PCB厂讲什么是电池包CCS集成母排？！

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人气：968发布日期：2024-01-03 14:24【大中小】

PCB厂了解到，电动车动力电池通常由若干个单体电芯串并联组装而成，来实现驱动电动车所需的高电压、大电量，电芯的连接是动力电池成组的关键技术。在传统的电池包中，通常使用busbar（母线）来完成电池组的串并联，同时为了实时采集电芯电压、电芯温度和 busbar 温度，需要在电芯或 busbar 表面布置温度传感器和电压采样线束，如像下图所示：

图 CATL在2019年CES展会期间展出的方形模组Busbar设计，来源：知化汽车

传统线束母排在连接电池包时每一根线束到达一个电极，需要多根线束配合动力电池包中的多个电流信号，挤占较大的电池包空间，且线束在pack装配时依赖人工固定端口，自动化程度低。因此，随着电池包集成技术的发展，以及自动化组装要求的提高，采用FPC柔性线路板替代电池传统线束的CCS集成母排被广泛使用。

图采用FPC柔性线路板替代电池传统线束的CCS集成母排，群友供图

一、什么是CCS集成母排

CCS（Cells Contact System，集成母排），主要由信号采集组件（FPC、PCB、FFC等）、塑胶结构件、铜铝排等组成，通过热压合或铆接等工艺连接成一个整体，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，通过FPC/PCB和连接器组件提供温度和电压给BMS系统，属于BMS系统的一部分。

图 CCS集成母排结构，图源网络

采用FPC等作为信号采集组件的CCS集成母排，具有结构轻薄、集成度高等优点，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。

图上海车展捷威动力“海绵系统”采用CCS集成母排

CCS集成母排采用FPC或PCB等来替代传统的线束连接。与传统线束母排相比，CCS集成母排具有以下优势：（万祥科技总结）

1.一体热压成型，线路密封性好，耐候性好耐潮湿，耐氧化，耐腐蚀等，性能优异，可靠度高；

2. 客户端安装简单，避免了线束过多连接的繁琐，可自动化作业程度高，节约客户装配人工成本；

3.集成度高，体积小，轻薄，节约整体模组空间，使整体模组轻量化，便捷化；

4.共用性强，可制造性强，易于模块化和标准化，节省开发成本；

5.线路有过流保护设计对电池电芯起到保护作用，安全性能高；

6.与电芯连接方式灵活，可多串多并，适用性广。

CCS集成母排生产工艺如下图所示：

图新能源汽车动力电池CCS贴片，图源广西安鑫新材料

图新能源汽车动力电池集成母排生产工艺流程图

生产工艺流程简述：

切膜：用切膜机对绝缘膜进行切割，制得产品所需要的尺寸，产生边角料S1，同时用切割机将硅胶板、特氟龙板切割成所需要的尺寸。

清膜：切割后的膜片从切膜机中取下来，用眼睛查看膜片是否均匀，清理出不合格膜片。

预装配：硅胶板、特氟龙、绝缘膜片切割完成后，按照要求将特氟龙板、硅胶板、绝缘膜片、电子材料、铝片、铜片等进行分层预组装。

压合：将预组装完成的半成品放入模具，用压机在电加热160ºC下热压，使得绝缘膜、硅胶板等材料紧密粘合。

半成品 CCD（外观和视觉检测设备）检测：主要是对半成品检测异物、划痕、压痕、极耳不良、污染、腐蚀、凹点、极耳烧伤、字符模糊等外观缺陷检测，属于物理检测。

焊接：主要是对金属件和注塑件的焊接，包括激光焊和超声波焊接等，其中金属件加工使用激光焊接，塑料件则采用超声波焊接。

拆卸/插温感：用紧固件铆钉与已焊接压合后的各种外购的铝件、铜件、塑料件、温感设备、进行紧固组装。

成品 CCD 检测：经过上述操作后检测异物、划痕、压痕、极耳不良、污染、腐蚀、凹点、极耳烧伤等外观缺陷检测；

清洁：采用棉布蘸酒精擦拭产品，进行清洁消毒，产生清洁废气G2。

成品检验：产品进行最后检测，均为物理检测。产生不合格品S4，产品经检验合格后包装入库。

二、新能源汽车销量攀升，带动FPC/CCS百亿市场

线路板厂了解到，在双碳目标下，全球新能源汽车产业加速发展，新能源汽车销量不断攀升，根据研究机构EVTank发布的数据显示，2022年全球新能源汽车销量达到1082.4万辆，同比增长61.6%。展望未来，EVTank预计全球新能源汽车的销量在2025年和2030年将分别达到2542.2万辆和5212.0万辆，新能源汽车的渗透率价格持续提升并在2030年超过50%。

我们根据这一新能源汽车销量预测数据，对 FPC/CCS 的市场空间进行测算：

新能源汽车电池模组平均数量：FPC 及 CCS 的单车用量与电池模组设计相关，主流车型以 7-12 个模组的用量居多，我们假设2022年新能源汽车电池模组平均数量约为 9 个，此后由于续航要求的提升，每年电池模组平均数量有所增长。

电池模组使用 FPC数量：根据联赢激光微信公众号数据，单个电池模组对应1个 CCS，1 个 CCS 一般配置 1-2 个 FPC，此处保守假设单个模组使用 1 个 FPC 进行测算。CCS 集合塑胶结构件、铜铝排等结构件，CCS 单车价值有望达到 FPC的 2-3 倍。

FPC 价格：根据奕东电子招股说明书内容，每平方米排版数量分为 15 个以下，15-50 个，50 个以上三类，而每平方米排版越多的 FPC 售价也越高。根据披露数据 2021 年 1-9 月，每平方米 15 个以下的 FPC 单位售价为 878.58 元/平方米，则单个 FPC 售价为 58.57 元以上，假设平均单个 FPC 价格为 60 元，此后每年有所下滑，2022年单个 FPC 价格以55元计算。

CCS 单车价值量：根据联赢激光微信公众号披露，CCS 单车价值量约为 1000-1500 元，保守假设 2022 年为 1100 元，此后随着汽车电池模组平均数量提升+单位售价下滑因素叠加呈现先增后减的态势。

电路板厂了解到，最终测算得到 2022年、2025 年FPC与 CCS 的合计市场空间为172.64 亿元和 394.04 亿元，复合增长率约31.7%。