자동차 전자 시스템에서 인쇄 회로 보드에 대한 요구 사항 (6) 안전 및 모니터링 시스템

소개

안전 및 모니터링 시스템은 전기차의 보호 척추를 형성하며 승객을 직접 보호하고 차량 안전성을 강화합니다.이 중요한 시스템에는 에어백 제어 장치 (ACU) 가 포함됩니다., 타이어 압력 모니터링 시스템 (TPMS), 충돌 센서 및 탑승자 탐지 장치, 모두 즉각적인 반응과 흔들리지 않는 신뢰성에 의존합니다.안전에 중요한 애플리케이션에서이 기사에서는 PCB에 대한 전문적인 요구 사항을 탐구합니다.제조업의 도전, 그리고 EV 안전 및 모니터링 시스템의 신흥 추세, 안전한 운전 경험을 보장하는 데 그들의 역할을 강조합니다.

시스템 개요

EV 안전 및 모니터링 시스템은 다양한 모듈을 포함하고 있으며, 각 모듈은 위험을 감지하고 보호 반응을 유발하도록 설계되었습니다.

• 에어백 제어 장치 (ACU): 충돌 대응의 중앙 허브로 작용하고, 충돌 후 밀리 초 이내에 에어백을 배치하기 위해 가속도 측정기와 충돌 센서에서 데이터를 처리합니다.
• 타이어 압력 모니터링 시스템 (TPMS): 타이어 압력 과 온도를 지속적으로 모니터링 하고, 누출물 또는 과잉 팽창에 대해 운전자 를 경고 하여 폭발을 방지 하고 연료 효율을 높인다.
• 충돌 센서: 차량 전면 (전면, 후면 및 측면) 에 배치되어 충돌 또는 잠재적 충돌을 감지하여 안전벨트 사전 긴장 또는 비상 제동과 같은 안전 조치를 유발합니다.
• 탑승자 탐지 단위: 무게 센서와 용량 기술을 사용하여 승객의 존재와 위치를 감지하여 에어백 배열 힘을 최적화하고 불필요한 활성화를 방지합니다.
• 스마트 문 잠금: 차량 보안 시스템과 통합하여 허가되지 않은 접근을 방지하여 RFID 또는 생체 센서를 사용하여 강화 된 보호를 제공합니다.

PCB 설계 요구 사항

안전 및 모니터링 시스템 PCB는 고도의 설계 기준을 충족시켜서 안전 작동을 보장해야 합니다.

1극도의 신뢰성

즉각적인 반응은 안전 시스템에서 협상 할 수 없으며, 지연시간이 0으로 설계된 PCB를 요구합니다.

• 밀리초 수준 응답: ACU는 신호 확산 지연이 최소화되는 PCB를 필요로 하며, 충돌 후 20~30 밀리 초 이내에 에어백이 배포되도록 보장합니다.
• 불필요한 중요한 경로: 중요한 회로에 대한 복제 된 흔적 및 구성 요소 (예를 들어 충돌 센서 입력) 는 단점 장애가 시스템을 비활성화하는 것을 방지합니다.

2소형화

장착 장소의 공간 제약 (예를 들어, TPMS에 대한 바퀴 우물, 센서에 대한 문 패널) 은 컴팩트 설계의 필요성을 유발합니다.

• 딱딱한 플렉스 PCB: TPMS 및 객실 내 센서는 단단하고 유연한 기판을 사용하여 좁은 공간에 적합합니다. 부품 장착을위한 딱딱한 섹션을 진동 저항을위한 유연한 섹션과 결합합니다.
• 고밀도 레이아웃: 소형 구성 요소 (예를 들어, 01005 패키지) 및 얇은 피치 라우팅은 巴掌大小의 PCB에서 복잡한 기능을 가능하게합니다.

3. 낮은 전력 소비

많은 모니터링 시스템 (예를 들어, TPMS) 은 배터리에 의존하며 에너지 효율을 위해 최적화된 PCB를 요구합니다.

• 저전력 부품 통합: 배터리 수명을 연장하기 위해 초저준비 전류를 가진 마이크로 컨트롤러와 센서의 선택 (일반적으로 TPMS의 경우 5~7년).
• 전력 관리 회로: 효율적 인 전압 조절 장치 와 잠자리 모드 기능 은 비동기 기간 에 에너지 소모 를 최소화 한다.

표 1: 안전 모듈 및 PCB 요구 사항

제조업 의 어려움

안전 시스템용 PCB 생산은 신뢰성 요구로 인해 독특한 기술적 장애물을 포함합니다.

• 단단한 유연성 신뢰성: 유연한 구간은 틈이 나거나 선도자의 피로가 없이 > 10,000번의 플렉스 사이클을 견딜 수 있어야 하며, 정확한 재료 선택 (예를 들어,폴리아미드 기판) 및 제어 된 라미네이션 프로세스.
• 소형 부품 조립: 01005 패키지 (0.4mm × 0.2mm) 를 용접하는 것은 브릿지 또는 콜드 융합을 피하기 위해 ± 25μm 배치 정확도로 고급 SMT 장비를 요구합니다.
• 적합성 검사: PCB는 엄격한 인증 표준을 통과해야합니다. AEC-Q200 (시동 구성 요소) 및 ISO 26262 (기능 안전) 를 포함하여 열 순환, 습도 테스트,진동 스트레스 검사.

표 2: 안전 시스템에 대한 PCB 신뢰성 표준

미래 경향

안전 기술에서의 발전은 모니터링 시스템에 대한 PCB 설계의 발전을 주도하고 있습니다.

• 센서 융합: 여러 센서 (예를 들어 카메라, 레이더, 초음파) 의 데이터를 하나의 PCB에 통합하여 위험 탐지 정확도를 향상시켜 고속 데이터 버스 및 고급 신호 처리가 필요합니다.
• 무선 안전 시스템: V2X 통신 모듈 (Vehicle-to-Everything) 과의 통합을 통해 TPMS 및 충돌 센서에서 유선 연결을 제거합니다.최적화된 RF 성능과 저전력 무선 프로토콜을 요구하는.
• 극히 신뢰성 있는 재료: 고 Tg (≥180°C) 라미네이트를 채택하여 습도 흡수율이 낮아서 가혹한 환경에서 내구성을 향상시켜 장기적인 고장 위험을 줄입니다.

표 3: 안전 모듈의 PCB 설계 매개 변수

결론

안전 및 모니터링 시스템은 EV의 PCB 신뢰성에 대한 최고 표준을 나타냅니다. 즉각적인 반응, 소형화,그리고 엄격한 자동차 표준을 준수콤팩트 TPMS 모듈을 가능하게 하는 딱딱하고 유연한 PCB에서 ACU 기능을 보장하는 과잉 회로까지, 이 보드는 승객 보호에 매우 중요합니다. EV 안전 기술이 발전함에 따라,미래의 PCB는 센서 융합을 통합합니다., 무선 연결 및 첨단 재료, 자동차 안전의 기초로서의 역할을 더욱 강화합니다.이러한 기술을 잘하는 제조업체는 안전한 전기 모빌리티에 대한 기준을 계속 설정할 것입니다..