(首发:2025年)全彩色电子纸 Prism 赋能变色车轮毂研发历程

频道:深圳市瑞丰光电子股份有限公司 日期: 浏览:1057

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在 2022 年 CES 展会现场,宝马借助 "电子墨水" 技术实现了旗舰电动车型 BMW iX 的车身一键变色。前一秒还是纯净的白色车身,瞬间便切换为潮流的灰色渐变色,紧接着又转为稳重的全黑色,整个变色过程几乎在瞬间完成。这款车型搭载的元太黑白微胶囊电子墨水技术,为汽车消费者开启了车身颜色定制的全新可能 —— 车主可根据实时心情、使用场景等因素,即刻改变车辆的颜色设计。

从能效角度来看,"电子墨水" 技术对降低能耗、提升效率亦有显著贡献。白色表面相较于黑色能反射更多阳光,若将车身改为浅色,可有效减轻强烈阳光照射和高温对车内环境的影响,避免中控台、仪表板等内饰因过热受损;而在低温环境下,深色车身能从阳光中吸收更多热量,减少空调加热能耗,进而提升电动车续航里程。

在颜值经济蓬勃发展、消费者个性化需求日益凸显的当下,汽车外观设计的重要性与日俱增,其中最引人注目的车身颜色更成为众多汽车企业的发力重点,它们纷纷通过个性化设计吸引消费者目光。

创新故事说明:创新一体式变色膜车轮毂——Jerry450.png

一、产品创新目的

受宝马车展展示的启发,国内汽车企业也开启了此类产品的研发探索。但在中国,车身颜色需在行驶证中登记,小面积使用变色膜无法满足消费者的情感需求,大面积使用又面临国家法规管控风险,因此研发方向转向了变色膜在车轮毂上的应用。

去年 10 月,瑞丰光电变色膜团队核心成员与广汽研究所人员在广汽研究所会议室,就变色膜产品在汽车领域的应用展开深入探讨。他们对变色膜产品在汽车领域的应用机会及大众消费者的消费行为习惯等进行了全面分析,最终决定共同开发一款可实现整个车轮毂变色的新型产品,并将其作为广汽的研究课题。该产品以车轮毂为最大展示区域,采用一体式设计以保留图案完整性。

二、设计图案灵感说明

一部冲击世界电影史票房冠军的国产动画片《哪吒》正在火热宣传放映,影片中脚踩风火轮的莲花王子这一神话人物深受全世界观众喜爱。设计师以此为灵感,将风火轮和莲花两种图案进行混搭,先对图案进行段码拆解,再编译结合多种图案。

风火轮图案

双轮生风喷火、踏之可飞天遁地的风火轮,代表着超越极限的疾速。将火焰纹样(风火轮的具象化表现)应用于轮毂,能直观地通过视觉呈现速度感。旋转的轮毂搭配动态的火焰图案,会营造出车轮熊熊燃烧、飞速滚动的强烈视觉效果,暗示车辆具备强大动力和迅猛加速性能。即便车辆处于静止状态,火焰图案也能赋予其蓄势待发的动感。哪吒脚踩风火轮纵横天地、不受束缚的形象,代表着自由、叛逆和挑战权威的少年英雄精神。风火轮图案也承载着追求自由驾驶、探索未知的理念,以及打破常规、彰显个性的态度,表达了特立独行、热爱冒险的个性。其本身具有极强的视觉吸引力,尤其是在高速旋转时效果更为出色。将这一具有深厚文化底蕴的独特元素应用于轮毂,能极大提升车辆的个性化程度和回头率,使其在车流中脱颖而出。

莲花图案

"出淤泥而不染,濯清涟而不妖" 的特性,使莲花成为纯洁、高雅、超脱的精神象征。将莲花图案应用于汽车,旨在为汽车注入清新脱俗、不落俗套的气质,提升品牌的文化格调。同时,莲花作为吉祥、平安、和谐、圆满的象征,也寄托了对车主行车平安、旅途顺利的美好祝愿。莲花花瓣层层叠叠、向外舒展的形态极具韵律感和秩序美,这种天然的几何美感经抽象化、艺术化提炼后,创造出优雅流畅、富有动感的视觉效果。

四、产品的结构说明

 RF-P11740001/RF-P31740002 产品是专为广汽开发的可变色车轮毂产品,包含支架结构、可变电子纸模组及整套驱动板。产品支持红外控制并配备遥控器,外接 DC3.3V 电源,可通过遥控器控制切换产品的图案变化。

 

1. 可变电子纸模组堆叠  

底板方面,采用以高分子聚合物为主要成分的超薄超轻基材,线路运用高精度转印工艺,通过银浆灌孔导通基材正面的碳浆块与背面的银线走线。底板加工流程为:基材缩水→开料→CNC 钻孔→正面线路印刷 + 灌孔→银浆灌孔→反面线路印刷→正反面碳线印刷→正反面绝缘层印刷。

创新故事说明:创新一体式变色膜车轮毂——Jerry1671.png

电子纸方面,采用 Prism1 微胶囊黑白电子纸,每个胶囊直径仅约一根头发的厚度,内部含有带负电的白色颜料和带正电的黑色颜料,通过控制微胶囊两侧电极,可在产品表面呈现所需颜色。采用 Prism3S 微杯式 6 色电子纸,膜片由数百万个微杯结构组成,微结构尺寸与人类头发直径相近。每个微杯中包含悬浮在透明流体中的四种带色粒子,其中带正电的红色粒子与蓝色粒子,以及带负电的黄色与白色粒子。当施加正电场或负电场时,相应粒子会移动到微杯顶部,从而显示出所需的色彩与图形。Prism3S 的显示色彩支持白 / 红 / 黄 / 黑 / 蓝 / 绿共六种颜色,其中白 / 红 / 黄 / 蓝为基本色,黑 / 绿为混合色。

上下 PS 保护膜方面,专用于电子纸膜片保护,材质柔软,具有高耐候、高阻水汽性能,阻水率 WVTR 可达 10⁻³。


2. 驱动块说明

Prism1 电子纸膜片驱动 IC采用所罗门 SSL1627-L5,这是一款集成控制器的双稳态显示驱动芯片,具备 131 个段码输出、1 个背景输出和 1 个公共端输出,同时支持 2 级和 3 级驱动模式,并内置 DC/DC 转换器以生成驱动面板所需的全系列电压。

Prism3S 电子纸膜片驱动 IC采用 IST7400LB1,这是一款 64 通道输出的电子纸源极驱动芯片,采用 3 位串行输入 / 并行输出架构,每个输出通道均集成电平转换功能,可将 3 位数字信号转换为 8 阶模拟输出电压(VP3、VP2、VP1、GND、VN1、VN2、VN3 及高阻态 Hiz)。通过输入逻辑电平配合 OE 引脚控制,64 个输出引脚(S1 至 S64)可动态切换至上述任意电压等级。

主控制芯片采用意法半导体推出的 STM32 微控制器,内核采用 ARM 架构,具有低功耗特性,配备 64Mb SPI flash+2kb EEPROM,支持 USB UART/USB Slave/TF card/NRF/ATK-Module   Port 等接口,产品配有红外遥控器。

五、产品展示验收效果

 今年 3 月,瑞丰光电完成产品组装调试,并在广汽研究所进行现场展示。此次展示了 7 套程序显示的动态图形循环播放及多张静态图形显示,所有程序均可通过一个遥控器控制,操作便捷。广汽多位专家对显示效果表示满意,为后续电子纸在车轮毂上的应用奠定了基础。

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随着技术的推广,越来越多车辆开始装配变色膜轮毂。瑞丰光电一体式变色膜车轮毂产品,将重新定义汽车外观设计的边界,让车轮毂从单一的机械部件转变为兼具功能性与美学价值的智能载体。

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