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一文了解CCS集成母排采集組件——FPC/FDC/FFC
CCS集成母排是電池模組內(nèi)的電連接結(jié)構(gòu)件,通過將信息采集組件(線束/FPC/FFC等)、塑膠結(jié)構(gòu)件、鋁排等部件整合成一個模塊,安裝在電池模組內(nèi),實現(xiàn)電芯高壓串并聯(lián)、電池的溫度采樣、電芯電壓采樣功能以及過流熔斷等功能,屬于BMS電池管理系統(tǒng)的一部分。
在CCS行業(yè)發(fā)展初期,產(chǎn)品主要是注塑托盤線束采樣CCS。隨著電池結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新,CCS的信號采集組件、集成工藝等也在不斷發(fā)展,目前CCS的信號采集組件有線束、PCB、FPC、FFC、FDC等方案,集成工藝也有注塑支架、吸塑板、熱壓、PC模切等,形成多種技術(shù)路線并行發(fā)展的局勢。
就信號采集組件來看,與線束相比,FPC、FFC、FDC等具有重量輕、彎折性能好、厚度薄、占用空間小等特點,在產(chǎn)品集成度、輕量化、結(jié)構(gòu)規(guī)整等方面更具優(yōu)勢,有利于更好利用電池內(nèi)部空間,便于自動化裝配,適用于規(guī)?;可a(chǎn),在新能源汽車汽車電池及儲能領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
下面,我們來簡單了解一下CCS集成母排這幾種不同的信號采集組件。
【1】FPC
柔性印制電路板(Flexible Printed Circuit,F(xiàn)PC),是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性,絕佳的可撓性印刷電路板。
FPC具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點。所有線路都配置完成,省去多余排線的連接工作,可以提高柔軟度,加強在有限空間內(nèi)作三度空間的組裝,是目前CCS集成母排替代線束的主流方案,市場占比高。此外,也有不少FPC廠商布局CCS集成母排產(chǎn)品。
圖 FPC組件 圖片攝自CIBF 2023硅翔展臺
FPC加工技術(shù)成熟,產(chǎn)能相對充裕。但是也存在材料與設(shè)備成本高,投資大,加工流程復(fù)雜,制程長,成本高,制程有污染不環(huán)保,導(dǎo)電性能低等局限性。
【2】FFC
柔性扁平線纜(Flexible Flat Cable,F(xiàn)FC)是以PET為基材的絕緣熱熔膠帶和極薄極細(xì)的鍍錫扁銅線,通過自動化設(shè)備生產(chǎn)線壓合而成,具有柔韌性好、可隨意折疊彎曲、厚度薄、體積小、連接簡單、拆卸方便、易解決電磁屏蔽(EMI)等優(yōu)點。
FFC軟排線工藝成熟,結(jié)構(gòu)相對簡單,且大部分FFC的生產(chǎn)不需要開模,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)能大,具有成本優(yōu)勢。
FFC被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電器設(shè)備中,隨著新能源汽車的發(fā)展,F(xiàn)FC的應(yīng)用場景進(jìn)一步擴大。相比于傳統(tǒng)應(yīng)用場景,F(xiàn)FC在新能源汽車上的應(yīng)用環(huán)境要更加惡劣,因此車載用高可靠性FFC通常需要具備更高的阻燃性、外觀熱穩(wěn)定、耐老化性、抗剪切力、耐高溫高濕以及耐冷熱沖擊性能。
圖 田津電子內(nèi)置FUSE 的FFC
【3】FDC
柔性模切線路板(Flexible Die-cutting Circuit, FDC)是一種以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材,經(jīng)過模切工藝制成的一種具有高度可靠性,絕佳的可撓性電路,因具有可自由彎曲、折疊、卷繞,可在三維空間隨意移動及伸縮的特點。
與FPC相比,F(xiàn)DC加工工序少,通過模切加工,工藝環(huán)保,同時加工周期短,效率高,可有效節(jié)約產(chǎn)品的生產(chǎn)加工成本。據(jù)悉,相對FPC,F(xiàn)DC可減少約30%的成本,可作為新能源行業(yè)中的FPC的低成本替代方案。
圖 FDC產(chǎn)品 圖源小德電子
目前,F(xiàn)FC/FDC技術(shù)方案作為新的工藝路線,在市場驗證的過程中還存在著一些局限性需要進(jìn)一步改善。更多干貨內(nèi)容,請關(guān)注10月12日,有材有料&模切之家&涂布之家將在「2023新能源模切工藝及關(guān)鍵材料研討會」上帶來的主題演講——《新能源汽車電池PACK用CCS集成母排解決方案》,期待大家與會交流。
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