Сборки печатных плат для электромобилей реализуют управление батареями, тяговые инверторы, бортовые зарядные устройства и преобразователи постоянного тока, работающие с высоковольтными системами 400-800 В, требующие усиленной изоляции, силовых полупроводников SiC, точного измерения тока/напряжения и автомобильной функциональной безопасности, поддерживая электрификацию транспортных средств, включая легковые электромобили, коммерческие грузовики, автобусы и строительную технику, требующие надежной работы на протяжении более чем 20-летних жизненных циклов транспортных средств с миллионами циклов движения.
В APTPCB мы предоставляем специализированные услуги по сборке электромобилей, реализующие высоковольтную изоляцию, силовую электронику и автомобильную квалификацию с возможностями сборки под ключ, поддерживая приложения от BMS до тяговых инверторов.
Внедрение высоковольтной изоляции и безопасности
Интерфейс электроники электромобилей (EV) между аккумуляторными системами 400-800В и низковольтными цепями управления, требующий усиленной изоляции (обычно 4-6кВ), предотвращает опасность поражения электрическим током, обеспечивая при этом точное измерение и управление. Проблемы изоляции включают расстояния утечки/зазора, высоковольтные материалы для печатных плат и проверку изоляционного барьера. Неадекватная реализация изоляции создает опасность поражения электрическим током, препятствует сертификации безопасности или вызывает катастрофические отказы, что значительно влияет на безопасность продукции и соответствие нормативным требованиям.
В APTPCB наша сборка реализует проверенную высоковольтную изоляцию, соответствующую требованиям автомобильной безопасности.
Реализация высоковольтной изоляции
- Конструкция усиленной изоляции: Расстояния утечки/зазора >8 мм между цепями ВН и НН в соответствии с автомобильными стандартами безопасности с проверкой качества испытаний.
- Мониторинг изоляции: Измерение сопротивления изоляции, обнаруживающее деградацию до того, как безопасность будет нарушена.
- Высоковольтные материалы для печатных плат: Повышенная стойкость к трекингу, предотвращающая поверхностный пробой при загрязнении.
- Испытание изоляции: Hipot-тестирование при 2-кратном рабочем напряжении + 2кВ, подтверждающее диэлектрическую целостность.
- Блокировки и обнаружение: Обнаружение присутствия ВН и блокировки разъемов, предотвращающие доступ во время работы.
Проверенная безопасность ВН
Благодаря экспертным знаниям в области автомобильной безопасности и всесторонним испытаниям изоляции, APTPCB позволяет электронике электромобилей соответствовать требованиям безопасности высокого напряжения.
Интеграция силовой электроники на основе SiC
Силовые полупроводники на основе карбида кремния (SiC) позволяют создавать тяговые инверторы мощностью более 150 кВт в компактных корпусах, работающие при температурах перехода 150-200°C, что повышает эффективность на 2-3% по сравнению с IGBT. Проблемы интеграции SiC включают сверхбыстрое переключение, управление электромагнитными помехами (EMI), разработку драйверов затвора для широкозонных устройств и тепловое управление при повышенных температурах. Неадекватная реализация SiC ограничивает прирост эффективности, вызывает проблемы с EMI или снижает надежность, что значительно влияет на запас хода и конкурентоспособность электромобилей.
В APTPCB наше производство поддерживает силовую электронику на основе SiC, достигающую эффективности инвертора >99%.
Реализация интеграции SiC
- Сборка SiC MOSFET/модулей: Точный монтаж с сохранением тепловых интерфейсов для силовых модулей мощностью более 150 кВт.
- Разработка драйвера затвора: Изолированные драйверы затвора, управляющие dv/dt >50 кВ/мкс, предотвращающие паразитное включение.
- Управление EMI: Экранирование и фильтрация, контролирующие излучения от частот переключения более 100 кГц.
- Тепловой интерфейс: Интерфейсы фазового перехода или жидкостного охлаждения, управляющие температурами перехода <175°C.
- Высокотемпературные компоненты: Компоненты, рассчитанные на 150-175°C, выдерживающие условия подкапотного пространства. Благодаря опыту в области SiC, скоординированному с валидацией функционального тестирования, APTPCB позволяет создавать силовые агрегаты электромобилей нового поколения, достигающие максимальной эффективности.
Поддержка систем управления батареями
Электроника BMS контролирует сотни ячеек, управляя зарядкой, балансировкой и защитой, что требует точных измерений (напряжение <10 мВ, точность тока <100 мА), надежной связи и отказоустойчивой работы. Проблемы BMS включают масштабируемость по количеству ячеек, тепловое управление балансировочными цепями и критически важные для безопасности функции защиты. Неадекватная реализация BMS приводит к неточности запаса хода, деградации ячеек из-за неправильной балансировки или инцидентам безопасности из-за сбоев защиты — что значительно влияет на безопасность автомобиля и срок службы батареи.
В APTPCB мы поддерживаем производство BMS, обеспечивая точные измерения и автомобильную надежность.
Реализация BMS
- Многоячеечный мониторинг: Каскадные ИС AFE, контролирующие 12-18 ячеек на ИС, масштабируемые до пакетов из 100+ ячеек.
- Точное измерение напряжения: Точность <10 мВ, обеспечивающая точную оценку SOC/SOH.
- Активная/пассивная балансировка: Схемы балансировки ячеек, оптимизирующие емкость и долговечность пакета.
- Изоляция и связь: Изолированная связь CAN/SPI, поддерживающая барьеры безопасности.
- Функциональная безопасность: Реализация ASIL-C/D с избыточным мониторингом и управлением безопасным состоянием. Благодаря опыту в области BMS и автомобильной квалификации, APTPCB обеспечивает надежные аккумуляторные системы, поддерживающие производительность и безопасность электромобилей.
Предоставление интеграции систем зарядки электромобилей
Бортовые зарядные устройства преобразуют переменный ток в постоянный для зарядки аккумуляторов 400-800 В мощностью 3-22 кВт, в то время как электроника быстрой зарядки постоянного тока управляет передачей мощности 50-350 кВт, требуя PFC, изоляции и связи с аккумулятором. Проблемы зарядки включают универсальную совместимость входа, эффективность >95% и поддержку протоколов связи. Неадекватная реализация зарядки приводит к медленной зарядке, проблемам совместимости или неэффективности, снижающей запас хода — что значительно влияет на опыт зарядки и полезность автомобиля.
В APTPCB мы поддерживаем производство зарядных устройств для электромобилей как для бортовых, так и для быстрозарядных приложений постоянного тока.
Реализация системы зарядки
Бортовые зарядные устройства
- Повышающий преобразователь PFC, достигающий коэффициента мощности >0,99 при входных напряжениях 85-265 В переменного тока.
- Изолированный DC-DC преобразователь, подающий регулируемое напряжение/ток на аккумулятор.
- Связь CCS/CHAdeMO, реализующая протоколы зарядки.
- Тепловое управление, поддерживающее температуру компонентов <85°C при установке под капотом.
Быстрая зарядка постоянным током
- Высокомощное выпрямление и фильтрация, управляющие уровнями мощности 50-350 кВт.
- Связь с аккумулятором, координирующая параметры зарядки и мониторинг.
- Жидкостное охлаждение, управляющее рассеиванием тепла на уровне кВт.
- Блокировки безопасности и мониторинг, обеспечивающие безопасную работу с высокой мощностью. Благодаря опыту в области зарядки, скоординированному с соответствием системе качества, APTPCB обеспечивает комплексные решения для зарядки EV.