FPC(柔性電路板)介紹
柔性電路板(FPC,F(xiàn)lexible Printed Circuit)是以柔性覆銅板為基材制成的一種電路板,作為信號(hào)傳輸?shù)拿浇閼?yīng)用于電子產(chǎn)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(diǎn)。FPC一般可分為單層 FPC、雙層 FPC、多層 FPC 和軟硬結(jié)合版。
圖 1:柔性電路板 FPC 的特點(diǎn)
表 1:汽車軟板 分類
隨著汽車電動(dòng)化、智能化發(fā)展,FPC在彎折性、減重、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步體現(xiàn),F(xiàn)PC 在車載領(lǐng)域的用量不斷提升,應(yīng)用涵蓋車燈、顯示模組、BMS/VCU/MCU 三大動(dòng)力控制系統(tǒng)、傳感器、高級(jí)輔助系統(tǒng)等相關(guān)場(chǎng)景。新能源汽車的大發(fā)展帶動(dòng)車載動(dòng)力電池用 FPC 需求大幅增長(zhǎng)。
圖 2:部分車載 FPC 場(chǎng)景
FPC在新能源汽車的應(yīng)用
采集線是新能源汽車BMS系統(tǒng)所需配備的重要部件,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控新能源動(dòng)力電池電芯的電壓和溫度;連接數(shù)據(jù)采集和傳輸并自帶過流保護(hù)功能;保護(hù)汽車動(dòng)力電池電芯,異常短路自動(dòng)斷開等功能。
此前新能源汽車動(dòng)力電池采集線采用傳統(tǒng)銅線線束方案,常規(guī)線束由銅線外部包圍塑料而成,連接電池包時(shí)每一根線束到達(dá)一個(gè)電極,當(dāng)動(dòng)力電池包電流信號(hào)很多時(shí),需要很多根線束配合,對(duì)空間的擠占大。Pack 裝配環(huán)節(jié),傳統(tǒng)線束依賴工人手工將端口固定在電池包上,自動(dòng)化程度低。
相較銅線線束,F(xiàn)PC 由于其高度集成、超薄厚度、超柔軟度等特點(diǎn),在安全性、輕量化、布局規(guī)整等方面具備突出優(yōu)勢(shì),此外 FPC 厚度薄,電池包結(jié)構(gòu)定制,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),F(xiàn)PC 替代銅線線束趨勢(shì)明確。
2017 年前后行業(yè)導(dǎo)入初期,由于產(chǎn)業(yè)小批量初期的高成本和汽車電子領(lǐng)域?qū)煽啃缘母咭螅瑒?dòng)力電池企業(yè)大多還處在觀望的態(tài)度。隨著 FPC 展現(xiàn)出的優(yōu)異性能以及規(guī)?;a(chǎn)帶來(lái)的快速降本,F(xiàn)PC 替代傳統(tǒng)線束的進(jìn)程明顯提速。高工鋰電 2018 年調(diào)研顯示,國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池第一梯隊(duì)的寧德時(shí)代和比亞迪已經(jīng)在 pack 環(huán)節(jié)批量化應(yīng)用 FPC。公開信息顯示特斯拉、國(guó)軒高科、中航鋰電、塔菲爾、欣旺達(dá)、孚能等企業(yè)也均開始應(yīng)用 FPC。目前 FPC 方案已經(jīng)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(chǎn)品由 FPC、塑膠結(jié)構(gòu)件、銅鋁排等組成,銅鋁排將多個(gè)電芯通過激光焊接進(jìn)行串并聯(lián),F(xiàn)PC 通過與銅鋁排、塑膠結(jié)構(gòu)件連接從而構(gòu)成電氣連接與信號(hào)檢測(cè)結(jié)構(gòu)部件。