آیا PCB خودرو در سال 2022 را می شناسید؟

من معتقدم که همه نگران نیازهای خودروها هستند: بودجه ماشین، راحتی رانندگی، مدل، ظاهر، فضای داخلی، قدرت، فضا، هزینه های بعدی و میزان نگهداری. اما مردم نمی توانند فکر کنند که ماشین هوشمند مدرن می تواند تجربه قابل توجه و راحتی را برای شما به ارمغان بیاورد، اما از برد PCB الکترونیکی جدایی ناپذیر است.

PCB به طور گسترده ای در اتومبیل استفاده می شود و اتومبیل ها نیز یک منطقه کاربردی مهم PCB هستند. به عنوان پشتیبانی از قطعات الکترونیکی، PCB عمدتا در سیستم های کنترل قدرت، سنسورهای بدن، سیستم های ناوبری، سیستم های سرگرمی و سیستم های ناوبری در خودروهای سنتی استفاده می شود. از دیدگاه صنعت PCB، خودروها در سال 2020 به دومین حوزه کاربرد PCB تبدیل شده اند که حدود 16٪ را شامل می شود.

PCB خودرو چین

تقاضا برای دسته های PCB خودرو عمدتاً متنوع است. الزامات خودروها برای PCB متنوع است. تخته های تک و دو طرفه، تخته های 4 لایه، تخته های 6 لایه و تخته های 8-16 لایه به ترتیب 93/26 درصد، 70/25 درصد و 37/17 درصد هستند که در مجموع حدود 73 درصد را به خود اختصاص داده اند.PCB HDIبسترهای مدار چاپی FPC و IC به ترتیب 9.56٪، 14.57٪ و 2.38٪ را به خود اختصاص دادند که در کل حدود 27٪ را تشکیل می دهند. دیده می شود کهبردهای چند لایه PCBهنوز تقاضای اصلی برای لوازم الکترونیکی خودرو هستند. تقاضا برای PCB های خودرو عمدتاً بر اساس 2-6 لایه است که حدود 2٪ از هزینه دستگاه های الکترونیکی در خودرو را تشکیل می دهد.

pcb خودروl

2.1. ارزش PCB خودروهای الکتریکی

به طور قابل توجهی بالاتر از خودروهای سنتی قدرت است. وسایل نقلیه جدید انرژی از یک وسیله مکانیکی کامل در گذشته به ترکیبی از ماشین آلات و الکترونیک تبدیل شده اند. هزینه های الکترونیکی خودروهای جمع و جور سنتی، خودروهای متوسط ​​به بالا، خودروهای هیبریدی و خودروهای الکتریکی خالص به ترتیب 15، 20، 47 و 65 درصد از کل خودرو را تشکیل می دهند. از آنجایی که مصرف خودروهای انرژی جدید از «سیاست محور» به «بازار محور» تغییر می کند، توسعه صنعت وارد مسیری سریع شده است. در زمینه برقی‌سازی خودرو، انتظار می‌رود که نرخ الکترونیک خودرو با 15.2 درصد افزایش به 49.55 درصد در سال‌های 2020-2030 برسد که بسیار بیشتر از افزایش 4.8 درصدی در سال‌های 2010-2020 است.

افزایش درجه تجهیزات الکترونیکی خودرو بر این اساس تقاضا برای PCB را افزایش می دهد. مصرف PCB خودروهای انرژی نو 5 تا 8 برابر خودروهای سنتی است. تفاوت خودروهای هیبریدی و الکتریکی خالص عمدتاً در باتری است. از نظر ارزش وسیله نقلیه، تقاضای افزایشی که توسط این دو ایجاد می شود اساساً یکسان است و نیازی به تمایز نیست. چه الکتریکی خالص باشد و چه هیبریدی، افزایش تقاضای PCB عمدتاً از سیستم کنترل الکترونیکی و بخش کوچکی از درایو الکتریکی و باتری قدرت ناشی می شود. در خودروهای سنتی مصرف PCB هر خودروی معمولی 0.6 ~ 1 متر مربع و مصرف مدل های بالا 2-3 متر مربع است. انرژی جدید بر اساس طرح‌های طراحی متفاوت است و میانگین مساحت کاربری خودرو حدود 5-8 متر مربع است که 5-8 برابر ماشین‌های سنتی است.

کنترل الکترونیکی: افزایش PCB خودروی الکتریکی عمدتاً از VCU کنترل کننده خودرو، واحد میکروکنترلر MCU و سیستم مدیریت باتری BMS حاصل می شود.

VCU: از مدار کنترل و نرم افزار الگوریتم تشکیل شده است. مرکز کنترل سیستم قدرت است. عملکرد آن نظارت بر وضعیت خودرو و اجرای تصمیم گیری قدرت کل وسیله نقلیه است. مصرف PCB یک وسیله نقلیه منفرد حدود 0.03 متر مربع است.

MCU: از مدار کنترل و نرم افزار الگوریتم تشکیل شده است. این یک واحد مهم از سیستم کنترل الکترونیکی وسایل نقلیه انرژی جدید است. وظیفه آن کنترل عملکرد موتور بر اساس دستورالعمل های تصمیم گیری صادر شده توسط VCU است تا بتواند جریان متناوب مورد نیاز را طبق دستورالعمل VCU تولید کند. مقدار مدار کنترل مدار چاپی مدار چاپی در MCU حدود 0.15 متر مربع است.

BMS: جزء اصلی در واحد باتری، از طریق جمع آوری و محاسبه پارامترهایی مانند ولتاژ، جریان، دما و SOC، فرآیند شارژ و دشارژ باتری را کنترل کرده و حفاظت و مدیریت جامع باتری را محقق می کند. سخت افزار BMS از یک کنترل اصلی (BCU) و یک کنترل فرعی (BMU) تشکیل شده است. BMS به دلیل معماری پیچیده ای که دارد به تعداد زیادی PCB نیاز دارد.

محرک الکتریکی: از موتور، مکانیزم انتقال و مبدل تشکیل شده است. PCB عمدتا برای اینورتر و دستگاه DC/DC در مبدل استفاده می شود. موتور عمدتاً مسئول تبدیل متقابل انرژی الکتریکی و انرژی مکانیکی است. مکانیزم انتقال، گشتاور و سرعت خروجی موتور را به شفت اصلی خودرو منتقل می کند تا ماشین را به حرکت درآورد. مبدل عمدتاً شامل یک اینورتر و یک دستگاه DC/DC است که هر دو به حفاظت PCB نیاز دارند. پشتیبانی، استفاده از PCB را تا حد زیادی افزایش می دهد. با توجه به تبدیل برق با ولتاژ بالا و جریان بالا در وسایل نقلیه انرژی جدید، الزامات عملکرد مانند Tg و پایداری بهبود یافته است.

PCB خودرو تسلا

باتری برق: روند جایگزینی سیم مسی با FPC مشخص است. خط اکتساب بخش مهمی از سیستم BMS وسایل نقلیه انرژی جدید است که می تواند ولتاژ و دمای سلول های باتری انرژی جدید را نظارت کند. جمع آوری و انتقال داده ها را به هم متصل کرده و عملکرد حفاظتی فعلی خود را به ارمغان بیاورد. حفاظت از سلول های باتری برق خودرو، قطع خودکار اتصال کوتاه غیر طبیعی و سایر عملکردها. پیش از این، خط جمع‌آوری باتری انرژی خودروی جدید از محلول سیم مسی سنتی استفاده می‌کرد که فضای زیادی را اشغال می‌کرد و اتوماسیون پیوند مونتاژ بسته کم بود. در مقایسه با مهارهای سیم مسی، FPC به دلیل یکپارچگی بالا، ضخامت فوق العاده نازک و نرمی فوق العاده، مزایایی در ایمنی، وزن سبک و چیدمان منظم دارد.

ماشین پی سی بی

2.2. اطلاعات به افزایش ارزش PCB خودرو ادامه می دهد

رانندگی هوشمند: تقاضا برای رادارهای موج میلی متری به سرعت در حال رشد است، که انتظار می رود به طور قابل توجهی به PCB های فرکانس بالا کمک کند. رادار موج میلی متری به طور گسترده در لایه درک رانندگی خودران استفاده می شود و جزء مهم وسایل نقلیه خودران است. سطح L2 به رادارهای موج 5 میلی متری "1 بلند + 4 کوتاه" و سطح L3-L5 به "2 رادار بلند + 6 کوتاه" 8 میلی متری نیاز دارد. در آینده با نفوذ سریع ADAS تعداد وسایل نقلیه در هر وسیله نقلیه به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت. ویژگی مشترک طراحی PCB حسگرهای رادار موج میلیمتری این است که همه آنها نیاز به استفاده از مواد PCB با تلفات بسیار کم دارند و در نتیجه باعث کاهش تلفات مدار و افزایش تابش آنتن می شود.

کابین هوشمند: سیستم های الکترونیکی کلید تعامل انسان و وسیله نقلیه هستند. صفحه نمایش بزرگ، یکپارچه و هوشمند روی برد، تقاضا برای PCB را افزایش می دهد. با تعمیق ادغام فناوری اینترنت و فناوری خودرو، نمایشگرهای خودرو عملکردها و تجربیات راحت تری را برای رانندگان و مسافران به ارمغان می آورند. فن‌آوری‌های جدید بیشتری مانند نمایشگر هدآپ، لمس سه بعدی و تعامل انسان و رایانه بر روی صفحه نمایش ادغام می‌شوند تا تجربه رانندگی و سرگرمی کاربران را بهتر کنند. فناوری و تقاضای بازار، توسعه بزرگ بازار نمایشگر خودرو را تحریک خواهد کرد. بر اساس برآوردهای IHS، در بازار نمایشگرهای کنترل مرکزی در سال 2020، نمایشگرهای 9 اینچی و بزرگتر 31 درصد را به خود اختصاص دادند و انتظار می رود این میزان در سال 2026 به 43 درصد افزایش یابد. ماژول نور پس زمینه در صفحه نمایش نیاز به استفاده از تعداد زیادی PCB، که روند صعودی بیشتر بازار PCB خودرو را ترویج می کند.

بازار PCB خودرو به سرعت به مقیاس 100 میلیارد رشد خواهد کرد. با توسعه خودروها در جهت برق رسانی و هوشمندسازی، PCB ها برای خودروها به سرعت توسعه خواهند یافت. تحت تأثیر این بیماری همه گیر، فروش جهانی خودرو در سال 2020 به 78.03 میلیون دستگاه خواهد رسید که نسبت به سال قبل 13 درصد کاهش داشته است. در سال 2021، با توجه به پایین بودن پایه فروش خودرو و افزایش قیمت مواد اولیه بالادستی، انتظار می رود مقیاس بازار PCB خودرو رشد قابل توجهی داشته باشد. ما پیش بینی می کنیم که اندازه بازار جهانی PCB خودرو در سال 2023 از 100 میلیارد یوان فراتر رود و انتظار می رود CAGR از سال 2020 تا 2025 به 25.7٪ برسد. (منبع گزارش: Future Think Tank)