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FPC直连BMU解决方案   图源 协能科技

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/FIC、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。

 

1
 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,加强在有限空间内做三度空间的组装,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  图源东莞硅翔 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。

 

2
 FFC/FIC
柔性扁平线缆(Flexible Flat Cable,FFC)是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-CCS  图片摄自中航光电展台

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。


FICFuse Inside Cable,是在FFC扁导体中内置保险丝功能。以富瑞电子科技FIC CCS为例,保险丝最小可以对应5A 5S,180°折弯实验(夹具R=0.5°)100次以上,安全可靠,且FIC生产不需要开模,大幅降低客户开发成本;通过 刺破式,金手指连接器方案,可与BMS实现直连。


图 富瑞电子 FIC CCS方案


 

3
 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


 

4
 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。


图 FCC-CCS  图片摄自CIBF 2025 壹连科技展台


据悉,西典新能目前已建成 15 条FCC产线,已有 2 个主流车企客户在批量供货,还有2个主流车企客户打样中。此外,得润电子/柏拉蒂、铭基高科、福建东恒、汇创达等企业亦有布局。


总体来看,目前动力电池CCS采集组件主要还是FPC方案,FDC/FFC/FIC/FCC等方案作为新的工艺路线还在不断完善、拓展中。


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作者 808, ab