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CCS集成母排4种集成工艺简介

CCS集成母排4种集成工艺简介 材荟智造
2024-02-22
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导读:CCS集成母排4种集成工艺简介

CCS集成母排主要由信号采集组件、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,应用于新能源汽车、储能电池模组内,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,并通过信息采样组件与连接器将温度和电压等信息传输至BMS系统,属于BMS系统的一部分。
图 轻卡标准箱,摄自CIBF2023中创新航展台
作为电池pack/模组内部重要的电连接组件,不同的电芯成组方式,电池包标定参数,使用环境,以及对电池包内部空间、重量等的要求,都会对CCS集成母排的采样组件、生产工艺、材质选择等有不同的要求。因此,为了满足应用端多样性的需求,CCS产品也在不断升级信号采集组件、优化集成工艺等,发展出了多种技术路线,包括线束、PCB、FPC、FFC、FDC等多种采样方案,以及注塑支架、拼接、PET热压膜、吸塑隔离板等多种集成方案。
今天,我们来看一下CCS的集成方案。

一、注塑支架+铆接工艺

在行业发展初期,CCS产品主要采用注塑支架的集成方案,通过热铆或者卡扣固定支架、信号采集组件及铜铝排等。
图 采用注塑支架+热铆工艺的线束CCS,摄自CIBF2023硅翔展台
注塑支架通常采用阻燃PC+ABS或PA66注塑而成,塑件需要通过内应力、双85、高低温冲击等测试,具有机械强度牢固,结构强度好、工艺成熟稳定等优点。
不过,由于注塑支架厚度较厚,且重量相对较重,会在一定程度上影响动力电池内部空间利用率及续航里程的提升。此外,注塑支架尺寸受注塑机吨位限制,大尺寸CCS注塑支架,成型难度大,模具开发难度大、设备成本高等。因此,业内开发出了拼接隔离板方案,运用数块拼接支撑板替代一体注塑支架,以减少注塑工艺的难度和设备投资。

二、吸塑隔离板+热铆工艺

CCS吸塑隔离板使用阻燃PC薄膜吸塑、裁切成型,通过热铆工艺与信号采集组件、铝巴连接整合成一个整体。
图  采用吸塑集成的FFC-CCS,图源中航光电
采用更为轻薄的吸塑隔离板替代注塑支架,可以有效降低重量,提高电池包空间利用率,且吸塑成型模具费用低,专用设备投入少,生产效率高,灵活性高,具有一定的成本优势。
但是,吸塑产品比较薄,承重能力相对较差,同时也可能存在涨缩、尺寸偏差大等问题。

三、热压绝缘膜集成

CCS集成母排热压工艺是使用 PET绝缘膜替代传统隔离板,经加热粘合将铝巴及信号采集组件等组件压合成一块薄片,可以有效减小产品体积、重量以及减少配件数量,使CCS集成母排结构更加轻薄、规整,集成度高,密封绝缘可靠,可实现自动化装配,有助于提升电池模组的空间利用率和生产效率,符合行业轻量化、集成化以及大模组的发展趋势,近年来得到较快发展。
图 CCS集成母排热压工艺流程,截取自西典新能招股书
与注塑、拼接方案结构相比,热压CCS更加轻薄,与吸塑方案相比,热压CCS产品完全集成化,稳固性更高。不过,热压工艺也存在设备投入大,热压时间长,生产效率较低,总体成本较高等问题。
图 热压CCS,摄自CIBF2023 湖北永创鑫展台

四、平板结构+铆接

除了上述目前应用较多的集成方案外,行业内也推出了一些新的技术来进一步降低成本。例如,瑞浦兰钧在2022年9月申请的相关专利中提到的平板结构:CCS集成母排采用平面板体结构的绝缘支撑板,利用铆钉连接方式,连接固定绝缘支撑板、信号采集组件、铝巴。相比注塑/吸塑/热压的集成方案,可以进一步降低集成母排的生产成本。
当然这种结构并不一定适合新能源汽车动力电池需要经受频繁的颠簸和振动的使用环境,而是更适用于室内储能这类不需移动的使用场景。
具体工艺细节可以查阅专利文本,而采用平板结构/铆接工艺的产品也有在此前的展会中展出过。
图 拍摄于CIBF2023瑞浦兰钧展台
总体来说,CCS集成母排的不同集成工艺各有优势,终端可以根据不同应用需求选择最适配的方案。

注:此文章仅供参考,如涉及作品版权问题,请与我们联系,我们将在第一时间协商版权问题或删除内容!

来源:锂电产业通

隆重推荐2024年3月20日-22日将在上海召开的2024(第三届)中国新能源汽车电池模组与PACK材料及工艺创新峰会” 。

2024年3月20

(下午)

大会签到&展示交流

2024年3月21日

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大会主论坛

1)领导致辞       2)主题发言&展示交流  

2024年3月21日

(下午)

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(上午)

分论坛一

中国新能源汽车动力电池热管理与热安全创新发展论坛

分论坛二

中国新能源汽车动力电池用胶粘剂创新发展论坛

分论坛三

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大会议题

主 题 内 容

大会主论坛

市场趋势分析,电池结构变革,超充与高电压,机遇与挑战?

  • 2024年新能源汽车及动力电池发展趋势分析

  • 不同等级的纯电动汽车,电池组集成和热优化的区别?

  • 新能源汽车电池产业链降本策略与方法

  • 动力电池全生命周期的多层级安全设计与防护技术

  • CTP/CTB/CTC高集成趋势下电池系统结构安全设计及寿命保证

  • 整车电动车转型对固态电池PACK设计的新要求

  • 大模组VS无模组方案的选择与对比

  • 大圆柱电池的现状及集成技术

  • 大圆柱电池CTC集成技术

  • 400V到800V系统设计及挑战

  • 极速充电技术

  • 基于换电模式下的电池包结构开发

大会分享嘉宾:

蔚来汽车,电池结构主任工程师

蜂巢能源,技术总监

国轩高科 ,研发中心副院长

三一电动 ,副总经理

伊维智库,总经理

更多发言嘉宾确认中……


分论坛一:

中国新能源汽车动力电池热管理与热安全创新发展论坛

电池热管理对整个电池系统来说至关重要,对更快的充电、更长的续航和防止热扩散具有重要意义,本次旨在探讨电池热管理的挑战和机遇,探索优化电池热性能的技术、策略和最佳实践的进展。

PACK级热管理与热安全创新设计和技术:
  • 电池热热管理设计及热失控浅析

  • 动力电池热失控及安全防护技术趋势

  • 动力电池PACK安全要求及结构发展趋势

  • 动力电池热高压绝缘安全设计

  • CTC、CTP趋势对热管理的热安全措施及要求

  • 无极耳电芯对于热管理热安全的优劣势

  • 800V高压快充系统的热管理需求及设计优化

  • 电池包浸没式液冷技术及新材料应用技术

  • 冷却更快、成本更低,动力电池冷却技术之冷媒直冷VS液冷

  • 直冷系统的开发及未来前景

  • 动力电池热失控安全预警及防护

  • 超级快充电池热管理设计与仿真

PACK级热管理与热安全材料:
  • 电池包隔热防火材料的选择与应用

  • 新能源电池热安全防护气凝胶隔热防火解决方案

  • 电池缓冲泡棉,保温材料,隔热材料和密封材料的选型及应用

  • 应用于创新动力电池设计的高性能发泡材料

  • 云母片在电池包中的应用及排气通道的设计

  • 动力电池绝缘、阻燃、保温功能涂料应用解决方案

  • 防火粉末涂料的技术应用研究

  • CTP电池包箱体和冷板间PET/PI/PC等绝缘膜的应用

  • 相变材料在汽车动力电池热管理中的应用新进展

模组级热管理与热安全材料:
  • 阻燃级硅胶/PP/PE等发泡泡棉在电芯间的应用

  • 电池模组的端板、侧板及汇流排集成绝缘解决方案

  • 电芯间气凝胶的应用

  • 陶瓷化硅泡棉应用解决方案趋势

  • 新能源电芯绝缘UV喷涂解决方案
    大会分享嘉宾:

北汽新能源,电池工程部/主任工程师

泛亚汽车技术中心,电池系统开发经理

东风汽车,博士/高级工程师

一汽集团,电池安全开发主任

远景动力,先进技术开发经理

威睿能源   产品总监  

东莞泰亚,技术总监 

江苏珈云,总经理 

极天羽技术,副总经理

梅隆比恩新材,总经理

清华大学车辆与运载学院,教授

更多发言嘉宾确认中……


分论坛二:

中国新能源汽车动力电池用胶粘剂创新发展论坛

热失控作为电动车安全问题核心考量因素,对车及电池内部的材料在机械安全性、热管理性能提出了更高要求,从而有望带动新能源车内导热、密封材料迎来二次爆发 。

PACK级胶粘剂的应用:
  • 电池包一体化设计带动导热结构胶需求提升,聚氨酯胶优势凸显
  • 新能源汽车动力电池用胶需求点及具体性能解析
  • 低模量、高强度的产品开发
  • 可拆解导热结构胶的开发
  • 弹性结构胶树脂的开发和应用

  • 面向动力电池挑战的新一代有机硅解决方案

  • 用于CTP和CTC设计的新型导热粘合剂

  • 电池包层级的胶带应用及解决方案

  • 电池箱体和上盖的密封防护

  • 箱盖与箱体的密封/水冷板的密封

  • 胶带密封解决方案

  • 有机硅在线发泡密封解决方案

  • 胶粘剂选型如何满足电池全生命周期可靠性

  • 涂胶面积的控制,如何保证电芯和水冷版之间的完全覆盖

  • 涂胶厚度的控制,限位结构设计与开发

模组级胶粘剂的应用:

  • 电芯间用隔热胶粘产品的研发进展及趋势

  • 有机硅灌封防护胶的最新解决方案

  • 聚氨酯灌封材料的开发

  • 聚氨酯/环氧/丙烯酸胶粘剂在电芯与电芯/端板/侧板/底框架的结构粘接解决方案

  • 导热灌封胶、发泡胶在新能源汽车动力电池中的应用

  • 压敏胶(PSA)在锂离子电池组装工艺中的应用

  • 高性能粘接材料在CCS上的应用

  • 新能源汽车动力电池FPC主要功能特点及用胶解析

电芯级胶粘剂的应用:

  • 具备耐高温,耐热, 耐锂离子电池电解液,耐溶剂,高电气绝缘性,粘着力适宜和贴服性以及再剥离不残胶等特性的极耳胶带的开发应用

  • 动力电池系统用粘结剂的最新研究进展

  • 锂电池用软包装现状及内外层用胶趋势

    大会分享嘉宾:

国轩高科,研究院/结构开发主管

欣旺达,材料开发资深工程师

一汽集团,研究院/高级主任

捷威动力,技术中心产品线总监

鹏辉能源,研究院副院长  

回天新材料,技术总监

德邦新材料,技术总监

洛德化学,高级技术经理

科莱恩,技术经理

更多发言嘉宾确认中……


分论坛三:

中国新能源汽车动力电池轻量化创新发展论坛

汽车的质量每减少10% ,电耗下降5. 5% ,续航能力增加 5. 5%,而电动汽车的核心部件则是电池包,占整车质量18%~30%,而箱体质量约占电池包总质量的10%~20%,因此减少动力电池包质量是增加电动汽车续航里程最主要也是最高效的措施。同时随着电池能量密度的提高,对电池箱轻量化的要求也越来越高。

电池壳体轻量化设计:
  • 如何优化电池包布置方式

  • 车身底部悬置式电池包的应用

  • 车身设计与电池包结构协同开发

  • 优化电池模组的路线及进展

  • 解读电池包的大模块设计,一体化设计,极限设计

  • 新能源汽车车身与电池一体化设计技术

  • 电池包内轻量化连接结构件的开发与应用

  • 一体压铸电池托盘的结构设计与工艺开发

电池壳体轻量化材料:
  • 具备电绝缘性、高散热性和化学稳定性等特点的材料选择

  • 金属和塑料的结合是实现电池包箱体轻量化的主要方式

  • SMC、PCM、HP-RTM等复合工艺在电池壳体上的应用案例分享

  • 支架、框架、端板等可选材料(阻燃PPO、PBT、PC/ABS合金及阻燃增强PA)对比解析

  • 动力电池PCM上箱体降本和提高阻燃性能的技术路线分析

  • 碳纤维复合材料轻量化CTC全流程产品解决方案

  • (HP-RTM)工艺的聚氨酯电池包上壳体解决方案

  • 超高强轻量化钢制电池包解决方案

  • 电池托盘用铝合金创新解决方案

  • 泡沫铝复合三明治材料在下壳体的应用

  • 新型轻量化散热铝材在电池包中的应用

  • 双层防护板和泡沫夹层板的电池包箱体具有良好的防撞效果

  • 电池包箱体的成型技术和连接技术解决方案

  大会分享嘉宾:

知名新能源主机厂研究院,底盘动力技术总监

上汽大众,教授级高级工程师

微宏动力,技术经理

上海轩邑,电池箱体总监

顺普汽车,产品研发部/产品专家

劳士领,Director Product Portfolio & Marketing Asia

吉林华阳,副总经理

东华大学,副教授

更多发言嘉宾确认中……
















部分已报名终端企业名单






会场平面图(展位先订先得)





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参会咨询:刘女士 189-1822-5209(同微信)
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Email:renezhou@caihuibiz.com

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