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      CCS集成母排4種集成工藝簡介
      
            
      發(fā)布時間：2024-01-24   來源：元祿光電
      
            
      
                
      CCS集成母排主要由信號采集組件、塑膠結(jié)構(gòu)件、銅鋁排等組成，通過熱壓合或鉚接等工藝連接成一個整體，應用于新能源汽車、儲能電池模組內(nèi)，實現(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，并通過信息采樣組件與連接器將溫度和電壓等信息傳輸至BMS系統(tǒng)，屬于BMS系統(tǒng)的一部分。

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      圖 輕卡標準箱，攝自CIBF2023中創(chuàng)新航展臺

      作為電池pack/模組內(nèi)部重要的電連接組件，不同的電芯成組方式，電池包標定參數(shù)，使用環(huán)境，以及對電池包內(nèi)部空間、重量等的要求，都會對CCS集成母排的采樣組件、生產(chǎn)工藝、材質(zhì)選擇等有不同的要求。因此，為了滿足應用端多樣性的需求，CCS產(chǎn)品也在不斷升級信號采集組件、優(yōu)化集成工藝等，發(fā)展出了多種技術(shù)路線，包括線束、PCB、FPC、FFC、FDC等多種采樣方案，以及注塑支架、拼接、PET熱壓膜、吸塑隔離板等多種集成方案。

      此前，我們簡單介紹過 CCS集成母排技術(shù)路線 以及 采集組件 。今天，我們來看一下CCS的集成方案。


      一、注塑支架+鉚接工藝


      在行業(yè)發(fā)展初期，CCS產(chǎn)品主要采用注塑支架的集成方案，通過熱鉚或者卡扣固定支架、信號采集組件及銅鋁排等。

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      圖 采用注塑支架+熱鉚工藝的線束CCS，攝自CIBF2023硅翔展臺

      注塑支架通常采用阻燃PC+ABS或PA66注塑而成，塑件需要通過內(nèi)應力、雙85、高低溫沖擊等測試，具有機械強度牢固，結(jié)構(gòu)強度好、工藝成熟穩(wěn)定等優(yōu)點。

      不過，由于注塑支架厚度較厚，且重量相對較重，會在一定程度上影響動力電池內(nèi)部空間利用率及續(xù)航里程的提升。此外，注塑支架尺寸受注塑機噸位限制，大尺寸CCS注塑支架，成型難度大，模具開發(fā)難度大、設(shè)備成本高等。因此，業(yè)內(nèi)開發(fā)出了拼接隔離板方案，運用數(shù)塊拼接支撐板替代一體注塑支架，以減少注塑工藝的難度和設(shè)備投資。


      二、吸塑隔離板+熱鉚工藝


      CCS吸塑隔離板使用阻燃PC薄膜吸塑、裁切成型，通過熱鉚工藝與信號采集組件、鋁巴連接整合成一個整體。

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      圖  采用吸塑集成的FFC-CCS，圖源中航光電

      采用更為輕薄的吸塑隔離板替代注塑支架，可以有效降低重量，提高電池包空間利用率，且吸塑成型模具費用低，專用設(shè)備投入少，生產(chǎn)效率高，靈活性高，具有一定的成本優(yōu)勢。

      但是，吸塑產(chǎn)品比較薄，承重能力相對較差，同時也可能存在漲縮、尺寸偏差大等問題。


      三、熱壓絕緣膜集成


      CCS集成母排熱壓工藝是使用 PET絕緣膜替代傳統(tǒng)隔離板，經(jīng)加熱粘合將鋁巴及信號采集組件等組件壓合成一塊薄片，可以有效減小產(chǎn)品體積、重量以及減少配件數(shù)量，使CCS集成母排結(jié)構(gòu)更加輕薄、規(guī)整，集成度高，密封絕緣可靠，可實現(xiàn)自動化裝配，有助于提升電池模組的空間利用率和生產(chǎn)效率，符合行業(yè)輕量化、集成化以及大模組的發(fā)展趨勢，近年來得到較快發(fā)展。

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      圖 CCS集成母排熱壓工藝流程，截取自西典新能招股書

      與注塑、拼接方案結(jié)構(gòu)相比，熱壓CCS更加輕薄，與吸塑方案相比，熱壓CCS產(chǎn)品完全集成化，穩(wěn)固性更高。不過，熱壓工藝也存在設(shè)備投入大，熱壓時間長，生產(chǎn)效率較低，總體成本較高等問題。

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      圖 熱壓CCS，攝自CIBF2023 湖北永創(chuàng)鑫展臺


      四、平板結(jié)構(gòu)+鉚接


      除了上述目前應用較多的集成方案外，行業(yè)內(nèi)也推出了一些新的技術(shù)來進一步降低成本。例如，瑞浦蘭鈞在2022年9月申請的相關(guān)專利中提到的平板結(jié)構(gòu)：CCS集成母排采用平面板體結(jié)構(gòu)的絕緣支撐板，利用鉚釘連接方式，連接固定絕緣支撐板、信號采集組件、鋁巴。相比注塑/吸塑/熱壓的集成方案，可以進一步降低集成母排的生產(chǎn)成本。

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      當然這種結(jié)構(gòu)并不一定適合新能源汽車動力電池需要經(jīng)受頻繁的顛簸和振動的使用環(huán)境，而是更適用于室內(nèi)儲能這類不需移動的使用場景。

      具體工藝細節(jié)可以查閱專利文本，而采用平板結(jié)構(gòu)/鉚接工藝的產(chǎn)品也有在此前的展會中展出過。

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      圖 拍攝于CIBF2023瑞浦蘭鈞展臺

      總體來說，CCS集成母排的不同集成工藝各有優(yōu)勢，終端可以根據(jù)不同應用需求選擇適配的方案。


                  
      
            
        
      
        
    
      

      

      
    
      
        
        
      
            
      
                
      
                    
                    
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