玻璃看起来是为了让光进来,但汽车玻璃的许多技术进步,却一直在研究如何把不需要的光挡在外面。从着色、镀膜到主动调光,车窗逐渐承担起防晒、隔热与隐私保护等更多任务。快速变色只是调光车窗的基本功,真正拉开技术差异的,是光线和隐私能够被控制到什么程度。随着玻璃面积增大,这种控制也需要更加细致,既要遮挡日晒与外界视线,也要保留采光和窗外风景。
蔚来ES9全球首发的阵列式LC(Liquid Crystal,染料液晶技术)智能隐私调光车窗,将控制范围从整扇玻璃推进到不同区域。要让同一扇车窗的不同位置分别工作,需要重新设计内部的电极与驱动控制架构,再由液晶材料、半导体级精密制造和整车工程共同实现。
旗舰体验的进阶,在于隐私可以被控制到什么程度隐私保护已经成为高端座舱的重要组成部分,但不同方案能够提供的控制能力并不相同。固定深色玻璃或玻璃膜可以持续遮挡,却难以随环境改变透光状态;全遮蔽的遮阳帘虽然能够保护好隐私,但是完全闭合时也会失去对外的视野,同时需要考虑收纳与车门内部的布置。每种方案都在回应隐私需求,也各自存在相应的取舍。
主动调光让车窗能够在不同明暗状态之间切换,增加了乘员的选择。不过,对于整窗统一调光的方案,相同状态仍然作用于整扇玻璃,难以满足局部遮挡、局部通透的需要。阳光可能只照向面部,没有必要连下方的风景一起遮住;观察车外环境,也可能只需要保留一小部分视野,无须解除整扇车窗的隐私。
遮挡应该发生在哪里,又应该保留多少视野,成为车窗技术需要进一步回答的问题。ES9通过分区调光,让车窗能够在不同位置分别改变明暗,将隐私保护推进到对光线位置与范围的精细控制。
从屏幕出发,液晶技术的本质是控制光为了实现更精细的光线管理,研发人员将目光投向了高端液晶显示技术。LCD液晶屏能够呈现细腻的明暗变化,基础之一就在于通过电场改变液晶分子的排列,配合相应的光学结构,调节不同位置的光线通过量。这种对光线的精确控制,也为汽车车窗提供了新的技术路径。
不同调光路线对光线的处理方式并不相同。EC(Electrochromic,电致变色)通过电化学反应改变透光状态,具有较好的通透感和低雾度,但部分方案在响应速度与变色均匀性上存在需要权衡的地方;传统PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal,聚合物分散液晶)依靠散射光线形成遮挡,响应较快,隐私状态下通常呈现乳白色或磨砂观感。染料LC则利用染料分子吸收光线,形成深色隐私效果,为兼顾快速响应、自然色泽与遮蔽能力提供了技术基础。
ES9采用的LC染料液晶方案,源自显示产业在液晶材料与器件领域的技术积累。电场改变液晶与染料分子的排列,进而调节染料对光线的吸收,使玻璃在不同透光状态之间切换。液晶器件提供主动调光的能力,最终的隐私效果,还需要与玻璃及夹胶层共同设计。
首次装车验证时,团队发现,沿用既有车型的透光率定义,车窗进入隐私状态后,车内亮起的屏幕仍然能够被车外看到。ES9更大的玻璃面积,以及更靠近侧窗的椅背屏,让同样的指标面对了新的使用条件。团队由此重新调整玻璃总成的光学组合,包括加深中间PVB夹胶层,进一步降低整体透光率。
ES9车窗最终的隐私态可见光透过率低至0.2%,对应的是实车使用场景中的隐私要求。在整窗层面,玻璃还兼顾防晒与隔热,紫外线与红外线隔绝率可达99%以上。
从整窗调光到阵列控光,蔚来重新定义控光粒度围绕分区调光的产品要求,蔚来提出多分区独立供电的架构构想,让不同区域能够分别响应控制指令,再通过整车控制逻辑组织成连贯的调光效果。这套架构在ES9二、三排的六块侧窗上形成了64个可控分区。其中,二排主窗与三角窗单侧各11个分区,两侧共44个;三排单侧10个分区,两侧共20个。二排三角窗随主窗联动,让相邻玻璃能够共同呈现协调的明暗变化。
分区数量本身也经过了整车条件下的权衡。产品团队最初希望分得更细,以获得更细腻的变化,但在项目当时的驱动与布置条件下,增加分区也意味着增加控制连接与实体线束,进一步牵动车体穿孔和布线空间。分区数量需要与车规驱动方案、线束布置及整车结构一并评估,在体验和性能中保持平衡,才能把精细控光落实为可量产的车窗。
卷帘模式正是这种架构能力的体现,车窗可以从上向下逐级调暗,遮挡直射日光,同时在下方保留视野和自然采光;对开模式则能够在大面积隐私状态中留出局部通透区域,方便乘员观察车外环境。独立分区与控制逻辑的配合,让同一扇车窗能够同时保留隐私区域和通透区域。
分区不是把玻璃切成多块,而是做出独立的控制区域增加分区,就要在玻璃内部形成独立的电极区域。分界如果过宽,便可能留下固定线痕,外观受损,甚至在隐私状态下出现漏光。让不同区域分别工作,同时保住一整块玻璃的纯净,是研发从一开始就放在一起考虑的要求。
为此,ES9引入半导体级精密光刻工艺,将分区刻线做到约10微米,约为头发丝直径的七分之一。调光时,乘员看得见明暗边界的移动;正常观察时,固定的分割痕迹近乎隐形。
把显示产业的技术用在车窗上,对形状也带来了新的制造要求。主窗、三角窗和三排侧窗各有轮廓,相比规则的矩形面板,异形器件的排版与裁切更复杂,也意味着更多材料与加工投入。单Cell薄型方案让器件更便于集成到活动车窗中,门玻璃上沿的黑边则做到低至10毫米,为乘员保留更多有效视野。
这样的观感,不能只在柔和的室内光线下判断。团队会走进四周强光照射的灯光室,也会在正午强日照下仔细观察分区线与玻璃外观,让普通环境中不容易察觉的痕迹,接受更严格的检查。
真正高级的快,是让用户在需要边界时立即得到确认拉上窗帘之后,人们通常就会开始读书或休息,不必再猜遮挡是否完成。这种看得见结果的确认感,也是ES9隐私车窗设计中的重要考虑。
按下按键之后,乘员希望及时看见变化,确认车窗已经进入自己需要的状态。在前期的内部体验中,参与者也提到了这一感受,快速的状态切换,让他们更容易确认隐私已经建立,也更有信心开始接下来的事情。「快」带来的安心,是让人及时确认边界,随后把注意力放回车内。
ES9的LC器件具备毫秒级响应能力,为这种确认感提供了基础。不过,人的眼睛对光线变化同样敏感,明暗切换过于突兀,也可能带来晃眼感。研发通过整车标定安排切换节奏,让操作得到及时回应,也让光线的过渡连贯、自然。器件的快,经过这一步打磨,才成为乘员感受到的从容。
门板上的物理滚轮,又让操作与结果对应得更加直接。手指拨动时,清晰的阻尼和段落反馈,对应着眼前分区的变化;遮挡范围到了哪里,乘员可以边看边调。熟悉的拉帘体验,由此有了新的形式,明暗边界跟着指尖移动,自己的选择也能得到清晰的确认。
从开创到引领,背后是蔚来11年的技术积累一块玻璃的分区线近乎隐形,相邻玻璃的明暗边界也要协调。二排主窗与三角窗分别制造、分别安装,调光时却要呈现连贯的变化。这份完整感,既取决于器件精度,也涉及玻璃与车门的装配,以及升降器最终停下的位置。
还没有真实的调光膜片样件时,团队就先用1∶1打印的复刻膜片试装,提前检查分区对齐与装配效果。真实样件完成后,再把玻璃装进车门,连同升降器一起验证,反复打磨相邻玻璃的明暗衔接。单块玻璃的精度,最终要变成整组侧窗的连贯观感。
活动车窗还要适应日常的反复升降。研发在狭小门腔内优化控制线路的布置,通过实物迭代与装车验证,满足数万次升降的耐久要求。从膜片、玻璃总成到整车,上百项验证标准,让精密控光经得起长期使用。
一段阳光明亮的旅程里,上半扇车窗挡住日晒,下方的风景依然清晰;手指轻轻拨动,明暗边界随之调整,相邻玻璃之间的视野保持连贯。从整窗调光到分区控光,蔚来ES9让同一扇车窗,同时容纳了需要的隐私和舍不得遮住的风景。