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動(dòng)力電池FPC 方案替代傳統(tǒng)銅線束，有什么優(yōu)點(diǎn)？

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人氣：2418發(fā)布日期：2023-09-19 10:50【大中小】

動(dòng)力電池FPC

■ 定義與特點(diǎn)

柔性電路板（FPC）是以柔性覆銅板為基材制成的一種電路板。作為信號(hào)傳輸?shù)拿浇?，它廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的連接，具備配線組裝密度高、彎折性好、工藝靈活、輕量化等優(yōu)勢。柔性電路板（FPC）一般劃分為：單層、雙層、多層以及軟硬結(jié)合版。

■ 分類與場景

隨著汽車電動(dòng)化、智能化發(fā)展，F(xiàn)PC 在彎折性、減重、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢進(jìn)一步體現(xiàn)，柔性電路板（FPC）在車載領(lǐng)域的覆蓋率不斷提高，廣泛應(yīng)用于傳感器、BMS/VCU/MCU三大動(dòng)力控制系統(tǒng)、車燈、顯示模組、高級(jí)輔助系統(tǒng)等車載相關(guān)場景。

戰(zhàn)新PCB產(chǎn)業(yè)研究所預(yù)計(jì)單車柔性電路板（FPC）用量會(huì)超過100片，尤其是在新能源汽車的飛速發(fā)展下，將帶動(dòng)車載動(dòng)力電池用FPC需求大幅提高。

動(dòng)力電池FPC替代線束

動(dòng)力電池FPC替代銅線線束趨勢明確。采集線，是新能源汽車BMS系統(tǒng)的重要部件，具有以下功能：

■ 監(jiān)控新能源動(dòng)力電池電芯的電壓和溫度；

■ 連接數(shù)據(jù)采集和傳輸，自帶過流保護(hù)；

■ 保護(hù)汽車動(dòng)力電池電芯，出現(xiàn)異常短路會(huì)自動(dòng)斷開。

傳統(tǒng)銅線線束方案是新能源汽車動(dòng)力電池采集線的常規(guī)線束方案——由銅線外部包圍塑料而成，連接電池包時(shí)每根線束會(huì)到達(dá)一個(gè)電極，當(dāng)動(dòng)力電池包電流信號(hào)較多時(shí)，就需多根線束的配合，從而空間也隨之擁擠。在Pack裝配環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的線束需要依賴人工手動(dòng)將端口固定于電池包上，機(jī)械化、自動(dòng)化程度低。

反之，F(xiàn)PC具有高度集成、超薄、超軟等特點(diǎn)，能在安全性、輕量化、布局規(guī)整等方面展現(xiàn)出更大地優(yōu)勢，替代傳統(tǒng)銅線線束趨勢明確。此外，因?yàn)镕PC厚度薄，在對電池包結(jié)構(gòu)定制、裝配時(shí)可以通過機(jī)械臂抓取直接放置電池包上，自動(dòng)化程度高，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的生產(chǎn)。

動(dòng)力電池FPC已在新能源車應(yīng)用

2017年前后新能源車行業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展初期，由于產(chǎn)業(yè)小批量初期的高成本和汽車電子領(lǐng)域?qū)煽啃缘母咭?，所以?dòng)力電池企業(yè)大部分都保持著觀望的態(tài)度。但是，隨著FPC展現(xiàn)出的優(yōu)越性能和能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)帶來的優(yōu)勢，F(xiàn)PC逐漸替代了傳統(tǒng)線束。

FPC廠了解到，通過2018年高工鋰電調(diào)研顯示，寧德時(shí)代和比亞迪已經(jīng)在 pack 環(huán)節(jié)批量化應(yīng)用FPC，而這兩家企業(yè)也是國內(nèi)動(dòng)力電池的第一梯隊(duì)。具公開信息顯示，特斯拉、國軒高科、中航鋰電、塔菲爾、欣旺達(dá)、孚能等企業(yè)也紛紛開始應(yīng)用FPC。目前，F(xiàn)PC已成為絕大部分新能源汽車新車型的最主要選擇，在新上市的新能源汽車中得到了廣泛應(yīng)用。

動(dòng)力電池FPC滲透仍在提升

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年的新能源汽車銷售中，2020年、2019年、2018年新上市的新能源車型占比分別為39%、27%、26%，部分還在使用線束等解決方案。在當(dāng)前新能源汽車銷售中，仍有一定比例存量車型銷售。但是隨著舊車型的退市以及新車型的上市，動(dòng)力電池用 FPC 整體滲透率有著提升空間。

升級(jí)CCS單車價(jià)值提升

FPC 廠商進(jìn)一步布局下游集成產(chǎn)品 CCS（Cells Contact System，集成母排，線束板集成件），明顯提升單車價(jià)值，通過FPC向CCS的拓展將提升單車價(jià)值以及盈利空間。

CCS 產(chǎn)品由 FPC、塑膠結(jié)構(gòu)件、銅鋁排等組成，銅鋁排將多個(gè)電芯通過激光焊接進(jìn)行串并聯(lián)，F(xiàn)PC通過與銅鋁排、塑膠結(jié)構(gòu)件連接從而構(gòu)成電氣連接與信號(hào)檢測結(jié)構(gòu)部件。

FPC及CCS單車用量與電池模組設(shè)計(jì)相關(guān)。新能源汽車動(dòng)力電池一般都多個(gè)電池模組組成，單車電池模組數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)差異較大。例如特斯拉，據(jù)鋰電派數(shù)據(jù)顯示，大部分Model S車型的電池包會(huì)分為16個(gè)小模組，而Modrel 3長續(xù)航版的電池包卻只有4個(gè)模組。

目前的主流車型以7-12個(gè)模組的居多。每個(gè)電池模組配備一套CCS，每套CCS配備1-2條FPC，并且CCS還集合了塑膠結(jié)構(gòu)件、銅鋁排等結(jié)構(gòu)，與FPC相比，CCS 的環(huán)節(jié)價(jià)值更高，就單車價(jià)值來看就已達(dá)到FPC的2-3倍。

動(dòng)力電池FPC與溫度傳感器

研究動(dòng)力電池FPC有什么意義呢？除了務(wù)虛層面理解溫度傳感器在動(dòng)力電池上游與下游的應(yīng)用之外，還有幾個(gè)務(wù)實(shí)的價(jià)值。

溫度傳感器由上覆膜層、FPC、下覆膜層、鎳片端子、連接器、補(bǔ)強(qiáng)片組成，用于動(dòng)力電池模組電芯的電壓和溫度采樣，采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集模塊匯總、分析再傳輸給給電池管理系統(tǒng)主控制器模塊，主控模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理后，發(fā)出對應(yīng)的程序控制和變更指令，做出均衡措施。適用于純電動(dòng)、混合動(dòng)力乘用車、物流、客車、特種車等車型及48V動(dòng)力系統(tǒng)。

軟板廠講相對于其他動(dòng)力電池FPC的溫度傳感器方案，它的特點(diǎn)也明顯，譬如組裝工時(shí)短、小型化、輕量化、薄形化，另外具有可撓性，彎折性好。

來源：知乎/鑫鑫傳感器

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