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车载快充PCB的大电流承载设计:从铜厚到布线的技术突破

  • 2025-09-18 10:29:00
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随着新能源汽车快充技术的爆发,800V 高压平台、3C/4C 超快充已成为中高端车型标配 —— 以 4C 快充为例,单块电池包的充电电流可达 120A 以上,部分高性能车型甚至突破 150A。这对车载充电 PCB 提出了严苛的 “大电流承载” 要求:普通 PCB 的 1oz 铜箔(35μm 厚)在 100A 电流下,线路温度会飙升至 130℃以上,不仅导致铜箔氧化加速,还可能引发焊盘脱落、绝缘层融化,严重时甚至烧毁充电模块。因此,如何通过 PCB 设计与工艺优化提升电流承载能力,成为车载快充领域的核心技术课题。

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大电流承载的核心是 “降低线路阻抗” 与 “控制发热”,铜箔厚度选择是首要环节。车载快充 PCB 需根据电流等级匹配铜箔厚度:100A 以内的 3C 快充,推荐采用 2oz-3oz 铜箔(70-105μm),可将线路温升控制在 80℃以内;120A 以上的 4C 快充,则需升级至 4oz-6oz 厚铜(140-210μm),通过增加铜箔横截面积减少电流密度(电流密度 = 电流 / 横截面积,横截面积越大,密度越低,发热越少)。某新能源车企研发 4C 快充模块时,初期采用 1oz 铜箔,120A 电流下线路温度达 142℃,远超 125℃的安全阈值;更换为 4oz 厚铜后,温度降至 78℃,完全满足车规要求。



线宽与布线优化是进一步降低阻抗的关键。根据行业公式,铜箔线宽需与电流等级匹配:在 2oz 铜厚、环境温度 85℃的条件下,100A 电流需线宽≥6mm,120A 需≥8mm,150A 需≥10mm;同时,线路需避免 “窄颈设计”(局部线宽突然缩小),例如某段线路从 8mm 骤缩至 4mm,会导致窄颈处电流密度翻倍,温度骤升 30℃以上。布线时还需缩短电流路径:将充电模块的输入端子、功率器件(IGBT/MOS 管)、输出端子尽量靠近,减少线路长度(线路电阻与长度成正比),某 Tier1 供应商的快充 PCB 通过优化路径,将线路长度从 150mm 缩短至 80mm,线路压降从 0.8V 降至 0.4V,大幅减少发热损耗。



叠层与接地设计也能辅助提升电流承载能力。4 层以上的快充 PCB,可采用 “双层厚铜” 叠层方案:表层与内层均使用 3oz-4oz 厚铜,表层承载主电流,内层作为 “辅助电流层”,通过密集的过孔(孔径 0.3mm,间距 0.5mm)连接,形成 “并联导电” 结构,进一步分散电流密度。接地设计上,采用 “大面积接地铜箔”,将功率器件的散热焊盘与接地层直接连接,既能快速导出热量,又能减少接地阻抗,避免大电流下的接地电位偏移。某新势力车企的 800V 快充 PCB,通过 “双层 4oz 厚铜 + 大面积接地” 设计,在 150A 电流下,线路温升仅 65℃,接地阻抗稳定在 5mΩ 以内。



车载快充 PCB 的大电流承载设计,需铜厚、线宽、布局的协同优化。捷配针对这一需求,提供 1oz-6oz 厚铜加工(铜厚均匀性偏差≤±5%),支持最大 12mm 线宽制作,配备专业团队通过仿真软件(如 ANSYS SIwave)优化电流路径与叠层设计,同时所有产品符合 IATF16949 车规认证,通过 - 40℃至 150℃温度循环测试,批量良率稳定在 99.7% 以上,可适配 3C/4C 快充、800V 高压平台等各类车载快充场景。