電動汽車和內(nèi)燃機(jī)汽車對材料的要求不同。因此，電動汽車制造商在某些情況下必須重新審視材料的選擇。為了滿足日益增長的需求，液晶聚合物（LCP）等材料正在逐漸取代其他塑料——它們改善了熱管理，實現(xiàn)了更小零部件的生產(chǎn)，并提供了合適的電磁干擾（EMI） 屏蔽。

隨著電動汽車功能的日益增加，傳統(tǒng)材料越來越難以滿足其制造需求。如今，機(jī)動車輛需要越來越多能夠通過實時感應(yīng)和檢測司機(jī)駕駛環(huán)境來支持高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的設(shè)備，同時尺寸也要越來越小。這種小型化趨勢使制造商能夠?qū)⒏嗟墓δ芗友b到小型車中，從而在高價車輛之外增加更多的車型，同時以極高的速度傳輸更多的信息。對車輛性能來說，至關(guān)重要的是確保所有功能在他們可能遇到的惡劣環(huán)境條件下可靠地運(yùn)行，如極端的溫度和高濕度。

面對這些新要求，傳統(tǒng)材料往往不再可行。與之相反，液晶聚合物（LCP）提供了一種令人感興趣的選項。過去它們主要用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，而現(xiàn)在越來越多的汽車制造商正在將這種材料用在他們的車輛中。

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可加工性優(yōu)勢

與其他半晶體和聚合物相比，LCP具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)、高流動性和高強(qiáng)度，有助于實現(xiàn)精密成型、小型化設(shè)計和尺寸穩(wěn)定性，而這是其他熱塑性塑料所不具備的功能。從可加工性的角度來看，它們的低熔體粘度使制造商能夠輕松填充薄壁并創(chuàng)建復(fù)雜的功能，此外它們還有易于設(shè)置和快速固化的特點(diǎn)。提高生產(chǎn)率是LCP的優(yōu)勢之一。它們的輕量化特征還體現(xiàn)在能夠進(jìn)一步減小零件尺寸，從而實現(xiàn)更纖薄卻更全面的汽車設(shè)計。

根據(jù)應(yīng)用場景定制材料的耗散因數(shù)（Df）和介電常數(shù)（Dk）是確保成功連接的關(guān)鍵。材料的Df決定了材料的信號損失程度。針對5G和6G應(yīng)用，制造商需要低耗散因數(shù)來減少熱量產(chǎn)生并提高信號完整性。塞拉尼斯（Celanese）公司的低Df值產(chǎn)品具有同類產(chǎn)品中最佳的Df值，僅為0.009，確保了可靠的連接性。

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確保連接性，減少干擾

低 Dk 值材料能夠提高絕緣性，避免與其他信號串?dāng)_并減少相互作用。實現(xiàn)高連接性的同時減少干擾是一種可通過塞拉尼斯公司的Df/Dk可調(diào)材料實現(xiàn)的平衡方法，這樣每個部件都可用適合其介電應(yīng)用的材料制造。

吸濕性對潮濕環(huán)境中的高精度部件來說是一大災(zāi)難。當(dāng)部件吸收了過多水分時，它們會因水分流失而收縮，從而導(dǎo)致變形。這種收縮會損壞光學(xué)部件，使介電常數(shù)變大并導(dǎo)致產(chǎn)生“噪聲”和信號故障。

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極低的吸濕性

與其他熱塑性塑料相比，LCP具有極低的吸濕性。LCP的吸濕率為0.02%，低于尼龍的5%，即使在惡劣的環(huán)境條件下也不會發(fā)生變化。制造商可通過LCP來確保零件不會因水分流失而收縮。

電動汽車將各種傳感器、雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像頭集成到了一個系統(tǒng)中（圖1），而這些部件會持續(xù)發(fā)射各種不同的波長。如果沒有做好絕緣，這些波長很容易相互干擾。防止部件之間的串?dāng)_對于確保高級駕駛輔助系統(tǒng)的可靠性而言至關(guān)重要。通過部件外殼和機(jī)殼實現(xiàn)的屏蔽可以減輕這種干擾并確保安全功能。LCP重量輕、導(dǎo)電且不易磨損的特性使其成為了EMI屏蔽的理想材料。

圖1 ：雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像頭系統(tǒng)這些部件完全不同，但它們對材料的要求在許多方面非常相似（來源：Celanese；圖： Hanser）

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防止收縮

另一個影響信號完整性的因素是熱量。極端溫度會影響半結(jié)晶聚合物的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其收縮和變形。但是，LCP具有保持分子結(jié)構(gòu)的獨(dú)特優(yōu)勢。經(jīng)極端溫度測試發(fā)現(xiàn)，LCP分子始終保持其順序并在剪切作用下相互滑動，從而抵抗收縮。因此，LCP是電氣應(yīng)用的理想材料之一。在電動汽車應(yīng)用中，電池會產(chǎn)生大量熱量，因此可能對其他部件構(gòu)成危險。此時，熱量管理就派上用場了，它可以防止損壞發(fā)生并提高電池效率。

塞拉尼斯公司有多種LCP產(chǎn)品，能夠滿足用戶在各種頻率范圍內(nèi)的需求。LCP的采購價格可能高于傳統(tǒng)的熱塑性塑料替代品，但其生產(chǎn)率優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其初始成本，同時快速填充和更短的周期時間提高了易加工性并降低了成品價格。

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調(diào)節(jié)材料的Dk和Df

塞拉尼斯公司的Vextra和Zenite品牌LCP具有可調(diào)節(jié)的Dk和Df。其Dk值和Df值能夠根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行定制，確保天線、傳感器和攝像頭的可靠連接。超低Df值Zenite LCP具有同類產(chǎn)品中最佳的Df值，僅為0.009，即使在惡劣環(huán)境條件下也能保證可靠連接，因此是5G和6G應(yīng)用的理想選擇，這些場景中的信號損失和熱量產(chǎn)生都會帶來極大的麻煩。

低Dk值Zenite LCP（2 GHz時為2.5至4）是屏蔽天線和高速連接器的絕佳選擇，即使在極端條件下也能避免與其他部件串?dāng)_，減少相互作用，并保持高強(qiáng)度和設(shè)計靈活性。

可電鍍Vectra和Zenite LCP具有光滑的表面外觀，能夠加快電鍍工藝。這些型號包括Zenite LCP 450LDS和451P等。可電鍍Vectra LCP牌號E820ipd和E830ipd能夠用銅、金和鎳等金屬在連接器表面進(jìn)行基于溶液的化學(xué)鍍，具有高精度和自由度，可用于制造3D電路部件。

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導(dǎo)電LCP

塞拉尼斯公司的CoolPoly TCP E系列（圖2）是傳感器熱管理和EMI屏蔽的解決方案，其電導(dǎo)率小于100Ohm-cm，熱導(dǎo)率為 17-34W/m·K（表1）。熱量通過它的速度比從表面消散的速度更快——先是傳導(dǎo)受限，接著是對流受限，其牌號可應(yīng)用于各種部件，包括速度傳感器和后視攝像頭等。雖然它的拉伸潛力低于其他產(chǎn)品，并且可能出現(xiàn)各向異性收縮，但它作為一種低密度材料能夠提供很大的設(shè)計自由度和復(fù)雜的3D能力。其強(qiáng)度和防腐性能有助于消除二次加工成本。

圖2：兩種塞拉尼斯公司的導(dǎo)電LCP及其應(yīng)用領(lǐng)域（來源：Celanese；圖： Hanser）

表1：塞拉尼斯不同CoolPoly TCP牌號的熱導(dǎo)率Celanese

表面增強(qiáng)外觀LCP設(shè)計更纖薄，同時具有強(qiáng)大的光學(xué)和紅外攝像功能。它專為高性能攝像頭和光學(xué)傳感器設(shè)計，具有極佳的尺寸穩(wěn)定性和耐用性。在這一類別中，塞拉尼斯推出了Zenite LCP SEA、Vectra LCP A115和Fortron PPS / Fortron PPS ICE等多種牌號產(chǎn)品。