2017年前后，柔性印刷電路（FPC）剛剛開始在動(dòng)力電池行業(yè)應(yīng)用。由于初期生產(chǎn)成本較高，且汽車電子行業(yè)對(duì)可靠性要求嚴(yán)格，許多動(dòng)力電池公司當(dāng)時(shí)仍處于觀望狀態(tài)。隨著柔性印刷電路的優(yōu)異性能逐漸顯現(xiàn)，以及大規(guī)模生產(chǎn)的成本迅速下降，用柔性印刷電路替代傳統(tǒng)線束的進(jìn)程明顯加快。目前，柔性印刷電路解決方案已成為大多數(shù)新能源汽車的首選。

在電池管理系統(tǒng)中集成柔性印刷電路的解決方案

柔性電路板電路解決方案正朝著集成CCS（電池連接系統(tǒng)）的方向發(fā)展，結(jié)合塑料結(jié)構(gòu)件、銅鋁排等組件，形成電氣連接和信號(hào)檢測(cè)的結(jié)構(gòu)件。采集線是電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）的重要組成部分，用于監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池電芯的電壓和溫度。它可以連接數(shù)據(jù)采集和傳輸，并具有過流保護(hù)功能。當(dāng)發(fā)生異常短路時(shí)，它可以自動(dòng)斷開以保護(hù)電芯。

在BMS中，電池的成本和空間利用率是關(guān)鍵問題。隨著電池容量技術(shù)發(fā)展接近極限，必須通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來提高效率。用柔性印刷電路替代傳統(tǒng)的BMS線束可以確保性能穩(wěn)定。目前，柔性印刷電路在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用主要集中在電池領(lǐng)域，動(dòng)力電池市場(chǎng)的FPC需求正在迅速擴(kuò)大，這得益于電池技術(shù)的進(jìn)步。提高電池技術(shù)、減小尺寸和降低成本是關(guān)鍵目標(biāo)。CTP和CTC技術(shù)通過簡(jiǎn)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)件并提高電池包體積利用率來提升系統(tǒng)能量密度。如果固態(tài)電池能在2025年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，電池技術(shù)將迎來快速發(fā)展。

從銅線向柔性印刷電路的轉(zhuǎn)變

此前，新能源汽車的動(dòng)力電池采集線通常采用傳統(tǒng)的銅線束解決方案，但在處理大量電流信號(hào)時(shí)，銅線束會(huì)占用大量空間。在電池包組裝過程中，傳統(tǒng)線束依賴人工將端口固定到電池包上，自動(dòng)化水平較低。相比之下，柔性印刷電路具有高集成度、超薄厚度和超柔軟性等特點(diǎn)，在安全性、便攜性、布局等方面具有突出優(yōu)勢(shì)。

FPC在軟包電池和硬包電池中的應(yīng)用有所不同，不同廠商的做法也不同，包括不同的終端形式，如壓接、焊接等。柔性印刷電路的最大優(yōu)勢(shì)在于其靈活性。隨著電池控制技術(shù)的升級(jí)，它們可以演變成多種形式，并且可以定制。

此外，柔性印刷電路厚度薄，電池包結(jié)構(gòu)可定制。在組裝過程中，可以通過機(jī)械臂抓取并直接放置到電池包上，自動(dòng)化程度高，適合大規(guī)模生產(chǎn)。用柔性印刷電路替代銅線束的趨勢(shì)非常明顯。

動(dòng)力電池模塊中柔性印刷電路的優(yōu)勢(shì)

安全性能

在替代弱電線的同時(shí)，柔性印刷電路使用金屬板連接母線，并增加保險(xiǎn)絲保護(hù)電流設(shè)計(jì)，以確保高速信息傳輸路徑，確保了即使電池包內(nèi)部發(fā)生短路問題，柔性印刷電路的內(nèi)部設(shè)計(jì)也會(huì)直接將電路銅線熔斷，避免電池包其他部分發(fā)生燃燒或爆炸。

輕量化

與用于信號(hào)采集的傳統(tǒng)線束和剛性PCB產(chǎn)品相比，柔性印刷電路在電池包中占用的空間更少，整體重量更輕。在整車中使用時(shí)，與線束解決方案相比，可減少約1kg的重量。

工藝靈活性

與傳統(tǒng)線束的多個(gè)插入點(diǎn)和復(fù)雜的手工插接工藝相比，柔性印刷電路突破了工藝選擇的限制。該產(chǎn)品可以結(jié)合電池包的特點(diǎn)，選擇超聲波、焊接等多種工藝；在線路區(qū)域厚度（0.34mm，NTC處為2mm）和靈活性（可實(shí)現(xiàn)90°、180°折彎組裝）方面具有優(yōu)勢(shì)。

軟板自動(dòng)化生產(chǎn)

由于裝配快速且精準(zhǔn)，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在裝配方面，可以避免線束設(shè)計(jì)中的許多人為錯(cuò)誤，并減少連接器級(jí)別的錯(cuò)誤插入。柔性電路板形狀規(guī)則，設(shè)計(jì)集成度更高，可以節(jié)省大量布線和連接工作。它們適合大規(guī)模機(jī)械量產(chǎn)，大大減少組裝時(shí)間并節(jié)省人力，同時(shí)為動(dòng)力電池組裝過程的自動(dòng)化奠定基礎(chǔ)。這進(jìn)一步推動(dòng)了動(dòng)力電池市場(chǎng)對(duì)FPC的需求，因?yàn)槿嵝越鉀Q方案在現(xiàn)代動(dòng)力電池制造中不可或缺。

在智能汽車時(shí)代，柔性電路板在電池上的廣泛自動(dòng)化應(yīng)用是未來發(fā)展的趨勢(shì)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，隨著技術(shù)升級(jí)，車輛中的許多低壓線束單元可能會(huì)逐漸被取代，尤其是在對(duì)信號(hào)抗干擾要求越來越高的智能汽車中。

FPC主板和從板的電路甚至可能被芯片取代，這些芯片可以安裝在柔性電路板上，以提高產(chǎn)品穩(wěn)定性、節(jié)省空間并降低成本（盡管成本優(yōu)勢(shì)尚未顯現(xiàn)）。技術(shù)迭代的過程往往涉及更根本層面的改進(jìn)。

ps:部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們刪除