雷達系統散熱優化:NTC熱敏電阻與導熱材料的協同設計
在L4級自動駕駛系統中,毫米波雷達的持續高負載運算導致芯片結溫可達140℃以上,傳統散熱方案因溫度監測延遲與熱傳導效率不足,易引發熱失控風險。東莞市平尚電子科技有限公司(平尚科技)基于AEC-Q200車規認證標準,開發了NTC熱敏電阻與高導熱材料的協同設計技術,通過精準溫控與快速熱擴散,系統性解決雷達系統的散熱難題,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與平尚技術路徑
雷達系統的散熱優化需兼顧溫度監測精度與熱傳導效率:
監測響應延遲:傳統NTC熱敏電阻因封裝熱阻高(>50K/W),溫度反饋滯后超1秒,無法及時觸發散熱機制;
熱傳導瓶頸:普通導熱材料(如硅脂)熱導率低(<5W/m·K),高溫下易老化失效,導致熱堆積。
平尚科技的協同方案聚焦材料創新與結構優化:
高靈敏度NTC:采用超薄陶瓷基板(0.2mm)與微納米多孔結構,熱響應時間(τ值)壓縮至50ms,溫度監測精度達±0.3℃;
復合導熱材料:石墨烯-氮化鋁(Gr/AlN)復合材料熱導率提升至400W/m·K,結合相變儲能層(PCM),實現芯片熱量的快速吸收與均勻擴散;
一體化封裝設計: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,較傳統方案降低60%。
某L4級自動駕駛平臺的實測數據顯示,平尚方案使雷達芯片在滿負載下的結溫從140℃降至85℃,散熱風扇能耗減少40%。
車規級認證與可靠性驗證
平尚科技的協同設計通過AEC-Q200認證的全維度測試:
極端溫度循環:-55℃~150℃循環1500次,NTC阻值漂移率<±0.5%,導熱材料熱導率衰減<3%;
濕熱老化:85℃/85%RH環境下1000小時,石墨烯/AlN復合層無分層,界面熱阻保持穩定;
機械振動耐受:20G隨機振動測試后,NTC與散熱基板的結合強度>50MPa,無脫落風險。
其全自動化產線采用激光焊接與AI涂覆技術,確保導熱材料厚度公差±5μm、NTC貼裝精度±0.1mm,量產一致性達99.99%。
客戶解決方案:從監測到傳導的全鏈路優化
平尚科技為車企提供四級散熱優化支持:
定制化熱設計:根據雷達芯片功耗與PCB布局,匹配NTC探頭密度(如每平方厘米1個)與導熱材料厚度(0.5mm~2mm);
動態溫控算法:集成溫度-功耗模型,實時調節風扇轉速與液冷流量,響應時間<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:通過CFD(計算流體力學)模擬優化散熱器結構,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(環境溫度70℃)中,芯片溫度波動幅度<±2℃,系統壽命延長至15萬小時。
行業應用與數據驗證
平尚科技的協同散熱方案已批量應用于多個量產項目:
商用車前向雷達:搭載平尚技術的散熱模組在-40℃冷啟動時,芯片預熱時間縮短至5秒,功耗降低30%;
Robotaxi多傳感器融合:通過分布式NTC網絡與高導熱基板,多雷達模組的散熱系統體積縮減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
平尚科技正研發智能溫控模組,集成NTC、MCU與導熱驅動單元,通過AI算法預測熱趨勢并動態調整散熱策略。例如,在識別到連續急加速工況時,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,通過射頻能量采集實現無電池供電,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。