颠覆传统PFC制程工艺的FDC应用于CCS

国家智库的数据显示，未来十年，我国动力电池的需求将超过1000GWh，是目前规模4倍；而储能电站的需求将超过100GW，约为目前的30倍。因此，未来一段时间内储能市场将会进入爆发期。CCS （Cells Contact System，集成母排），也称为线束板集成件，由信号采集组件（线束/FPC/FFC等）、塑胶结构件、铜铝排等通过热压合或铆接等工艺连接成一个整体，以实现电芯高压串并联，以及电池的温度采样、电芯电压采样功能，属于BMS系统的一部分，可用于新能源动力电池、储能电池等领域。

 

随着新能源汽车、储能等产业的快速发展，CCS集成母排市场也随之迅速扩大。同时，电池集成技术的推进，以及规模化生产对自动化需求的提升，传统线束方案的CCS逐渐被集成化、轻量化的FPC方案替代。此外，相比FPC方案来说，而更具成本优势的FFC、FDC方案也在持续推进中。传统线束+注塑支架的方案，成本更低，稳定性好，但需要人工装配，自动化程度低，不利于大批量生产；与线束方案相比，采用FPC/FFC等+吸塑板，或热压方案的CCS集成母排，结构轻薄规整、集成度高，有利于提升电池包空间利用率及组装效率，符合汽车轻量化、零部件系统集成化及大模组化趋势，在目前宁德时代、比亚迪、国轩高科、中航新创等主流电池厂商的产品上均已广泛应用。

新能源汽车销量攀升，带动FPC/CCS市场的迅速发展，且因CCS附加值比单纯的FPC更高，也有不少FPC/PCB厂商进一步布局下游集成产品CCS。有机构预测，2025 年全球、国内新能源车动力电池 FPC 市场空间有望达到 64-108 亿、32-54 亿元， 2025 年全球、国内新能源汽车动力电池 CCS 市场空间有望达到 160-270 亿、80-135 亿元。

 

新能源汽车动力电池 FPC 市场空间

资料来源：中汽协、EVTank、Trendforce、理想、浙商证券研究所 

 

随着新能源车渗透率的持续提升，新能源汽车动力电池 FPC、CCS 空间更为广阔，预计 2030 年全球、国内新能源汽车 FPC 市场空间有望达到 140-240 亿、72-120 亿元，2030 年全球、国内新能源汽车 CCS 市场空间有望达到 350-600 亿元、180-300 亿元。

 

 

 

新能源汽车动力电池 CCS 市场空间

资料来源：中汽协、EVTank、Trendforce、理想、浙商证券研究所 
 

 

 

 

同时，在双碳目标下，储能产业有望大发展，机构指出，储能电池领域的增长成为电池 FPC/CCS 需求新动力，2030年有望再增厚33%空间。

全球电池FPC/CCS市场规模，亿元，资料来源: 浙商证券研究所
 

 

 

 

CCS集成母排多种技术路线并存，集成工艺多样化发展，推动相关材料、设备、工艺等的不断进步。

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。

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。

产品类别	常用集成工艺	特点
线束采样电芯连接组件	注塑支架、吸塑热铆工艺	信号传输稳定，高可靠性，成本低
PCB采样电芯连接组件	热压工艺、吸塑热铆工艺	信号传输稳定，高可靠性，结构轻薄规整，自动化程度高
FPC采样电芯连接组件	热压工艺、吸塑热铆工艺	信号传输稳定，高可靠性，结构轻薄规整，自动化程度高
FFC采样电芯连接组件	热压工艺、吸塑热铆工艺	一体化集成度高，信号采集能力强，高可靠性，是FPC的低成本替代方案
FDC采样电芯连接组件	热压工艺、吸塑热铆工艺	相比FPC工序少，工艺成本低，适合大批量生产

 

下面，我们来看看几种常见的CCS集成母排：         

1、线束-CCS

 

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

2、PCB-CCS

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

3、FPC-CCS

 

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

4、FFC-CCS

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

5、FDC-CCS

 

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，不过目前FDC保险丝精度和线路密集位置排废是难点问题。

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膜热压等。

一、
 

行业前景

新能源汽车动力电池 FPC 产品需要一定的验证周期，并且在设备、工艺等环节具备壁垒，此外由于汽车 FPC 产品在长度、可靠性等方面要求高于消费电子，整体来看具备一定难度与门槛。由于每台新能源汽车的电池模组形态和数量不一，因而动力电池 FPC 的规格和用量也存在差异，前期需要定制化设计开发。一般电池模组容量越大，所需FPC长度越长，FPC产品在工艺难度和成本也会越高。FDC的出现完美地解决了FPC工艺及成本限制问题，在国家的双碳目标下，需求量不断攀升，有着很好的市场发展空间。

二、
 

行业发展趋势

1、储能电池

随着新能源汽车市场渗透率不断提升，动力电池的市场需求量也快速地增长。2022年，我国动力电池累计产量545.9GWh，累计同比增长148.5%。2023年1-4月，动力电池累计产量176.9GWh，累计同比增长28.7%。预计2023年我国动力电池产量将达613GWh。

 

 

2018-2023年中国动力电池产量预测趋势图

2、FPC 动力电池

《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》 提出，到 2025 年我国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的 20%左右。基于我国新能源汽车发展提速，预计我国2025年新能源汽车渗透率将超20%，2030年新能源汽车销量占比超80%。基于新能源汽车销售数据，预测 2025 年、2030 年全球采用 FPC 动力电池方案的新能源汽车将达到 1600-1800 万辆、3500-4000 万辆；2025 年、2030年国内采用 FPC 动力电池方案的新能源汽车将达到 800-900 万辆、1800-2000 万辆。

FPC可使用FDC替代，市场规模较大，前景可期。

3、客户群体

 

 

FDC目标客户群体—汽车领域，包括但不仅限于以上

 

 

 

三、

产品介绍

柔性模切线路板（Flexible Die-cutting Circuit, FDC）是一种以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材，经过模切工艺制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性电路，因具有可自由弯曲、折叠、卷绕，可在三维空间随意移动及伸缩的特点，从而达到元器件装配和导线连接的一体化，可完美替代新能源行业中的FPC产品，可有效缩短制作周期以及更有效的节约将本。

 

1、产品特点

制程绿色环保，无需进行蚀刻工艺；

 

 

 

高度集成、超薄厚度、超柔软度；

 

在安全性、轻量 化、布局规整等方面具备突出优势；

 

 

 

装配时可通过 机械手臂抓取直接放置电池包上，自动化程度高，适合规模化大批量生产；

 

 

 

2、FDC产品分类

 

名称：模切柔性采集线束

 

 

材质：PI+铜箔

 

 

功能：新能源汽车电池、储能电池等电压采集、温度信号采集。

 

 

 

名称：模切柔性加热膜

 

 

材质：PI+铜箔

 

 

功能：新能源汽车电池、储能电池、汽车座椅、汽车后视镜等加热保温。

3、FDC产品优势

相对于传统FPC工艺，工序更少，FPC工艺，空板制作需要 21 道工序，FDC工艺，空板制作需要 2道工序。

FPC工艺简述

FDC工艺简述

工序更少

 

 

传统FPC孔板制作工艺需要大于21-30道工序。

 

 

FDC仅用2道工序即可完成。

更环保

 

 

FPC制作工序设备多，工序长，切涉及大量的污水处理。

 

 

FDC通过模切工艺加工而成，可实现0污染、0排放。

低成本

 

 

FDC相较于传统的FPC，产品工序少，0污染，更高效，可有效节约产品的生产加工成本，有效实节约客户采购成本的30%以上。

 

4、FDC技术优势

 

线宽线距：线宽线距均可达到0.25-0.3mm

性能保障：与传统FPC产品性能保持相等，双85测试 1000H已完成

保险丝：局部位置可达成线宽线距0.15，进而实现保险丝的功能

相较于FPC来说，FDC长度尺寸可远超FPC2倍以上，FDC最大可做到2-3米

5、产品用途

 

可应用于动力电池模组、汽车座椅、后视镜、汽车照明、传感&信号系统、仪表盘、发动机&波箱、影音系统等细分组件内。