汽車電動化帶來的主要硬件變化就是新增了三電系統,即電池、電機和電控,電動車的能量轉換過程就是通過三電系統不斷地對大電壓和大電流進行控制、處理、分配的過程。逆變器將電池組輸出的直流電轉換為三相交流電,三相交流驅動感應電動機轉動,最后感應電動機帶動汽車的驅動輪轉動。
特斯拉 Model 3 的三電分為 HV Battery 和 Motor 兩個板塊
HV Battery 分為4個功能模塊有5套PCB板。
4 個功能模塊分為電池管理系統(BMS,對電池運
行進行管理)、高壓處理單元(HVP,高壓電流處理)、功率轉化器(PCS,包
括 DC/DC 和 OBC)、充電口控制器(CP,電源通信和處理以及控制充電口)。
5 套 PCB 板,即 BMS 下的 BMS 控制板(1 塊,涵蓋了
BMS 和 HVP)、BMS 下的 BMB 模組管理板(4 塊,對應 4 組電池)、BMS 下
的 CCS 線束板(8 條,對應 4 組電池)、功率轉換器板 PCS(1 塊)、充電口控
制板 CP(1 塊)。

合計面積達到 0.663 平方米,價值量 600~650 元。從 PCB 板的規格上來看,
僅一個電池包就新增了約 0.663 平方米的 PCB 板用量,設計方案會涉及到厚銅層,預估電池包部分的 PCB 價
值量將達到 600~650 元人民幣(硬板 250~280 元人民幣+軟板 350~370 元人
民幣)。
Motor 發動機電控驅動集成在 1 塊 PCB。
特斯拉 Model 3 的電機控制器和驅動器高度集成在一起, PCB 板面積約為 0.05 平方米(形狀不規則,該數值只為預估值),同樣會有厚銅層,單張板價值量預計約為 40 元人民幣。
特斯拉 Model 3 的三電系統的 PCB 用量約為 0.713 平方米,對應單車價值達到 640~690 元。
汽車智能化從硬件上主要表現為智能硬件數量增加和參與運算的控制單元集成度提升,每個智能硬件均需要 PCB 作為承載,如毫米波雷達中承擔射頻功能的 MMIC(單片微波集成電路)就是一塊高頻 PCB 板,車載攝像頭的圖像處理(CMOS)需要軟硬結合板,高端的激光雷達會用到處理器主板 PCB、轉子板 PCB、電機板 PCB。
Model 3 傳感器端包含12個攝像頭和1個毫米波雷達
Model 3 的三攝攝像頭集成在一塊 PCB 中,面積約為 0.002 平方米,工藝采用 4~6 層的 HDI方案,單塊價值量約為 3~4 元人民幣,考慮到特斯拉 Model 3 采用了 12 個攝像頭,則其整套攝像頭自動駕駛傳感器的 PCB 價值量預計達到 10~15 元人民幣,另外搭載的毫米波雷達中由兩個 PCB 板組成,采用 PTFE 和 FR4 混壓的材料方案,PCB 價值量約為20~30,因此目前所能夠預期的特斯拉的自動駕駛傳感器方案所用的PCB板價值大約為 30~45 元人民幣。

從特斯拉的自動駕駛方案不難看出,攝像頭傳感器所用 PCB 的價值相對有限,其他自動駕駛方案中使用的毫米波雷達和激光雷達的 PCB 價值量相對較高(激光雷達會涉及到 3~5 塊采用 HDI 工藝的 PCB 板),一些新勢力廠商和傳統整車廠較為偏好毫米波雷達和激光雷達方案,未來在傳感器端的 PCB 增量價值將會逐漸體現。

特斯拉 Model 3 域控制器分4個模塊
Model 3 全車僅由中央控制模塊、右車身控制域和左車身控制三個區域進行控制,對應了輔助駕駛及娛樂控制模塊(AICM)、前車身控制器(BCM FH)、右車身控制器(BCM RH)、左車身控制器(BCM LH)4 個核心控制模塊。
4 大域控器對應 6 塊 PCB。
AICM 中主要有 3 塊板子(分別負責輔助駕駛Autopilot、信息娛樂 Media 和網絡通信 LTE),3塊板子均有采用 HDI的工藝、價值量較高。前/右/左車身控制器分別各有 1 塊板子,6 塊 PCB 板的面積合計達到 0.28 平方米,價值約為 550~600 元。

特斯拉 Model 3 的電動化核心硬件三電系統的 PCB 價值量合計約為 640~690 元,智能化核心硬件核心控制器的 PCB 價值量合計約為550~600 元,根據產業鏈調研,智能化傳感器和其他非核心且分散的小部件所用的 PCB 價值量約為 300~350 元,由此合計得到單車 PCB 價值量達到1490~1640 元/車。

未來隨著電動化能力提高、高級智能傳感器數量增多和集成化再一步提升,單車 PCB 價值量有望再上一層樓。根據 CPCA,至 2025 年全球汽車 PCB 產值將達到 95 億美元,2020~2025 年的復合增速將達到 7.8%,成長可期。
文章引用來源:三電+域控是價值核心,大陸 PCB 迎變革機會-國金證券[樊志遠,鄧小路,劉妍雪]