汽车变色天幕玻璃：定义、分类、优缺点及未来发展趋势
汽车变色天幕玻璃：定义、分类、优缺点及未来发展趋势
汽车变色天幕玻璃是一种应用于汽车车顶的全景玻璃，它采用电致变色技术，通过在玻璃上施加电压，使材料的光学属性如反射率、透过率、吸收率等发生稳定、可逆的颜色变化，从而实现对光线和太阳辐射热量的主动动态控制。
变色天幕玻璃的分类
电致变色（EC）玻璃
工作原理：通过在玻璃的两层基片之间夹有透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层等薄膜结构，在两端电极外加电压后，离子在电场作用下迁入（或迁出）至电致变色层内，使电致变色材料的价数减少（或增加），从而发生颜色变化，实现对光线的调节。当电压消失后，又能恢复到初始的透明状态。
优点：可以实现连续、精确地调节光线通过率和颜色深浅，具有低雾度值、变色范围较广、化学稳定性和耐候性较好等特点，并且能够长期保持性能稳定。
缺点：变色速度相对较慢，从透明状态到完全变色可能需要几十秒甚至更长时间。
聚合物分散液晶（PDLC）玻璃
工作原理：玻璃中间的聚合物分散液晶层在不通电时，液晶分子呈无序排列，使光线无法透过，玻璃呈现不透明的雾化状态；当通电后，液晶分子会沿电场方向有序排列，光线可以透过，玻璃变为透明状态。
优点：工作电压相对较低，转化速度快，通常在几毫秒内就能完成透明和雾化状态的切换，能够满足快速遮阳或透光的需求。
缺点：只有透明和雾化两种基本状态，无法像电致变色玻璃那样在透明和着色态之间连续调节光线通过率，且雾化状态下的视觉效果相对较差。
悬浮粒子（SPD）玻璃
工作原理：玻璃中间的悬浮粒子在未施加电场时，粒子随机分布，阻挡光线通过，玻璃呈现深色；施加电场后，粒子会沿着电场方向排列，光线能够透过，玻璃颜色变浅。
优点：具有较好的调光效果和隔热性能，能够根据需要调节光线的透过率。
缺点：工作电压较高，对电源的要求较高，并且长时间使用后可能会出现粒子沉淀等问题，影响其性能和使用寿命。
染料液晶（DyeLC）玻璃
工作原理：将染料与液晶混合在一起，通过电场控制染料分子的取向和液晶的排列，从而改变玻璃的颜色和透光率。
优点：可以实现丰富的颜色变化，并且在某些特定的颜色调节方面具有优势。
缺点：染料的稳定性和寿命可能相对较短，长期使用后可能会出现颜色衰减等问题。
汽车变色天幕玻璃的优缺点
优点
遮阳隔热性好：在变色后可以有效减少进入车内的光线和热量，尤其是在炎热的夏天，能显著降低车内温度，提升驾乘的舒适性。比如一些变色天幕玻璃能隔绝大部分紫外线和红外线，紫外线阻隔率可高达99.9%，SPF防晒系数达到50，防护效果出色。相比传统的遮阳帘，变色天幕玻璃的隔热效果更均匀，不会出现遮阳帘因安装不紧密或老化而产生的缝隙漏光、漏热问题。
视野开阔且美观：为车内提供了开阔的视野，让乘客可以更好地欣赏车外的风景，尤其是在夜晚可以仰望星空，增加了驾乘的趣味性和浪漫氛围。从汽车外观上看，大面积的玻璃天幕使车辆整体造型更加时尚、美观，提升了车辆的档次和辨识度，符合现代消费者对汽车外观的审美需求。
智能便捷性高：可以通过电子控制实现快速变色，操作简单方便，并且能够根据不同的光照条件和驾乘需求自动调节颜色深浅，例如感应环境光线强度自动智能调节，保持车内舒适的光线环境。相比传统的手动遮阳帘，变色天幕玻璃无需频繁手动操作，使用起来更加便捷省心。
安全性较好：部分汽车变色天幕玻璃采用的电致变色技术工作电压较低，通常在安全范围内（一般≤1.5V），不会对驾乘人员造成安全隐患。玻璃本身经过特殊处理，具有较高的强度和抗冲击性，在一定程度上能够提高车辆的安全性，减少因玻璃破碎而对车内人员造成的伤害。
空间利用率高：与传统的天窗系统相比，变色天幕玻璃的结构更简单，不需要占用过多的车内空间来安装遮阳帘等部件，可以为车内提供更多的头部空间，尤其是对于一些车身高度较低的车型来说，优势更为明显。
缺点
成本较高：变色天幕玻璃作为一种高科技产品，其研发、生产和安装成本都较高，这也导致配备变色天幕玻璃的汽车价格相对较贵，或者选装该配置的费用较高，增加了消费者的购车成本。
变色速度和均匀度有待提升：目前部分变色天幕玻璃的变色速度较慢，从透明状态到完全变色可能需要几十秒甚至更长时间，无法快速应对光照的突然变化，影响了使用体验。在大尺寸的天幕玻璃上，可能会出现颜色不均匀的现象，影响视觉效果和美观度。
维护难度大：如果变色天幕玻璃出现故障或损坏，维修和更换的成本较高，并且需要专业的技术人员进行操作。此外，玻璃表面需要定期清洁和保养，以保持其良好的性能和外观，但由于天幕玻璃位置较高，清洁起来可能不太方便。
能量消耗问题：虽然变色天幕玻璃的能耗相对较低，但在变色过程中仍然需要消耗一定的电能，如果车辆的电池电量不足或发电机出现故障，可能会影响变色天幕玻璃的正常使用。
隐私保护有限：在一些情况下，即使变色天幕玻璃处于深色状态，仍然可能会有一定的透光性，无法完全保证车内的隐私，特别是在夜晚或光线较暗的环境下，车内的情况可能会从外面被看到。
成本分析
变色天幕玻璃的成本因类型、技术、尺寸等因素而异：
普通全景玻璃天幕：这种天幕就是单纯的大面积玻璃，没有变色功能。成本通常在1000-3000元左右。相比传统的带导轨、电机等部件的天窗，成本相对较低，这也是很多车企采用全景天幕的原因之一。
电致变色（EC）玻璃天幕：这种技术较为先进，能实现颜色和透光率的电控调节。目前在一些中高端新能源车型上有应用，选装价格一般在1万到2万元不等，其成本相对较高。主要是因为电致变色技术的研发、生产工艺复杂，且需要使用特殊的材料和多层结构，例如透明导电层、电致变色层、电解质层等，这些都增加了成本。
聚合物分散液晶（PDLC）玻璃天幕：成本相对电致变色玻璃天幕要低一些。其主要成本在于液晶材料以及玻璃的加工和封装工艺。一般来说，每平方米的成本可能在数千元左右，但具体价格也会因品质和生产厂家的不同而有所差异。
悬浮粒子（SPD）玻璃天幕：这种玻璃的成本也较高，主要是因为悬浮粒子材料和相关的控制技术有一定的技术门槛。其成本可能与电致变色玻璃天幕相近，甚至在某些情况下可能更高，具体取决于材料和生产工艺的复杂程度。
染料液晶（DyeLC）玻璃天幕：染料液晶玻璃天幕的成本主要包括染料、液晶材料以及玻璃的加工成本。由于染料的稳定性和寿命可能相对较短，对材料的要求较高，所以成本也不低，大致每平方米的价格可能在数千元到上万元不等。
主要供应商
以下是变色天幕玻璃的主要供应商：
日久光电（003015）：是国内柔性光学导电材料制造行业的领先公司之一，与小米、华为等企业保持长期稳定的合作关系。公司开发的调光膜系列产品覆盖了 PDLC、SPD 和 EC 三种应用技术路线，其产品应用场景包括汽车天幕、侧窗、后视镜等，可实现隔热降温、自动调节玻璃透光度的功能，并且能减少眩目，降低行车安全隐患。该公司曾被认为是小米汽车的“天幕调光玻璃”唯一供应商。
览锐光电：主要从事有机柔性智能电致变色薄膜的研发与生产，通过将有机电致变色薄膜与传统玻璃结合，实现玻璃颜色和透光度的智能调节。其生产的 EC 薄膜暗态可遮掉 99.5%的可见光，以及 99%以上的红外线、紫外线，在亮态能保留 20%的光线透过。该公司已与全球主要汽车玻璃企业和国内高端主机厂等达成了相关合作，并且在 2023 年获得了光速光合的 B 轮融资。
福耀玻璃：作为全球汽车玻璃最大的生产商之一，福耀在汽车玻璃领域具有广泛的影响力和市场份额。虽然没有明确信息显示其是变色天幕玻璃的主要供应商，但一些汽车的变色天幕玻璃可能采用了福耀的基础玻璃，并结合其他技术实现变色功能，例如岚图 FREE 的部分车型可能使用了福耀的镀膜玻璃。
铁锚科技：据推测是极氪 001 天幕玻璃的供应商。极氪 001 的天幕玻璃具有分区变色且速度较快的特点，与传统的变色玻璃相比有一定的技术优势。
美国 JL Shine 公司：是特斯拉 Model Y 天幕玻璃的生产商。该公司产品广泛应用于汽车、建筑等领域，其生产的天幕玻璃具有较高的光学性能和耐久性，能够为用户提供出色的视野和视觉体验。
应用车型
以下是部分配备变色天幕玻璃的汽车车型：
一汽-大众 ID.7 VIZZION：大众品牌的纯电旗舰车型，搭载 7 层结构的变色天幕，可达到 83%的隔热率、99.9%的紫外线隔绝率及 95%的遮光率，具有毫秒级变色开关响应，为用户带来观感与体感的双重舒适体验。
极氪 001：采用第三代的 EC 固态电致变色玻璃技术。其紫外线阻隔率高达 99.9%，SPF 防晒系数达 50，UVA 透过率小于 6%，防护效果达到 PA++++等级。该天幕可通过中控大屏进行自主无极渐变式变色调光，未来还能感应环境光线强度自动智能调节。
广汽埃安 AION S Plus：采用全球首发第三代柔性电致变色技术全景天幕，全范围变色时间小于 2 分钟/平方米，面积达 1.9㎡，紫外线隔绝率大于 99.9%。
哪吒 S：配备全景隔热变色天幕，尺寸为 1.9㎡，紫外线的隔绝率达到 99.99%，通过电致变色技术实现了天幕明暗可调，通透时如同敞篷车般敞亮，私密时则能免受打扰。
蔚来 EC6：可选配变色玻璃，通电之后玻璃会从透明的变成黑色，可在一定程度上隔绝阳光。
未来发展
汽车变色天幕玻璃的发展趋势如下：
- 技术不断升级：
变色性能优化：
响应速度更快：未来变色天幕玻璃的变色响应时间将不断缩短，能够在更短的时间内完成从透明到深色或其他颜色状态的切换，满足用户对即时遮阳或采光的需求。例如，目前一些变色天幕从最亮到最暗的变化时间可能需要数秒甚至更久，未来有望缩短至毫秒级别，使用户几乎感觉不到延迟。
颜色变化更丰富：现在的变色天幕玻璃大多只能在透明和深色之间切换，或者在有限的几种颜色范围内变化。后续研发可能会实现更多样化的颜色选择，甚至可以根据用户的喜好或特定的场景模式进行个性化的颜色设定，提升车内的视觉体验和氛围营造。
变色均匀度提高：在生产过程中，技术的改进将使玻璃的变色更加均匀，避免出现局部变色不一致的情况，提高产品的质量和美观度。
隔热性能增强：随着对车内舒适性要求的不断提高，变色天幕玻璃的隔热性能将进一步提升。除了通过优化玻璃的材质和结构来提高隔热效果外，还可能会结合其他隔热技术，如纳米隔热涂层等，使玻璃能够更有效地阻挡紫外线、红外线等热量的传递，降低车内空调的能耗，节省能源。
智能控制升级：
与车辆系统集成度更高：变色天幕玻璃将与汽车的智能座舱系统更加紧密地集成，能够根据车辆的行驶状态、外部环境光线、温度等因素自动调节颜色和透明度。例如，在车辆进入隧道时自动变亮，在阳光强烈时自动变暗，为驾乘人员提供更加便捷和舒适的体验。
多模态控制方式：除了现有的按钮控制、语音控制等方式外，未来可能会引入更多的智能控制方式，如手势控制、眼神控制等，使操作更加便捷和自然。同时，还可以通过手机APP等远程控制方式，让用户在车外就能够提前设置好天幕玻璃的状态。
成本逐渐降低：目前汽车变色天幕玻璃的成本较高，导致其在一些中低端车型上的应用受到限制。但随着技术的不断成熟、生产规模的扩大以及原材料成本的下降，变色天幕玻璃的价格将逐渐降低，从而提高其在汽车市场的渗透率。
应用范围扩大：
- 车型普及：从高端车型向中低端车型普及是汽车变色天幕玻璃的一个重要发展趋势。越来越多的汽车厂商将认识到变色天幕玻璃的优势，将其作为提升车辆竞争力的重要配置，应用到更多的车型上，使更多的消费者能够享受到这一技术带来的便利和舒适。
- 应用场景拓展：除了在汽车天窗上的应用，变色天幕玻璃还有可能拓展到汽车的侧窗、后窗等部位，实现全车玻璃的智能变色控制，进一步提升车辆的整体性能和美观度。
环保性增强：在环保意识日益增强的背景下，汽车变色天幕玻璃的生产和使用将更加注重环保。一方面，生产过程中将采用更加环保的材料和工艺，减少对环境的污染；另一方面，玻璃的可回收性和耐久性将得到提高，降低对资源的消耗。
与其他技术融合：汽车变色天幕玻璃可能会与其他汽车技术进行融合，如与太阳能技术结合，实现玻璃的太阳能发电功能，为车辆提供额外的能源；与显示技术结合，使天幕玻璃成为一个信息展示窗口，显示车辆的状态信息、导航信息等，提升车辆的智能化水平。