CCS集成母排信息采集组件——FPC/FDC/FFC/FCC

马克 • 2024年10月15日下午4:19 • 储能技术 • 阅读 420

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。

图 CCS集成母排与BMS 图源恒美股份

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以及FCC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、FCC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。

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。

图 FPC加工流程

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，2017年前后开始小批量应用于新能源汽车动力电池连接系统，目前已发展为主流方案，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 2024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。

FFC

柔性扁平线缆（Flexible Flat Cable，FFC）是为采用绝缘材料包裹多股铜丝绞合导体压合而成的扁平型电缆，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。

图 FFC加工流程

FFC软排线工艺成熟，结构相对简单，模具通用性强，模具费相对比较低，且局部调整不产生模具费，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，可作为信号采集组件应用于CCS电池连接系统，与主流的FPC相比，成本更低。

图 FFC 结构示意图图源田津电子

但FFC作为信号采集线路使用时存在加工难度较高的问题，目前在电池连接系统中尚未规模应用。

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。

图 FDC加工流程

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

FCC

柔性扁平电缆连接柔性模切电路（Flexible flat cableconnect flexible die-cut circuit，FCC）是采用FFC接枝FPC/FDC的一种新型信号采集组件，属于FFC工艺的优化方案。

FCC信号采集组件主体为FFC，在FFC上开窗锡焊接枝FPC/FDC，通过 FPC/FDC 与铝巴进行超声波焊接，替代锡焊镍片与铝巴的激光焊接实现电压采样需求，实现无镍片电压采样，降低成本。目前，FCC方案还在打样测试验证中。

图 FCC采集线结构示意图图源精实电子

目前，FFC/FDC/FCC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。更多技术内容，欢迎大家进群交流探讨。

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