新能源电池集成母排CCS(Cells Contact System,或Cells Connection System)是新能源电池组的核心部件之一,由信号采集组件(线束、FPC、FFC等)、塑胶结构件、铜铝排等通过热压合或铆接等工艺连接成一个整体,以实现电芯串并联,以及电池的温度采样、电芯电压等信号采集和传输功能的系统,属于BMS系统的一部分,可用于新能源汽车动力电池、储能电池、具身智能等领域。

1. CCS集成母排的特点

与传统线束母排相比,CCS集成母排具有轻量化、集成化、精密化和安全性等特点,可提升电池包空间利用率及组装效率,满足新能源电池更高能量密度、高安全性、装配自动化等需求。具体特性如下:

1) 一体热压成形,线路密封性好,耐候性好,耐潮湿、耐氧化、耐腐蚀性能优异,可靠度高;

2) 客户端安装简单,避免了线束过多连接的繁琐,自动化作业程度高,节约客户装配人工成本;

3) 集成度高,体积小、轻薄,节约整体模组空间,使整体模组轻量化、便捷化;

4) 共用性强,可制造性强,易于模块化和标准化,节省开发成本;

5) 线路有过流保护设计,对电池电芯起到保护作用,安全性能高。

2.  CCS集成母排的技术发展

随着新能源汽车动力电池集成技术的不断发展和储能领域应用的加速,自动化、降本增效等因素的推动,目前CCS技术路线呈现多样化的发展趋势,其产品发展历程如下图所示。

根据集成工艺、信号采集组件和连接方式等的不同,可以CCS 分为两类或多类:集成工艺可分为注塑铆接、吸塑热铆、热压工艺等;信号采集组件可分为线束、线路板(PCB/FPC/FDC/FCC等)、柔性扁平线缆等;连接方式可分为直接连接和无线连接。

目前,上述的方案中,线束方案信号传输稳定、可靠性高,且具有成本优势,目前主要应用于储能项目;FPC方案是可靠性高、工艺成熟、自动化程度高,是目前的主流方案;FFC、FDC、FCC等方案更具成本优势,目前正随着工艺提升,加速渗透。总体而言,当前CCS集成母排产品形态丰富,技术方案各具特色,终端应用可根据具体场景灵活选择最优方案。

常见CCS产品类型

产品类别

常用集成工艺

特点

线束采样电芯连接组件

注塑支架、吸塑热铆工艺

信号传输稳定,高可靠性,成本低

PCB采样电芯连接组件

热压工艺、吸塑热铆工艺

信号传输稳定,高可靠性,结构轻薄规整,自动化程度高

FPC采样电芯连接组件

热压工艺、吸塑热铆工艺

信号传输稳定,高可靠性,结构轻薄规整,自动化程度高

FFC采样电芯连接组件

热压工艺、吸塑热铆工艺

一体化集成度高,信号采集能力强,高可靠性,是FPC的低成本替代方案

FDC采样电芯连接组件

热压工艺、吸塑热铆工艺

相比FPC工序少,工艺成本低,适合大批量生产

FCC采样电芯连接组件

热压工艺

FFC工艺的优化方案,焊接分支的改良


随着电池模组结构朝着大电芯、大模组、无模组化、集成化、轻量化等方向发展,以及电池经济性驱动下,作为电池模组内的电连接结构件,CCS集成母排也朝着轻量化、精密化、集成化、智能化发展,同时在成本、多元化、可靠性方面不断优化提升。

轻量化方面,不断导入新材料、新技术对电连接组件进行减重,如FPC、FFC等替代传统线束,PC、PET等轻薄材料以及热压、热铆工艺等在产品集成方案中的应用等;集成化方面,包括将更多的功能集成于CCS,如CCS集成CMU/BMU等,可提升组装效率与空间利用率等;智能化方面,如无线CCS等。

此外,数据表明,汽车和电池集成厂商相比CCS制造企业更加注重CCS的研发。因此,CCS企业独立研发研发的同时,为加快技术迭代与商业化落地,也将更倾向于与新能源汽车制造商及电池集成厂商建立深度合作关系

CCS集成母排产业链涉及主机厂,电池厂商,CCS组件供应商,信号采集组件/铜铝排/塑胶结构件等相关供应商,相关设备产线供应商及材料供应商等,为促进行业交流,艾邦特建立了CCS产业链交流群,诚邀大家加群交流。

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作者 808, ab