浅谈储能PCB的设计与制造

随着国家能源战略的调整，新能源市场异军突起，增长迅猛。风能、太阳能等的发电量在整个发电体系中所占的比例日渐扩大。

发出来的电是要储存起来的。正所谓带你装x带你飞，带你翱翔到天黑，新能源的一路高歌自然也就带动了储能市场的高速发展。

在储能系统中，储能PCB是整个电池模块的重要组成部分，对整个系统的安全性和性能起到至关重要的作用。

那么储能PCB该如何设计与制造呢？

今天我们就来聊聊这个问题。

在我们聊这个话题之前，我们先来了解下储能的概念及储能PCB所具有的特征。毕竟知已知彼才能百战百胜嘛。

储能，顾名思义，就是能量的存储，是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。

储能产业链上下游业

再看它的上下游产业。

由上图可知，上游产业主要是以材料本身和相关系统设备为主；中游产业主要是以储能的安装系统、集成系统为主，达到中游行业之后，会发现更贴近我们的PCB行业，另外还有下游的各种应用级产品，例如光伏产品、充电桩产品等。

拿我们熟悉的锂电池和光伏来举例，因为各种控制系统，如电池管理系统BMS，光伏逆变器，锂电池充电桩产品都需要用PCB板去承载各种电子元器件，才能组成系统进行协同工作。

了解了储能行业的概念及其上下游产业后。再来看看现在的储能PCB板到底长啥样。

由此可看出，储能pcb板具有以下特征。

1，储能PCB板自身的作用决定了它上面没有大规模的集成IC芯片；

2，储能电路板一般铜厚较厚，大多数铜厚在2oz以上；且以大电流、高电压为主。

3，由于高电流、大电压的影响，线路板更容易产生大量的热量，因此储能PCB板在设计之初就要考虑到整个系统的散热问题。

储能pcb设计注意事项

1、电流扰动；

2、干扰辐射。

因此我们在做储能PCB设计和制造时，要注意以下几点：

1、尽可能选择适用于高电流应用的高性能材料，如FR-4、金属基板以及复合材料，这些材料具有较低的电阻，较高的热传导性能和较好的机械强度，可承受大电流下的热量和电流集中效应。

2、电流分布平衡，合理的电流分布可减小电流路径的电阻和热点产生，如添加平衡电流器、平衡电阻或电流平衡层，可提高电路板的可靠性和稳定性。

3、在PCB走线时，尽量不要把大电流路径和数字信号交叉走线，避免相互干扰。

4、大电流路径尽量用实心铜处理，一是电流载流量比较大，二是会有比较好的散热效果，三是避免走线阻抗大，有较大电压降落在走线上。

5、大电流产生的热量会使器件损坏，产品损坏，因此功率路径更是要注意。一般采用大面积铺铜，打过孔，外部阻抗焊层挖开，让铜皮裸露，来加快散热。

6、布局时要考虑大电流的EMC辐射问题，可采取加粗线宽，加大孔径，增大间距设计等方式。大电流路径尽量短，规划路径时远离易受干扰的器件（信号干扰和热影响）。

储能PCB板在制造中的难点是什么？

板子设计出来了，哪怕设计的再完美，也只是纸上谈兵，真刀真枪的把它做出来才有实际意义。

由于板子的使用环境比较恶劣，因此我们一般就需要用到厚铜板，而厚铜板在蚀刻、层压、钻孔等环节就会出现一问题。下面我们就看下具体的应对方法。

1.蚀刻

因为铜厚的增加，药水交换难度加大，为了尽可能的减少因药水交换造成的侧蚀量偏大，需要多次快速蚀刻，随着侧蚀量的增加，还需要采用增加蚀刻补偿系数的方式对侧蚀进行弥补。

2.层压

随着铜厚的增加，线路间隙较深，需要的树脂填充量也随之增加；由于需要使用树脂最大限度的填充线间隙等部位。因此用含胶量高，树脂流动性好的半固化片是做厚铜板的首选。但半固化片使用量的增加也会增加滑板的风险，常见的方法是增加铆钉数量，加强芯板之间的固定程度。

3.钻孔

厚铜板通常板厚在2.0mm以上，在钻孔时，X-RAY随着铜厚的增加能量逐步衰减，其穿透能力会达到上限。也会出现PCB钻孔时焊盘拉裂的问题。传统改善办法是增大焊盘，增加材料的剥离强度，降低钻孔的落刀速度等。