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新能源车动力电池FPC.应用

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人气:1290发布日期 :2024-09-05 09:28【

柔性电路板(FPC)

电池FPC讲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应用于电子产品的连接,FPC分为单层、双层、多层和软硬结合版;具备配线组装密度高、弯折性好、轻量化、工艺灵活等特点。

随着汽车智能化技术的发展,FPC的优势也得到了进一步体现。尤其新能源汽车的大发展,带动了车载动力电池用FPC需求的大幅增长!

柔性电路板 FPC 的特点

FPC 分类

FPC的优势让其在车载领域的使用量不断提升,应用包括了车灯、显示模组、传感器、高级辅助系统、三大动力控制系统(BMS/VCU/MCU)等相关场景。

部分车载 FPC 场景

单车FPC需求有望超过 100 条

动力电池 FPC 广获应用,替代铜线线束趋势明确。

采集线,是新能源汽车BMS系统所需配备的重要部件。主要功能有三,

① 实现监控新能源动力电池电芯的电压和温度;

② 连接数据采集和传输并自带过流保护功能;

③ 保护汽车动力电池电芯,异常短路自动断开等功能。

 

传统铜线线束方案

常规线束由铜线外部包围塑料而成,连接电池包时每一根线束到达一个电极,当动力电池包电流信号很多时,需很多根线束配合,空间挤占大。并且在Pack装配环节,传统线束依赖人工将端口固定在电池包上,自动化程度低。

FPC

相较铜线线束,FPC具有高度集成、超薄厚度、超柔软度等特点,在轻量化、安全性、布局规整等方面有突出优势。此外FPC厚度薄,电池包结构定制,装配时可通过机械手臂抓取直接放置电池包上,自动化程度高,适合规模化大批量生产。

所以,随着 FPC 展现出的优异性能及规模化生产带来的快速降本,FPC替代传统线束的进程明显提速,趋势明显。


 

FPC 相较传统线束的优势

动力电池用 FPC 

 FPC已在新上市的新能源汽车车型中得到广泛应用,已经成为新能源汽车新车型的最主要选择。公开信息显示特斯拉、国轩高科、中航锂电、塔菲尔、 欣旺达、孚能等企业也均开始应用 FPC。 

但是由于产业小批量初期的高成本,以及汽车电子领域对可靠性的高要求,大多动力电池企业还处在观望的态度,所以动力电池用 FPC 整体渗透率仍有提升空间。根据车主之家数据统计,2020 年新能源汽车的销售中,2020 年、2019 年、2018 年新上市车型占比分别约 39%、27%、26%,部分还在使用线束等解决方案。

 

升级 CCS 单车价值提升 

FPC 厂商正在进一步布局下游的集成产品 CCS(Cells Contact System,集成母排,线束板集成件),通过FPC向CCS的拓展提升单车价值和盈利空间。

CCS产品由FPC、铜铝排、塑胶结构件等组成,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。 

汽车动力电池 FPC 产品(左);汽车动力电池 CCS 产品(右)

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,以特斯拉为例,特斯拉 Model S 车型的电池包分为16个小模组,而 Model 3 长续航版的电池包只有4个。

目前主流车型以 7-12 个模组的用量居多。每一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。

相较 FPC,CCS 环节价值量更高

参考奕东电子招股说明书,2020年其动力电池管理系统FPC产品收入 7772w, 并披露了每平方米排版数量15个以下、15-50、50 个以上各规格产品的收入和每平方米单位售价,以此框算,2020 年奕东电子 FPC 产品单价约 60元。

当前主流车型以 7-12 个模组的用量居多,单个电池模组对应1个 CCS,1个 CCS 一般配置,1-2个 FPC,框算 2020 年 FPC 单车价值在 500-800 元。所以,我们判断 CCS 单车价值将达到 FPC 的 2-3 倍。

部分新能源汽车电池模组设计