Méta-description: Examiner les exigences en matière de circuits imprimés pour les systèmes de gestion thermique et de confort des véhicules électriques, y compris les unités thermiques à batterie, les appareils de chauffage PTC, les compresseurs AC et les modules d'éclairage.Apprenez à connaître les PCB en cuivre épais, fiabilité et adaptation à l'environnement.

Introduction au projet

Les systèmes de gestion thermique et de confort sont des composants essentiels des véhicules électriques (VE), qui ont un impact direct sur l'efficacité de la batterie, le confort des passagers et les performances globales du véhicule. These systems regulate temperatures across critical components—from maintaining optimal battery cell conditions to ensuring cabin comfort in extreme climates—and include modules such as battery cooling unitsEn raison de leur rôle dans l'équilibrage de l'efficacité énergétique et de l'expérience des passagers, les appareils de chauffage de type "PTC" (coefficient de température positive), les régulateurs de compresseurs CA, les pompes à chaleur et les modules de climatisation,les circuits imprimés (PCB) alimentant ces systèmes doivent répondre à des normes strictes en matière de gestion de l'énergieCet article explore les exigences spécialisées en matière de PCB, les défis de fabrication et les tendances émergentes en matière de gestion thermique et de systèmes de confort des véhicules électriques..

Vue d' ensemble du système

Les systèmes de gestion thermique et de confort sont constitués de modules interconnectés, chacun répondant à des besoins spécifiques en matière de température ou de confort:

• Unité thermique à batterie: surveille et régule la température de la cellule de la batterie (maintenant généralement de 25 à 40 °C) pour prévenir la surchauffe, optimiser l'efficacité de la charge et prolonger la durée de vie de la batterie.
• Chauffage PTC: convertit l'énergie électrique en chaleur pour chauffer la cabine dans les climats froids, fournissant un chauffage rapide sans dépendre de la chaleur résiduelle des moteurs à combustion interne (absent dans les véhicules électriques purs).
• Contrôleur de compresseur CA: actionne les compresseurs électriques pour faire circuler le réfrigérant, permettant le refroidissement et la déshumidification de la cabine dans des conditions chaudes.
• Pompes à chaleur: Améliore l'efficacité énergétique en transférant la chaleur de l'environnement (ou des composants du véhicule) vers la cabine, réduisant ainsi la consommation d'énergie par rapport aux chauffeurs traditionnels.
• Modules de commande d'éclairage et de siège: gérer l'éclairage ambiant, les sièges chauffés/refroidis et les chauffeurs de volant, contribuant au confort des passagers grâce à une régulation précise de la température.

Exigences en matière de conception des PCB

Pour soutenir le fonctionnement fiable des systèmes de gestion thermique et de confort, les PCB doivent respecter des critères de conception ciblés:

1. Traitement de puissance moyenne

De nombreux modules de ces systèmes fonctionnent à des niveaux de puissance modérés à élevés, ce qui exige des capacités de transport de courant robustes:

• Couches épaisses de cuivre: Les PCB pour les modules de chauffage et de compresseur utilisent généralement du cuivre de 2 ̊4 oz (1 oz = 35 μm).Il s'agit d'un outil qui permet d'assurer une conversion efficace de l'énergie dans les circuits à courant élevé (.par exemple, les appareils de chauffage PTC d'une puissance de sortie de 1 ‰ 5 kW).
• Conception optimisée des traces: Les traces larges et courtes et les coulées de cuivre réduisent le chauffage résistif, évitant ainsi la surchauffe des PCB, même pendant le fonctionnement à haute puissance.

2. Durabilité environnementale

Ces systèmes fonctionnent souvent dans des conditions difficiles, exposés à l'humidité, aux vibrations et aux fluctuations de température, ce qui exige que les PCB résistent à des environnements extrêmes:

• Résistance à l'humidité: Protection contre la condensation (habituelle dans les systèmes de climatisation) et la pénétration d'eau (pour les modules sous capot) par des revêtements conformes ou des boîtiers scellés.
• Tolérance aux vibrations: Renforcement structurel pour résister aux vibrations induites par la route, garantissant que les joints de soudure et les composants restent intacts pendant toute la durée de vie du véhicule.

3. Fiabilité thermique

Une dissipation thermique efficace est essentielle pour prévenir la dégradation des PCB et maintenir les performances des composants:

• PCB à noyau métallique (MCPCB): Utilisés dans les zones à haute température (par exemple, régulateurs de chauffage PTC, conducteurs de compresseurs), les MCPCB sont dotés d'un substrat métallique (aluminium ou cuivre) qui améliore la conductivité thermique (2,0·4,0 W/m·K),transfert rapide de chaleur des composants.
• Les voies thermiques: des voies stratégiquement placées relient des composants chauds à des noyaux métalliques ou à des dissipateurs, accélérant la dissipation de chaleur des zones critiques comme les semi-conducteurs de puissance.

Tableau 1: Modules de gestion thermique et niveaux de puissance

Les défis de la fabrication

La production de PCB pour les systèmes de gestion thermique et de confort comporte des obstacles techniques uniques:

• Circuits mixtes d'alimentation et de contrôle: L'intégration de circuits de haute puissance (p. ex. conducteurs de chauffage) avec des circuits de capteurs/contrôle de basse tension sur un seul PCB nécessite une isolation minutieuse.Cela empêche les interférences électromagnétiques (EMI) provenant des chemins de courant élevé de perturber les capteurs de température sensibles ou les signaux de commande.
• Résistance à l'humidité: Application de revêtements conformes (par exemple,L'utilisation d'un écran de protection de l'air (comme celui de l'acrylique ou du silicone) de manière uniforme sur les circuits imprimés complexes, y compris les sous-composants, nécessite des techniques d'application précises pour éviter les lacunes de couverture susceptibles de conduire à la corrosion..
• Résistance aux vibrations: pour répondre aux normes de vibration automobile (par exemple, ISO 16750-3), il est nécessaire de disposer de PCB à forte teneur en fibres de verre et de substrats plus épais (1,6 ∼2,0 mm),qui peuvent compliquer les processus de forage et de stratification en raison de la rigidité accrue du matériau.

Tableau 2: Exigences environnementales pour les systèmes de confort

Les tendances à venir

Au fur et à mesure de l'évolution des véhicules électriques, les circuits imprimés de gestion thermique et de confort s'adaptent aux nouvelles exigences en matière d'efficacité et d'intégration:

• Intégration de la pompe à chaleur: Les PCB sont conçus pour prendre en charge des systèmes de pompes à chaleur multifonctionnels, combinant chauffage, refroidissement et gestion thermique de la batterie sur une seule carte pour réduire la taille et les pertes d'énergie.
• Systèmes climatiques intelligents: Des algorithmes de contrôle basés sur l'IA sont intégrés dans les PCB, permettant une régulation de la température adaptative qui équilibre le confort des passagers avec l'efficacité énergétique (par exemple, chauffage de la cabine spécifique à la zone).
• PCB écologiques: Les fabricants adoptent des procédés de production à faibles émissions de carbone et des matériaux recyclables (p. ex. soudures sans plomb, stratifiés sans halogènes) pour réduire l'empreinte environnementale des PCB du système thermique.

Tableau 3: Technologie des PCB pour les systèmes thermiques

Conclusion

Les circuits imprimés de gestion thermique et de système de confort jouent un rôle essentiel dans l'équilibre entre l'efficacité énergétique des véhicules électriques et l'expérience des passagers.Substrats à noyau métallique destinés à la dissipation thermiqueLa technologie des véhicules électriques avance, les PCB futurs se concentreront sur l'intégration, l'intelligence et la durabilité.veiller à ce que les systèmes thermiques et de confort restent efficaces, fiable et écologique dans la prochaine génération de véhicules électriques.