中汽信科前瞻技术研究团队近日前往某主机厂车间，深入调研柔性传感器的潜在应用场景，针对汽车制造“冲、焊、涂、总”四大车间工艺与现场人员深入沟通，挖掘工艺痛点，了解现有技术问题，并结合柔性传感器轻、薄、揉、可定制的天然优势，分析柔性传感器应用于痛点工艺的方案可行性。经多次共研论证，团队挖掘超50项柔性传感器应用场景，4个重点突破场景。
一、柔性传感器的技术优势决定其适应多种智能化应用场景
汽车传感器按照其应用的主要领域分为车身感知传感器和环境感知传感器两类。车身感知传感器主要用于获取胎压、车速等车身信息，可提高单车的信息化水平，使车辆具备感知自身状态的能力，从而作出决策并执行。环境感知传感器用于实现单车对外界环境的感知能力，帮助车辆获得环境信息并做出决策，为智能化自动化驾驶提供支持。
鉴于电动汽车的快速智能化演进，汽车传感器的开发面临新的挑战，必须满足一系列更复杂的需求。这包括对车辆健康状况的精确评估、对驾驶员行为的细致监测，以及对车辆通信和娱乐功能的全面监控等。为实现这些功能，传感器必须与被测设备和驾驶员更为紧密地集成，并实现更为精准的数据采集。这不仅要求传感器技术的进一步创新，也需要汽车行业与传感器制造商之间的深度合作，以确保传感器能够满足电动汽车智能化发展的新需求。然而，传统的传感器大多为刚性结构，难以实现较大变形，在一定程度上限制了传感器的使用，并且在传感器受到较大变形时容易造成内部各种电子元器件的损坏。以柔性材料为传感器基底的柔性传感器，则可解决该核心技术问题。
1、柔性传感器的定义
柔性传感器指采用柔性材料制成的传感器，具有良好的柔韧性、延展性、弯折性等特性。由于材料和结构灵活，柔性传感器可根据应用场景任意布置，便于对复杂被测量体进行感应检测。
2、柔性传感器的特性
柔韧性和延展性：柔性传感器的基底材料通常是柔性材料，如聚酰亚胺（PI）、聚酯（PET）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等，因此传感器本身具有柔韧性和延展性，能够适应各种复杂的被测表面和形状，甚至可弯曲、折叠或拉伸。
可穿戴性：由于其具备柔韧性和延展性的特点，柔性传感器可附着于人体皮肤上，进行实时监测，因此在健康监测、运动科学等领域已有应用实例。
灵敏度高：柔性传感器的灵敏度较高，能够感知到较小的变化量，如压力、温度、湿度等。这使得柔性传感器在电池安全管理、疲劳驾驶等需要高精度测量的场合具有很高的应用价值。
响应速度快：柔性传感器的响应速度很快（例如，针对振动监测的响应时间为毫秒级），能够监测数据的实时动态变化，如快速的压力变化或加速度变化等。
成本低：随着生产工艺的不断优化和规模化生产的实现，柔性传感器的制造成本逐渐降低，使其在实际应用中更具竞争力。
目前，柔性传感器已应用于智能座舱的座椅压力监测（提供个性化的座椅调整和舒适度优化）、驾驶员状态监测（监测驾驶员的生理和行为参数，及时发现疲劳驾驶或健康问题，并给予提醒）等。
二、柔性传感器在汽车行业应用的想象空间巨大
1、车辆安全系统：柔性传感器可用于碰撞、气囊、安全带等监测，提高车辆的安全性能。例如：在碰撞传感器中，柔性压力传感器可用于车辆的碰撞监测，通过感知车辆碰撞时的加速度、速度等参数，及时触发安全气囊等保护装置，提高车辆的安全性能参数；在车身姿态监测中，柔性传感器可用于监测车身的倾斜度和高度，及时提醒驾驶员或乘客调整行驶状态或停车，避免因车辆失控而造成的危险。
2、车辆控制系统：柔性传感器可用于油门踏板、刹车踏板、转向器等的监测，提高车辆的控制精度和舒适性。例如：在转向器（柔性）传感器中，用于感知驾驶员转动方向盘的角度和速度，从而精确获取车辆的转向角度，进行间接辅助驾驶，提高车辆的操控性和舒适性；在动力系统（柔性）传感器中，用于间接感知发动机的转速和扭矩，从而辅助智能监控发动机输出功率和转速，提高车辆的动力性和安全性。
3、车辆健康监测系统：柔性传感器可用于发动机转速、轮胎压力、车速、电池安全等监测，提高车辆的健康监控能力。例如：在智能电池传感器中，采用柔性传感器技术植入电芯内部的电位传感器、温度传感器、压力传感器，直接接触电池包内部环境，在时间和空间获得相应的直接参数，以实现高精度安全状态评估。植入的传感器将为“智能电池”赋能，并成为新一代BMS（电池管理系统）的重要技术基础。
4、智能座舱：在智能座舱系统中，柔性传感器可用于驾驶员生理参数监测、触觉和声音感知、雨滴检测、光线检测等，提高座舱智能化程度、安全性、乘车舒适性和驾乘满意度。例如：在柔性生物传感器中，用于对驾乘人员心率、血压等生理参数的实时监测，为车载健康管理提供支持，提高行车安全性；在柔性光敏传感器中，实现对车灯光照强度和方向的自动调节，可为夜间行车提供更智能的视线条件，降低事故风险；在柔性触觉传感器和声音传感器中，可实现振动反馈和声音识别等新型车载娱乐交互方式，为驾乘人员提供更加丰富的娱乐体验。此外，还有针对位置压力、温度、异常行为等的柔性传感器，可实现智能车窗防夹、防盗等功能。
5、环境感知：在车辆环境感知系统中，柔性传感器可用于障碍物检测、环境参数感知、路面参数感知等，提高车辆对周围环境的感知能力，为自动驾驶决策提供数据和判断支撑。
6、产线工艺提升：在提升产线工艺质量方面，可将压力传感器应用于冲压、接插等关键工艺过程，低成本高能效地降低非系统性误差，提升整车产品质量。
三、探索柔性传感器在汽车智能化发展中的无限可能
柔性传感器凭借其高灵敏度、高精度、灵活性以及低成本等优势，逐渐成为汽车智能化发展的关键技术之一，在汽车领域拥有巨大的应用潜力和广阔的发展前景。随着柔性传感器技术的优化升级和多场景实践落地，我们期待柔性传感器进一步赋能汽车行业，提升车辆驾驶安全性、舒适性和能效，为驾乘人员创造更加美好的出行体验，持续带动汽车行业的创新与变革。
中汽信科前瞻技术研究团队致力于柔性传感器技术的研究与落地应用。未来，团队将持续深耕新质生产力，探索其在汽车领域的应用场景，攻关技术难点，以柔性传感器独特的优势，推动汽车制造实现跨越式发展，助力质量强国战略目标实现。
来源：中国汽车工业信息网 AUTOINFO
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