会变色的汽车

张司钰

01 E Ink Prism可变色电子纸运用双色电子墨水系统，透过程序编码控制白色墨水粒子与另一种颜色墨水粒子，让可变色电子纸在双色间呈现渐层或闪动的变化。

02 E Ink Prism可变色电子纸因动态设计材料的独特性，被BMW应用于概念车BMW iX Flow，E Ink Prism能让车身颜色以动态流动方式，从黑色变为白色。

除了作为代步工具满足基本出行需求，汽车还能成为什么？从车内KTV到移动私人影院，越来越多天马行空的想象正被用在量产车上。而在概念车阶段，创作的边界更加宽广，比如，一辆汽车的颜色不是固定的，且不再需要刷漆这样的“体力活”，而是能像变色龙一样实时变色—这已经成为可能。

在2022年美国消费电子展上，宝马展现了一项最新研究成果：利用“电子墨水”技术，宝马BMW i X F low车型可以实现车身一键变色。司机只需按一下按钮，汽车外壳乃至轮毂就可以在黑、白、浅色条纹、深色条纹之间切换。基于此，车主无需再纠结购买什么颜色的汽车，再靓丽的色彩，似乎都比不上可以随时变换的车身颜色更能彰显个性。

资料来源：E Ink官网

资料来源：根据公开资料整理

虽然听起来酷炫，其实BMW i X F low使用的电子墨水技术离我们并不遥远。偶尔用来“压泡面”的Kindle电子阅读器，就是该技术最广为人知的应用场景；2021年9月宝马推出的Vision Amby自行车，其号码牌也是一块电子墨水屏。

电子墨水使用的原料其实与印刷业使用的有点相似，只不过融合了化学、物理学、电子电路等领域的知识和技术。电子墨水由数百万个微胶囊（microcapsules）构成，其大小约等于人类头发的直径。每个微胶囊里含有电泳粒子，白色粒子带负电荷，黑色粒子带正电荷，它们悬浮于透明液体中。当电场接通时，利用正负相吸的原理，相对应的黑色粒子或白色粒子会移动至微胶囊的顶端，由此，使用者就能看到白色或黑色。

宝马BMW i X F low使用的便是研发的EInk Prism可变色电子纸。1992年在中国台湾成立的元太科技，因2009年并购了美国E-Ink公司，成为了全球唯一具有上游电子墨水技术与中游电子纸制造技术的公司。E Ink Prism运用双色电子墨水系统内含白色墨水粒子与另一种颜色墨水粒子，透过程序编码控制，可变色电子纸可以在两种颜色间呈现渐层或闪动的变化。元太科技告诉《第一财经》杂志，E InkPrism可变色电子纸拥有红、黄、蓝、绿、黑、棕等不同的颜色，宝马从中挑选了黑色粒子，用于车身黑白颜色的切换，驱动过程中，诸多黑白粒子混合在一起出现“混色”，即形成灰色的效果。

“在设计E Ink Prism可变色电子纸的颜色时，红色、绿色、蓝色是三原色（RGB），肯定要有，黑色最容易搭配，也要有。红色粒子与黄色粒子因为醒目，频繁被广告商选取，其他颜色就都是与多位设计专家讨论后，为了呈现更多元的效果，搭配出来的。”元太科技产品行销处处长梁予介绍道。

此前，电子墨水屏应用最广的场景多是二维平面，对于凹凸不平的三维立体车体而言，如何将选好的可变色电子纸严丝合缝拼接到车身上，是一道难题。梁予对《第一财经》杂志介绍，E Ink Prism可变色电子纸相对普通纸张较硬，但具有一定的柔性，可以贴合任意表面，不过在某些棱角处，仍然需要采用镭射切割技术将需要形状或线条切割出来，能让EInk Prism可以更服贴于表面。

从数学的角度来看，将三维立体的圆球无限切割，就会变成无数个二维圆。宝马便是通过这样的方法将车身“降维”的。宝马通过“生成式设计”（一种A I算法辅助的设计方法），为车身计算出专属图案，经过反复尝试，找到最精确的角度，將E Ink Prism可变色电子纸与车身贴合在一起。最后，再给车身上的可变色电子纸涂上防水层，BMW iX Flow的“变色外衣”便制作完成。

找准合适的角度镭射切割并不容易。此外，因为每一片E Ink Prism可变色电子纸都需要接口，如何在拼接的过程中将控制板“藏”起来，又如何保证中央控制系统能使每一片电子纸连通从而保持显示的一致性，也是一个技术难点。

那么，如果一片E Ink Prism可变色电子纸因受到撞击而损坏，是否会影响整体的显示效果？目前没有足够的信息表明当宝马BMW i XFlow车身遇到剐蹭，需替换多大范围的电子墨水屏才能保证正常的变色效果，梁予表示，在很多应用场景中—比如动态墙面—每一片E Ink Prism可变色电子纸可依设计的需求成为独立的显示单元，若其中一片损坏，在中央控制板没有损坏的情况下，动态墙面可以继续显示，只需要更换坏掉的部分。

电子纸还有一个优势：低能耗。以电子纸标签和电子纸广告牌为例，过去7年，全球共安装约6亿个3寸左右的电子纸标签，假设每天更换4次价格信息，使用纸质标签所产生的二氧化碳排放量是电子纸标签的3.2万倍；若以3000万张10英寸电子纸广告牌取代同尺寸LCD广告牌，持续使用5年且每天更换4次显示画面，将省去LCD广告牌36亿度的电力消耗，而生产这些电子纸只需要消耗900万度的电。

宝马BMW i X F low也并非仅仅为了酷炫才运用电子墨水技术。由于电子纸是反射式、双稳态的显示技术，因此只在短暂的变色过程中消耗少量电能，维持颜色状态则不产生能耗。据宝马介绍，“电子墨水”在让车身颜色变换的同时，可以提升车内舒适性，从而降低电气系统所需能量。比如，相比黑色，白色表面能够反射更多阳光，所以，若将车身颜色变为浅色，可相应减少外部强烈阳光照射和高温对车辆内部的影响，防止中控台、仪表板等内饰过热。而在温度较低的情况下，又可以将车身变为深色，有助于从阳光中吸收更多热量，减少空调加热所需的能耗，增加电动续航里程。

但由于法规严苛，加上成本较高，BMWiX Flow仍处于概念车阶段，是否量产还是未知数。不过，E Ink Prism可变色电子纸已经有非常多量产应用场景，比如广告牌、公交站牌、商品价签、行李牌、墙面……“未来电子纸还能覆盖更多物体的表面，根据应用与软硬件结合，使传统不会动的表面智能化且可持续。”梁予说道。

采用可变色电子纸的客户普遍有几个诉求：酷炫、让空间有变化感、可持续，以及能够传递信息。其中，信息传递在城市智慧化的过程中是电子纸非常重要的目标，以视觉也就是最直觉的方式，告诉用户对象的信息，同时不产生光污染与碳排放。而宝马BMW iX Flow在这方面也做了一些极具創意的尝试。比如，在偌大的停车场里，车主可以通过色彩变换时的闪烁定位寻找自己的汽车，车体电量多少也可以在车身外部显示。

2022年5月，宝马与初创公司Brainboost合作，通过结合“电子墨水”技术与神经科学技术，BMW iX Flow还可以对人体的脑电波做出反应—体验者的大脑状态被投射于车身，车身的颜色变化可以反映体验者的大脑活动情况。比如，当大脑处于休息状态时，车身上的颜色变化趋于平稳，且有节奏感；当大脑变得活跃，车辆会开始迅速变换颜色。

“你可以决定你想穿什么，你的社交媒体状态是什么，也可以决定你的车是什么样子。汽车也可以成为人们表达不同情绪的载体。”该“变色车”项目的负责人Stella Clarke表示。