锂电那些事今日第三条2025年10月10月23日 星期四
CCS集成母排是将电池模组中的导电排、控制电路(电压、温度采集)等部件整合成一个模块,以实现电芯高压串并联、温度采集、电压采集、过流熔断等功能,具有集成度高、可靠性好、结构紧凑、体积小等特点,可以节省空间,便于自动化装配,适用于规模化批量生产,在新能源汽车和储能设备等领域广泛应用。

图 奥迪Q6 e-tron 高压电池中的CCS集成母排
近年来,新能源电动汽车行业蓬勃发展,电动车动力核心——动力电池技术也不断进步,不断朝着高安全性、高集成度、轻量化、低成本等方向发展。而作为新能源电池包的关键部件之一,CCS集成母排的材料和集成工艺等也在朝着相同的方向发展着。
目前,CCS集成母排除了传统的线束方案外,集成化、轻量化等FPC/PCB方案正在快速渗透,此外,更具成本优势的FFC、FDC、FCC方案也在不断推进中,同时集成工艺也有注塑支架、吸塑热铆、PET膜热压、模切PC等。总的来说,目前CCS集成母排形式多样,各有优势,应用终端可根据不同应用场景选择最佳方案。

下面,我们来看看几种常见的CCS集成母排:

图 线束+吸塑板的CCS,摄自CIBF2024 硅翔展台
常用结构:线束+采集端子+NTC+导电铝排+注塑/吸塑支架
特点:
➢ 一体化结构,工艺成熟
➢ 信号传输稳定、可靠,电压、温度采集均采用独立的线束连接
➢ 具有成本优势
➢ 自动化程度较低

图 采用PCB的CCS方案,摄自瑞浦兰钧展台
常用结构:PCB+镍片+导电铝排+吸塑热铆或PET膜热压
特点:
➢ 一体化集成结构,产品轻量化
➢ 信号传输稳定、可靠,电压、温度采集采用一体设计的PCB实现
➢ 自动化程度高

图 采用FPC-CCS的电池包,摄自CIBF 宁德时代展台
常用结构:FPC+镍片+导电铝排+吸塑板或PET膜热压
特点:
➢ 超轻量化结构,整体强度和绝缘性能优异
➢ 信号传输稳定、可靠,电压、温度采集采用一体设计的FPC实现
➢ 自动化程度高
➢ 相对成本较高

图 采用FFC-CCS的电池模组,摄自上海车展 瑞浦兰钧展台
常用结构:FFC+镍片+导电铝排+吸塑热铆或PET膜热压
特点:
➢ 轻量化结构,适用于长款模组采集设计和降本
➢ 优异的信号采集能力,信号输出稳定、可靠
➢ 自动化程度高
FDC采用模切制程加工,布线通过圆刀,相比FPC蚀刻加工,工序少,加工时间短,工艺成本减少30%左右,适合大批量生产,且制程环保,可应用于电池包电气系统及CCS模组集成,是FPC的降本方案之一。

图 FDC-CCS,图片来自 ENNOVI
上图中ENNOVI发布方形CCS,采用模切FDC替代FPC,还实现了直接从线路板延伸出铜片以采集电压信号,而无需使用额外的镍片。

图 FCC采集线结构示意图,图片来自精实电子
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或FDC,通过 FPC或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。
目前行业内FCC方案量产企业较少,大多数企业还在验证中。量产企业中,西典新能表示FCC新技术产线已正式投产,并拿到首个签约订单。