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新能源汽車上的應(yīng)用-汽車FPC

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人氣：2734發(fā)布日期：2023-05-10 09:07【大中小】

FPC（柔性電路板）介紹

柔性電路板（FPC，F(xiàn)lexible Printed Circuit）是以柔性覆銅板為基材制成的一種電路板，作為信號(hào)傳輸?shù)拿浇閼?yīng)用于電子產(chǎn)品的連接，具備配線組裝密度高、彎折性好、輕量化、工藝靈活等特點(diǎn)。FPC一般可分為單層 FPC、雙層 FPC、多層 FPC 和軟硬結(jié)合版。

圖 1：柔性電路板 FPC 的特點(diǎn)

表 1：FPC 分類

隨著汽車電動(dòng)化、智能化發(fā)展，F(xiàn)PC在彎折性、減重、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步體現(xiàn)，F(xiàn)PC 在車載領(lǐng)域的用量不斷提升，應(yīng)用涵蓋車燈、顯示模組、BMS/VCU/MCU 三大動(dòng)力控制系統(tǒng)、傳感器、高級(jí)輔助系統(tǒng)等相關(guān)場(chǎng)景。新能源汽車的大發(fā)展帶動(dòng)車載動(dòng)力電池用 FPC 需求大幅增長(zhǎng)。

圖 2：部分車載 FPC 場(chǎng)景

FPC在新能源汽車的應(yīng)用

采集線是新能源汽車BMS系統(tǒng)所需配備的重要部件，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控新能源動(dòng)力電池電芯的電壓和溫度；連接數(shù)據(jù)采集和傳輸并自帶過流保護(hù)功能；保護(hù)汽車動(dòng)力電池電芯，異常短路自動(dòng)斷開等功能。

此前新能源汽車動(dòng)力電池采集線采用傳統(tǒng)銅線線束方案，常規(guī)線束由銅線外部包圍塑料而成，連接電池包時(shí)每一根線束到達(dá)一個(gè)電極，當(dāng)動(dòng)力電池包電流信號(hào)很多時(shí)，需要很多根線束配合，對(duì)空間的擠占大。Pack 裝配環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)線束依賴工人手工將端口固定在電池包上，自動(dòng)化程度低。

相較銅線線束，F(xiàn)PC 由于其高度集成、超薄厚度、超柔軟度等特點(diǎn)，在安全性、輕量化、布局規(guī)整等方面具備突出優(yōu)勢(shì)，此外 FPC 厚度薄，電池包結(jié)構(gòu)定制，裝配時(shí)可通過機(jī)械手臂抓取直接放置電池包上，自動(dòng)化程度高，適合規(guī)模化大批量生產(chǎn)，F(xiàn)PC 替代銅線線束趨勢(shì)明確。

2017 年前后行業(yè)導(dǎo)入初期，由于產(chǎn)業(yè)小批量初期的高成本和汽車電子領(lǐng)域?qū)煽啃缘母咭?，?dòng)力電池企業(yè)大多還處在觀望的態(tài)度。隨著 FPC 展現(xiàn)出的優(yōu)異性能以及規(guī)?；a(chǎn)帶來的快速降本，F(xiàn)PC 替代傳統(tǒng)線束的進(jìn)程明顯提速。高工鋰電 2018 年調(diào)研顯示，國內(nèi)動(dòng)力電池第一梯隊(duì)的寧德時(shí)代和比亞迪已經(jīng)在 pack 環(huán)節(jié)批量化應(yīng)用 FPC。公開信息顯示特斯拉、國軒高科、中航鋰電、塔菲爾、欣旺達(dá)、孚能等企業(yè)也均開始應(yīng)用汽車FPC。目前 FPC 方案已經(jīng)成為絕大部分新能源汽車新車型的最主要選擇。

FPC 向 CCS（Cells Contact System，集成母排，線束板集成件）集成。CCS 產(chǎn)品由 FPC、塑膠結(jié)構(gòu)件、銅鋁排等組成，銅鋁排將多個(gè)電芯通過激光焊接進(jìn)行串并聯(lián)，F(xiàn)PC 通過與銅鋁排、塑膠結(jié)構(gòu)件連接從而構(gòu)成電氣連接與信號(hào)檢測(cè)結(jié)構(gòu)部件。