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。

什么是电池包CCS集成母排?
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。

什么是电池包CCS集成母排?
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

更多CCS集成母排相关信息,欢迎扫描下方二维码,加入产业交流群进行交流探讨

什么是电池包CCS集成母排?

长按识别二维码关注公众号,点击下方菜单栏左侧”微信群“,申请加入群聊

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。

什么是电池包CCS集成母排?
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。

什么是电池包CCS集成母排?

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:

什么是电池包CCS集成母排?

图 新能源汽车动力电池CCS贴片,图源广西安鑫新材料



什么是电池包CCS集成母排?
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


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。

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%。

表:FPC/CCS 市场规模测算

2022年

2025年

新能源汽车销量(万辆)

1082.4

2542.2

新能源汽车电池模组平均数量(个)

9

10

电池模组使用 FPC 数量(个)

1

1

FPC 价格(元/pcs

55

45

单车 FPC 价值量(元)

495

450

FPC 市场空间(亿元)

53.58

114.4

单车 CCS 价值量(元)

1100

1100

CCS 市场空间(亿元)

119.06

279.64

数据来源:联赢激光微信公众号,天风证券研究所,艾邦预测,仅供参考

三、CCS集成母排产业链相关企业


CCS集成母排产业链包括上游的模切材料、铜铝排、FPC/PCB等和设备厂商,下游的CCS集成母排生产商,以及应用端的动力电池厂商如宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、中航新创、捷威动力等,因CCS附加值比单纯的FPC更高,因此也有不少FPC/PCB厂商进一步布局下游集成产品CCS。

模切材料相关供应商有:
赛伍技术
深圳市腾鑫精密电子芯材科技有限公司
深圳市唯酷光电有限公司
苏州科谷纳新材料
东莞市安派电子有限公司
常州回天新材料有限公司
东莞新材材料有限公司
......

铜铝排相关供应商有:
达瑞新能源
深圳市长兴新能源科技有限公司
浙江莱镁益科技有限公司
苏州方林科技
深圳市腾鑫精密电子芯材科技有限公司
......

FPC/PCB相关供应商有:
东山精密
弘信电子
奕东电子
中京电子
得润电子股份有限公司
东莞市硅翔绝缘材料有限公司
......

CCS集成母排厂商:
苏州万祥科技股份有限公司、浙江赛英电力科技有限公司
安费诺(常州)连接系统有限公司
东莞市硅翔绝缘材料有限公司
苏州斯普兰蒂科技股份有限公司
安鑫新材料科技有限公司
深圳市驭能科技有限公司
湖北永创鑫电子有限公司
厦门弘信新能源科技股份有限公司
......

相关设备厂商:
联赢激光
精海激光
深微智控
深圳市鑫台铭智能装备股份有限公司
苏州久文新能源有限公司
广东首镭激光科技有限公司
深圳市华瀚激光科技有限公司
苏州迅镭激光科技有限公司
无锡恩索里克超声智能有限公司
......

注:本文综合网络信息整理,相关数据仅供参考

CCS集成母排产业链涉及FPC、铜铝排、模切材料、相关设备厂商、母排加工厂商、电池厂商等,为加强行业上下游的交流互动,艾邦建有CCS集成母排产业交流群,欢迎大家入群探讨!

什么是电池包CCS集成母排?

长按识别二维码关注公众号,点击下方菜单栏左侧”微信群“,申请加入群聊

活动推荐:2023年新能源气凝胶产业链高峰论坛


2023年新能源气凝胶产业链高峰论坛

5月24日

深圳·观澜格兰云天国际酒店

深圳市龙华区 观澜大道环观南路


会议议题(包括但不限于):

序号

议题

演讲单位

1

气凝胶绝热材料产业发展与电池隔热应用

江苏珈云新材

2

气凝胶绝热防护材料在动力电池领域的应用和发展

中化学华陆

3

气凝胶隔热材料生产用超临界萃取技术成套设备及其在新能源领域应用

贵州航天乌江

4

零VOC挥发,耐高温阻燃热熔膜在复合玻纤与气凝胶行业应用

苏州惠洋

5

乙醇超临界-玻纤表面毡气凝胶片材生产工艺开发进展情况

海纳晶能 

6

气凝胶真空热压机及自动化解决方案

鑫台铭

7

陶瓷纤维做为气凝胶基材的应用技术

拟邀中

8

动力电池热管理的趋势介绍

拟邀中

9

特种纤维材料在气凝胶复合材料的应用趋势

拟邀中

10

有机硅在气凝胶隔热组件的应用介绍

拟邀中

11

新能源汽车动力电池产品/储能解决方案

拟邀中

12

新能源电芯缓冲用硅橡胶框介绍

拟邀中

13

气凝胶隔热垫生产过程中关键设备及工艺介绍

拟邀中

14

气凝胶封装生产过程中品质把控

拟邀中

15

气凝胶封装降本增效解决方案

拟邀中

16

圆桌环节:1. 未来气凝胶材料的技术发展方向(新材料,新结构,设备)
 2. 电池厂对气凝胶使用的方向

行业知名企业领导、专家、现场演讲嘉宾、与会VIP嘉宾

如果您有创新演讲意向,请联系张小姐:13418617872


报名方式:

方式1:加微信并发送名片报名

黄小姐:15013454621

什么是电池包CCS集成母排?

方式2:扫码报名

什么是电池包CCS集成母排?

阅读原文,在线报名

 
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。

长按识别二维码关注公众号,点击下方菜单栏左侧“微信群”,申请加入群聊

作者 czy

zh_CNChinese