หลักการทางเทคนิคของ PCB สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่

ความแตกต่างหลักระหว่าง PCB สำหรับยานยนต์พลังงานใหม่และแผงวงจรพลเรือนทั่วไปอยู่ที่การปรับตัวให้เข้ากับระบบไฟฟ้าแรงสูง-และระบบควบคุมความปลอดภัยของยานพาหนะ โดยทำหน้าที่เป็นพาหะฮาร์ดแวร์หลักสำหรับระบบไฟฟ้าทั้งสาม-และอุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ คำสั่งไฟฟ้าแรงดันสูง-และแรงดันต่ำ-ของยานพาหนะตั้งแต่ 400V ถึง 800V อาศัย PCB ทั้งหมดในการส่ง กระจาย และควบคุม แตกต่างจากแผงวงจรทั่วไปที่จัดการเฉพาะการนำวงจรอย่างง่าย PCB ของยานยนต์ยังต้องจัดการการจ่ายพลังงาน การรับสัญญาณ และการแยกทางไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจว่าเอาต์พุตพลังงานมีความเสถียรสำหรับส่วนประกอบที่สำคัญ เช่น มอเตอร์ แบตเตอรี่ และตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ขณะเดียวกันก็ส่งสัญญาณการตรวจสอบจากเซ็นเซอร์ต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ ในระดับฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์เหล่านี้สนับสนุนการทำงานของรถยนต์และการปกป้องความปลอดภัยของรถยนต์ ซึ่งก่อให้เกิดรากฐานสำหรับการทำงานปกติของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์พลังงานใหม่

ฉนวนไฟฟ้าแรงสูง-และการออกแบบความปลอดภัยทางไฟฟ้าเป็นหลักการทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดใน PCB ของยานพาหนะพลังงานใหม่ เนื่องจากสภาพการทำงานของแรงดันไฟฟ้าสูง-ในรถยนต์พลังงานใหม่ ปัญหาต่างๆ เช่น อาร์ก การรั่วไหล และการรบกวนสัญญาณจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นได้ง่ายมาก ดังนั้น การออกแบบและการผลิต PCB จึงยึดถือ-มาตรฐานระยะห่างทางไฟฟ้าและระยะห่างตามผิวฉนวนระดับยานยนต์อย่างเคร่งครัด ด้วยการปรับโครงร่างวงจรให้เหมาะสม การเพิ่มระยะห่างของสายไฟฟ้าแรงสูง- และการใช้ซับสเตรตที่เป็นฉนวนสูง- ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากไฟฟ้าแรงสูงพัง- และการลัดวงจรของวงจรจะหมดไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ สำหรับโมดูลหลัก เช่น ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS และตัวควบคุมมอเตอร์ MCU จะมีการใช้วิธีการเดินสายแบบแยกชั้น เพื่อแยก-สายไฟแรงดันสูงออกจากสายสัญญาณแรงดันต่ำ- ซึ่งป้องกันการรบกวนทางไฟฟ้าที่รุนแรงด้วยสัญญาณอ่อน ทำให้มั่นใจในการส่งคำสั่งหลัก เช่น การตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่ การควบคุมแรงบิดของมอเตอร์ และการควบคุมการชาร์จอย่างแม่นยำ เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในการปฏิบัติงานในยานพาหนะ

เทคโนโลยีการจ่ายกระแสไฟ-โหลดปัจจุบัน-สูงและการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเป็นส่วนสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการปรับสภาพกำลังของ PCB ในรถยนต์พลังงานใหม่ ในระหว่างการเร่งความเร็วและการเบรกแบบสร้างใหม่ วงจรจะจ่ายกระแสไฟฟ้าหลายร้อยแอมแปร์ในทันที ทำให้- PCB ทองแดงธรรมดาบางๆ มีแนวโน้มที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไป แรงดันไฟฟ้าตกมากเกินไป และแม้กระทั่งไฟดับ อุตสาหกรรมใช้กระบวนการต่างๆ อย่างกว้างขวาง เช่น ฟอยล์ทองแดงหนาและชั้นวงจรเสริมแรง เพื่อเพิ่ม-พื้นที่หน้าตัดของสายไฟ ลดความต้านทานของวงจร และเพิ่ม-ความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ เมื่อผสานรวมกับข้อกำหนดการจัดการระบายความร้อนของยานพาหนะ จุดระบายความร้อนและโครงสร้างฐานโลหะได้รับการออกแบบในโซนพลังงาน-ที่มีความเข้มข้นเพื่อกระจายความร้อนจำนวนมากที่เกิดจากอุปกรณ์จ่ายไฟ MOSFET และ IGBT อย่างรวดเร็ว ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเข้ากันได้กับช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างของยานพาหนะที่ -40 องศาถึง 125 องศา ช่วยป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น อายุของบอร์ด การแตกร้าวของข้อต่อบัดกรี และการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพที่เกิดจากอุณหภูมิสูง ในขณะเดียวกันก็รักษาความเสถียรของวงจรภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและต่ำมาก

การออกแบบ-การบูรณาการความน่าเชื่อถือและการป้องกัน-การรบกวนสูง เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานออนบอร์ดที่ซับซ้อนของยานพาหนะพลังงานใหม่ ในระหว่างการทำงานของยานพาหนะ การสัมผัสกับการสั่นสะเทือน การกระแทก การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า และสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยอื่นๆ อย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องปรับปรุงเสถียรภาพทางกล PCB พลังงานใหม่บรรลุเป้าหมายนี้ด้วยวัสดุซับสเตรตเสริมความแข็งแรงและกระบวนการบัดกรีส่วนประกอบที่แข็งแกร่งขึ้น ช่วยป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น การหลุดของสายไฟและข้อต่อบัดกรีเย็นที่เกิดจากการสั่นสะเทือนเป็นเวลานาน ด้วยความก้าวหน้าของระบบอัจฉริยะด้านยานยนต์ การมีเรดาร์ออนบอร์ด ระบบขับขี่อัตโนมัติ และห้องนักบินอัจฉริยะที่เพิ่มมากขึ้น จำเป็นต้องมีการทำงานของวงจรที่สูงขึ้นภายในพื้นที่จำกัดของยานพาหนะ PCB ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูง-และซ้อนหลาย-ชั้นเพื่อรวมฟังก์ชันของวงจรได้มากขึ้น และทำให้สถาปัตยกรรมอิเล็กทรอนิกส์ของยานพาหนะมีความคล่องตัวมากขึ้น การออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพไปพร้อมๆ กัน เช่น การจับคู่อิมพีแดนซ์และการเดินสายไฟแบบมีฉนวนหุ้ม ช่วยลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าออนบอร์ด ทำให้มั่นใจได้ว่าการส่งสัญญาณการรับรู้การขับขี่อัจฉริยะและสัญญาณการสื่อสารของยานพาหนะมีความเสถียร สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการทำงานร่วมกันระหว่างการควบคุมพลังงานและระบบอัจฉริยะ