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CCS集成母排4種集成工藝簡介

發布時間：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，屬于BMS系統的一部分。

圖輕卡標準箱，攝自CIBF2023中創新航展臺

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、優化集成工藝等，發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

在行業發展初期，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、工藝成熟穩定等優點。

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，模具開發難度大、設備成本高等。因此，業內開發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。

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，專用設備投入少，生產效率高，靈活性高，具有一定的成本優勢。

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，符合行業輕量化、集成化以及大模組的發展趨勢，近年來得到較快發展。

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。