長年にわたり、世界の自動車産業は大きな変革を遂げており、環境保護と効率の利点により、新エネルギー車が徐々に市場の主流になりつつあります。この変革の過程で、自動車エレクトロニクスの主要キャリアとして新エネルギー車に使用されるPCBは、その技術開発と応用トレンドに大きな変化をもたらしました。
１、市場規模は拡大を続ける
新エネルギー車の普及率の着実な増加に伴い、世界の自動車用PCB市場は力強い成長傾向を示しています。 Fortune Business Insights によると、世界の自動車用 PCB 市場は 2022 年に 88 億 4000 万ドルに達し、2030 年までに 133 億 9000 万ドルに達し、年平均成長率は 5.6% になると予測されています。新エネルギー自動車の急速な普及は、PCB 需要の成長の中核的な原動力となっています。 2025年までに世界の新エネルギー自動車のPCB市場は300億9,500万元に成長し、年間複合成長率は従来の燃料自動車の成長率をはるかに上回ると予想されています。対照的に、従来の燃料自動車のPCB市場規模は減少傾向を示しており、2025年までに329億2,500万元に減少すると予想されています。これは、新エネルギー車がPCB産業の発展を牽引する新たなエンジンとなったことを明確に示しています。
2、より多様で豊富な応用シーン
従来の燃料自動車の PCB は、主に電力制御、カーエンターテインメント、安全システムなどの分野で使用されていますが、新エネルギー車では、これらの用途を継承して、バッテリー管理システム、カー充電器、DC{0}} コンバーター、インバーターなどの電圧変換システム、その他の重要なシステムが追加されています。テスラを例にとると、そのモデル シリーズ車両のインバーターと BMS システムでは PCB が頻繁に使用されており、車両単体の PCB の価値が大幅に増加しています。
インテリジェント運転やインテリジェントコックピットの観点からは、先進運転支援システム機能の継続的な普及に伴い、車内のセンサー数は増加し続けており、ミリ波レーダーなどの機器に使用されるPCBの材質やプロセス要件はますます厳しくなっています。同時に、マルチスクリーンと大型インテリジェント コックピットへの傾向により、PCB の使用に対する需要がさらに増加しています。-さらに、新エネルギー車におけるバッテリー交換モードの適用により、集中充電ステーションおよびバッテリー交換ステーション制御システムにおける PCB の需要が大幅に増加し、その信頼性と安定性に対する要件がさらに高まっています。
３、技術開発動向
(1) 多層および高密度-
新エネルギー車に電子機器を統合する需要の高まりに応えるため、PCB は多層化と高密度化を目指して開発されています。{0}}多層基板はより多くの電子部品を搭載でき、車両の計算性能と安定性の要件を満たします。たとえば、車載インフォテインメント システム、電源制御システム、安全システムなどの主要システムでは、10 層を超える多層基板がますます広く使用されるようになってきています。-多層基板の製造には、さまざまな材料の熱膨張係数の違いによって引き起こされる層間応力分布の問題に対処し、回路密度の増加から生じる熱管理の課題を解決するために、高精度の積層および穴あけ技術が必要です。-
(2) 幅広い応用範囲リジッドフレックスプリント基板
フレキシブル回路基板とリジッド回路基板を組み合わせることで、コネクタやはんだ接合の数が効果的に削減され、製品の品質と信頼性が向上し、自動車内の複雑な空間レイアウトにさらに適応できるようになります。回路基板の高い柔軟性と耐久性が必要な中央制御システムや車載インフォテインメント システムなどのシナリオでは、ソフト ボードとハード ボードの組み合わせが広く使用されています。限られたスペースでより多くの機能を実現し、車両全体の知能レベルを向上させることができます。たとえば、一部の新エネルギー車のセンサーとディスプレイ モジュールの接続では、ソフト ボードとハード ボードの組み合わせが重要な役割を果たし、車両内の配線を最適化し、故障のリスクを軽減します。
(3) より高い安全性と電気絶縁要件
新エネルギー車の PCB 設計では、安全性と電気絶縁が非常に重要です。新エネルギー車には高電圧と大電流が含まれるため、PCB 設計では、高電圧環境における電気的性能と製品の安全性を確保するために、電気的クリアランスと沿面距離を厳密に制御する必要があります。-たとえば、IEC60950 規格に準拠すると、溝入れ、絶縁材の使用、両面アセンブリなどの対策によって安全要件を満たすことができます。-クロック周波数が 5MHz を超えるか、信号の立ち上がり時間が 5ns 未満の PCB 設計の場合、信号ループ領域を制御し、信号品質を向上させ、電磁干渉を低減し、複雑な電子システムにおける信号の安定性と信頼性を確保するために、多層基板設計が一般的に使用されます。{8}} BMS の PCB 設計では、バッテリーの安全性を確保するために、バッテリーの過充電、過放電、短絡保護などの厳しい安全要件を満たす必要があります。
(4) 高電圧急速充電需要への対応
800V の高電圧急速充電が徐々に主流のソリューションになるにつれて、電気自動車の充電電圧は増加し、コンポーネントのサイズは大きくなり、PCB 配線はより高い電流に耐える必要があります。過負荷、過熱、または充電電流の制御されたディレーティングなどの問題を回避するために、厚い銅または埋め込み銅ソリューションを使用して厚い銅 PCB の高多層化を実現し、埋め込み銅および埋め込み銅プロセスを導入して放熱機能を強化することがよくあります。これにより、プリント基板の材料特性と製造プロセスにさらなる課題が生じ、より高い電流容量とより優れた放熱性能を備えた新しい材料とプロセスの開発が必要となります。
(5) 電池システムの軽量化を支援
パワーバッテリーBMSによって管理されるバッテリーモジュールでワイヤーハーネスの代わりにFPCを使用すると、軽量化の目標を効果的に達成し、スペースを節約できます。 FPCは薄く、軽く、曲げやすいという特徴があり、大きなスペースと重量を必要とする電池モジュール用途に適しています。