產業(yè)觀察|北京車展：PCB設計優(yōu)化助力汽車行業(yè)的繁榮與活力

以“新時代 新汽車”為主題的2024(第十八屆)北京國際汽車展覽會(簡稱2024北京車展)，于2024年5月4日在北京中國國際展覽中心順義館圓滿閉幕，展會總面積22萬平方米。10天期間，中國國際展覽中心順義館和朝陽館共吸引觀眾89.2萬人次到場參觀。

在此次盛會上，國內外知名車企紛紛展示了他們的創(chuàng)新成果，共有117款全新車型全球首發(fā)，41款概念車和278款新能源汽車驚艷亮相。此次展會吸引了來自全球13個國家和地區(qū)的500多家企業(yè)參展，展現了汽車行業(yè)的繁榮與活力。小米SU7、智己L6、新款問界M5等造車新勢力的熱門車型在展會上備受矚目，眾多合資品牌以及美日德系主流車企也帶來了他們的最新車型。同時，寶馬、梅賽德斯-奔馳、保時捷等豪華品牌也展示了他們的電動車型，進一步推動了汽車行業(yè)向電動化、智能化方向的發(fā)展。

隨著新能源汽車市場的穩(wěn)步增長與持續(xù)繁榮，汽車電子系統(tǒng)所承載的復雜性與戰(zhàn)略地位愈發(fā)凸顯。據權威機構預測，至2024年，我國新能源汽車的產銷規(guī)模將有望達到1300萬輛的顯著水平，整體市場滲透率將超過40%。特別值得一提的是，在乘用車細分市場，其單月滲透率更有望突破50%的重要關口。這一顯著趨勢不僅彰顯了新能源汽車市場的迅猛發(fā)展與廣闊前景，同時也對汽車電子系統(tǒng)的性能優(yōu)化與品質保障提出了更為嚴苛與緊迫的要求。

在新能源汽車行業(yè)迅速崛起的背景下，眾多廠商大力投入技術研發(fā)與創(chuàng)新。電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，簡稱BMS)作為新能源汽車的核心部分，其重要性不言而喻。BMS的核心組成部分為印刷電路板(Printed Circuit Board，簡稱PCB)，此部件肩負著關鍵任務，既要監(jiān)控電池組狀態(tài)，包括充電、放電、溫度和電壓等方面，又要確保電池在安全、高效的前提下運行。PCB不僅是各種電子元件的承載者，更是整個系統(tǒng)信息處理與傳遞的核心樞紐，其信號完整性和電源完整性的重要性不言而喻。信號完整性關乎著電子系統(tǒng)內部各部件之間的信息傳輸效率和準確性，而電源完整性則直接關系到電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，在PCB設計中，必須充分考慮并優(yōu)化這兩個方面，以確保汽車電子系統(tǒng)的正常運行和高效性能。

同時，隨著新能源汽車市場的不斷擴大，10萬元至15萬元價格區(qū)間的新能源汽車銷量將會迎來爆發(fā)式增長。這一價格區(qū)間的車型，由于價格親民且性能穩(wěn)定，受到了廣大消費者的青睞。然而，這也對PCB設計提出了更高的要求。在這一價格區(qū)間內，如何在保證性能的同時，降低PCB的成本，提高生產效率，成為了汽車電子廠商需要面臨的重要課題。為了應對這一挑戰(zhàn)，電熱聯合仿真技術在PCB設計中的應用越來越廣泛。通過電熱聯合仿真，可以綜合考慮電路板的熱效應和電磁效應，對PCB的電氣性能和熱性能進行協同優(yōu)化。

關于PhySim ML

芯瑞微(上海)電子科技有限公司，推出了Physim ML仿真軟件平臺，其中包含了直流電熱仿真Physim ET和直流壓降仿真Physim DC。

Physim ET將強大的電性能仿真與熱分布分析相結合，自動對電流及溫度間的相互影響進行迭代計算，充分考慮由于溫度的升高給電性能帶來的影響，可以得到更準確的仿真結果， 幫助設計人員定位溫度熱點，優(yōu)化設計。

Physim DC，是一款針對PCB和封裝產品的仿真軟件，主要用來做直流壓降的相關分析，包括電阻分析及電流密度分析。其依靠全3D的網格剖分技術、高效精確、成熟穩(wěn)定的FEM算法，幫助用戶對電源設計進行優(yōu)化，縮短開發(fā)周期，提升產品競爭力。

采用PhySim ET的優(yōu)勢

有助于提高產品的可靠性。因為在電路板的工作過程中，熱效應和電磁效應可能會導致設備性能下降，甚至引發(fā)故障。通過電熱聯合仿真，設計人員可以在設計階段就預測和評估這些因素，從而有效避免潛在的問題。

提高電路板的穩(wěn)定性。在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下，電路板的熱性能和電磁性能更容易受到影響。通過電熱聯合仿真，可以確保電路板在各種環(huán)境下都能保持穩(wěn)定的性能。

有助于降低生產成本。在電路板設計過程中，通過電熱聯合仿真，設計人員可以及時發(fā)現和解決潛在的問題，避免在后期的生產過程中產生過多的廢品。這不僅可以提高生產效率，還可以降低生產成本。

提高電路板的設計效率。通過這種技術，設計人員可以快速評估不同的設計方案，找到最優(yōu)的解決方案。這有助于縮短設計周期，提高設計效率。

結語
北京車展的圓滿落幕，不僅為參展商和觀眾提供了一次難忘的交流與體驗平臺，更彰顯了新能源汽車行業(yè)的繁榮與活力。展望未來，汽車電子系統(tǒng)所承載的復雜性與戰(zhàn)略地位愈發(fā)凸顯，關乎信息傳輸效率和電子系統(tǒng)穩(wěn)定性的PCB設計至關重要，芯瑞微(上海)電子科技有限公司將繼續(xù)致力于電熱協同仿真技術的研究與創(chuàng)新，為汽車電子行業(yè)的發(fā)展貢獻更多力量。