科技日新月异。20世纪末，个人电脑、互联网和移动电话蓬勃发展。进入21世纪，又一个科技时代拉开帷幕。智能手机（如iPhone）、云计算（谷歌、微软）和社交媒体（如Facebook、Instagram等）相继兴起。与此同时，人工智能和机器学习的雏形也借助计算技术的飞速发展而来。
在2020年代后期，您将持续看到最新的技术趋势：电动汽车和新型（可持续）能源应用。新技术带来了新的标准和设计。因此，您需要提升PCB制造和设计能力，使其能够适应未来的发展。UET PCB是一家经验丰富的制造商，可以帮助您应对采用这些新技术所面临的挑战。
一个令人兴奋的新领域：电动汽车
如今，汽车行业的发展路线图指向电动汽车的未来，比亚迪、福特、丰田、特斯拉等主要公司将引领这一变革。
电动汽车涉及哪些新技术？
锂离子/固态电池
锂离子电池是目前大多数电动汽车的动力来源。它们能量密度高，效率也很高。此外，它们的充放电循环特性非常适合汽车使用。通常，锂离子电池的充放电循环寿命可达1000-3000次。
然而，锂离子电池非常敏感，因此需要电池管理系统 (BMS)，原因如下：
- 它们需要过压保护（通常最高可达 4.2 伏）。否则，它们可能会爆炸或起火。
- 它们还需要欠压保护（通常至少为 2.5V）。反复过度放电会永久损坏锂离子电池。
- 需要持续进行热成像监测，以确保它们始终处于安全区域内。
- 需要进行电流监测（包括短路保护）以防止过热。
高压电路
另一项正在应用的新技术是电动汽车中采用的高压电路。以前，汽车/卡车使用12V/24V铅酸电池。现在，电动汽车需要更高的电压（400V-800V）以及最新的逆变器技术，以最大限度地提高效率并为电机和充电电路提供电力。电机在这些额定电压下效率更高，能够输出更大的扭矩。新型晶体管驱动器，例如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），因其优异的电压处理能力和散热性能而被广泛应用。下表列出了一些常见电动汽车的电压。
| 电动车类型 | 电动汽车电压 | 示例车辆 |
| 混合型 | 48V | 丰田的普锐斯 |
| 标准电动汽车 | 400V | 特斯拉模型3 |
| 新型电动汽车（高性能） | 800V | 现代爱奥尼5 |
| 电动卡车 | 1000V | 比亚迪商用车、沃尔沃卡车 |
连接性和物联网
车辆的互联程度正变得比以往更高。自动驾驶公司持续收集数据，以了解驾驶技能的变化。这些数据始终上传到服务器。车辆必须连接到云服务和/或智能手机才能进行导航或使用信息娱乐系统。
自动驾驶
自动驾驶可以通过使用多个摄像头和激光雷达传感器来实现。此外，这些系统还运行人工智能模型来预测车辆行驶轨迹。这一过程需要精心设计和布局高速串行协议以及包含GPU和NPU的微控制器/微处理器系统。以下是一些采用这些技术的车规级SoC（系统级芯片）示例。
| SoC名称 | 生产厂家 |
| 奥林和泽维尔开车 | NVIDIA公司 |
| 金鱼草骑 | 高通 |
| FSD 芯片 | 特斯拉 |
| EyeQ系列 | Mobileye在 |
未来前沿：新能源和可持续应用
如今，地球面临着全球变暖和能源短缺的挑战。当前的趋势是改变我们使用能源的方式，转向新的、可持续的能源。以下是一些与可持续能源相关的新技术。
风车/风力涡轮机
这项技术将机械能转化为电能，本质上是一个发电机。计算功率的主要公式是风速。3风力涡轮机主要分为两种类型：
- 水平轴风力涡轮机（HAWT）——与风向平行建造。
- 垂直轴风力涡轮机（VAWT）——垂直于风向建造。全方位风力发电。
风能技术可以整合到智能电网中，自动将电力输送到需要的地区。
太阳能/太阳能电池板，太阳能发电厂
这些装置利用光伏电池将太阳能转化为电能。通常，大型太阳能电池板会将收集到的能量存储在电池（锂离子电池）中。逆变器将直流电转换为交流电，这适用于家庭用电。太阳能广泛应用于智能电网，以高效地将能源分配到特定区域。
智能家居
智能家居通过物联网网络连接，使技术能够控制家用电器，例如暖通空调系统、智能电视、冰箱和照明设备。这一过程使用户无需耗费精力或时间进行各种家用设备的维护操作。智能家居支持多种物联网协议，例如 Zigbee、蓝牙和 Wi-Fi。
| 家庭应用示例 | 智能家居应用 |
| 照明 | 自动氛围照明，声控灯光。 |
| HVAC | 自动温湿度控制。 |
| 电视、冰箱和洗衣机都可以用智能手机控制。 | |
| 新能源 | 利用太阳能节约能源。智能插座可自动控制电器开关。 |
| 安保防护 | 智能锁和智能防盗检测系统 |
智能电网
智能电网本质上是一个由可再生能源组成的互联网络。这些能源可能来自不同的地方，并通过物联网和云计算高效地相互通信。它们利用人工智能技术提高效率，同时维持整个系统内均衡的能源分配。以下是一些智能电网的组成部分：
- 智能传感器 – 监测环境，包括电压和电流检测。它们可以通过物联网发送数据。
- 智能电表 – 测量能源使用情况并将其发送给用户和公用事业公司。
- 数据集中器 – 连接云系统的入口。它们从多个计量器获取数据。
- 控制中心 – 利用人工智能技术，根据物联网数据优化能源利用。
- 能源管理系统 – 负载均衡和能源生产优化。
- 分布式能源s – 发电/储能装置，例如太阳能、风能和电池储能系统。
如何根据这些新趋势选择PCB制造商
选择合适的PCB制造商可以避免电路板生产过程中出现各种麻烦和问题。选择拥有全球标准和认证的制造商。
对于电动汽车应用，请确保制造商符合 IATF 16949（汽车质量管理体系）、ISO 26262（功能安全）和 AEC-Q100/AEC-Q200（组件可靠性）标准并获得相关认证。
对于新能源产品，请确保制造商拥有 IEC（电气安全和电网集成）标准，例如 IEC 62109（光伏系统安全）、IEC 61730（太阳能组件安全）、IEC 61400（风力涡轮机认证）和 IEC 61850（智能电网通信协议）等。
结语
随着电动汽车和新能源应用领域的新趋势不断涌现，提升您的PCB设计技能以适应未来发展至关重要。您需要了解锂离子电池、高压、通信、自动驾驶以及其他电动汽车应用领域的新技术。同样，您也需要了解物联网、智能电网、太阳能和风能应用领域的最新趋势。UET PCB是一家经过认证且经验丰富的合作伙伴，可以帮助您应对这些新趋势的设计挑战。