जैसे-जैसे इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) बाजार में हिस्सेदारी हासिल करते जा रहे हैं, बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) सुरक्षा, दक्षता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण उपप्रणालियों में से एक बन गई है। हर बीएमएस के केंद्र में एक मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) होता है, और पीसीबी सामग्री का चुनाव मांग वाली परिचालन स्थितियों के तहत थर्मल स्थिरता निर्धारित करने में निर्णायक भूमिका निभाता है।

बीएमएस अनुप्रयोगों में थर्मल चुनौतियाँ

एक बीएमएस लगातार बैटरी कोशिकाओं में वोल्टेज, करंट और तापमान की निगरानी करता है। तेज़ चार्जिंग, उच्च करंट डिस्चार्ज या थर्मल रनअवे घटनाओं के दौरान, सिस्टम महत्वपूर्ण गर्मी उत्पन्न करता है। यदि गर्मी को ठीक से नष्ट नहीं किया जाता है, तो यह गलत माप, खराब घटकों या यहां तक ​​कि विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है।

बीएमएस पीसीबी में थर्मल स्थिरता न केवल सर्किट डिज़ाइन पर निर्भर करती है, बल्कि थर्मल चालकता, ग्लास ट्रांज़िशन तापमान (टीजी), थर्मल विस्तार का गुणांक (सीटीई) और डाइइलेक्ट्रिक स्थिरता जैसे भौतिक गुणों पर भी निर्भर करती है। इसलिए विश्वसनीय बीएमएस प्रदर्शन के लिए सही पीसीबी सामग्री का चयन करना आवश्यक है।

बीएमएस डिज़ाइनों में उपयोग की जाने वाली सामान्य पीसीबी सामग्री

पारंपरिक FR-4 सामग्री का व्यापक रूप से लागत दक्षता के कारण उपयोग किया जाता है, लेकिन मानक FR-4 उच्च तापमान वाले बीएमएस वातावरण में संघर्ष कर सकता है। उन्नत बीएमएस अनुप्रयोगों के लिए, निर्माता तेजी से उच्च-टीजी FR-4, हैलोजन-मुक्त लैमिनेट्स, या मेटल-कोर पीसीबी को अपनाते हैं।

उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री उच्च तापमान पर यांत्रिक और विद्युत स्थिरता बनाए रखती है, जिससे डीलेमिनेशन या वारपेज का खतरा कम हो जाता है। कम-सीटीई सामग्री थर्मल साइकलिंग के दौरान सोल्डर जोड़ों पर तनाव को कम करने में भी मदद करती है, जो बार-बार चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के अधीन बीएमएस बोर्डों में एक सामान्य समस्या है।

थर्मल चालकता और गर्मी अपव्यय

प्रभावी गर्मी अपव्यय बीएमएस थर्मल प्रबंधन का आधार है। बढ़ी हुई थर्मल चालकता वाली पीसीबी सामग्री गर्मी को बोर्ड में समान रूप से फैलाने की अनुमति देती है, जिससे स्थानीयकृत हॉटस्पॉट कम हो जाते हैं। कुछ डिज़ाइनों में, एल्यूमीनियम या तांबे आधारित सब्सट्रेट का उपयोग गर्मी उत्पन्न करने वाले घटकों जैसे MOSFET और संतुलन प्रतिरोधों से थर्मल ट्रांसफर में सुधार करने के लिए किया जाता है।

इसके अतिरिक्त, थर्मल विआ और मोटे तांबे की परतों के साथ उन्नत पीसीबी स्टैक-अप गर्मी अपव्यय को और बढ़ाते हैं। सही पीसीबी सामग्री के साथ संयुक्त होने पर, ये डिज़ाइन तकनीकें थर्मल स्थिरता और सिस्टम जीवनकाल में काफी सुधार करती हैं।

उच्च तापमान पर विद्युत विश्वसनीयता

थर्मल स्थिरता न केवल एक यांत्रिक चिंता है बल्कि एक विद्युत चिंता भी है। उच्च तापमान पर पीसीबी सामग्री के डाइइलेक्ट्रिक गुण बदल सकते हैं, जिससे सिग्नल अखंडता और माप सटीकता प्रभावित होती है। बीएमएस अनुप्रयोगों में, यहां तक ​​कि मामूली विचलन भी गलत स्टेट-ऑफ-चार्ज गणना या विलंबित दोष का पता लगाने का परिणाम हो सकते हैं।

उच्च-प्रदर्शन पीसीबी सामग्री को व्यापक तापमान सीमा में स्थिर डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक और कम अपव्यय कारकों को बनाए रखने के लिए इंजीनियर किया गया है, जो विश्वसनीय सिग्नल ट्रांसमिशन और सटीक निगरानी सुनिश्चित करता है।

विनिर्माण विशेषज्ञता मायने रखती है

यहां तक ​​कि सबसे अच्छी पीसीबी सामग्री भी सटीक विनिर्माण प्रक्रियाओं के बिना इष्टतम प्रदर्शन प्रदान नहीं कर सकती है। नियंत्रित लैमिनेशन, सटीक ड्रिलिंग और उच्च गुणवत्ता वाली एसएमटी असेंबली सामग्री गुणों और थर्मल प्रदर्शन को संरक्षित करने के लिए आवश्यक हैं। अनुभवी निर्माता यह समझते हैं कि कड़े बीएमएस आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उत्पादन तकनीकों के साथ सामग्री चयन को कैसे संतुलित किया जाए।

निष्कर्ष

बीएमएस अनुप्रयोगों में, पीसीबी सामग्री सीधे थर्मल स्थिरता, सुरक्षा और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करती है। जैसे-जैसे ईवी बैटरी उच्च ऊर्जा घनत्व और तेज़ चार्जिंग की ओर विकसित होती हैं, उन्नत पीसीबी सामग्री और पेशेवर विनिर्माण क्षमताओं की मांग बढ़ेगी। सही सामग्री चुनने जितना ही सही पार्टनर चुनना भी महत्वपूर्ण है।

रिंग पीसीबी के बारे में
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