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新能源汽車動力系統對汽車軟硬結合板等PCB需求顯著提升

文章來源：EEWORLD作者：鄧靈芝查看手機網址

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人氣：5061發布日期：2018-01-25 12:15【大中小】

傳統汽車現階段電子化程度不高，對汽車軟硬結合板的需求量較小，PCB價值量也比較低。 PCB在整個電子裝置成本中的占比約為2%左右，平均每輛汽車的PCB用量約為1平方米，價值60美元，高端車型的用量在2-3平米，價值約120-130美元。在傳統汽車的電子元器件中，動力系統需求PCB最多，份額為32%，主要包括發動機控制單元，啟動器，發電機，傳輸控制裝置，燃油噴射，動力轉向系統等；車身電子系統25%，主要包括汽車照明、HVAC、動力門和座椅、TPMS等；安全控制系統，占比約22%，主要包括ADAS、ABS、安全氣囊等；其他還包括顯示、娛樂等車載電子系統。

圖：汽車各系統PCB價值分布

圖：不同車型PCB需求量

與傳統汽車相比，新能源車由于其獨特的動力系統，因而對PCB的需求有顯著提升。

新能源汽車主要分為純電動汽車和混合動力汽車，純電動汽車的動力系統僅由電動機和動力電池構成，驅動系統簡單。而混合動力汽車既包含了發動機，也包含了電動機，正常行駛過程中主要由燃油發動機驅動，電量充足時由電動機驅動。純電動汽車中的動力系統采用電驅動，會完全替換掉傳統汽車的驅動系統，因此產生PCB替代增量，這部分替代增量主要源于電控系統（MCU、VCU、BMS）。對于混合動力汽車，在保留傳統汽車的驅動系統的同時，引入了一套新的電驅動系統，從而也會產生車用PCB的疊加增量。

圖：傳統汽車與新能源汽車主要差別在動力系統

可見，新能源汽車所帶來的汽車PCB價值增量包含兩部分，即混合動力汽車所帶來的疊加增量和純電動汽車所帶來的替代增量。

就汽車電子價值而言，混合動力汽車所產生的疊加增量與純電動汽車所產生的替代增量大小基本相同，可以認為二者所帶來的汽車板增量也基本相同，因此在后續的汽車板增量測算中不再對混動汽車和純電動汽車進行區分。不論是混動還是純電動，其PCB增量的具體來源都主要是三大動力控制系統（BMS、VCU和MCU）： VCU：由控制電路和算法軟件組成，是動力系統的控制中樞，作用是監測車輛狀態，實施整車動力控制決策。VCU 中的控制電路需要用到 PCB，用量在 0.03 平米左右。 MCU：由控制電路和算法軟件組成，是新能源車電控系統的重要單元，作用是根據VCU發出的決策指令控制電機運行，使其按照VCU的指令輸出所需要的交流電。MCU中控制電路PCB用量在0.15平米左右。

BMS：BMS 是電池單元中的核心組件，通過對電壓、電流、溫度和 SOC 等參數的采集和計算，進而控制電池的充放電過程，實現對于電池的保護和綜合管理。BMS 硬件由主控（BCU）和從控（BMU）組成，從控安裝于模組內部，用來檢測單體電壓、電流和均衡控制；主板位置比較靈活，用于繼電器控制、荷電狀態值 (SOC)估計和電氣傷害保護等。

BMS 一般采用穩定性更好的多層板，單體價值較其他電路板高。作用是監測單體電池的電壓、電流等指標，實現均衡控制，防止出現過壓過流等損傷電池壽命和性能的情況。BMS 由于架構復雜，需要用到大量的 PCB, 主控電路用量約為 0.24 平米，單體管理單元則在 2-3 平米。

由于不同控制單元對于PCB板的工藝要求不同，產品的價格也有較大差異，例如，BMS 單元的主控線路板單價可高達20000元/平方米，從控板價格則在 1500-2000元/平米左右，而相較之下，VCU 與MCU 所用的PCB為普通板，附加值并不算高，價格在1000元/平米。同時，各類BMS的單體管理單元數量也有所不同，導致不同車型的PCB用量存在差異，平均在3-5平米左右，整車PCB用量在5-8平米之間，價值約為2000元左右，遠高于傳統的高級轎車。

圖：PCB在新能源汽車動力控制系統中的應用

圖：新能源汽車動力控制系統

近年來，全球新能源乘用車市場飛速發展，據統計，2013年全球新能源乘用車銷量僅有14.7萬輛。從2014年至2016年，全球新能源乘用車銷量分別為35萬輛、55萬輛、77萬輛，年復合增長率高達48.3%。

中國作為全球最大的新能源汽車市場，市場規模擴張速度高于全球平均水平，2015-2016 年，國內新能源汽車分別實現產量 37.9 萬輛和 51.7 萬輛，綜合考慮政策目標、積分制影響和車企銷售規劃等因素，保守預計 2017-2020年國內新能源汽車產量分別為70萬輛、100萬輛、120萬輛和150萬輛，對應的市場滲透率也會逐步提高至5%左右。