특수 소재로 ADAS 신뢰성 및 효율성 향상

탑승자, 보행자 안전을 위한 포괄적인 안전 제공은 자동차 제조사와 공급업체가 첨단 운전자 보조 기술의 성능과 신뢰성을 지속적으로 개선하도록 요구합니다. 차량이 더 많은 안전 기능과 온보드 전자장치를 탑재함에 따라 엔지니어들은 더 가벼운 소재와 더 큰 설계 유연성을 추구해야 합니다. Sabic의 특수 폴리머는 경량 금속 대체 옵션, 시스템 비용 절감, 향상된 설계 자유도를 제공합니다. 특히 레이더 기반 ADAS에 유리합니다.

레이더 유닛은 ADAS 센서 제품군의 초석으로 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC), 자율 긴급 제동(AEB), 전방 충돌 경고(FCW) 같은 기능을 뒷받침합니다. 이 센서들은 회로의 전자파 간섭(EMI) 차폐, 크로스토크와 무선 주파수 간섭(RFI) 제거, 레이더 반사 흡수, 핵심 부품에서 열 전도 등 적절한 소재를 요구합니다.

EE Times와의 인터뷰에서 Sabic 스페셜티 비즈니스 수석 과학자 Martin Sas는 Sabic 소재가 ADAS 성능을 어떻게 이끄는지 설명했습니다: "우리 화합물은 회로용 EMI 차폐를 제공하고, RFI를 억제하며, 레이더 반사를 감쇠시키고, 열 방출을 위한 우수한 열전도성을 제공하며, 뛰어난 기계적 강도와 화학적 내성을 자랑합니다."

첨단 운전자 보조 시스템

차세대 자동차 안전은 안테나, 효율적인 RFIC, 저손실 콤팩트 회로에 의존합니다. 이 컴포넌트를 구성하는 소재는 따라서 원하는 성능 달성에 중요합니다. 이러한 회로의 적절한 제작은 고품질 기판 소재를 요구합니다.

Sabic의 스페셜티 사업부는 두 가지 주요 레이더 센서 제품군에 집중합니다: 단거리~중거리 감지용 콤팩트 저전력 유닛, 중거리~장거리에서 정밀한 고해상도 데이터를 제공하는 고성능 유닛.

Sas는 각 센서 유형마다 고유한 소재 요구사항이 있다고 말합니다. 레이돔용으로 Sabic은 유리섬유 강화 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 화합물, 폴리에테르이미드(PEI) 수지, 저유전 손실, 최소 휨, 고온 저항, 레이저 용접 능력을 결합한 폼 샌드위치 패널을 제공합니다.

"우리 LNP STAT-KON 시리즈 같은 무선 주파수 흡수체는 송수신 신호를 컨디셔닝해 반사로 인한 오탐을 완화합니다. LNP KONDUIT 열관리 소재는 사출 성형 히트싱크를 형성해 과열을 방지하며, LNP FARADEX 화합물은 레이더 하우징에 본질적인 EMI 차폐를 제공합니다."라고 Sas는 덧붙였습니다. "이 소재들은 레이더 안테나 기판으로도 사용돼 레이저 직접 구조화(LDS)와 선택적 전기/무전해 도금을 지원합니다."

자동차 레이더는 두 주파수 대역에서 동작합니다: 단거리 및 중거리 기능용 24GHz, 장거리 감지용 77GHz(76-81GHz). 24GHz 대역은 2022년까지 대역폭 제약을 받게 되지만 특정 애플리케이션에는 계속 사용 가능합니다.

소재 선택의 중요성

레이더 성능은 적절한 유전율, 손실 인자, 삽입 손실, 전기-열-기계적 안정성, 균일한 기판 균질성을 보이는 소재에 달려 있습니다.

"소재 선택 시 센서 배치, 가시성, 환경 노출, 온도 극한, 허용 가능한 신호 왜곡 수준을 고려하세요. 이 요소들이 레이돔과 RF 흡수체 요구사항을 결정합니다."라고 Sas는 설명했습니다.

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그림 1. 레이더 센서 시스템 애플리케이션 솔루션. (출처: SABIC)

핵심 과제는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 안테나 아키텍처, 소위 이미징 레이더로 더 높은 해상도를 달성하는 것입니다. Sabic은 이미징 레이더가 해상도에서 LiDAR와 경쟁할 것이지만 많은 광학적 단점을 피할 것이며, 더 엄격한 소재 특성을 요구할 것이라고 강조합니다.

"상대 유전율이 공기에 근접하는 초저유전율 레이돔은 상당한 성능 이득을 제공합니다. 잠재적 솔루션으로는 Sabic의 LNP Thermocomp 화합물, LNP 코폴리머, Noryl, Ultem 수지가 있으며 특정 유전 및 열 요구사항에 따라 선택됩니다."라고 Sas는 말했습니다.

"RF 컨디셔닝과 흡수를 위해 LNP Stat-Kon 포트폴리오를 확장 중입니다: PBT 레이돔과 통합용 PBT 기반 화합물, 고온 공정용 PEI 기반 변형, 내구성 있고 균형 잡힌 성능의 PC 기반 옵션. 다양한 레이더 흡수 소재 선택으로 제조업체는 차량 크기, 위치, 기능에 맞춰 센서를 맞춤화할 수 있습니다."

장거리 고해상도 유닛의 처리 능력 증가는 열관리 수요를 증폭시키고 견고한 EMI 보호를 필요하게 할 것입니다. 단거리 센서도 다른 차량 컴포넌트에 매끄럽게 임베드될 것입니다.

Sas는 전자 제어 유닛(ECU)의 진화하는 역할을 강조했습니다. 현대 차량은 분산형과 중앙집중형 아키텍처로 나뉜 20개 이상의 분산 ECU를 탑재합니다. "미래 트렌드는 특히 ADAS 스택에 대해 통합 도메인 컨트롤러를 가리킵니다. McKinsey에 따르면 우리 특수 열가소식은 조정 가능한 특성으로 고객과 애플리케이션 요구를 충족해 전통적인 금속 및 유리 센서 하우징의 매력적인 대안을 제공합니다."

안테나 및 기타 전자 장치의 설계 결정은 성능 요구사항, 안테나 배치, 커버리지 필요에 따라 안내될 것입니다. AI 알고리즘과 결합된 레이더 기반 솔루션은 운전자가 도로에서 더 안전한 결정을 내릴 수 있게 합니다.

>> 이 기사는 원래 자매 사이트 EE Times에 게시되었습니다.