新能源汽車上的應用-汽車FPC

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人氣：1125發布日期：2023-05-10 09:07【大中小】

FPC（柔性電路板）介紹

柔性電路板（FPC，Flexible Printed Circuit）是以柔性覆銅板為基材制成的一種電路板，作為信號傳輸的媒介應用于電子產品的連接，具備配線組裝密度高、彎折性好、輕量化、工藝靈活等特點。FPC一般可分為單層 FPC、雙層 FPC、多層 FPC 和軟硬結合版。

圖 1：柔性電路板 FPC 的特點

表 1：FPC 分類

隨著汽車電動化、智能化發展，FPC在彎折性、減重、自動化程度高等優勢進一步體現，FPC 在車載領域的用量不斷提升，應用涵蓋車燈、顯示模組、BMS/VCU/MCU 三大動力控制系統、傳感器、高級輔助系統等相關場景。新能源汽車的大發展帶動車載動力電池用 FPC 需求大幅增長。

圖 2：部分車載 FPC 場景

FPC在新能源汽車的應用

采集線是新能源汽車BMS系統所需配備的重要部件，實現監控新能源動力電池電芯的電壓和溫度；連接數據采集和傳輸并自帶過流保護功能；保護汽車動力電池電芯，異常短路自動斷開等功能。

此前新能源汽車動力電池采集線采用傳統銅線線束方案，常規線束由銅線外部包圍塑料而成，連接電池包時每一根線束到達一個電極，當動力電池包電流信號很多時，需要很多根線束配合，對空間的擠占大。Pack 裝配環節，傳統線束依賴工人手工將端口固定在電池包上，自動化程度低。

相較銅線線束，FPC 由于其高度集成、超薄厚度、超柔軟度等特點，在安全性、輕量化、布局規整等方面具備突出優勢，此外 FPC 厚度薄，電池包結構定制，裝配時可通過機械手臂抓取直接放置電池包上，自動化程度高，適合規模化大批量生產，FPC 替代銅線線束趨勢明確。

2017 年前后行業導入初期，由于產業小批量初期的高成本和汽車電子領域對可靠性的高要求，動力電池企業大多還處在觀望的態度。隨著 FPC 展現出的優異性能以及規模化生產帶來的快速降本，FPC 替代傳統線束的進程明顯提速。高工鋰電 2018 年調研顯示，國內動力電池第一梯隊的寧德時代和比亞迪已經在 pack 環節批量化應用 FPC。公開信息顯示特斯拉、國軒高科、中航鋰電、塔菲爾、欣旺達、孚能等企業也均開始應用汽車FPC。目前 FPC 方案已經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 產品由 FPC、塑膠結構件、銅鋁排等組成，銅鋁排將多個電芯通過激光焊接進行串并聯，FPC 通過與銅鋁排、塑膠結構件連接從而構成電氣連接與信號檢測結構部件。