什么是電池包CCS集成母排?

博力 2024-01-15 143

電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)車(che)動(dong)力電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)通常由(you)若(ruo)干個單體電(dian)(dian)(dian)(dian)芯(xin)串(chuan)并(bing)聯(lian)(lian)組(zu)裝而成(cheng),來(lai)實現驅(qu)動(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)車(che)所(suo)需的(de)高電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)、大電(dian)(dian)(dian)(dian)量,電(dian)(dian)(dian)(dian)芯(xin)的(de)連接是動(dong)力電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)成(cheng)組(zu)的(de)關鍵技術。在(zai)傳統(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)包中,通常使用busbar(母線(xian))來(lai)完成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)組(zu)的(de)串(chuan)并(bing)聯(lian)(lian),同時為了實時采(cai)集(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)芯(xin)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)(dian)(dian)芯(xin)溫度(du)(du)和(he) busbar 溫度(du)(du),需要在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)芯(xin)或 busbar 表面布置溫度(du)(du)傳感器和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)采(cai)樣線(xian)束(shu),如像下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)。

什么是電池包CCS集成母排? 第1張

 

傳(chuan)統(tong)線束母排在(zai)(zai)連接電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)包(bao)(bao)時(shi)(shi)每一(yi)根(gen)線束到(dao)達一(yi)個電(dian)(dian)極,需要(yao)多(duo)根(gen)線束配(pei)合動力電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)包(bao)(bao)中的(de)多(duo)個電(dian)(dian)流信號,擠(ji)占較大(da)的(de)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)包(bao)(bao)空間,且(qie)線束在(zai)(zai)pack裝配(pei)時(shi)(shi)依賴人(ren)工固定端口,自動化(hua)(hua)程(cheng)度低。 因此(ci),隨著電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)包(bao)(bao)集成技術的(de)發展(zhan),以及自動化(hua)(hua)組裝要(yao)求(qiu)的(de)提高,采(cai)用FPC柔性(xing)線路板替代(dai)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)傳(chuan)統(tong)線束的(de)CCS集成母排被廣泛使用。

什么是電池包CCS集成母排? 第2張

采用FPC柔性線路板替代(dai)電池傳統線束的CCS集(ji)成母排

一、什么是CCS集成母排

CCS(Cells Contact System,集成母排),主要由信號采(cai)集組件(FPC、PCB、FFC等(deng)(deng))、塑(su)膠(jiao)結構件、銅鋁排等(deng)(deng)組成,通過熱(re)壓合或鉚接(jie)等(deng)(deng)工藝(yi)連接(jie)成一(yi)個(ge)整體,實現電(dian)(dian)(dian)芯高壓串(chuan)并聯,以及電(dian)(dian)(dian)池(chi)的溫度(du)采(cai)樣、電(dian)(dian)(dian)芯電(dian)(dian)(dian)壓采(cai)樣功能(neng),通過FPC/PCB和連接(jie)器組件提(ti)供溫度(du)和電(dian)(dian)(dian)壓給BMS系統(tong),屬于BMS系統(tong)的一(yi)部(bu)分。

什么是電池包CCS集成母排? 第3張

CCS集成母排結構

采用(yong)FPC等(deng)作(zuo)為信(xin)號采集(ji)組件的CCS集(ji)成母排(pai),具有結構輕(qing)(qing)薄(bo)、集(ji)成度高等(deng)優點,有利于提升電池包空(kong)間(jian)利用(yong)率及組裝效率,符合汽(qi)車(che)輕(qing)(qing)量化(hua)、零(ling)部件系統集(ji)成化(hua)及大(da)模組化(hua)趨勢。

什么是電池包CCS集成母排? 第4張

上海車展捷威動力“海綿(mian)系(xi)統”采用CCS集成母排

CCS集(ji)成母(mu)排采(cai)用FPC或PCB等來替代傳統(tong)的線束(shu)連接。與傳統(tong)線束(shu)母(mu)排相比,CCS集(ji)成母(mu)排具(ju)有以下優(you)勢:

1.一體熱壓成型,線路(lu)密封性好,耐(nai)候性好耐(nai)潮(chao)濕(shi),耐(nai)氧化,耐(nai)腐蝕等,性能優異,可靠度(du)高;

2. 客(ke)戶端安裝簡單(dan),避免了線(xian)束(shu)過(guo)多連接的繁瑣,可自動(dong)化作業程度高,節(jie)約客(ke)戶裝配人(ren)工成本;

3.集成度高,體(ti)積小,輕(qing)薄(bo),節約(yue)整體(ti)模組(zu)空(kong)間,使整體(ti)模組(zu)輕(qing)量(liang)化(hua),便捷化(hua);

4.共用(yong)性強,可制造性強,易于模塊化和標(biao)準化,節省開(kai)發成本;

5.線(xian)路(lu)有過流保護設(she)計對電池電芯起(qi)到保護作用,安全性(xing)能高(gao);

6.與電芯連(lian)接(jie)方式靈活,可多(duo)串多(duo)并,適(shi)用性廣。

CCS集成母排生產工藝如下圖所示:

 

什么是電池包CCS集成母排? 第5張

新能源(yuan)汽車動力(li)電池CCS貼片

什么是電池包CCS集成母排? 第6張

新能源汽車(che)動力(li)電池集成母排生產工藝(yi)流程圖

生產工藝流程簡述:

切膜:用切(qie)膜機(ji)(ji)對絕緣膜進行切(qie)割,制得(de)產品所(suo)需(xu)(xu)要的尺寸,產生邊角料S1,同(tong)時用切(qie)割機(ji)(ji)將硅膠板、特(te)氟(fu)龍板切(qie)割成所(suo)需(xu)(xu)要的尺寸。

清膜:切割后的膜片從切膜機(ji)中(zhong)取(qu)下(xia)來(lai),用(yong)眼睛查看膜片是否均勻,清理(li)出不(bu)合格(ge)膜片。

預裝配:硅(gui)膠(jiao)板、特(te)氟(fu)龍、絕緣(yuan)膜(mo)(mo)片切割(ge)完成后,按照要求(qiu)將(jiang)特(te)氟(fu)龍板、硅(gui)膠(jiao)板、絕緣(yuan)膜(mo)(mo)片、電子(zi)材(cai)料(liao)、鋁(lv)片、銅片等進行分層預組(zu)裝。

壓合:將預組裝完成的(de)半成品放(fang)入模(mo)具(ju),用(yong)壓機在電(dian)加熱(re)160ºC下熱(re)壓,使得絕緣膜、硅膠板等材料緊密粘合。

半成品 CCD(外觀和視覺檢測設備)檢測:主要是對半(ban)成品檢(jian)測(ce)異物(wu)、劃痕、壓(ya)痕、極耳(er)不(bu)良、污染、腐蝕、凹點、極耳(er)燒傷、字符模(mo)糊等外(wai)觀(guan)缺陷檢(jian)測(ce),屬于(yu)物(wu)理檢(jian)測(ce)。

焊接:主要是對金屬(shu)件(jian)(jian)和注塑件(jian)(jian)的(de)焊(han)(han)接(jie),包括激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)和超聲波(bo)焊(han)(han)接(jie)等,其(qi)中金屬(shu)件(jian)(jian)加工使用(yong)激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)接(jie),塑料件(jian)(jian)則采用(yong)超聲波(bo)焊(han)(han)接(jie)。

拆卸/插溫感:用緊固件(jian)(jian)鉚釘與已焊接壓(ya)合后(hou)的(de)各種外購的(de)鋁(lv)件(jian)(jian)、銅件(jian)(jian)、塑(su)料件(jian)(jian)、溫(wen)感設備、進行緊固組(zu)裝。

成品 CCD 檢測:經過(guo)上述操作后檢(jian)測(ce)異物、劃痕、壓(ya)痕、極耳不(bu)良、污染、腐蝕、凹點、極耳燒傷等(deng)外觀(guan)缺陷檢(jian)測(ce);

清潔:采用(yong)棉布蘸酒精擦拭(shi)產(chan)品,進行(xing)清潔(jie)消(xiao)毒(du),產(chan)生清潔(jie)廢氣G2。

成品檢驗:產品(pin)(pin)進行最(zui)后檢測,均為物理檢測。產生不合(he)(he)格品(pin)(pin)S4,產品(pin)(pin)經檢驗(yan)合(he)(he)格后包裝入庫。

二、新能源汽車銷量攀升,帶動FPC/CCS百億市場

在雙碳目(mu)標下,全(quan)(quan)(quan)球新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)車(che)(che)(che)產業加速發展,新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)車(che)(che)(che)銷(xiao)量(liang)(liang)不斷攀升,根據研究機構EVTank發布的數(shu)據顯示(shi),2022年全(quan)(quan)(quan)球新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)車(che)(che)(che)銷(xiao)量(liang)(liang)達到(dao)1082.4萬(wan)(wan)輛(liang),同比增(zeng)長61.6%。展望未來(lai),EVTank預(yu)計全(quan)(quan)(quan)球新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)車(che)(che)(che)的銷(xiao)量(liang)(liang)在2025年和2030年將分別達到(dao)2542.2萬(wan)(wan)輛(liang)和5212.0萬(wan)(wan)輛(liang),新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)車(che)(che)(che)的滲(shen)透率價(jia)格持續(xu)提升并在2030年超過50%。

我(wo)們(men)根據(ju)這(zhe)一(yi)新能源(yuan)汽車銷量(liang)預測數據(ju),對 FPC/CCS 的市場(chang)空間進(jin)行(xing)測算:

新能源汽車電池模組平均數量:FPC 及 CCS 的單車(che)用(yong)量(liang)與(yu)電池(chi)模組(zu)設計(ji)相(xiang)關(guan),主(zhu)流車(che)型以 7-12 個模組(zu)的用(yong)量(liang)居多(duo),我們假設2022年(nian)新能源(yuan)汽車(che)電池(chi)模組(zu)平均(jun)數量(liang)約為 9 個,此(ci)后由于續航要(yao)求的提升,每年(nian)電池(chi)模組(zu)平均(jun)數量(liang)有所增(zeng)長。

電池模組使用 FPC數量:根據聯贏激光微信公(gong)眾號數據,單(dan)個(ge)電池模組對應(ying)1個(ge) CCS,1 個(ge) CCS 一般(ban)配置 1-2 個(ge) FPC,此處(chu)保守假設單(dan)個(ge)模組使用(yong) 1 個(ge) FPC 進行測算。CCS 集合塑膠結(jie)構件(jian)(jian)、銅(tong)鋁排等結(jie)構件(jian)(jian),CCS 單(dan)車價值有望達到 FPC的 2-3 倍。

FPC 價格:根(gen)據(ju)奕(yi)東電(dian)子招股說明(ming)書內容(rong),每平(ping)(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)(fang)米(mi)排版數(shu)(shu)量分為(wei) 15 個(ge)以(yi)(yi)下,15-50 個(ge),50 個(ge)以(yi)(yi)上三(san)類(lei),而每平(ping)(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)(fang)米(mi)排版越多的 FPC 售(shou)價也越高(gao)。根(gen)據(ju)披露數(shu)(shu)據(ju) 2021 年 1-9 月,每平(ping)(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)(fang)米(mi) 15 個(ge)以(yi)(yi)下的 FPC 單位(wei)售(shou)價為(wei) 878.58 元(yuan)(yuan)/平(ping)(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)(fang)米(mi),則單個(ge) FPC 售(shou)價為(wei) 58.57 元(yuan)(yuan)以(yi)(yi)上,假(jia)設平(ping)(ping)(ping)(ping)均單個(ge) FPC 價格(ge)為(wei) 60 元(yuan)(yuan),此后(hou)每年有所(suo)下滑,2022年單個(ge) FPC 價格(ge)以(yi)(yi)55元(yuan)(yuan)計算。

CCS 單車價值量:根據聯(lian)贏(ying)激光微信(xin)公眾(zhong)號披露,CCS 單車價(jia)值量(liang)約為(wei) 1000-1500 元,保守假設 2022 年為(wei) 1100 元,此后(hou)隨著汽(qi)車電池模組(zu)平(ping)均數量(liang)提升+單位售(shou)價(jia)下滑因(yin)素(su)疊加呈現先增后(hou)減的(de)態勢(shi)。

最終測算得到 2022年、2025 年FPC與 CCS 的合(he)計市場空(kong)間為172.64 億元(yuan)和 394.04 億元(yuan),復(fu)合(he)增長率約31.7%。

表:FPC/CCS 市場(chang)規模(mo)測(ce)算

 

2022年

2025年

新(xin)能源汽車銷量(萬輛)

1082.4

2542.2

新能源汽車電池模組平(ping)均(jun)數量(個)

9

10

電(dian)池(chi)模組使用 FPC 數量(個)

1

1

FPC 價格(元/pcs)

55

45

單車 FPC 價值量(liang)(元)

495

450

FPC 市(shi)場空間(jian)(億元)

53.58

114.4

單車 CCS 價值量(元(yuan))

1100

1100

CCS 市場空間(億元(yuan))

119.06

279.64

三、CCS集成母排產業鏈相關企業

CCS集成母排(pai)產業鏈(lian)包括(kuo)上游的(de)模切材料(liao)、銅鋁排(pai)、FPC/PCB等和設備廠(chang)(chang)(chang)商(shang),下(xia)游的(de)CCS集成母排(pai)生產商(shang),以及應用端的(de)動(dong)力電池(chi)廠(chang)(chang)(chang)商(shang)如寧德時代、億緯(wei)鋰能、國(guo)軒高(gao)科、中(zhong)航新創、捷威動(dong)力等,因CCS附加值(zhi)比單純(chun)的(de)FPC更高(gao),因此也(ye)有不(bu)少FPC/PCB廠(chang)(chang)(chang)商(shang)進一(yi)步布局下(xia)游集成產品CCS。

The End
微信