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新能源汽車的“神助攻”——FPC

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人氣：1429發(fā)布日期：2024-08-27 08:41【大中小】

新能源汽車已然成為未來汽車行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，降低平均電耗、提高續(xù)航里程是業(yè)界不斷深入研究的方向之一。對(duì)于備受關(guān)注的譬如續(xù)航、充電、安全等問題。歸根結(jié)底，都取決于其“動(dòng)力心臟”——動(dòng)力電池的性能表現(xiàn)。

那么，如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上“鋰”挽狂瀾，做到?更穩(wěn)定?更可靠?更安全?更環(huán)保？現(xiàn)在汽車軟板小編就不帶你一探究竟。

從替代傳統(tǒng)線束著手

動(dòng)力電池PACK環(huán)節(jié)總會(huì)遇到這些令人頭疼的問題：線束布線凌亂，擠占電池包空間，裝配依賴人工，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化大規(guī)模生產(chǎn)。
作為新能源汽車的“神經(jīng)系統(tǒng)”，線束輕量化對(duì)單車能耗的降低愈發(fā)重要，目前寧德時(shí)代、比亞迪、特斯拉中國、國軒高科、中航鋰電等頭部企業(yè)均采用FPC方案替代傳統(tǒng)線束方案。

▲FPC在汽車上的應(yīng)用

什么是FPC?
FPC：英文全拼Flexible Printed Circuit ，中文意思是柔性印制線路板，簡(jiǎn)稱軟板。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。
在此前汽車軟板想說，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)?；笈可a(chǎn)，F(xiàn)PC 替代銅線線束趨勢(shì)明確。整車FPC用量超過100片，動(dòng)力電池FPC數(shù)量與面積遠(yuǎn)超原有整車車載FPC，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。

FPC在動(dòng)力電池模組中應(yīng)有中有以下優(yōu)勢(shì)：

高度集成：自嵌入式Fuse、連接器、片式NTC、鋁/鎳端子；不僅提供優(yōu)良而一致的電性能，能滿足更小型和更高密度安裝的設(shè)計(jì)需要三度空間布線且外型可順空間的局限做改變，適用于向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要，從而達(dá)到元器件裝配和導(dǎo)線連接的一體化。

可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化組裝：組裝快、精準(zhǔn)，利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；在裝配和容錯(cuò)這里，可以避免很多線束設(shè)計(jì)中由于手工出現(xiàn)的差錯(cuò)，在接插件層面也減少了很多插錯(cuò)的機(jī)會(huì)。使用FPC采樣，可降低Module集成工藝復(fù)雜度，F(xiàn)PC與電池busbar（匯流排）的連接可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，有效減少了人工成本。即使客戶在無法成熟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接的情況下，采用傳統(tǒng)螺絲鎖緊的方式，仍然可以有效降低了人工的投入。

超薄厚度：線路區(qū)0.34mm，NTC處2mm。

超柔軟度：線路區(qū)可實(shí)現(xiàn)90°、180°彎折組裝。

輕量化：整車使用時(shí)，可比線束方案減重約1kg。

成本優(yōu)勢(shì)：從成本來看，F(xiàn)PC本身的成本并不高，對(duì)于連接成本而言，是有很大的降低的幅度。

全球汽車 BMS 軟板市場(chǎng)滲透率提升，推動(dòng)市場(chǎng)擴(kuò)容。汽車 BMS 軟板相較于傳統(tǒng)線束具有安全性、輕量化、工藝靈活、自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，特斯拉、比亞迪等新能源汽車引領(lǐng) FPC 方案替代傳統(tǒng)線束，BMS 軟板方案滲透率有望持續(xù)提升，我們預(yù)計(jì)將從 2021 年的 14%進(jìn)一步上升至 2025 年的 70%，假設(shè) 2021 年汽車 BMS 軟板單車價(jià)值量為 800 元/車，每年平均單價(jià)下降 5%，對(duì)應(yīng) BMS 軟板市場(chǎng)空間將由 2021 年的6.9 億元上升至 2025 年的 106.9 億元。
圖：預(yù)計(jì) 2025 年全球汽車 BMS 軟板市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 106.9 億元
FCCL材料需求迫切