Као основна опрема за балансирање понуде и потражње за енергијом и побољшање ефикасности коришћења енергије, значај система за складиштење енергије је све истакнутији. У сложеној електронској архитектури система за складиштење енергије, штампана плоча високе поузданости система за складиштење енергије је кључна, јер је кључни фактор који одређује да ли систем за складиштење енергије може да ради стабилно и ефикасно.
Посебни захтеви за штампану плочу у систему складиштења енергије
Радно окружење система за складиштење енергије је често сурово, што захтева да се штампане плоче прилагоде широком температурном опсегу. У окружењима високе температуре, топлота која се ствара током пуњења и пражњења батерије може повећати унутрашњу температуру система. Ово захтева да штампана подлога има добру термичку стабилност и да се не деформише или раслојава услед високих температура, како би се обезбедило нормално повезивање и пренос сигнала електронских компоненти. У окружењима са ниским{3}}температурама, флексибилност и електричне перформансе ПЦБ материјала се такође тестирају и они не могу да постану крти и да се ломе због ниских температура, што утиче на укупне перформансе система.
Истовремено ће доћи до значајних струјних флуктуација током процеса пуњења и пражњења система за складиштење енергије, што поставља високе захтеве за тренутни капацитет ПЦБ-а. Високопоуздане штампане плоче захтевају одговарајућу дебљину бакарне фолије и дизајн ожичења како би се смањио отпор линије, минимизирао губитак енергије и загревање током преноса струје и обезбедио стабилан рад система у условима велике струје. Поред тога, систем за складиштење енергије ће генерисати одређене електромагнетне сметње током рада, а штампана плоча такође треба да има одличан дизајн електромагнетне компатибилности (ЕМЦ). Кроз разуман распоред, мере заштите итд., може да избегне електромагнетне сметње које сам генерише и утиче на друге електронске уређаје, као и да се одупре спољашњим електромагнетним сметњама како би се обезбедио тачан пренос унутрашњих сигнала у систему.
Основна улога високопоузданих штампаних плоча у системима за складиштење енергије
Из перспективе система за управљање батеријама (БМС), БМС је одговоран за праћење напона, струје, температуре и других параметара батерије, контролишу процес пуњења и пражњења батерије како би се осигурала њена сигурност и перформансе. Као хардверски носилац БМС-а, високопоуздана штампана плоча са-прецизним распоредом кола и поузданим електричним везама може да обезбеди тачно аквизицију и пренос сигнала сензора, као и тачно издавање контролних упутстава, ефикасно спречавајући ненормалне ситуације као што су прекомерно пуњење, прекомерно пражњење и прегревање батерија, и продужавајући век трајања батерије, продужавајући век трајања батерије, и продужавајући век трајања батерије.
У одељку кола за конверзију енергије, систем за складиштење енергије треба да постигне међусобну конверзију између једносмерне и наизменичне струје преко претварача снаге да би задовољио различите потребе за електричном енергијом. Високопоуздане штампане плоче могу да носе електронске компоненте велике{1}}снаге, издрже утицај високог напона и велике струје и имају добру електричну изолацију и перформансе одвођења топлоте, обезбеђујући ефикасан и стабилан процес конверзије енергије, смањујући губитак енергије и вероватноћу квара кола и побољшавајући укупну ефикасност конверзије система за складиштење енергије.
Технологије и процеси за постизање високе поузданости штампаних плоча
У погледу избора материјала, приоритет треба дати подлогама са високом температуром стакластог прелаза (Тг), као што су ФР-4 материјали високих{0}}перформанси-4 или специјални полиимидни материјали, који могу да одрже стабилне физичке и електричне особине у окружењима високе температуре. Истовремено, бакарна фолија високе-чистоће и ниске отпорности се користи за побољшање тренутне носивости ПЦБ-а. Што се тиче процеса производње, вишеслојни дизајн плоче је усвојен да би се оптимизовао простор за ожичење повећањем броја слојева, смањењем укрштања линија и електромагнетних сметњи. Коришћењем процеса бушења и галванизације високе прецизности како би се обезбедио квалитет пролазних рупа и поузданост електричних веза. Што се тиче процеса површинске обраде, хемијско никловано позлаћивање (ЕНИГ), маска за органско лемљење (ОСП) и други процеси се могу одабрати да побољшају отпорност на оксидацију и корозију површина ПЦБ-а, побољшају лемљивост и осигурају чврстоћу лемљења електронских компоненти.
У фази пројектовања, напредни алати за аутоматизацију електронског дизајна (ЕДА) се користе за симулацију кола и оптимизацију распореда. Кроз анализу термичке симулације, пут дисипације топлоте је разумно планиран, а додају се граничници за дисипацију топлоте и бакарне фолије да би се побољшао капацитет дисипације топлоте штампане плоче. Извршите анализу интегритета сигнала, оптимизујте параметре као што су дужина линије и подударање импедансе, смањите рефлексију сигнала и преслушавање и обезбедите прецизан пренос-брзиних сигнала. Поред тога, концепт дизајна редунданције је уведен у дизајн штампаних плоча. За критична кола и функционалне модуле постављају се резервна кола или компоненте. Када дође до квара одређеног кола или компоненте, резервни део се може благовремено пустити у рад како би се обезбедио несметан рад система.
Трендови и изазови развоја индустрије
Уз континуирано унапређење технологије складиштења енергије, системи за складиштење енергије се развијају ка високој густини енергије, високој густини снаге, дугом веку трајања и високој безбедности, што такође поставља веће захтеве за високопоуздане штампане плоче. У будућности, штампане плоче ће наставити да се развијају ка тањи и вишој интеграцији како би се задовољиле потребе за минијатуризацијом и смањењем тежине система за складиштење енергије. У међувремену, са интеграцијом нових технологија као што су 5Г и Интернет ствари са системима за складиштење енергије, штампане плоче такође морају да имају јаче-способности за обраду сигнала велике брзине и електромагнетну компатибилност.
Међутим, постизање ових циљева такође се суочава са многим изазовима. С једне стране, трошкови истраживања и развоја нових материјала и напредних производних процеса су релативно високи. Како смањити трошкове уз обезбеђивање перформанси је важно питање које индустрија треба да реши. С друге стране, са побољшањем интеграције ПЦБ-а, проблеми одвођења топлоте и поузданости ће постати истакнутији, што ће захтевати даље иновације у технологији одвођења топлоте и методама пројектовања поузданости. Поред тога, диверсификација сценарија примене система за складиштење енергије такође захтева да штампане плоче задовоље посебне потребе различитих сценарија, што представља веће изазове за прилагођени дизајн и производни капацитет штампаних плоча.