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特普生:动力电池FPC用温度传感器

特普生科技 特普生科技 2022-11-02 12 129

概述

我们假设将单车FPC/CCS价值为400-600元/1000-1500元,积极的去预计2030年全球FPC/CCS市场空间会达到140-240亿元/350-600亿元。除此之外,在储能领域有望还能增厚33%的市场空间。

很明显,新能源汽车动力电池用柔性电路板(FPC,Flexible Printed Circuit)进入了爆发期。

动力电池FPC

■ 定义与特点

柔性电路板(FPC)是以柔性覆铜板为基材制成的一种电路板。作为信号传输的媒介,它广泛应用于电子产品的连接,具备配线组装密度高、弯折性好、工艺灵活、轻量化等优势。柔性电路板(FPC)一般划分为:单层、双层、多层以及软硬结合版。

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■ 分类与场景

随着汽车电动化、智能化发展,FPC 在弯折性、减重、自动化程度高等优势进一步体现,柔性电路板(FPC)在车载领域的覆盖率不断提高,广泛应用于传感器、BMS/VCU/MCU三大动力控制系统、车灯、显示模组、高级辅助系统等车载相关场景。

战新PCB产业研究所预计单车柔性电路板(FPC)用量会超过100片,尤其是在新能源汽车的飞速发展下,将带动车载动力电池用FPC需求大幅提高。

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动力电池FPC替代线束

动力电池FPC替代铜线线束趋势明确。 采集线,是新能源汽车BMS系统的重要部件,具有以下功能:

■ 监控新能源动力电池电芯的电压和温度;

■ 连接数据采集和传输,自带过流保护;

■ 保护汽车动力电池电芯,出现异常短路会自动断开。

传统铜线线束方案是新能源汽车动力电池采集线的常规线束方案——由铜线外部包围塑料而成,连接电池包时每根线束会到达一个电极,当动力电池包电流信号较多时,就需多根线束的配合,从而空间也随之拥挤。在Pack装配环节,传统的线束需要依赖人工手动将端口固定于电池包上,机械化、自动化程度低。

反之,FPC具有高度集成、超薄、超软等特点,能在安全性、轻量化、布局规整等方面展现出更大地优势,替代传统铜线线束趋势明确。此外,因为FPC厚度薄,在对电池包结构定制、装配时可以通过机械臂抓取直接放置电池包上,自动化程度高,可以实现规模化的生产。

动力电池FPC已在新能源车应用

2017年前后新能源车行业在国内的发展初期,由于产业小批量初期的高成本和汽车电子领域对可靠性的高要求,所以动力电池企业大部分都保持着观望的态度。但是,随着FPC展现出的优越性能和能够实现规模化生产带来的优势,FPC逐渐替代了传统线束。

通过2018年高工锂电调研显示,宁德时代和比亚迪已经在 pack 环节批量化应用FPC,而这两家企业也是国内动力电池的第一梯队。具公开信息显示,特斯拉、国轩高科、中航锂电、塔菲尔、欣旺达、孚能等企业也纷纷开始应用FPC。目前,FPC已成为绝大部分新能源汽车新车型的最主要选择,在新上市的新能源汽车中得到了广泛应用。

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动力电池FPC渗透仍在提升

据车主之家统计,2020年的新能源汽车销售中,2020年、2019年、2018年新上市的新能源车型占比分别为39%、27%、26%,部分还在使用线束等解决方案。在当前新能源汽车销售中,仍有一定比例存量车型销售。但是随着旧车型的退市以及新车型的上市,动力电池用 FPC 整体渗透率有着提升空间。

升级CCS单车价值提升

FPC 厂商进一步布局下游集成产品 CCS(Cells Contact System,集成母排,线束板集成件),明显提升单车价值,通过FPC向CCS的拓展将提升单车价值以及盈利空间。

CCS 产品由 FPC、塑胶结构件、铜铝排等组成,铜铝排将多个电芯通过激光焊接进行串并联,FPC通过与铜铝排、塑胶结构件连接从而构成电气连接与信号检测结构部件。

FPC及CCS单车用量与电池模组设计相关。新能源汽车动力电池一般都多个电池模组组成,单车电池模组数量根据设计差异较大。例如特斯拉,据锂电派数据显示,大部分Model S车型的电池包会分为16个小模组,而Model 3长续航版的电池包却只有4个模组。

目前的主流车型以7-12个模组的居多。每个电池模组配备一套CCS,每套CCS配备1-2条FPC,并且CCS还集合了塑胶结构件、铜铝排等结构,与FPC相比,CCS 的环节价值更高,就单车价值来看就已达到FPC的2-3倍。

动力电池FPC与温度传感器

作为温度传感器研究院,研究动力电池FPC有什么意义呢?除了务虚层面理解温度传感器在动力电池上游与下游的应用之外,还有几个务实的价值。

“我们做FPC、CCS的客户硅翔,就用我们的贴片式热敏电阻。我们的传感器就直接焊接在它们上面”。深圳温度传感器厂商特普生说,“它由上覆膜层、FPC、下覆膜层、镍片端子、连接器、补强片组成, 用于动力电池模组电芯的电压和温度采样,采集数据通过数据采集模块汇总、分析再传输给给电池管理系统主控制器模块,主控模块对数据进行分析和处理后,发出对应的程序控制和变更指令,做出均衡措施。适用于纯电动、混合动力乘用车、物流、客车、特种车等车型及48V动力系统。”

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△ 电池BMS温度传感器

“相对于其他动力电池FPC的温度传感器方案,它的特点也明显,譬如组装工时短、小型化、轻量化、薄形化,另外具有可挠性,弯折性好。”其次,研究动力电池FPC,也方便温度传感器公司与FPC公司相互推荐相同的客户资源,也方便相互开放客户群重叠的销售团队。

特普生主营温度传感器NTC热敏电阻传感器模块及一体化解决方案,特普生拥有发明专利5项,实用新型27项,保留不公开技术2项,是国内唯一拥有全尺寸全自动单端玻封机、单端热敏电阻测试机的具有芯片设计能力的源头实业,特普生温度传感器,特别好的温度传感器。

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