一种低电磁干扰的PCB板、电源分配单元及车辆的制作方法

一种低电磁干扰的pcb板、电源分配单元及车辆
技术领域
1.本实用新型涉及电动汽车高压电气技术领域，尤其是一种低电磁干扰的pcb板、电源分配单元及车辆。


背景技术：

2.随着交通运输、航空航天、新能源等领域的飞速发展，也对现有的功率器件及变换器提出了更高的要求，如更高的功率密度，更高的效率，更小的电磁干扰。目前电动汽车高压用电器减小电磁干扰的方法主要是采用金属箱体、增加滤波电路等方法，成本较高。
3.有鉴于此，本文旨在提供一种低电磁干扰的pcb板、电源分配单元及车辆，能够低成本的解决电磁干扰的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述问题，本文的目的在于，提供一种低电磁干扰的pcb板、电源分配单元及车辆，以解决现有技术中减轻电磁干扰成本高昂的问题。
5.为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：
6.一方面，本文提供一种低电磁干扰的pcb板，包括基层、第一导电层和第二导电层；
7.所述第一导电层和所述第二导电层分别设置在所述基层的两侧；所述第一导电层的输入端在所述pcb板上的位置与所述第二导电层的输出端在所述pcb板上的位置相对应，所述第一导电层的输出端在所述pcb板上的位置与所述第二导电层的输入端在所述pcb板上的位置相对应；至少部分所述第一导电层的形状与所述第二导电层的形状呈镜像；电流在所述第一导电层中的流向和电流在所述第二导电层中的流向相反。
8.具体地，所述基层上设有用于与电子器件相连的连接点，所述电子器件由所述连接点与所述第一导电层相连以形成通路。
9.进一步地，所述第二导电层的形状与所述通路的形状相一致。
10.进一步地，所述第二导电层在第一导电层侧的所述电子器件处形成有避让结构。
11.更进一步地，所述连接点为连接开孔，所述连接开孔与所述基层正面相连接的外周边处设有所述第一导电层，用于连接同一个电子器件的两个连接开孔之间无所述第一导电层连通；所述第二导电层在所述连接开孔的外周边处形成有避让空隙。
12.优选地，所述pcb板包括顺序连接的第一连接部、第二连接部和第三连接部，所述第一连接部与所述第三连接部相互靠近，所述第二连接部与所述第一连接部的连接处和所述第二连接部与所述第三连接部的连接处均平滑过渡。
13.优选地，所述电子器件为接触器和/或断路器。
14.具体地，所述第一导电层和所述第二导电层采用相同的材料制得。
15.进一步地，所述第一导电层的厚度和宽度分别与所述第二导电层的厚度和宽度相同。
16.进一步地，所述第一导电层的截面面积与所述第二导电层的截面面积相同。
17.优选地，所述第一导电层的截面面积和所述第二导电层的截面面积在10mm2至300mm2之间。
18.优选地，所述基层的厚度在2mm至8mm之间。
19.具体地，所述第一导电层远离所述基层的一侧设有第一覆层，所述第二导电层远离所述基层的一侧设有第二覆层。
20.优选地，所述第一覆层和所述第二覆层采用相同的材料制成，所述第一覆层和所述第二覆层均为阻焊层。
21.另一方面，本文还提供一种低电磁干扰的电源分配单元，包括壳体和如上述技术方案所述的pcb板，所述pcb板设置在所述壳体内，所述第一导电层的输入端和所述第二导电层的输出端通过所述壳体上的第一连接端子引出，所述第一导电层的输出端与所述第二导电层的输入端通过所述壳体上的第二连接端子引出。
22.另一方面，本文还提供一种车辆，包括电池包、用电设备和上述电源分配单元，所述电池包与所述电源分配单元通过所述第一连接端子相连，所述用电设备与所述电源分配单元通过所述第二连接端子相连。
23.采用上述技术方案，本文所述一种低电磁干扰的pcb板、电源分配单元及车辆，其pcb板正反两侧分别设有供电流流通的第一导电层和第二导电层，且其正反两侧导电层的互为镜像、流经的电流大小相等方向相反，从而使在基层两侧的回路中产生大小相等方向相反的磁场以相互抵消，起到降低电磁干扰的作用；有利于提高电子器件的性能和使用寿命；与现有的降低电磁干扰的方法相比，成本更加低廉。
24.为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
25.为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1(a)至图1(c)示出了本文实施例提供的一种pcb板的第一结构示意图；
27.图2(a)至图2(b)示出了本文实施例提供的一种pcb板在连接有电子器件时的结构示意图；
28.图3(a)至图3(b)示出了本文实施例提供的另一种pcb板的结构示意图；
29.图4为图1(c)中a处的放大示意图；
30.图5示出了本文实施例提供的pcb板在其连接点处的剖视图；
31.图6示出了本文实施例提供的一种pcb板的第二结构示意图；
32.图7示出了本文实施例提供的pcb板的截面图；
33.图8示出了本文实施例提供的另一种pcb板的截面图；
34.图9示出了本文实施例提供的电源分配单元的结构示意图；
35.图10示出了本文实施例提供的一种车辆其局部的结构示意图。
36.附图符号说明：
37.10、pcb板；
38.11、基层；
39.12、第一导电层；
40.121、第一导电层的输入端；
41.122、第一导电层的输出端；
42.13、第二导电层；
43.131、第二导电层的输入端；
44.132、第二导电层的输出端；
45.14、连接点；
46.15、第一覆层；
47.16、第二覆层；
48.17、第一连接部；
49.18、第二连接部；
50.19、第三连接部；
51.20、电子器件；
52.30、电源分配单元；
53.31、壳体；
54.32、第一连接端子；
55.33、第二连接端子；
56.40、电池包；
57.50、用电设备。
具体实施方式
58.下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。
59.需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
60.现有的电动汽车高压用电器减少电磁干扰(electromagnetic interference，emi)的方法主要是通过采用金属箱体的屏蔽法、增加滤波电路等方法，成本均较高。本文实施例提供了一种低电磁干扰的pcb板、电源分配单元及车辆，能够实现低电磁干扰的同时，降低设备成本。图1(a)至图1(c)是本文实施例提供的一种低电磁干扰的pcb板的结构示意图，具体地，其中图1(a)是pcb板的正面结构示意图，图1(b)是pcb板的侧视图，图1(c)是pcb
板反面的结构示意图。具体的如图1(a)至图1(c)所示，低电磁干扰的pcb板10可以包括：基层11、第一导电层12和第二导电层13；
61.第一导电层12和第二导电层13分别设置在基层11的两侧；第一导电层的输入端121在pcb板上的位置与第二导电层的输出端132在pcb板上的位置相对应，第一导电层的输出端122在pcb板上的位置与第二导电层的输入端131在pcb板上的位置相对应；至少部分第一导电层12的形状与第二导电层13的形状呈镜像；流经第一导电层12的电流与流经第二导电层13的电流方向相反。
62.本说明书实施例提供的一种pcb板，其正反两侧分别设有供电流流通的第一导电层和第二导电层，且其正反两侧导电层的互为镜像、流经正反两侧导电层的电流方向相反，从而使在基层11两侧的回路中产生方向相反的磁场以相互抵消，起到降低电磁干扰的作用；有利于提高电子器件的性能和使用寿命；与现有的降低电磁干扰的方法相比，本说明书实施例提供的pcb板结构简单，制造成本更加低廉。
63.优选地，还可以使得流经第一导电层12的电流与流经第二导电层13的电流大小相等，从而基层11两侧的回路中产生的磁场也大小相等以提高两侧磁场相互抵消的效果，进一步降低电磁干扰。
64.需要说明的是，本说明书实施例中，第一导电层的输入端121在pcb板上的位置和第二导电层的输出端132在pcb板上的位置相对应，并不是指其两者在pcb板上的位置完全一致，而是指为了使得电流回路镜像，这两点的位置在不影响电气性能的前提下尽可能接近。第一导电层的输出端122与第二导电层的输入端131的情况与之相似，此处不再赘述。
65.图2(a)和图2(b)是连接有电子器件的pcb板的结构示意图，图2(a)示出了连接有电子器件的pcb板的正面；图2(b)示出了连接有电子器件的pcb板的反面。如图1(a)至图1(c)和图2(a)至图2(b)所示，基层11上设有用于与电子器件相连的连接点14，电子器件20通过连接点14与第一导电层12相连以形成通路。即本说明书实施例中，电子器件20装配连接在基层11的正面。
66.由于为避免连接在基层11上的电子器件20短路，基层11的用于连接同一电子器件20的两个连接点14之间无第一导电层12。因此，在电子器件20所在位置的背面，第二导电层13的走线可有多种方式。在一些可行的实施例中，第二导电层13的形状与通路的形状相一致，即第一导电层12与电子器件20相连形成的通路所具有的形状与第二导电层13的形状相一致。
67.即如图3(a)至图3(b)所示，为本文实施例提供的另一种pcb板的结构示意图；图3(a)是本说明书实施例提供的连接有电子器件的另一种pcb板的正面，图3(b)是本说明书实施例提供的连接有电子器件的另一种pcb板的反面。如图3(b)所示，第一导电层12与电子器件20通过连接点14相连所构成的通路与第二导电层13的形状一致。
68.在另一些可行的实施例中，第二导电层13在第一导电层12侧的电子器件20处形成有避让结构。如图2(b)所示，在电子器件20连接位置的背面，第二导电层13的走线呈“弓”字形以避让开电子器件20，也就是说，在基层11的正面，电子器件20连接在两个连接点14之间；在基层11背面的对应位置，连接该电子器件20的两个连接点14之间的第二导电层13，弯折设置以远离该电子器件20。从而能够使得降低电子器件20所在位置背面的第二导电层13产生的磁场对电子器件20的影响，提高电子器件20的寿命。避让结构还可以用于避免pcb上
或pcb板外的诸如硬件基线等的部件。
69.由于在电子器件20所在位置处未设有第一导电层12，而其背面设有第二导电层13，因此，在电子器件20所在位置的正反两侧的磁场的相互抵消作用较差。此时，可采用金属屏蔽的方法减小电磁干扰，例如，用金属箱子将电子器件20罩住，由于金属箱子仅需将电子器件20罩住，而不是罩住整个pcb板，因此金属箱子可具有较小的体积，可降低其制造成本。
70.进一步地，连接点14可以为贯穿基层11的连接开孔，连接开孔与基层11正面相连接的外周边处设有第一导电层12，用于连接同一个电子器件20的两个连接开孔之间无第一导电层12连通，即第一导电层12的走线应避免电子器件20短路；如图4所示和图5所示，第二导电层13在连接开孔的外周边处形成有避让空隙(即在连接开孔所在位置的背面，第二导电层13也设有开孔，但第二导电层13在该处的开孔的孔径大于该连接开孔的孔径)，从而使得连接在连接开孔处的电子器件20与第一导电层12导通而与第二导电层13不导通。
71.当然了，连接点14也可以为非贯穿基层11直至第二导电层13的连接孔，则第二导电层13的制备无需增加对该连接孔的避让工艺。
72.如图6所示，pcb板10可包括顺序连接的第一连接部17、第二连接部18和第三连接部19，第一连接部17与第三连接部19相互靠近(第一连接部17与第三连接部19大体上呈平行以使得第一连接部17的自由端和第三连接部19的自由端在同一侧)，第二连接部18与第一连接部17的连接处和第二连接部18与第三连接部19的连接处均平滑过渡。pcb板呈倒着的“u”形，这是与其应用场景的需求相适配的。电子器件20可设置在第一连接部17和/或第二连接部18和/或第三连接部19上。示例性的，如图6，电子器件20设置在第三连接部19上。
73.电子器件20为接触器和/或断路器。接触器和/或断路器用于保障电路安全。
74.第一导电层12和第二导电层13采用相同的材料制得。
75.具体地，第一导电层12和第二导电层13采用铜或铝制成。
76.铜材料导电性佳，能够承载较大电流；铝材料散热性好，且成本低廉；第一导电层12和第二导电层13可根据实际需要选择适应的材料制成。
77.在一些可行的实施例中，第一导电层12的厚度和宽度分别与第二导电层13的厚度和宽度相同。如图7所示，第一导电层12的厚度和第二导电层13的厚度均为h；第一导电层12的宽度(指第一导电层走线的宽度)和第二导电层13的宽度(指第二导电层走线的宽度)均为w。
78.在一些可行的实施例中，还可以使得第一导电层12的截面面积与第二导电层13的截面面积相同。需要说明的是，本说明书实施例中，第一导电层的截面面积为垂直于第一导电层长度方向对其进行切割得到的截面的面积，也就是说，是第一导电层的厚度与宽度的乘积；与之类似地，第二导电层的截面面积是第二导电层的厚度与宽度的乘积。
79.当第一导电层12的截面面积与第二导电层13的截面面积相同或相当时(相当是指两者截面面积的差值小于等于预设的允许范围，例如，小于等于1％)，第一导电层12具有与第二导电层13相同或相当的电流流通能力，从而在基层11的正反两侧，能够形成大小相同或相当的磁场，提高磁场抵消效果，进而提高电磁干扰的消除能力。
80.本文提供的一种低电磁干扰的pcb板及电源分配单元适用于高压应用场景，因此，优选地，第一导电层12的截面面积和第二导电层13的截面面积在10mm2至300mm2之间，以应
对高压电流的流通。
81.优选地，第一导电层12的截面面积和第二导电层13的截面面积在10mm2至120mm2之间。
82.由于第一导电层12和第二导电层13分别设置于基层11的正反两侧，因此第一导电层12所产生的磁场的中心与第二导电层13所产生的磁场的中心势必不能完全重合，因此，应使得基层11的厚度尽可能小，以最大程度地重合基层11两侧磁场的中心，从而尽可能地提高磁场抵消的效果、降低电磁干扰。然而，基层11的厚度也应当使得基层11满足开孔、承载一些电子器件的硬度、刚度需求。因此，本说明书实施例中，基层11的厚度h1在2mm至8mm之间。
83.优选地，基层11的厚度为4mm。当基层11的厚度为4mm时，基层11两侧的磁场中心距离相差4mm，在使得基层11满足硬度、刚度要求的前提下，取得较佳的降低电子干扰效果。
84.本说明书实施例中，基层11可以是酚醛纸质层压板﹐环氧纸质层压板﹐聚酯玻璃毡层压板﹐环氧玻璃布层压板等，即本说明书实施例中对基层11的材料及制备工艺不作具体限定，基层11的材料和制备可参照现有技术。
85.铝的化学性质较为活泼，易与空气中的氧气产生氧化反应；铜的化学性质虽然不如铝活泼，但在有水的条件下，铜和氧气接触还是会被氧化。由于第一导电层12和第二导电层13的厚度通常情况下较薄，一旦氧化后将成为电的不良导体，会极大地损害整个pcb板的电气性能。为了阻止铜氧化，也为了在焊接时pcb板的焊接部分和非焊接部分相分开，以及为了保护pcb板表层避免因灰尘、水份等外界环境因素或失误造成绝缘恶化、腐蚀，第一导电层12远离基层11的一侧设有第一覆层15，第二导电层13远离基层11的一侧设有第二覆层16，即如图5和图8所示。第一覆层15和第二覆层16起到对pcb板10及上面导电层保护的作用。
86.第一覆层15和第二覆层16采用相同的材料制成，优选的，第一覆层15和第二覆层16均为阻焊层。阻焊层能够起到长期的保护所形成的线路图形，防止导体电路的物理性断线，防止因桥连产生的短路，减少对焊接料槽的铜污染等作用。
87.当然了，第二覆层16也可以采用与第一覆层15不同的材料和/或不同工艺制成。由于第二覆层16是与电源分配单元30紧贴，即第二覆层16可较少的裸露在外，因此对第二覆层16抗磨损、抗辐射等性能的要求相对于第一覆层15而言相对较低，可以降低第二覆层16的材料成本、工艺成本，从而在一定程度上可降低pcb板制造成本。
88.本说明书实施例还提供一种低电磁干扰的电源分配单元30，如图9所示，电源分配单元30包括壳体31和上述技术方案提供的一种低电磁干扰的pcb板10，pcb板10设置在壳体31内，第一导电层12的输入端和第二导电层13的输出端通过壳体上的第一连接端子32引出，第一导电层12的输出端与第二导电层13的输入端通过壳体31上的第二连接端子33引出。
89.本说明书实施例中，低电磁干扰的电源分配单元，其中pcb板其正反两侧分别设有供电流流通的第一导电层和第二导电层，且其正反两侧导电层的互为镜像、流经的电流方向相反，从而使在基层两侧的回路中产生方向相反的磁场以相互抵消，最终起到降低电磁干扰的作用，有利于提高电源分配单元的性能和使用寿命；且通过在其pcb板背面增设用以抵消pcb板正面电流回路产生的磁场的第二导电层，与现有的降低电磁干扰的方法相比，制
造成本低。
90.如图9所示，第一连接端子32和第二连接端子33位于壳体31的同一侧，从而pcb板呈倒着的“u”形，当然了，pcb板的形状、尺寸等可根据实际应用需求进行调整。
91.第一连接端子32和第二连接端子33均包括正极连接端和负极连接端，第一连接端子32和第二连接端子33的正极连接端均与第一导电层12相连，第一连接端子32和第二连接端子33的负极连接端均与第二导电层13相连。
92.本说明书实施例还提供一种车辆，如图10所示，车辆包括电池包40、用电设备50和电源分配单元30，电池包40与电源分配单元30通过第一连接端子32相连，用电设备50与电源分配单元30通过第二连接端子33相连。
93.还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
94.本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，并不用以限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。