新能源汽車電池包線路板之CCS集成母排大介紹
新能源汽車電池包線路板是新能源汽車動力電池系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。它連接電池單體,實現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測并與電池管理系統(tǒng)緊密協(xié)作,為溫度管理提供支持。既有剛性線路板的穩(wěn)定性,又有柔性線路板的適應(yīng)性,在設(shè)計制造上注重連接器選擇、導(dǎo)線選型、防護(hù)措施及固定方式。
同時,汽車動力電池通常由若干個單體電芯串并聯(lián)組裝而成,來實現(xiàn)驅(qū)動汽車所需的高電壓、大電量,電芯的連接是動力電池成組的關(guān)鍵技術(shù)。在傳統(tǒng)的電池包中,通常使用busbar(母線)來完成電池組的串并聯(lián),同時為了實時采集電芯電壓、電芯溫度和 busbar 溫度,需要在電芯或 busbar 表面布置溫度傳感器和電壓采樣線束。
傳統(tǒng)線束母排在連接電池包時每一根線束到達(dá)一個電極,需要多根線束配合動力電池包中的多個電流信號,擠占較大的電池包空間,且線束在pack裝配時依賴人工固定端口,自動化程度低。 因此,隨著電池包集成技術(shù)的發(fā)展,以及自動化組裝要求的提高,采用FPC柔性線路板替代電池傳統(tǒng)線束的CCS集成母排被廣泛使用。
CCS(Cells Contact System,集成母排),主要由信號采集組件(FPC、PCB、FFC等)、塑膠結(jié)構(gòu)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,實現(xiàn)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,通過FPC/PCB和連接器組件提供溫度和電壓給BMS系統(tǒng),屬于BMS系統(tǒng)的一部分。
FPC作為信號采集組件的CCS集成母排,具有結(jié)構(gòu)輕薄、集成度高等優(yōu)點,有利于提升電池包空間利用率及組裝效率,符合汽車輕量化、零部件系統(tǒng)集成化及大模組化趨勢。
CCS集成母排采用FPC或PCB等來替代傳統(tǒng)的線束連接。與傳統(tǒng)線束母排相比,CCS集成母排具有以下優(yōu)勢:
1.一體熱壓成型,線路密封性好,耐候性好耐潮濕,耐氧化,耐腐蝕等,性能優(yōu)異,可靠度高;
2. 客戶端安裝簡單,避免了線束過多連接的繁瑣,可自動化作業(yè)程度高,節(jié)約客戶裝配人工成本;
3.集成度高,體積小,輕薄,節(jié)約整體模組空間,使整體模組輕量化,便捷化;
4.共用性強(qiáng),可制造性強(qiáng),易于模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化,節(jié)省開發(fā)成本;
5.線路有過流保護(hù)設(shè)計對電池電芯起到保護(hù)作用,安全性能高;
6.與電芯連接方式靈活,可多串多并,適用性廣。
線路板CCS集成母排的生產(chǎn)工藝流程簡述:
切膜:用切膜機(jī)對絕緣膜進(jìn)行切割,制得產(chǎn)品所需要的尺寸,產(chǎn)生邊角料S1,同時用切割機(jī)將硅膠板、特氟龍板切割成所需要的尺寸。
清膜:切割后的膜片從切膜機(jī)中取下來,用眼睛查看膜片是否均勻,清理出不合格膜片。
預(yù)裝配:硅膠板、特氟龍、絕緣膜片切割完成后,按照要求將特氟龍板、硅膠板、絕緣膜片、電子材料、鋁片、銅片等進(jìn)行分層預(yù)組裝。
壓合:將預(yù)組裝完成的半成品放入模具,用壓機(jī)在電加熱160ºC下熱壓,使得絕緣膜、硅膠板等材料緊密粘合。
半成品 CCD(外觀和視覺檢測設(shè)備)檢測:主要是對半成品檢測異物、劃痕、壓痕、極耳不良、污染、腐蝕、凹點、極耳燒傷、字符模糊等外觀缺陷檢測,屬于物理檢測。
焊接:主要是對金屬件和注塑件的焊接,包括激光焊和超聲波焊接等,其中金屬件加工使用激光焊接,塑料件則采用超聲波焊接。
拆卸/插溫感:用緊固件鉚釘與已焊接壓合后的各種外購的鋁件、銅件、塑料件、溫感設(shè)備、進(jìn)行緊固組裝。
成品 CCD 檢測:經(jīng)過上述操作后檢測異物、劃痕、壓痕、極耳不良、污染、腐蝕、凹點、極耳燒傷等外觀缺陷檢測;
清潔:采用棉布蘸酒精擦拭產(chǎn)品,進(jìn)行清潔消毒,產(chǎn)生清潔廢氣G2。
成品檢驗:產(chǎn)品進(jìn)行最后檢測,均為物理檢測。產(chǎn)生不合格品S4,產(chǎn)品經(jīng)檢驗合格后包裝入庫。
未來,新能源汽車電池包線路板將朝著集成度更高、更輕量化以及采用高性能材料的方向發(fā)展,為新能源汽車的高效運(yùn)行和持續(xù)發(fā)展提供堅實保障。
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