Uute energiasõidukite toitesüsteemis vastutab akuhaldussüsteem BMS aku oleku reaalajas jälgimise-, laadimis- ja tühjendusprotsesside täpse juhtimise ning aku ohutu ja stabiilse töö tagamise eest. BMS-süsteemi riistvarakandjana määravad PCB jõudlus ja kvaliteet otseselt BMS-süsteemi üldise jõudluse. Erinevalt trükkplaadist üldises olmeelektroonika valdkonnas peab uute energiasõidukite jaoks mõeldud BMS-süsteemi PCB vastama keerukatele sõidukikeskkondadele, rangetele ohutusstandarditele ja pikaajalisele stabiilsele-talitlusnõuetele. Seetõttu on sellel erilised ja ranged nõuded mitmes mõõtmes.
1, elektrilised jõudlusnõuded: tagage stabiilne signaal ja toiteallikas
BMS-süsteem peab samaaegselt töötlema mitut tüüpi signaale, nagu aku pinge, vool, temperatuur jne, ning hõlmab kõrge-pinge toiteallika ja madalpinge{2}}juhtahelate koordineeritud tööd, mis seab trükkplaadi elektrilisele jõudlusele äärmiselt kõrged nõudmised. Esiteks on oluline signaali terviklikkus. Pinge diskreetimissignaalid ja sidesignaalid BMS-süsteemides on sageli nõrgad ja vastuvõtlikud häiretele. Trükkplaadil peavad olema head signaaliedastusomadused, et tagada, et signaalid ei nõrgendaks edastuse ajal märkimisväärselt, ei moonutaks ega viivitaks, ning et BMS ei hindaks ebanormaalsete signaalide tõttu aku olekut valesti. See nõuab, et trükkplaat vastaks kindlatele juhtmestiku planeerimise, impedantsi sobitamise ja muude aspektide standarditele. Näiteks erinevat tüüpi signaalide puhul on vaja tagada, et nende iseloomulik impedants on määratud vahemikus stabiilne, vähendades signaali peegeldust ja ülekõla.
Järgmine on toiteallika stabiilsus. BMS-süsteemi toiteahel peab samaaegselt varustama toidet mitmele komponendile, nagu südamiku juhtkiip, diskreetimismoodul ja ajammoodul. PCB peab olema väikese sisetakistusega ja suure voolu kandevõimega tagamaks, et toitepinge püsib stabiilne lubatud vahemikus suure voolukõikumise korral (nt aku väljundvoolu järsud muutused sõiduki kiirendamise või äkilise pidurdamise ajal), vältides mooduli taaskäivitamist või pingekõikumistest põhjustatud kahjustusi. Lisaks peab trükkplaadil olema ka hea isolatsioonivõime, eriti külgnevates kõrge-- ja madalpinge{4}}vooluahelates. Elektriliste vahede mõistlik paigutus on vajalik, et vältida kõrgepinge rikkeid, mis põhjustavad lühiseid ja tagada süsteemi elektriline ohutus.
2, Keskkonnaga kohanemisvõime nõuded: tulla toime keerukate sõidukite töötingimustega
Uute energiasõidukite töökeskkond on keeruline ja mitmekesine, alates külmadest põhjapoolsetest talvedest kuni kuumade lõunamaiste suvedeni, auklikest maateedest kuni kiirete{0}}kiirteedeni. BMS-süsteemi PCB peab taluma erinevaid keskkonnamõjusid, nagu äärmuslikud temperatuurid, niiskus, vibratsioon ja löök, ning seetõttu peab neil olema suurepärane keskkonnaga kohanemisvõime.
Temperatuuri kohandamise osas paigaldatakse BMS-süsteemid tavaliselt akupaki sisse või sõiduki šassii lähedusse ning laia töötemperatuuri vahemikuga. Üldiselt peavad trükkplaadid stabiilselt töötama temperatuurivahemikus -40 kuni 125 kraadi. See eeldab, et PCB materjalidel, nagu aluspinnad ja katted, on suurepärane kõrgel temperatuuril -vananemiskindlus ja madalal temperatuuril haprad purunemiskindlus, vältides selliseid probleeme nagu aluspinna deformatsioon, vooluringi eraldumine ja isolatsiooni jõudluse halvenemine äärmuslikel temperatuuridel. Samal ajal peavad trükkplaadid arvestama ka temperatuurimuutustest põhjustatud soojuspaisumistegurite erinevustega, et vältida vooluringi katkemist või jooteühenduse rikkeid erinevate materjalide soojuspaisumise koefitsientide mittevastavuse tõttu.
Vibratsiooni ja kokkupõrke kohanemisvõime osas võivad sõiduki töötamise ajal tekkivad vibratsioonid, aga ka kokkupõrked sellistes olukordades nagu kiire kiirendamine, pidurdamine ja kokkupõrge põhjustada trükkplaadi ja ümbritsevate komponentide vahel lahtisi ühendusi ning kahjustada juhtmeid. Seetõttu peab trükkplaadil olema piisav mehaaniline tugevus ning struktuurselt taluma teatud vibratsioonisagedusi ja löögijõude. Näiteks optimeerides trükkplaadi paksust, tugevdades ribi paigutust ja muid meetodeid, saab parandada nende vibratsiooni- ja löögivastaseid omadusi, et tagada nende struktuurne terviklikkus ja normaalne funktsionaalsus karmides töötingimustes.
Lisaks peab trükkplaadil olema ka hea niiskus- ja korrosioonikindlus, et vältida vooluringi oksüdeerumist, isolatsioonikihi niiskust või korrosioonikahjustusi söövitavaid aineid (nt soola ja tolmu) sisaldavates keskkondades kõrge õhuniiskusega keskkondades, tagades süsteemi pikaajalise usaldusväärse töö.
3. Töökindluse nõue: täitke-pikaajalised kasutusea nõuded
Uute energiasõidukite kasutusiga on tavaliselt üle 8 aasta või 150 000 kilomeetrit. BMS-süsteemi põhiriistvarana mõjutab PCB töökindlus otseselt kogu sõiduki kasutusiga ja ohutust, seega peab see vastama pikaajalise -stabiilse töötamise nõuetele.
Esiteks on pikaajaline{0}}stabiilsus ülioluline. Trükkplaadi pikaajalisel-kasutamisel on vaja vältida jõudluse halvenemist, mis on põhjustatud sellistest teguritest nagu materjali vananemine ja elektrilise pinge akumuleerumine. Näiteks peab PCB substraadil olema pikaajaline vastupidavus kõrgele temperatuurile- ja vastupidavus vananemisele, mis tagab selle hea isolatsioonivõime ja mehaanilise tugevuse pärast aastatepikkust kasutamist; Ahela kate peaks olema suurepärase kulumis- ja oksüdatsioonikindlusega, et vältida vooluringi kahjustamist pikaajalisest kokkupuutest või vähesest hõõrdumisest.
Järgmine on väsimusevastane jõudlus. Sõiduki töötamise ajal võivad perioodilised temperatuurimuutused ja korduvad vibratsioonid põhjustada perioodilisi pingemuutusi PCB-s, mis võib pikemas perspektiivis põhjustada vooluringi või põhimiku väsimuskahjustusi. Seetõttu peab trükkplaadil olema hea väsimuskindlus, mis nõuab pingejaotuse täielikku arvestamist ja suurepärase väsimuskindlusega materjalide valimist, et vältida väsimusmõjudest tingitud tõrkeid.
Lisaks on ülioluline ka trükkplaadi järjepidevus. samast partiist või erinevatest partiidest pärit trükkplaat peab säilitama jõudlusparameetrite kõrge järjepidevuse, et vältida mõne BMS-süsteemi enneaegseid rikkeid individuaalsete erinevuste tõttu, mis võivad mõjutada kogu sõiduki töökindlust. See nõuab trükkplaatide tootmisel standardiseeritud protsesside ranget järgimist, ranget kontrolli tooraine hankimise, tootmisprotsesside, kvaliteeditestide ja muude aspektide üle, et tagada iga PCB vastavus kehtestatud töökindlusnõuetele.
4, Ohutuseeskirjad nõuavad vastavust autotööstuse standarditele
Uued energiasõidukid hõlmavad isiku- ja varaohutust ning BMS-süsteem kui aku ohutuse põhitagatis peab rangelt järgima autotööstuses kehtivaid ohutusreegleid ja -standardeid, et tagada süsteemi ohutus mitmesuguste ebatavaliste stsenaariumide korral ja vältida ohutusõnnetusi.
Praegu hõlmavad ülemaailmsed autoelektroonika ohutusstandardid peamiselt ISO26262, IEC61508 jne. BMS-süsteemi trükkplaat peab vastama vastavatele ohutusnõuetele vastavalt sõiduki ohutustasemele. Näiteks standardis ISO26262 on erineva ASIL-tasemega süsteemide jaoks selged eeskirjad trükkplaadi riistvara tõrketaluvuse ja tõrketuvastusvõimaluste kohta. trükkplaadil peab olema teatud rikete isoleerimisvõimalus, et ühe rikke ilmnemisel oleks võimalik see tuvastada ja võtta õigeaegselt meetmeid, et vältida tõrke laienemist ja ohutusõnnetuste tekkimist.
Samal ajal peavad trükkplaadid vastama ka autoelektroonika elektromagnetilise ühilduvuse standarditele, nagu CISPR25. BMS-süsteemi PCB-d ei tohiks töötamise ajal mõjutada ümbritsevate elektrooniliste seadmete (nt mootorid ja kontrollerid) elektromagnetilised häired ega tekitada tugevat elektromagnetkiirgust, mis häiriks teiste seadmete normaalset tööd. Seetõttu peab trükkplaadil olema hea elektromagnetilise varjestuse jõudlus ja elektromagnetiliste häirete vastane võime, see peab vastama EMC-standardi nõuetele mõistliku maanduse ja varjestuskihi paigutuse kaudu ning tagama sõiduki elektroonilise süsteemi elektromagnetilise ühilduvuse ohutuse.
5, hooldatavuse nõue: lihtne tõrkeotsing ja remont
Kuigi uute energiasõidukite BMS-süsteemi PCB-de töökindlusnõuded on kõrged, võivad pikaajalisel{0}}kasutamisel siiski esineda tõrkeid. Seetõttu peab PCB-l olema teatav hooldatavus, et hõlbustada hilisemat tõrkeotsingut ja hooldust ning vähendada hoolduskulusid.
Esiteks on olemas testitavus. PCB peab reserveerima vajalikud testimispunktid ja liidesed, et hõlbustada hooldustöötajatel trükkplaadi elektrilist jõudlust, signaaliedastust jne professionaalsete seadmete abil tuvastada ja kiiresti rikke asukohta leida. Näiteks tuleks testimispunktid reserveerida sellistes võtmevaldkondades nagu pinge diskreetimisahelad ja sideahelad, et hõlbustada pinge, signaali lainekujude ja muude parameetrite tuvastamist igas sõlmes ning teha kindlaks, kas on olemas rike.
Teiseks peaks olema lahtivõetavus. PCB ja ümbritsevate komponentide vahelist ühendust peaks olema lihtne lahti võtta ja kui trükkplaati on vaja vahetada, saab selle kiiresti teistest komponentidest eraldada, et vähendada ümbritsevate komponentide kahjustamist. Samal ajal peaksid PCB-l olevad märgised olema selged ja hoolduspersonali jaoks hõlpsasti tuvastatavad ja kasutatavad, parandades hoolduse tõhusust.