从电机控制器到充电桩-铜基板在新能源汽车领域的应用

    近年来，新能源汽车行业发展得如火如荼，作为汽车电子核心载体的 PCB，也迎来了新的挑战和机遇。其中，铜基板凭借优异的导热性能和承载能力，成为新能源汽车多个核心部件的 “标配”。今天，我就带大家看看铜基板在新能源汽车领域的具体应用，以及它的技术优势。

 

 

    首先，我们从新能源汽车的 “心脏”——电机控制器说起。电机控制器是控制电机转速和扭矩的核心部件，它的工作功率非常高，一台纯电动汽车的电机控制器功率通常在 100kW 以上，部分高性能车型甚至超过 300kW。这么高的功率，会产生大量的热量，如果散热不及时，会导致 IGBT、MOSFET 等功率器件的性能下降，甚至烧毁。

 

    传统的 FR-4 基板导热性能差，根本满足不了电机控制器的散热需求，而热电分离铜基板则是最佳选择。它可以直接将功率器件的热量传递到散热铜基层，再通过水冷系统带走热量，确保器件的工作温度稳定在 80℃以下。同时，电机控制器的线路需要承载大电流，因此会采用 3oz-6oz 的厚铜铜基板，线宽设计得更宽，满足大电流的导通需求。在实际应用中，电机控制器用的铜基板，还会要求具备抗振动、抗高低温冲击的能力，一般会采用高 Tg 的环氧树脂作为绝缘层，Tg 值（玻璃化转变温度）在 170℃以上，能适应汽车复杂的工作环境。

 

    其次是车载充电器（OBC）。车载充电器是把交流电转换成直流电，给动力电池充电的部件，它的功率一般在 3.3kW-22kW。OBC 的核心器件是整流桥、功率因数校正器（PFC）和 DC/DC 转换器，这些器件都是发热大户。铜基板在 OBC 中的应用，主要是用于功率器件的散热和线路承载。和电机控制器不同，OBC 的安装空间比较有限，因此会采用薄型化的铜基板，散热铜基层的厚度控制在 1-2mm，既保证散热效果，又节省空间。同时，OBC 对绝缘性能的要求很高，铜基板的绝缘介质层需要通过 UL94V-0 阻燃认证，并且具备耐高压的能力，一般要求耐压值在 2500V 以上。

 

    第三个应用场景是充电桩。充电桩分为交流充电桩和直流充电桩，其中直流充电桩的功率更大，从 60kW 到 360kW 不等，散热问题更加突出。充电桩的核心部件是功率模块和控制模块，功率模块采用的是高功率密度的 IGBT 模组，需要用热电分离铜基板来散热。同时，充电桩一般安装在户外，面临着高温、高湿、盐雾等恶劣环境，因此铜基板的表面需要做防腐蚀处理，比如镀镍金或有机保焊膜（OSP），提高抗腐蚀能力。另外，充电桩的线路需要承载大电流，因此会采用 6oz-10oz 的超厚铜箔铜基板，确保线路不会因为过热而烧毁。

 

    除了以上三个核心部件，铜基板还应用于新能源汽车的电池管理系统（BMS）、电动空调控制器等部件。BMS 是管理动力电池的 “大脑”，它需要实时监测电池的电压、电流和温度，铜基板在这里主要用于承载采样电阻和控制芯片，通过良好的散热性能，保证 BMS 的测量精度。

 

    铜基板在新能源汽车领域的应用，核心优势就是高导热、大电流承载能力和抗恶劣环境性能。随着新能源汽车向高功率、长续航方向发展，对铜基板的需求会越来越大，同时也会推动铜基板技术不断升级。比如，现在已经出现了陶瓷基铜基板，导热系数更高，能满足更高功率器件的散热需求。