宝马变色汽车的工作原理

2022 年，宝马发布了一款采用变色“油漆”的概念 SUV，引起了不小的轰动。这家德国汽车制造商利用其对电子墨水的了解，上个月又将其提升了一个档次，推出了 i5 Flow Nostokana，这是一款包裹着多彩电子控制面板的艺术车。

杰出的南非艺术家 Esther Mahlangu 以她的恩德贝莱设计为灵感，设计了 i5 Flow Nostokana，这种设计在南非林波波省和普马兰加省很常见。三十多年前，Mahlangu 直接在一辆全白的 525i 上作画，宝马工程师 Stella Clarke 对此念念不忘。这启发了 Clarke 将变色面板与 Mahlangu 的艺术作品结合在一起，打造了一辆令人难忘的汽车。

变色汽车

电子墨水提供的不仅仅是汽车上波纹状颜色变化的奇观。当然，驾驶员可以选择汽车外部的颜色。但是，它还可用于在汽车外部显示信息（例如轮胎压力或电池电量），甚至可用作定位辅助。例如，想象一下，您在拥挤的停车场找不到您的汽车。使用应用程序，您可以发出信号让汽车闪烁，以便您找到它，这比单独闪烁前照灯更好，特别是当您不在范围内时。

宝马的 Stella Clarke 在将电子墨水技术引入汽车制造商的过程中发挥了关键作用，引领了电子墨水面板应用于全电动 iX 跨界车。大约一年前，Clarke 将一些电子墨水面板安装在汽车外部，以在内部展示这项技术，她说，宝马高管“非常兴奋”。她克服了一些挑战，包括让不灵活的载有电子墨水的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，即塑料瓶）片材包裹在复杂的曲线上。

最终，他们开发了一个名为 iX Flow 的特殊项目，并在 2022 年的大型消费电子展上亮相。iX Flow 闪闪发光，呈白色和黑色，展示了只需按一下按钮，外观即可改变。很容易想象科幻动作片中的 iX Flow，通过翻转颜色来躲避坏人。

1,349 个电子墨水面板，全部具有变色功能

克拉克在新南威尔士大学学习机电一体化，随后获得奖学金进入宾夕法尼亚州立大学学习。随后，她在慕尼黑工业大学获得研究博士学位（使用触觉输入设备的机器人远程控制）。据《澳大利亚金融评论》杂志报道，克拉克有一天拆开了她的 Kindle 电子阅读器，开始思考同样的技术——电子墨水——是否可以用于汽车内饰。

她获得了宝马公司的资助来寻找答案。

她注意到的第一件事是电子阅读器（如 Kindle）是矩形的，电子墨水面板也是如此。克拉克说，将 1,349 段薄膜粘贴并塑形到汽车的曲面上是一项挑战，需要“折纸”和激光切割才能贴合形状。它们不会伸展，也不具有可塑性。

“我们花了很长时间才弄清楚如何让它们灵活地固定在汽车上，”她回忆道。

台湾公司 E Ink 为其电子纸薄膜提供技术，该公司利用一种名为电泳的工艺将化学、物理和电子技术结合在一起。每片电泳薄膜包含数百万个直径与人类头发相当的微胶囊。每个胶囊包含带不同电荷的白色、黑色或彩色粒子，当施加电场时，这些粒子就会变得可见。克拉克说，这就像变色纸一样。

每个面板都需要控制器发出电信号，控制器发出电压来产生特定颜色。克拉克解释说，薄膜面板的优点在于它们是双稳态的；它们只需要大约 20 瓦的功率，而且一旦施加电压，就不需要额外的能量来保持颜色。

宝马内部制造商

目前，所有向电子墨水面板发送信号的控制器都是由宝马内部制造的，全部是定制工作。

“我们是一群创造者，”克拉克说道。“这是一个梦想。这是一个很酷的项目。”

这位工程师可以看到变色汽车正在成为主流；她说，双稳态的好处足以保证它走得更远。自第一个电子墨水项目以来，该团队已经学到了很多东西，克拉克将其描述为“非常具有原型性”。以前，他们花时间进行创造，没有太多的规划。对于这个 2024 年的项目，克拉克估计他们安排了三名全职工程师，他们花了大约四个月的时间规划和讨论如何制造它，然后花了两个月的时间把所有东西组装起来。

这对克拉克来说是一个启示，他骨子里是一名工程师，他看到了工程和艺术的交汇点，创造出独特而美丽的东西。让一家大型汽车制造商投资一个会占用其工程师时间的项目可能很难，但克拉克看到了潜力。

“实现创新并不总是那么容易，而且经常会遭到质疑，”克拉克强调道。“不要放弃你的想法。”