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一文了解CCS集成母排采集组件——FPC/FDC/FFC

发布时间:2023-10-04点击:924



CCS集成母排是电池模组内的电连接结构件,通过将信息采集组件(线束/FPC/FFC等)、塑胶结构件、铝排等部件整合成一个模块,安装在电池模组内,实现电芯高压串并联、电池的温度采样、电芯电压采样功能以及过流熔断等功能,属于BMS电池管理系统的一部分。


在CCS行业发展初期,产品主要是注塑托盘线束采样CCS。随着电池结构的不断创新,CCS的信号采集组件、集成工艺等也在不断发展,目前CCS的信号采集组件有线束、PCB、FPC、FFC、FDC等方案,集成工艺也有注塑支架、吸塑板、热压、PC模切等,形成多种技术路线并行发展的局势。


就信号采集组件来看,与线束相比,FPC、FFC、FDC等具有重量轻、弯折性能好、厚度薄、占用空间小等特点,在产品集成度、轻量化、结构规整等方面更具优势,有利于更好利用电池内部空间,便于自动化装配,适用于规模化批量生产,在新能源汽车汽车电池及储能领域得到广泛应用。


下面,我们来简单了解一下CCS集成母排这几种不同的信号采集组件。


【1】FPC


柔性印制电路板(Flexible Printed Circuit,FPC),是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板。


FPC具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。所有线路都配置完成,省去多余排线的连接工作,可以提高柔软度,加强在有限空间内作三度空间的组装,是目前CCS集成母排替代线束的主流方案,市场占比高。此外,也有不少FPC厂商布局CCS集成母排产品。


图 FPC组件  图片摄自CIBF 2023硅翔展台


FPC加工技术成熟,产能相对充裕。但是也存在材料与设备成本高,投资大,加工流程复杂,制程长,成本高,制程有污染不环保,导电性能低等局限性。


【2】FFC


柔性扁平线缆(Flexible Flat Cable,FFC)是以PET为基材的绝缘热熔胶带和极薄极细的镀锡扁铜线,通过自动化设备生产线压合而成,具有柔韧性好、可随意折叠弯曲、厚度薄、体积小、连接简单、拆卸方便、易解决电磁屏蔽(EMI)等优点。


FFC软排线工艺成熟,结构相对简单,且大部分FFC的生产不需要开模,生产效率高,产能大,具有成本优势。


FFC被广泛应用于现代电器设备中,随着新能源汽车的发展,FFC的应用场景进一步扩大。相比于传统应用场景,FFC在新能源汽车上的应用环境要更加恶劣,因此车载用高可靠性FFC通常需要具备更高的阻燃性、外观热稳定、耐老化性、抗剪切力、耐高温高湿以及耐冷热冲击性能。


图 田津电子内置FUSE 的FFC


【3】FDC


柔性模切线路板(Flexible Die-cutting Circuit, FDC)是一种以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材,经过模切工艺制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性电路,因具有可自由弯曲、折叠、卷绕,可在三维空间随意移动及伸缩的特点。


与FPC相比,FDC加工工序少,通过模切加工,工艺环保,同时加工周期短,效率高,可有效节约产品的生产加工成本。据悉,相对FPC,FDC可减少约30%的成本,可作为新能源行业中的FPC的低成本替代方案。


图 FDC产品 图源小德电子


目前,FFC/FDC技术方案作为新的工艺路线,在市场验证的过程中还存在着一些局限性需要进一步改善。更多干货内容,请关注10月12日,有材有料&模切之家&涂布之家将在「2023新能源模切工艺及关键材料研讨会」上带来的主题演讲——《新能源汽车电池PACK用CCS集成母排解决方案》,期待大家与会交流。




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