随着汽车智能化和电动化的不断发展,汽车座椅的设计要求也在不断提升,尤其是在安全、舒适、环保和智能方面。汽车座椅的设计不仅需要遵循人体工程学的规律,确保结构合理,还要考虑到缓解驾驶疲劳、健康检测以及加热通风等功能价值。石墨烯作为一种新型材料,石墨烯具备导电性强、强度高、导热率高、透光率高等性能,并具备发射远红外波的特性。远红外波和人体本身的静态波相同,易于被人体吸收。通过对石墨烯新材料在汽车座椅上的应用研究,明确其在汽车座椅上应用的性能特点和工艺要求,本文将探讨石墨烯的特点、优势及在汽车智能座椅中的应用

石墨烯新材料在汽车智能座椅中的应用

别克世纪智能座椅加热功能应用了石墨烯 图源:别克官网


一、石墨烯新材料概述

石墨烯材料是一种碳六环构成的蜂窝结构,是新世纪以来很好的一种轻质材料,具有高强度、高导电性、高导热性、轻质和柔韧性等特点。这些特性使得石墨烯在诸多领域具有广泛的应用前景,如电子、能源、航空航天等。近年来,石墨烯在汽车领域的应用也逐渐受到关注。

石墨烯新材料在汽车智能座椅中的应用

石墨烯材料结构图 图源:新华网

二、石墨烯新材料的特点和优势

1、特点:

石墨烯材料是一种碳六环构成的蜂窝结构,是新世纪以来很好的一种轻质材料,在物理和化学结构上石墨烯具有结构稳定、牢固,同时具备轻薄的特性,所以在应用和研究上有着重要的价值。其稳定性在于其原子结构分布一致。使得整个材料在外力作用下保持稳定,在此基础上单层的结构材料更加轻薄。同时石墨烯还具有优越的导电性,内部电子在运动上不受到外围干扰,呈现出导电速度快的优势。在导热方面,基本也和碳材料相同,有着导热速度快的特点。所以在实验新材料和市场应用方面都有着更广阔的前景。

2、优势:

(1)超薄性。在化学气相沉积法和氧化还原法制作石墨烯材料的过程中,通过对制成的石墨烯材料性能进行优化,制作得到的石墨烯片能够呈现出显著的轻薄透光效果。
(2)强韧性。石墨烯材料兼具良好的强韧性和弹性,实验中石墨烯材料的拉伸尺寸能够达到自身实际尺寸的20%左右。
(3)导电性。受到石墨烯材料单层原子结构的影响,电子的运动被限制在这一层平面,从而赋予了石墨烯独特的电学特性。研究发现,将石墨烯材料与电子元件和设备结合使用,可以显著提高电子产品的储电能力。

三、石墨烯在汽车智能座椅中的应用分析

近些年随着石墨烯的广泛应用,在市场上也出现了石墨烯外置汽车加热垫。下面一起跟小编来看看石墨烯在汽车智能座椅上的应用分析吧!

1.智能温控功能


石墨烯具有优异的导热性能,可同时释放5-25um波长红外光波,可应用于汽车智能座椅的温控系统。通过调节石墨烯座椅的电流,实现对座椅温度的快速调节,为驾乘人员提供舒适的乘坐环境。在寒冷的冬季,石墨烯座椅可迅速升温;而在炎热的夏季,又能快速散热,实现四季恒温。目前有诸多车型利用石墨烯这一特点,配备了具有加热功能的智能座椅。


石墨烯新材料在汽车智能座椅中的应用

石墨烯加热功能 图源:北汽研发


2.智能健康监测


石墨烯因其优异的导电性,可应用于汽车智能座椅中的健康监测系统和与其理疗功能相结合。通过与人体接触,石墨烯座椅不仅能实时监测驾乘人员的心率、呼吸等生理指标,并在发现异常时及时发出预警以保障安全,还利用其加热垫的远红外波发热特性,在通电后产生波长集中在6~14µm之间的远红外波。这一波长与人体自身产生的远红外波接近,能够引发同频共振,使远红外波更易被人体吸收,从而有效改善血液循环、增强新陈代谢和提高免疫力。


石墨烯新材料在汽车智能座椅中的应用

石墨烯的导电性 图源:宇航派蒙


3.增强座椅舒适性和稳定性

石墨烯具有良好的柔韧性和强度,将其应用于汽车座椅面料,可以提高座椅的舒适性和稳定性。在长时间驾驶过程中,石墨烯座椅能够更好地贴合人体曲线,减轻驾驶疲劳。此外,石墨烯座椅的抗压性能也优于传统材料,有效提高了座椅的使用寿命。


石墨烯新材料在汽车智能座椅中的应用

高质量薄层石墨烯高导电涂层的柔韧性  图源:苏州格瑞丰


4.抗菌防螨功能


石墨烯具有良好的生物相容性,将其添加到座椅面料中,可有效抑制细菌和螨虫的滋生,为驾乘人员提供健康的乘坐环境。此外,石墨烯座椅还具有自清洁功能,减少座椅清洁保养的频率。


  1. 轻量化设计


石墨烯具有轻质的特点,将其应用于汽车座椅,有助于减轻整车重量,提高新能源汽车的续航里程。同时,轻量化设计也有利于降低能耗,实现节能减排。

四、结论

通过石墨烯在汽车智能座椅上的应用研究,证明了石墨烯的良好性能,可以批量应用到汽车座椅上,具有加热速度快、加热均匀、热转化率高、节能、红外辐射等良好性能。未来,随着石墨烯制备技术的不断成熟和成本的降低,石墨烯座椅有望在新能源汽车市场中广泛应用。石墨烯材料还将为汽车产业带来更多创新可能,给消费者更好的使用体验。

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艾邦创建了汽车智能座椅产业链交流群,目前已有一汽、上汽、小鹏、理想、蔚来、长安、延锋北京海纳川、诺博汽车上海岱美汽车、汽富维天成自控常熟汽饰、安道拓、麦格纳、现代坦迪斯、佛吉亚、李尔、博泽西德科等智能电动座椅产业链的上下游企业加入,欢迎各位朋友入群探讨,共谋进步。

         

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1 智能座舱的未来发展趋势与电动部件的创新 Dongfeng Motor
2 汽车智能座舱中旋转屏、吸顶屏的技术解析 华阳多媒体
3 微电机控制器在智能座舱领域的应用挑战与解决方案 武迪电子
4 Discussion on low-cost solutions for electric actuators 拟邀中
5 电动部件在智能座舱中的能效优化与用户体验提升 拟邀中
6 汽车零重力座椅技术革新与智能座舱的完美融合 拟邀中
7 智能电动座椅的人体工程学设计与健康促进 拟邀中
8 智能座舱中智能香氛系统的技术挑战、解决方案及健康安全标准 拟邀中
9 智能座舱电动出风口的智能化控制与节能效率 拟邀中
10 智能座舱中微电机传感器的技术革新与成本效益分析 拟邀中
11 微电机齿轮箱的国产替代与技术创新 拟邀中
12 智能座舱中微电机马达的应用与散热难点挑战 拟邀中
13 微电机执行器的芯片控制及算法解决方案 拟邀中
14 激光焊接在智能座舱电动部件中的应用工艺 拟邀中
15 智能座舱电动部件的材料革命--高性能塑料的技术突破 拟邀中
16 智能座舱电动部件的创新注塑解决方案 拟邀中
17 圆桌论坛:
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2、探讨智能座舱未来发展趋势与技术创新路径;
3、智能座舱吸顶屏/旋转屏的技术亮点与市场发展趋势研讨;
4、智能座舱零重力座椅的技术难点与未来改进方向;
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With the continuous enrichment of smart cockpit scenarios, passengers spend more and more time in the cockpit, putting forward higher and higher requirements for riding experience and comfort experience. When the journey is no longer a short period of time, how to optimize and improve seat comfort? Sex has become an important issue at the moment, and smart car seats have emerged. As a device that directly contacts the driver and passengers, seats play an important role in user experience and are also one of the factors that distinguish the level of automobile manufacturers. Today's high-end seats incorporate a wide range of applications for seat adjustment or seat movement, seat comfort (dynamic cushions, lumbar support, massage, heating, cooling and/or ventilation, seating assistance and personalized adjustment memory function), seat safety function, seat occupant perception (multiple built-in sensors can provide feedback information to the system). Due to the additional functions, modern seat modules have become as complex as body control modules and face similar challenges in terms of power supply, communication, sensing, activation and control, and quiescent current. In order to minimize the space requirements, power consumption and quiescent current of the management seat control module, functional integration becomes one of the important design factors. Therefore, smart car seats contain numerous motor drives and control units, and fabric selection and ergonomic design also need to be considered. The technical threshold is comparable to that of robots. In order to strengthen industry chain exchanges, jointly promote industry development, and learn about the latest product trends, Abant has established an automotive smart seat industry chain exchange group for everyone. Everyone is welcome to join the group for exchanges and discussions.

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