تتولى تجميعات PCB الخاصة بالمركبات الكهربائية تنفيذ إدارة البطارية، وعاكسات الجر، والشواحن المدمجة، ومحولات DC-DC التي تتعامل مع أنظمة جهد عالٍ بمدى 400-800 فولت. ويتطلب ذلك عزلًا معززًا، وأشباه موصلات قدرة من SiC، وقياسًا دقيقًا للتيار والجهد، وسلامة وظيفية بمعايير السيارات تدعم كهربة المركبات في سيارات الركاب الكهربائية، والشاحنات التجارية، والحافلات، ومعدات البناء التي تحتاج إلى تشغيل موثوق طوال دورة حياة تتجاوز 20 عامًا مع ملايين دورات القيادة.
في APTPCB نقدم خدمات تجميع متخصصة لتطبيقات EV، تشمل تنفيذ العزل عالي الجهد، وإلكترونيات القدرة، والتأهيل بمعايير السيارات، مع قدرات التجميع الجاهز التي تدعم التطبيقات من BMS حتى عاكسات الجر.
تنفيذ العزل عالي الجهد ومتطلبات السلامة
تعمل إلكترونيات EV عند نقطة الربط بين أنظمة البطارية بجهد 400-800 فولت ودوائر التحكم منخفضة الجهد، ولذلك تحتاج إلى عزل معزز، عادة ضمن 4-6 كيلو فولت، لمنع مخاطر الصدمة الكهربائية مع الحفاظ على دقة القياس والتحكم. وتشمل تحديات العزل مسافات الزحف والخلوص، ومواد PCB المخصصة للجهد العالي، والتحقق من صلاحية حاجز العزل. وعندما يكون تنفيذ العزل غير كافٍ، تظهر مخاطر الصدمة الكهربائية، أو تتعطل شهادات السلامة، أو تحدث أعطال كارثية تؤثر بشكل مباشر في سلامة المنتج والامتثال التنظيمي.
في APTPCB ينفذ خط التجميع لدينا عزلًا عالي الجهد تم التحقق منه بما يحقق متطلبات السلامة في قطاع السيارات.
تنفيذ العزل عالي الجهد
- تصميم العزل المعزز: مسافات زحف وخلوص تتجاوز 8 مم بين دوائر HV وLV وفق معايير السلامة الخاصة بالسيارات، مع التحقق عبر اختبارات الجودة.
- مراقبة العزل: قياس مقاومة العزل لرصد التدهور قبل أن تتأثر السلامة.
- مواد PCB عالية الجهد: مقاومة محسنة للتتبع السطحي لمنع الانهيار السطحي تحت التلوث.
- اختبار العزل: اختبار Hipot عند 2x جهد التشغيل + 2 كيلو فولت للتحقق من سلامة العزل الكهربائي.
- التعشيقات والكشف: كشف وجود الجهد العالي وتعشيقات الموصلات لمنع الوصول أثناء التشغيل.
سلامة HV مثبتة بالتحقق
من خلال الخبرة في سلامة السيارات واختبارات العزل الشاملة، تمكّن APTPCB إلكترونيات EV من تلبية متطلبات السلامة الخاصة بالجهد العالي.
دمج إلكترونيات القدرة المعتمدة على SiC
تتيح أشباه موصلات القدرة المصنوعة من كربيد السيليكون إنشاء عواكس جر بقدرة تتجاوز 150 كيلوواط ضمن حزم مدمجة تعمل عند درجات حرارة وصلة تبلغ 150-200°C، مع تحسين الكفاءة بنسبة 2-3% مقارنة بـ IGBT. وتشمل تحديات دمج SiC التبديل فائق السرعة مع التحكم في EMI، وتصميم قيادة البوابة للأجهزة ذات الفجوة العريضة، والإدارة الحرارية عند درجات الحرارة المرتفعة. وإذا كان تنفيذ SiC غير كافٍ، فإن مكاسب الكفاءة تتراجع، أو تظهر مشكلات EMI، أو تنخفض الموثوقية، ما يؤثر بصورة واضحة في مدى EV وقدرتها التنافسية.
في APTPCB يدعم تصنيعنا إلكترونيات القدرة المعتمدة على SiC لتحقيق كفاءة عاكس تتجاوز 99%.
تنفيذ دمج SiC
- تجميع وحدات وSiC MOSFET: تركيب دقيق يحافظ على الواجهات الحرارية لوحدات القدرة التي تتجاوز 150 كيلوواط.
- تصميم قيادة البوابة: دوائر قيادة بوابة معزولة تدير dv/dt >50 كيلو فولت/ميكروثانية وتمنع التشغيل الطفيلي.
- إدارة EMI: تدريع وترشيح للتحكم في الانبعاثات الناتجة عن ترددات تبديل تتجاوز 100 كيلوهرتز.
- الواجهة الحرارية: واجهات تغير الطور أو التبريد السائل للتحكم في درجات حرارة الوصلة عند <175°C.
- مكونات عالية الحرارة: مكونات مصنفة ضمن 150-175°C تتحمل بيئات ما تحت غطاء المحرك.
ومن خلال خبرة SiC المقترنة بالتحقق عبر الاختبار الوظيفي، تمكّن APTPCB أنظمة الدفع الكهربائية من الجيل التالي من تحقيق كفاءة متقدمة.
دعم أنظمة إدارة البطارية
تراقب إلكترونيات BMS مئات الخلايا وتدير الشحن والموازنة والحماية، ولذلك تحتاج إلى قياس دقيق بحدود <10mV للجهد و<100mA لدقة التيار، واتصالات موثوقة، وتشغيل آمن عند الأعطال. وتشمل تحديات BMS قابلية التوسع مع اختلاف أعداد الخلايا، والإدارة الحرارية لدوائر الموازنة، ووظائف الحماية الحرجة للسلامة. وعندما يكون تنفيذ BMS غير كافٍ، تحدث أخطاء في تقدير مدى المركبة، أو تتدهور الخلايا بسبب موازنة غير صحيحة، أو تقع حوادث سلامة نتيجة فشل الحماية، ما يؤثر بوضوح في سلامة المركبة وعمر البطارية.
في APTPCB ندعم تصنيع BMS بما يحقق القياس الدقيق والموثوقية المطلوبة في تطبيقات السيارات.
تنفيذ BMS
- مراقبة متعددة الخلايا: دوائر AFE متسلسلة تراقب 12-18 خلية لكل دائرة مع إمكانية التوسع إلى حزم تضم أكثر من 100 خلية.
- قياس دقيق للجهد: دقة <10mV لتمكين تقدير صحيح لكل من SOC وSOH.
- موازنة نشطة وسلبية: دوائر موازنة للخلايا تعمل على تحسين سعة الحزمة وعمرها التشغيلي.
- العزل والاتصال: اتصالات CAN/SPI معزولة للحفاظ على حواجز السلامة.
- السلامة الوظيفية: تنفيذ ASIL-C/D مع مراقبة احتياطية وإدارة الحالة الآمنة.
وبالاعتماد على خبرة BMS والتأهيل بمعايير السيارات، تمكّن APTPCB أنظمة بطاريات موثوقة تدعم أداء EV وسلامتها.
تكامل أنظمة شحن المركبات الكهربائية
تحول الشواحن المدمجة طاقة AC إلى DC لشحن بطاريات 400-800 فولت بقدرة 3-22 كيلوواط، بينما تدير إلكترونيات الشحن السريع بالتيار المستمر نقل قدرة يتراوح بين 50 و350 كيلوواط، ما يتطلب تنفيذ PFC والعزل والاتصال بالبطارية. وتشمل تحديات الشحن التوافق مع نطاقات إدخال متعددة، وكفاءة تتجاوز 95%، ودعم بروتوكولات الاتصال. وعندما يكون تنفيذ الشحن غير كافٍ، تظهر سرعات شحن بطيئة، أو مشكلات توافق، أو خسائر في الكفاءة تقلل المدى، ما يؤثر بشكل مباشر في تجربة الشحن وفائدة المركبة.
في APTPCB ندعم تصنيع أنظمة شحن EV عبر تطبيقات الشواحن المدمجة وحلول الشحن السريع بالتيار المستمر.
تنفيذ نظام الشحن
الشواحن المدمجة
- محول رفع PFC يحقق معامل قدرة >0.99 عبر نطاق إدخال 85-265VAC.
- محول DC-DC معزول يوفر جهدًا وتيارًا منظمين للبطارية.
- اتصال CCS/CHAdeMO لتنفيذ بروتوكولات الشحن.
- إدارة حرارية تحافظ على درجات حرارة المكونات عند <85°C داخل بيئة التركيب تحت غطاء المحرك.
الشحن السريع بالتيار المستمر
- تقويم وترشيح عاليَا القدرة لإدارة مستويات قدرة 50-350 كيلوواط.
- اتصال مع البطارية لتنسيق معلمات الشحن والمراقبة.
- تبريد سائل لإدارة تبديد الحرارة على مستوى الكيلوواط.
- تعشيقات أمان ومراقبة لضمان التشغيل الآمن عند القدرة العالية.
ومن خلال خبرة الشحن المقترنة بالامتثال إلى نظام الجودة، تمكّن APTPCB حلول شحن متكاملة للمركبات الكهربائية.