U sistemu napajanja novih energetskih vozila, sistem upravljanja baterijom BMS je odgovoran za-praćenje stanja baterije u realnom vremenu, preciznu kontrolu procesa punjenja i pražnjenja, te osiguravanje sigurnog i stabilnog rada baterije. Kao hardverski nosilac BMS sistema, performanse i kvalitet PCB-a direktno određuju ukupne performanse BMS sistema. Za razliku od štampanih ploča u općem polju potrošačke elektronike, PCB BMS sistema za vozila nove energije treba da se suoči sa složenim okruženjima vozila, strogim sigurnosnim standardima i zahtjevima za dugotrajno-stabilan rad. Stoga ima posebne i stroge zahtjeve u više dimenzija.
1, Zahtjevi za električne performanse: Osigurajte stabilan signal i napajanje
BMS sistem treba istovremeno obraditi više tipova signala kao što su napon baterije, struja, temperatura itd., i uključuje koordiniran rad visoko-napona napajanja i niskog-napona upravljačkih kola, što postavlja izuzetno visoke zahtjeve za električne performanse štampane ploče. Prije svega, važan je integritet signala. Signali uzorkovanja napona i komunikacijski signali u BMS sistemima su često slabi i podložni smetnjama. štampana ploča treba da ima dobre karakteristike prenosa signala kako bi se osiguralo da signali nisu značajno oslabljeni, izobličeni ili odloženi tokom prenosa, i da bi se izbeglo da BMS pogrešno proceni status baterije zbog nenormalnih signala. Ovo zahtijeva da štampana ploča ispunjava specifične standarde u planiranju ožičenja, usklađivanju impedancije i drugim aspektima. Na primjer, za različite vrste signala, potrebno je osigurati da njihova karakteristična impedansa bude stabilna unutar specificiranog raspona, smanjujući refleksiju signala i preslušavanje.
Sljedeća je stabilnost napajanja. Krug napajanja BMS sistema treba istovremeno da napaja više komponenti kao što su kontrolni čip jezgra, modul uzorkovanja i pogonski modul. PCB mora imati nizak unutrašnji otpor i visoku strujnu nosivost kako bi se osiguralo da napon napajanja ostane stabilan unutar dozvoljenog raspona u scenarijima velikih strujnih fluktuacija (kao što su nagle promjene izlazne struje baterije tijekom ubrzanja vozila ili naglog kočenja), izbjegavajući ponovno pokretanje modula ili oštećenje uzrokovano fluktuacijama napona. Osim toga, štampana ploča također mora imati dobre izolacijske performanse, posebno u susjednim područjima visokonaponskih-i niskonaponskih-kola. Potreban je razuman raspored električnog razmaka kako bi se spriječio kvar visokog -napona koji uzrokuje kvarove kratkog spoja i osigurala električna sigurnost sistema.
2, Zahtjevi prilagodljivosti okoliša: da se nosi sa složenim radnim uvjetima vozila
Radno okruženje novih energetskih vozila je složeno i raznoliko, od hladnih sjevernih zima do vrućih južnih ljeta, od neravnih seoskih puteva do{0}}brzih autoputeva. PCB BMS sistema mora izdržati različite stresove okoline kao što su ekstremna temperatura, vlažnost, vibracije i udari, te stoga mora imati odličnu prilagodljivost okolini.
U pogledu temperaturne prilagodljivosti, BMS sistemi se obično instaliraju unutar baterije ili blizu šasije vozila, sa širokim rasponom radnih temperatura. Generalno, od štampanih ploča se traži da stabilno rade u temperaturnom opsegu od -40 stepeni do 125 stepeni. Ovo zahtijeva da PCB materijali kao što su supstrati i premazi imaju odličnu otpornost na starenje pri visokim-temperaturama i otpornost na lom pri niskim temperaturama, izbjegavajući probleme kao što su deformacija podloge, odvajanje kola i degradacija performansi izolacije na ekstremnim temperaturama. U isto vrijeme, štampana ploča također treba uzeti u obzir razlike u koeficijentima toplinskog širenja uzrokovane promjenama temperature kako bi se spriječio prekid strujnog kola ili kvar lemnog spoja zbog neusklađenih koeficijenata toplinskog širenja između različitih materijala.
Što se tiče prilagodljivosti vibracijama i udarima, vibracije nastale tokom rada vozila, kao i udari u scenarijima kao što su brzo ubrzanje, kočenje i sudar, mogu uzrokovati labave veze između štampane ploče i okolnih komponenti i oštećenje ožičenja. Stoga, štampana ploča mora imati dovoljnu mehaničku čvrstoću i biti sposobna da izdrži određene frekvencije vibracija i udarne sile strukturno. Na primjer, optimizacijom debljine štampane ploče, jačanjem rasporeda rebara i drugim metodama, njihove sposobnosti protiv vibracija i udara mogu se poboljšati kako bi se osiguralo da mogu održati strukturni integritet i normalnu funkcionalnost u teškim radnim uvjetima.
Osim toga, štampana ploča također mora imati dobru vlažnost i otpornost na koroziju kako bi se izbjegla oksidacija kola, vlaga u izolacijskom sloju ili oštećenje korozije u okruženjima koja sadrže korozivne tvari kao što su sol i prašina u okruženjima visoke vlažnosti, čime se osigurava dugotrajan{0}}pouzdan rad sistema.
3, Zahtjev za pouzdanost: Ispunjava-dugotrajne zahtjeve vijeka trajanja
Vijek trajanja novih energetskih vozila je obično preko 8 godina ili 150 000 kilometara. Kao osnovni hardver BMS sistema, pouzdanost PCB-a direktno utiče na vijek trajanja i sigurnost cijelog vozila, tako da mora ispuniti zahtjeve dugoročno-stabilnog rada.
Prvo, dugoročna-stabilnost je ključna. Tokom-dugotrajne upotrebe štampanih ploča, potrebno je izbjeći degradaciju performansi uzrokovanu faktorima kao što su starenje materijala i akumulacija električnog naprezanja. Na primjer, podloga od PCB-a mora imati dugotrajnu-otpornost na visoke temperature i otpornost na starenje, osiguravajući da može održati dobre performanse izolacije i mehaničku čvrstoću nakon godina upotrebe; Premaz kola treba da ima odličnu otpornost na habanje i otpornost na oksidaciju kako bi se sprečilo oštećenje kola usled dugotrajnog-izlaganja ili blagog trenja.
Sljedeće je učinak protiv umora. Tokom rada vozila, periodične promjene temperature i ponovljene vibracije mogu uzrokovati periodične promjene naprezanja u PCB-u, što može dovesti do oštećenja kola ili podloge od zamora na duži rok. Zbog toga štampana ploča mora imati dobru otpornost na zamor, što zahtijeva potpuno razmatranje raspodjele naprezanja i odabir materijala sa odličnom otpornošću na zamor kako bi se izbjegli kvarovi uzrokovani efektima zamora.
Pored toga, konzistentnost štampane ploče je takođe ključna. štampana ploča iz iste serije ili različitih serija treba da održi visok stepen konzistentnosti u parametrima performansi kako bi se izbegao prevremeni kvar nekih BMS sistema zbog individualnih razlika, što može uticati na pouzdanost celog vozila. Ovo zahtijeva striktno pridržavanje standardiziranih procesa u proizvodnji štampanih ploča, uz strogu kontrolu nabavke sirovina, proizvodnih procesa, ispitivanja kvaliteta i drugih aspekata kako bi se osiguralo da svaki PCB ispunjava utvrđene zahtjeve za pouzdanost.
4, Sigurnosni propisi zahtijevaju usklađenost sa industrijskim standardima u automobilskoj industriji
Nova energetska vozila uključuju ličnu i imovinsku sigurnost, a BMS sistem, kao osnovna garancija sigurnosti baterija, mora striktno biti usklađen sa relevantnim sigurnosnim propisima i standardima u automobilskoj industriji kako bi se osigurala sigurnost sistema u različitim nenormalnim scenarijima i izbjegle sigurnosne nezgode.
Trenutno, sigurnosni standardi za automobilsku elektroniku širom svijeta uglavnom uključuju ISO26262, IEC61508, itd. BMS sistemska štampana ploča treba da ispuni odgovarajuće sigurnosne zahtjeve u skladu sa sigurnosnim nivoom vozila. Na primjer, u standardu ISO26262 postoje jasni propisi o toleranciji hardverskih grešaka i mogućnostima otkrivanja grešaka štampanih ploča za sisteme sa različitim ASIL nivoima. štampana ploča treba da ima određene mogućnosti izolacije kvara, tako da se u slučaju pojave jedne greške one mogu otkriti i pravovremeno preduzeti mere kako bi se izbeglo širenje kvara i nastanak bezbednosnih nezgoda.
Istovremeno, štampana ploča takođe treba da bude u skladu sa standardima elektromagnetne kompatibilnosti za automobilsku elektroniku, kao što je CISPR25. PCB BMS sistema ne bi trebalo da bude pod uticajem elektromagnetnih smetnji od okolnih elektronskih uređaja (kao što su motori i kontroleri) tokom rada, niti bi trebalo da generiše jako elektromagnetno zračenje koje bi ometalo normalan rad drugih uređaja. Prema tome, štampana ploča treba da ima dobre performanse elektromagnetne zaštite i sposobnost protiv elektromagnetnih smetnji, da ispunjava zahteve EMC standarda kroz razuman raspored sloja uzemljenja i zaštite i da obezbedi sigurnost elektromagnetske kompatibilnosti elektronskog sistema vozila.
5, Zahtjev za održavanje: lako otkloniti i popraviti
Iako su zahtjevi za pouzdanost za PCB BMS sistema novih energetskih vozila visoki, kvarovi se i dalje mogu pojaviti tokom-dugotrajne upotrebe. Stoga, PCB mora imati određeni stepen mogućnosti održavanja kako bi se olakšalo kasnije rješavanje problema i održavanje i smanjili troškovi održavanja.
Prvo, postoji mogućnost testiranja. PCB treba da rezerviše neophodne tačke za testiranje i interfejse kako bi omogućio osoblju za održavanje da otkrije električne performanse, prenos signala, itd. PCB-a kroz profesionalnu opremu, i brzo locira lokaciju kvara. Na primjer, ispitne tačke treba da budu rezervisane u ključnim oblastima kao što su kola za uzorkovanje napona i komunikacijska kola kako bi se olakšalo otkrivanje napona, talasnih oblika signala i drugih parametara na svakom čvoru i da bi se utvrdilo da li postoji greška.
Drugo, trebalo bi da postoji rastavljanje. Veza između PCB-a i okolnih komponenti trebala bi biti laka za rastavljanje, a kada PCB treba zamijeniti, može se brzo odvojiti od ostalih komponenti kako bi se smanjila šteta na okolnim komponentama. U isto vrijeme, oznake na PCB-u trebaju biti jasne i lake za osoblje za održavanje da ih identifikuje i radi, poboljšavajući efikasnost održavanja.