顛覆傳統(tǒng)PFC制程工藝的FDC應(yīng)用于CCS

國(guó)家智庫(kù)的數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)十年，我國(guó)動(dòng)力電池的需求將超過1000GWh，是目前規(guī)模4倍；而儲(chǔ)能電站的需求將超過100GW，約為目前的30倍。因此，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)將會(huì)進(jìn)入爆發(fā)期。CCS （Cells Contact System，集成母排），也稱為線束板集成件，由信號(hào)采集組件（線束/FPC/FFC等）、塑膠結(jié)構(gòu)件、銅鋁排等通過熱壓合或鉚接等工藝連接成一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)電芯高壓串并聯(lián)，以及電池的溫度采樣、電芯電壓采樣功能，屬于BMS系統(tǒng)的一部分，可用于新能源動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池等領(lǐng)域。

隨著新能源汽車、儲(chǔ)能等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，CCS集成母排市場(chǎng)也隨之迅速擴(kuò)大。同時(shí)，電池集成技術(shù)的推進(jìn)，以及規(guī)?；a(chǎn)對(duì)自動(dòng)化需求的提升，傳統(tǒng)線束方案的CCS逐漸被集成化、輕量化的FPC方案替代。此外，相比FPC方案來(lái)說(shuō)，而更具成本優(yōu)勢(shì)的FFC、FDC方案也在持續(xù)推進(jìn)中。傳統(tǒng)線束+注塑支架的方案，成本更低，穩(wěn)定性好，但需要人工裝配，自動(dòng)化程度低，不利于大批量生產(chǎn)；與線束方案相比，采用FPC/FFC等+吸塑板，或熱壓方案的CCS集成母排，結(jié)構(gòu)輕薄規(guī)整、集成度高，有利于提升電池包空間利用率及組裝效率，符合汽車輕量化、零部件系統(tǒng)集成化及大模組化趨勢(shì)，在目前寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科、中航新創(chuàng)等主流電池廠商的產(chǎn)品上均已廣泛應(yīng)用。

新能源汽車銷量攀升，帶動(dòng)FPC/CCS市場(chǎng)的迅速發(fā)展，且因CCS附加值比單純的FPC更高，也有不少FPC/PCB廠商進(jìn)一步布局下游集成產(chǎn)品CCS。有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2025 年全球、國(guó)內(nèi)新能源車動(dòng)力電池 FPC 市場(chǎng)空間有望達(dá)到 64-108 億、32-54 億元， 2025 年全球、國(guó)內(nèi)新能源汽車動(dòng)力電池 CCS 市場(chǎng)空間有望達(dá)到 160-270億、80-135 億元。

新能源汽車動(dòng)力電池FPC市場(chǎng)空間

資料來(lái)源：中汽協(xié)、EVTank、Trendforce、理想、浙商證券研究所

隨著新能源車滲透率的持續(xù)提升，新能源汽車動(dòng)力電池 FPC、CCS 空間更為廣闊，預(yù)計(jì) 2030年全球、國(guó)內(nèi)新能源汽車 FPC 市場(chǎng)空間有望達(dá)到 140-240億、72-120億元，2030年全球、國(guó)內(nèi)新能源汽車 CCS 市場(chǎng)空間有望達(dá)到 350-600億元、180-300億元。

新能源汽車動(dòng)力電池CCS市場(chǎng)空間

資料來(lái)源：中汽協(xié)、EVTank、Trendforce、理想、浙商證券研究所

同時(shí)，在雙碳目標(biāo)下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)有望大發(fā)展，機(jī)構(gòu)指出，儲(chǔ)能電池領(lǐng)域的增長(zhǎng)成為電池 FPC/CCS 需求新動(dòng)力，2030年有望再增厚33%空間。

全球電池FPC/CCS市場(chǎng)規(guī)模，億元，資料來(lái)源:浙商證券研究所

CCS集成母排多種技術(shù)路線并存，集成工藝多樣化發(fā)展，推動(dòng)相關(guān)材料、設(shè)備、工藝等的不斷進(jìn)步。

CCS集成母排是將電池模組中的導(dǎo)電排、控制電路（電壓、溫度采集）等部件整合成一個(gè)模塊，以實(shí)現(xiàn)電芯高壓串并聯(lián)、溫度采集、電壓采集、過流熔斷等功能，具有集成度高、可靠性好、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等特點(diǎn)，可以節(jié)省空間便于自動(dòng)化裝配適用于規(guī)?；可a(chǎn)，在新能源汽車和儲(chǔ)能設(shè)備等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

近年來(lái)，新能源電動(dòng)汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展，電動(dòng)車動(dòng)力核心——?jiǎng)恿﹄姵丶夹g(shù)也不斷進(jìn)步，不斷朝著高安全性、高集成度、輕量化、低成本等方向發(fā)展。而作為新能源電池包的關(guān)鍵部件之一，CCS集成母排的材料和集成工藝等也在朝著相同的方向發(fā)展著。目前，CCS集成母排除了傳統(tǒng)的線束方案外，集成化、輕量化等FPC/PCB方案正在快速滲透，此外，更具成本優(yōu)勢(shì)的FFC、FDC方案也在不斷推進(jìn)中，同時(shí)集成工藝也有注塑支架、吸塑熱鉚、PET膜熱壓等。總的來(lái)說(shuō)，目前CCS集成母排形式多樣，各有優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用終端可根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景選擇最佳方案。

下面，我們來(lái)看看幾種常見的CCS集成母排：

1、線束-CCS

常用結(jié)構(gòu)：線束+采集端子+NTC+導(dǎo)電鋁排+注塑/吸塑支架

特點(diǎn)：

?一體化結(jié)構(gòu)，工藝成熟

?信號(hào)傳輸穩(wěn)定、可靠，電壓、溫度采集均采用獨(dú)立的線束連接

?具有成本優(yōu)勢(shì)

?自動(dòng)化程度較低

2、PCB-CCS

常用結(jié)構(gòu)：PCB+鎳片+導(dǎo)電鋁排+吸塑熱鉚或PET膜熱壓

特點(diǎn)：

?一體化集成結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品輕量化

?信號(hào)傳輸穩(wěn)定、可靠，電壓、溫度采集采用一體設(shè)計(jì)的PCB實(shí)現(xiàn)

?自動(dòng)化程度高

3、FPC-CCS

常用結(jié)構(gòu)：FPC+鎳片+導(dǎo)電鋁排+吸塑板或PET膜熱壓

特點(diǎn)：

?超輕量化結(jié)構(gòu)，整體強(qiáng)度和絕緣性能優(yōu)異

?信號(hào)傳輸穩(wěn)定、可靠，電壓、溫度采集采用一體設(shè)計(jì)的FPC實(shí)現(xiàn)

?自動(dòng)化程度高

?相對(duì)成本較高

4、FFC-CCS

常用結(jié)構(gòu)：FFC+鎳片+導(dǎo)電鋁排+吸塑熱鉚或PET膜熱壓

特點(diǎn)：

?輕量化結(jié)構(gòu)，適用于長(zhǎng)款模組采集設(shè)計(jì)和降本

?優(yōu)異的信號(hào)采集能力，信號(hào)輸出穩(wěn)定、可靠

?自動(dòng)化程度高

5、FDC-CCS

FDC采用模切制程加工，布線通過圓刀，相比FPC蝕刻加工，工序少，加工時(shí)間短，工藝成本減少30%左右，適合大批量生產(chǎn)，且制程環(huán)保，可應(yīng)用于電池包電氣系統(tǒng)及CCS模組集成，是FPC的降本方案之一，不過目前FDC保險(xiǎn)絲精度和線路密集位置排廢是難點(diǎn)問題。

目前，CCS集成母排除了傳統(tǒng)的線束方案外，集成化、輕量化等FPC/PCB方案正在快速滲透，此外，更具成本優(yōu)勢(shì)的FFC、FDC方案也在不斷推進(jìn)中，同時(shí)集成工藝也有注塑支架、吸塑熱鉚、PET膜熱壓等。

一、

行業(yè)前景

新能源汽車動(dòng)力電池 FPC 產(chǎn)品需要一定的驗(yàn)證周期，并且在設(shè)備、工藝等環(huán)節(jié)具備壁壘，此外由于汽車 FPC 產(chǎn)品在長(zhǎng)度、可靠性等方面要求高于消費(fèi)電子，整體來(lái)看具備一定難度與門檻。由于每臺(tái)新能源汽車的電池模組形態(tài)和數(shù)量不一，因而動(dòng)力電池 FPC 的規(guī)格和用量也存在差異，前期需要定制化設(shè)計(jì)開發(fā)。一般電池模組容量越大，所需FPC長(zhǎng)度越長(zhǎng)，F(xiàn)PC產(chǎn)品在工藝難度和成本也會(huì)越高。FDC的出現(xiàn)完美地解決了FPC工藝及成本限制問題，在國(guó)家的雙碳目標(biāo)下，需求量不斷攀升，有著很好的市場(chǎng)發(fā)展空間。

二、

行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

1、儲(chǔ)能電池

隨著新能源汽車市場(chǎng)滲透率不斷提升，動(dòng)力電池的市場(chǎng)需求量也快速地增長(zhǎng)。2022年，我國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量545.9GWh，累計(jì)同比增長(zhǎng)148.5%。2023年1-4月，動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量176.9GWh，累計(jì)同比增長(zhǎng)28.7%。預(yù)計(jì)2023年我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量將達(dá)613GWh。

2018-2023年中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量預(yù)測(cè)趨勢(shì)圖

2、FPC動(dòng)力電池

《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）》提出，到 2025 年我國(guó)新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的 20%左右?；谖覈?guó)新能源汽車發(fā)展提速，預(yù)計(jì)我國(guó)2025年新能源汽車滲透率將超20%，2030年新能源汽車銷量占比超80%。基于新能源汽車銷售數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè) 2025 年、2030年全球采用 FPC 動(dòng)力電池方案的新能源汽車將達(dá)到 1600-1800萬(wàn)輛、3500-4000萬(wàn)輛；2025 年、2030年國(guó)內(nèi)采用 FPC 動(dòng)力電池方案的新能源汽車將達(dá)到 800-900萬(wàn)輛、1800-2000萬(wàn)輛。

FPC可使用FDC替代，市場(chǎng)規(guī)模較大，前景可期。

3、客戶群體

FDC目標(biāo)客戶群體—汽車領(lǐng)域，包括但不僅限于以上

三、

產(chǎn)品介紹

柔性模切線路板（Flexible Die-cutting Circuit, FDC）是一種以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材，經(jīng)過模切工藝制成的一種具有高度可靠性，絕佳的可撓性電路，因具有可自由彎曲、折疊、卷繞，可在三維空間隨意移動(dòng)及伸縮的特點(diǎn)，從而達(dá)到元器件裝配和導(dǎo)線連接的一體化，可完美替代新能源行業(yè)中的FPC產(chǎn)品，可有效縮短制作周期以及更有效的節(jié)約將本。

1、產(chǎn)品特點(diǎn)

制程綠色環(huán)保，無(wú)需進(jìn)行蝕刻工藝；

高度集成、超薄厚度、超柔軟度；

在安全性、輕量化、布局規(guī)整等方面具備突出優(yōu)勢(shì)；

裝配時(shí)可通過機(jī)械手臂抓取直接放置電池包上，自動(dòng)化程度高，適合規(guī)?；笈可a(chǎn)；

2、FDC產(chǎn)品分類

名稱：模切柔性采集線束

材質(zhì)：PI+銅箔

功能：新能源汽車電池、儲(chǔ)能電池等電壓采集、溫度信號(hào)采集。

名稱：模切柔性加熱膜

材質(zhì)：PI+銅箔

功能：新能源汽車電池、儲(chǔ)能電池、汽車座椅、汽車后視鏡等加熱保溫。

3、FDC產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于傳統(tǒng)FPC工藝，工序更少，F(xiàn)PC工藝，空板制作需要 21 道工序，F(xiàn)DC工藝，空板制作需要 2道工序。

FPC工藝簡(jiǎn)述

FDC工藝簡(jiǎn)述

工序更少

傳統(tǒng)FPC孔板制作工藝需要大于21-30道工序。

FDC僅用2道工序即可完成。

更環(huán)保

FPC制作工序設(shè)備多，工序長(zhǎng)，切涉及大量的污水處理。

FDC通過模切工藝加工而成，可實(shí)現(xiàn)0污染、0排放。

低成本

FDC相較于傳統(tǒng)的FPC，產(chǎn)品工序少，0污染，更高效，可有效節(jié)約產(chǎn)品的生產(chǎn)加工成本，有效實(shí)節(jié)約客戶采購(gòu)成本的30%以上。

4、FDC技術(shù)優(yōu)勢(shì)

線寬線距：線寬線距均可達(dá)到0.25-0.3mm

性能保障：與傳統(tǒng)FPC產(chǎn)品性能保持相等，雙85測(cè)試 1000H已完成

保險(xiǎn)絲：局部位置可達(dá)成線寬線距0.15，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)絲的功能

相較于FPC來(lái)說(shuō)，F(xiàn)DC長(zhǎng)度尺寸可遠(yuǎn)超F(xiàn)PC2倍以上，F(xiàn)DC最大可做到2-3米

5、產(chǎn)品用途

可應(yīng)用于動(dòng)力電池模組、汽車座椅、后視鏡、汽車照明、傳感&信號(hào)系統(tǒng)、儀表盤、發(fā)動(dòng)機(jī)&波箱、影音系統(tǒng)等細(xì)分組件內(nèi)。