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、塑膠結構件、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，實現電芯高壓串并聯(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。
圖 輕卡標準箱，攝自CIBF2023中創(chuàng)新航展臺作為電池pack/模組內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，使用環(huán)境，以及對電池包內部空間、重量等的要求，都會對CCS集成母排的采樣組件、生產工藝、材質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。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，塑件需要通過內應力、雙85、高低溫沖擊等測試，具有機械強度牢固，結構強度好、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、設備成本高等。因此，業(yè)內開發(fā)出了拼接隔離板方案，運用數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。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，專用設備投入少，生產效率高，靈活性高，具有一定的成本優(yōu)勢。但是，吸塑產品比較薄，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，可以有效減小產品體積、重量以及減少配件數量，使CCS集成母排結構更加輕薄、規(guī)整，集成度高，密封絕緣可靠，可實現自動化裝配，有助于提升電池模組的空間利用率和生產效率，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。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、拼接方案結構相比，熱壓CCS更加輕薄，與吸塑方案相比，熱壓CCS產品完全集成化，穩(wěn)固性更高。不過，熱壓工藝也存在設備投入大，熱壓時間長，生產效率較低，總體成本較高等問題。圖 熱壓CCS，攝自CIBF2023 湖北永創(chuàng)鑫展臺
四、平板結構+鉚接
除了上述目前應用較多的集成方案外，行業(yè)內也推出了一些新的技術來進一步降低成本。例如，瑞浦蘭鈞在2022年9月申請的相關專利中提到的平板結構：CCS集成母排采用平面板體結構的絕緣支撐板，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成本。當然這種結構并不一定適合新能源汽車動力電池需要經受頻繁的顛簸和振動的使用環(huán)境，而是更適用于室內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，而采用平板結構/鉚接工藝的產品也有在此前的展會中展出過。總體來說，CCS集成母排的不同集成工藝各有優(yōu)勢，終端可以根據不同應用需求選擇適配的方案。
