高级质感，同时具备出色的防晒、隔热、防眩目性能，车内光线始终柔和，视野始终清晰。

可以说，黑灰中性色基底EC调光天幕的量产搭载，是电致变色领域的重大进步。不过，这并不代表黑灰色比蓝色更胜一筹，只是意味着不同调性和风格的车型，会有更多的颜色选择。正如蓝色象征着未来和运动感，驰骋在蓝天白云之下蓝色天幕给人更愉悦的户外感受，黑灰色调象征着低调和高级感，让车内每一细节处都能彰显优雅品质。相信以后用户在选EC天幕颜色时，用户买车时选择外观颜色一样，“萝卜白菜，各有所爱”。

我们相信，在不久的将来，EC调光天幕技术会带来更多像蔚来发布会上的这种惊喜，也将有越来越多的车企采用这种可以为用户带来高级质感、优雅品位的产品。

小结：

吴晓波的年度演讲中，讲到了中国隐形冠军崛起的现象。无独有偶，在一个资本年会上，中国人民大学原副校长、中国资本市场研究院院长吴晓求也提到，他会用“隐形冠军”作为记录2022年产业升级的年度记忆。

在《隐形冠军》一书中，赫尔曼·西蒙是如此定义“隐形冠军”的：它们在细分市场排名前三；年销售额不超过10亿德国马克；ToB业务导致它的公众知名度低。它不一定规模巨大，但一定在细分领域具备非常拔擢甚至不可替代的能力。

后来，虽然这个标准有所变化，但这些企业的共同特质依旧是，普遍具备技术崇拜、长期主义、工匠精神的价值观。它们的关键词是专注、创新、垄断。

毫无疑问，光羿科技显然是EC调光天幕领域的隐形冠军。在这一领域，主机厂如果想要在车上装一块EC调光天幕，往上游去寻找合作供应商，最终目光都只会聚焦于光羿科技。

值得一提的是，光羿科技有两大战略投资方，比亚迪和蔚来资本，新能源造车领域的传统巨头和新生代头部玩家的投资，足以说明其市场前景。

基于此，许多机构预言，天幕的量产应用前景一定是光明的。平安证券的研报显示，2025年，全球和国内天幕玻璃的市场空间将分别达到414亿元和121亿元。含调光功能的全景天幕将贡献重要增量，仅国内市场就达到58.3亿元。

过去，汽车玻璃在车身上的面积占比增速缓慢，大概每十年10%～20%的增长率，单车价值量基本维持在每辆车600～900元的稳态水平。

而近来紧俏的天幕玻璃面积在1.3～1.4平米之间，相比全景天窗单车面积提升0.5～1倍。此外，由于应用附加技术，天幕每平米价格相比传统天窗玻璃提升30%～40%左右。

福耀玻璃创始人曹德旺向来是“保守经营”的代言人，一生只专心做好一块玻璃。他不止一次公开强调，福耀玻璃受益于稳健经营。“保守”如曹德旺，也曾在股东大会上表示天幕玻璃将来是一个方向。

隐身于大众视野之外的隐形冠军，像一片深不见底的暗，托着主机厂星星点点的亮，它带给产业的真正启示是，专注于细分赛道产业创新的企业，会跑出真正远大的前程。