雷達系統(tǒng)散熱優(yōu)化:NTC熱敏電阻與導(dǎo)熱材料的協(xié)同設(shè)計
在L4級自動駕駛系統(tǒng)中,毫米波雷達的持續(xù)高負載運算導(dǎo)致芯片結(jié)溫可達140℃以上,傳統(tǒng)散熱方案因溫度監(jiān)測延遲與熱傳導(dǎo)效率不足,易引發(fā)熱失控風(fēng)險。東莞市平尚電子科技有限公司(平尚科技)基于AEC-Q200車規(guī)認證標準,開發(fā)了NTC熱敏電阻與高導(dǎo)熱材料的協(xié)同設(shè)計技術(shù),通過精準溫控與快速熱擴散,系統(tǒng)性解決雷達系統(tǒng)的散熱難題,為高階自動駕駛提供高可靠性硬件保障。
雷達散熱的雙重挑戰(zhàn)與平尚技術(shù)路徑
雷達系統(tǒng)的散熱優(yōu)化需兼顧溫度監(jiān)測精度與熱傳導(dǎo)效率:
監(jiān)測響應(yīng)延遲:傳統(tǒng)NTC熱敏電阻因封裝熱阻高(>50K/W),溫度反饋滯后超1秒,無法及時觸發(fā)散熱機制;
熱傳導(dǎo)瓶頸:普通導(dǎo)熱材料(如硅脂)熱導(dǎo)率低(<5W/m·K),高溫下易老化失效,導(dǎo)致熱堆積。
平尚科技的協(xié)同方案聚焦材料創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)優(yōu)化:
高靈敏度NTC:采用超薄陶瓷基板(0.2mm)與微納米多孔結(jié)構(gòu),熱響應(yīng)時間(τ值)壓縮至50ms,溫度監(jiān)測精度達±0.3℃;
復(fù)合導(dǎo)熱材料:石墨烯-氮化鋁(Gr/AlN)復(fù)合材料熱導(dǎo)率提升至400W/m·K,結(jié)合相變儲能層(PCM),實現(xiàn)芯片熱量的快速吸收與均勻擴散;
一體化封裝設(shè)計:將NTC直接嵌入散熱基板,通過金錫焊料消除界面熱阻,整體熱阻降至8K/W,較傳統(tǒng)方案降低60%。
某L4級自動駕駛平臺的實測數(shù)據(jù)顯示,平尚方案使雷達芯片在滿負載下的結(jié)溫從140℃降至85℃,散熱風(fēng)扇能耗減少40%。
車規(guī)級認證與可靠性驗證
平尚科技的協(xié)同設(shè)計通過AEC-Q200認證的全維度測試:
極端溫度循環(huán):-55℃~150℃循環(huán)1500次,NTC阻值漂移率<±0.5%,導(dǎo)熱材料熱導(dǎo)率衰減<3%;
濕熱老化:85℃/85%RH環(huán)境下1000小時,石墨烯/AlN復(fù)合層無分層,界面熱阻保持穩(wěn)定;
機械振動耐受:20G隨機振動測試后,NTC與散熱基板的結(jié)合強度>50MPa,無脫落風(fēng)險。
其全自動化產(chǎn)線采用激光焊接與AI涂覆技術(shù),確保導(dǎo)熱材料厚度公差±5μm、NTC貼裝精度±0.1mm,量產(chǎn)一致性達99.99%。
客戶解決方案:從監(jiān)測到傳導(dǎo)的全鏈路優(yōu)化
平尚科技為車企提供四級散熱優(yōu)化支持:
定制化熱設(shè)計:根據(jù)雷達芯片功耗與PCB布局,匹配NTC探頭密度(如每平方厘米1個)與導(dǎo)熱材料厚度(0.5mm~2mm);
動態(tài)溫控算法:集成溫度-功耗模型,實時調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與液冷流量,響應(yīng)時間<0.2秒;
失效安全機制:當NTC檢測到溫度異常時,自動切換至備份散熱路徑,避免單點失效;
熱仿真服務(wù):通過CFD(計算流體力學(xué))模擬優(yōu)化散熱器結(jié)構(gòu),將熱分布均勻性提升至95%。
某新能源車型的4D成像雷達項目采用平尚方案后,在沙漠高溫測試(環(huán)境溫度70℃)中,芯片溫度波動幅度<±2℃,系統(tǒng)壽命延長至15萬小時。
行業(yè)應(yīng)用與數(shù)據(jù)驗證
平尚科技的協(xié)同散熱方案已批量應(yīng)用于多個量產(chǎn)項目:
商用車前向雷達:搭載平尚技術(shù)的散熱模組在-40℃冷啟動時,芯片預(yù)熱時間縮短至5秒,功耗降低30%;
Robotaxi多傳感器融合:通過分布式NTC網(wǎng)絡(luò)與高導(dǎo)熱基板,多雷達模組的散熱系統(tǒng)體積縮減40%,并通過ASIL-B功能安全認證。
未來趨勢:智能化與無源化升級
平尚科技正研發(fā)智能溫控模組,集成NTC、MCU與導(dǎo)熱驅(qū)動單元,通過AI算法預(yù)測熱趨勢并動態(tài)調(diào)整散熱策略。例如,在識別到連續(xù)急加速工況時,模組可提前啟動液冷泵,抑制瞬時溫升。同時,探索無線無源NTC技術(shù),通過射頻能量采集實現(xiàn)無電池供電,消除線纜對高頻信號的干擾,為120GHz超高頻雷達提供無接觸散熱方案。