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动力电池FPC 方案替代传统铜线束，有什么优点？

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人气：1473发布日期：2023-09-19 10:50【大中小】

动力电池FPC

■ 定义与特点

柔性电路板（FPC）是以柔性覆铜板为基材制成的一种电路板。作为信号传输的媒介，它广泛应用于电子产品的连接，具备配线组装密度高、弯折性好、工艺灵活、轻量化等优势。柔性电路板（FPC）一般划分为：单层、双层、多层以及软硬结合版。

■ 分类与场景

随着汽车电动化、智能化发展，FPC 在弯折性、减重、自动化程度高等优势进一步体现，柔性电路板（FPC）在车载领域的覆盖率不断提高，广泛应用于传感器、BMS/VCU/MCU三大动力控制系统、车灯、显示模组、高级辅助系统等车载相关场景。

战新PCB产业研究所预计单车柔性电路板（FPC）用量会超过100片，尤其是在新能源汽车的飞速发展下，将带动车载动力电池用FPC需求大幅提高。

动力电池FPC替代线束

动力电池FPC替代铜线线束趋势明确。采集线，是新能源汽车BMS系统的重要部件，具有以下功能：

■ 监控新能源动力电池电芯的电压和温度；

■ 连接数据采集和传输，自带过流保护；

■ 保护汽车动力电池电芯，出现异常短路会自动断开。

传统铜线线束方案是新能源汽车动力电池采集线的常规线束方案——由铜线外部包围塑料而成，连接电池包时每根线束会到达一个电极，当动力电池包电流信号较多时，就需多根线束的配合，从而空间也随之拥挤。在Pack装配环节，传统的线束需要依赖人工手动将端口固定于电池包上，机械化、自动化程度低。

反之，FPC具有高度集成、超薄、超软等特点，能在安全性、轻量化、布局规整等方面展现出更大地优势，替代传统铜线线束趋势明确。此外，因为FPC厚度薄，在对电池包结构定制、装配时可以通过机械臂抓取直接放置电池包上，自动化程度高，可以实现规模化的生产。

动力电池FPC已在新能源车应用

2017年前后新能源车行业在国内的发展初期，由于产业小批量初期的高成本和汽车电子领域对可靠性的高要求，所以动力电池企业大部分都保持着观望的态度。但是，随着FPC展现出的优越性能和能够实现规模化生产带来的优势，FPC逐渐替代了传统线束。

FPC厂了解到，通过2018年高工锂电调研显示，宁德时代和比亚迪已经在 pack 环节批量化应用FPC，而这两家企业也是国内动力电池的第一梯队。具公开信息显示，特斯拉、国轩高科、中航锂电、塔菲尔、欣旺达、孚能等企业也纷纷开始应用FPC。目前，FPC已成为绝大部分新能源汽车新车型的最主要选择，在新上市的新能源汽车中得到了广泛应用。

动力电池FPC渗透仍在提升

据统计，2020年的新能源汽车销售中，2020年、2019年、2018年新上市的新能源车型占比分别为39%、27%、26%，部分还在使用线束等解决方案。在当前新能源汽车销售中，仍有一定比例存量车型销售。但是随着旧车型的退市以及新车型的上市，动力电池用 FPC 整体渗透率有着提升空间。

升级CCS单车价值提升

FPC 厂商进一步布局下游集成产品 CCS（Cells Contact System，集成母排，线束板集成件），明显提升单车价值，通过FPC向CCS的拓展将提升单车价值以及盈利空间。

CCS 产品由 FPC、塑胶结构件、铜铝排等组成，铜铝排将多个电芯通过激光焊接进行串并联，FPC通过与铜铝排、塑胶结构件连接从而构成电气连接与信号检测结构部件。

FPC及CCS单车用量与电池模组设计相关。新能源汽车动力电池一般都多个电池模组组成，单车电池模组数量根据设计差异较大。例如特斯拉，据锂电派数据显示，大部分Model S车型的电池包会分为16个小模组，而Modrel 3长续航版的电池包却只有4个模组。

目前的主流车型以7-12个模组的居多。每个电池模组配备一套CCS，每套CCS配备1-2条FPC，并且CCS还集合了塑胶结构件、铜铝排等结构，与FPC相比，CCS 的环节价值更高，就单车价值来看就已达到FPC的2-3倍。

动力电池FPC与温度传感器

研究动力电池FPC有什么意义呢？除了务虚层面理解温度传感器在动力电池上游与下游的应用之外，还有几个务实的价值。

温度传感器由上覆膜层、FPC、下覆膜层、镍片端子、连接器、补强片组成，用于动力电池模组电芯的电压和温度采样，采集数据通过数据采集模块汇总、分析再传输给给电池管理系统主控制器模块，主控模块对数据进行分析和处理后，发出对应的程序控制和变更指令，做出均衡措施。适用于纯电动、混合动力乘用车、物流、客车、特种车等车型及48V动力系统。

软板厂讲相对于其他动力电池FPC的温度传感器方案，它的特点也明显，譬如组装工时短、小型化、轻量化、薄形化，另外具有可挠性，弯折性好。

来源：知乎/鑫鑫传感器

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