近年來(lái),全球汽車行業(yè)正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻變革,新能源車憑借其環(huán)保、高效等優(yōu)勢(shì),逐漸成為市場(chǎng)主流。在這一轉(zhuǎn)型過(guò)程中,PCB作為汽車電子的關(guān)鍵載體,其技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)也發(fā)生了顯著變化。下面將深入探討新能源車用PCB的新趨勢(shì)。
隨著新能源車滲透率的穩(wěn)步提升,全球汽車PCB市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)Fortune business insights預(yù)測(cè),2022年全球汽車PCB市場(chǎng)規(guī)模為88.4億美元,預(yù)計(jì)到2030年將攀升至133.9億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)5.6%。新能源汽車的迅猛普及,成為拉動(dòng)PCB需求增長(zhǎng)的核心動(dòng)力。預(yù)計(jì)到2025年,全球新能源車PCB市場(chǎng)空間將增長(zhǎng)至300.95億元人民幣,年復(fù)合增長(zhǎng)率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)燃油車。相比之下,傳統(tǒng)燃油車的PCB市場(chǎng)規(guī)模則呈下降趨勢(shì),預(yù)計(jì)2025年將降至329.25億元人民幣。這清晰地表明,新能源車已成為推動(dòng)PCB行業(yè)發(fā)展的新引擎。
傳統(tǒng)燃油車的PCB主要應(yīng)用于動(dòng)力控制、車載娛樂和安全系統(tǒng)等領(lǐng)域,而新能源車在繼承這些應(yīng)用的基礎(chǔ)上,新增了電池管理系統(tǒng)、車載充電機(jī)、電壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng),如DC-DC轉(zhuǎn)換器、逆變器等多個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)。以特斯拉為例,其Model系列車型的逆變器和BMS系統(tǒng)大量使用PCB,大幅提升了單車PCB價(jià)值。
在智能駕駛和智能座艙方面,隨著高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)功能的不斷普及,車內(nèi)傳感器數(shù)量持續(xù)增加,對(duì)毫米波雷達(dá)等設(shè)備所用PCB的材料和工藝要求愈發(fā)嚴(yán)苛。同時(shí),智能座艙的多屏化、大尺寸趨勢(shì),進(jìn)一步加大了PCB的使用需求。此外,換電模式在新能源車中的應(yīng)用,也使得集中充電站與換電站控制系統(tǒng)對(duì)PCB的需求顯著增長(zhǎng),并且對(duì)其可靠性和穩(wěn)定性提出了更高要求。
為滿足新能源車電子設(shè)備集成度不斷提高的需求,PCB正朝著多層化和高密度化方向發(fā)展。多層板能夠承載更多電子元件,滿足車輛對(duì)計(jì)算性能和穩(wěn)定性的要求。例如,在車載信息娛樂系統(tǒng)、動(dòng)力控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)中,10層以上的多層板應(yīng)用越來(lái)越廣泛。制造多層板需要高精度的層壓和鉆孔技術(shù),以應(yīng)對(duì)不同材料熱膨脹系數(shù)差異帶來(lái)的層間應(yīng)力分布問(wèn)題,同時(shí)還要解決因電路密度增加而產(chǎn)生的熱管理難題。
軟硬結(jié)合板通過(guò)將柔性電路板與剛性電路板相結(jié)合,有效減少了連接器和焊點(diǎn)數(shù)量,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性,并且能夠更好地適應(yīng)汽車內(nèi)部復(fù)雜的空間布局。在中控系統(tǒng)、車載信息娛樂系統(tǒng)等對(duì)電路板靈活性和耐用性要求極高的場(chǎng)景中,軟硬結(jié)合板得到了廣泛應(yīng)用。它能在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多功能,提升整車智能化水平。例如,在一些新能源車的傳感器連接、顯示模塊連接等方面,軟硬結(jié)合板發(fā)揮著關(guān)鍵作用,優(yōu)化了車內(nèi)布線,降低了故障風(fēng)險(xiǎn)。
在新能源車的PCB設(shè)計(jì)中,安全性和電氣隔離至關(guān)重要。由于新能源車涉及高電壓、大電流,PCB設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格控制電氣間隙和爬電距離,以確保高壓環(huán)境下的電氣性能和產(chǎn)品安全。例如,遵循IEC60950標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)開槽、使用絕緣材料和雙側(cè)組裝等措施來(lái)滿足安全要求。對(duì)于時(shí)鐘頻率超過(guò)5MHz或信號(hào)上升時(shí)間小于5ns的PCB設(shè)計(jì),通常采用多層板設(shè)計(jì),以控制信號(hào)回路面積,提高信號(hào)質(zhì)量,減少電磁干擾,保障復(fù)雜電子系統(tǒng)中信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。在BMS的PCB設(shè)計(jì)中,更要滿足電池過(guò)充、過(guò)放和短路保護(hù)等嚴(yán)格安全要求,確保電池安全。
隨著800V高壓快充逐漸成為主流方案,電動(dòng)車充電電壓提高,元器件尺寸變大,PCB走線需要承受更大電流。為避免過(guò)載、過(guò)熱或充電電流受控降額等問(wèn)題,常采用厚銅或嵌入銅方案,實(shí)現(xiàn)厚銅PCB高多層化,并引入埋銅、嵌銅工藝來(lái)增強(qiáng)散熱能力。這對(duì)PCB的材料性能和制造工藝提出了更高挑戰(zhàn),要求研發(fā)出具備更高載流能力和更好散熱性能的新型材料和工藝。
在動(dòng)力電池BMS管理的電池模組中,使用FPC替代線束,能夠有效實(shí)現(xiàn)輕量化目標(biāo)并節(jié)省空間。FPC具有輕薄、可彎折等特點(diǎn),更適合在電池模組這種對(duì)空間和重量要求較高的場(chǎng)景中應(yīng)用。
新能源車用PCB正處于快速發(fā)展變革期,市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)拓展,技術(shù)創(chuàng)新日新月異。多層化、軟硬結(jié)合、高安全性、適應(yīng)高壓快充以及助力電池系統(tǒng)輕量化等趨勢(shì),不僅是應(yīng)對(duì)新能源車發(fā)展需求的必然選擇,也為PCB行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。對(duì)于相關(guān)企業(yè)而言,緊跟這些趨勢(shì),加大研發(fā)投入,提升技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量,才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中搶占先機(jī),為新能源車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐。
2025-05-06
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